JP4431531B2 - 過給機の気流音低減装置 - Google Patents
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Description
本発明は、コンプレッサに生じる吸気脈動に起因する騒音を低減する過給機の気流音低減装置の改良に関するものである。
従来、この種の過給機の気流音低減装置として、特許文献１には、機械式過給機から発生する脈動音を低減するため、吸気通路のコンプレッサより下流側にレゾネータが設けられている。
特許文献２には、過給機から発生する脈動音を低減するため、インタークーラの入口タンク部にレゾネータが設けられている。
特許文献３には、過給機から発生する脈動音を低減するため、吸気通路のコンプレッサより上流側に吸気流を絞るエアファンネルが設けられている。
特許第３５２５４１９号
特開２０００−３１０１２４号公報
特開２００１−７３８９５号公報
ところで、車両等の限られたスペースに過給機を搭載する場合、湾曲した管状のインレットコネクタを設け、吸気がこのインレットコネクタを介してコンプレッサに導かれるようにしたものがある。
しかしながら、湾曲した管状のインレットコネクタを通過する吸気流が湾曲通路部の湾曲内側に位置する湾曲内側壁部から剥離するため、吸気の流速分布に大きな乱れが生じ、これに起因してコンプレッサに生じる圧力脈動が増大し、過給機の騒音が大きくなるという問題点があった。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、湾曲した管状のインレットコネクタを備える過給機の気流音低減装置を提供することを目的とする。
本発明は、湾曲した管状のインレットコネクタを備え、吸気がこのインレットコネクタを介してコンプレッサに吸入される過給機の気流音低減装置において、前記インレットコネクタの湾曲通路部を経て前記コンプレッサに流入する吸気の速度分布を均一化する整流手段を備え、前記コンプレッサに生じる圧力脈動を抑制するものにあって、前記整流手段として前記インレットコネクタの通路壁にて湾曲通路部の湾曲内側に位置する湾曲内側壁部から突出する突起を形成したことを特徴とする。
本発明によると、湾曲した管状のインレットコネクタを通過する吸気流が湾曲通路部の湾曲内側に位置する湾曲内側壁部から剥離しても、整流手段によりコンプレッサの翼車に流入する吸気の流速分布を均一化し、コンプレッサに生じる圧力脈動を抑制し、過給機の騒音を低減する。
本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に示すように、エンジンに過給機として備えられるターボチャジャ１は、タービン４とコンプレッサ３を有し、図示しないタービン４の翼車とコンプレッサ３の翼車が同軸上にて連結されている。排ガスのエネルギによってタービンの翼車が高速回転し、コンプレッサ３の翼車はその回転により回転軸方向から吸気を吸引し、圧縮した吸気をその回転半径方向に吐出する。
インレットコネクタ１０はターボチャジャ１のハウジング２に連結される。吸気は図示しないエアクリーナから取り込まれ、吸気ダクト、インレットコネクタ１０を介してターボチャジャ１のコンプレッサ３に吸入される。コンプレッサ３から吐出される吸気は図示しない吸気ダクト、インタクーラ、吸気ダクト、インテークマニホールド、エンジンのインテークポート等を介して気筒に吸入される。
図２の（ａ）に示すように、インレットコネクタ１０は湾曲した管状をしており、例えばアルミ材により形成される。インレットコネクタ１０によって画成される吸気通路２０は、上流通路部２２、湾曲通路部２３、下流通路部２４を有する。
インレットコネクタ１０は上流通路部２２を画成する円筒状の入口筒部１１を有し、この入口筒部１１に図示しない吸気ダクトが嵌合して接続される。この吸気ダクトを介して図示しないエアクリーナから取り込まれた吸気が図中矢印で示すようにインレットコネクタ１０に導かれる。
湾曲通路部２３はその流路中心線Ｏ２３が所定の曲率で円弧状に湾曲し、上流通路部２２の流路中心線Ｏ２２と下流通路部２４の流路中心線Ｏ２４が略直交している。
インレットコネクタ１０は下流通路部２４を画成する円筒状の出口筒部１２と、この出口筒部１２から拡がるフランジ部１３とを有し、このフランジ部１３が図示しないターボチャジャ１のハウジングに複数のボルトを介して締結される。
コンプレッサ３の翼車の回転中心軸は下流通路部２４の流路中心線Ｏ２４と同軸上に配置されており、インレットコネクタ１０の下流通路部２４から図中矢印で示すように流出する吸気はそのまま直進してコンプレッサ３の入口へと流入する。
そして本発明の要旨とするところであるが、インレットコネクタ１０の通路壁にて湾曲通路部２３の湾曲内側に位置する湾曲内側壁部１４から突出する突起１５を形成し、この突起１５が吸気流に生起する乱れによってコンプレッサ３に生じる圧力脈動を抑制し、ターボチャジャ１の騒音を低減する。
湾曲内側壁部１４はインレットコネクタ１０の通路壁において曲率が最も小さくなる部位である。
突起１５は湾曲内側壁部１４から湾曲通路部２３の中央部Ｃに向けて突出する。
図２の（ｂ）は図２の（ａ）の矢印Ａ方向から突起１５を見た図である。突起１５は扁平な山状をしている。
以上のように構成されて、次に作用及び効果について説明する。
ターボチャジャ１はコンプレッサ３の翼車が回転して吸気を圧縮する過程で圧力の脈動が生じ、この圧力脈動に起因した気流音がターボチャジャ１のハウジング、ダクト等から放射され、騒音が発生する。この騒音は翼車の羽根の枚数に比例した周波数の領域で増加する。翼車が５枚の羽根を有する場合、ターボチャジャ１の騒音は翼車の回転速度の１次成分の５倍の周波数となる。
インレットコネクタ１０に湾曲通路部２３を持つ場合、インレットコネクタ１０を通過する吸気流は、湾曲通路部２３の湾曲内側に位置する湾曲内側壁部１４から剥離すると、吸気の流速分布に大きな乱れが生じ、これに起因してコンプレッサ３に生じる圧力脈動が増大し、ターボチャジャ１の騒音が大きくなる。
本発明はこれに対処して、インレットコネクタ１０の湾曲通路部１４を経てコンプレッサ３に流入する吸気の速度分布を均一化する整流手段を備える。
本実施の形態では、整流手段としてインレットコネクタ１０の湾曲内側壁部１４から突出する突起１５によってコンプレッサ３の翼車に流入する吸気流の全域に乱れを生起する。これにより、コンプレッサ３の翼車に流入する吸気の流速分布を均一化し、コンプレッサ３に生じる圧力脈動を抑制し、ターボチャジャ１の騒音を低減する。
インレットコネクタ１０にて吸気が剥離する湾曲内側壁部１４から突起１５を突出させることにより、吸気流に付与する圧力損失が増大することを抑えられ、ターボチャジャ１の過給圧を低下させないで済む。
インレットコネクタ１０に突起１５が一体形成されることにより、部品点数が増えることなく、製品のコストアップを抑えられる。
なお、突起１５が形成される位置は、インレットコネクタ１０の形状等に応じて図２の（ａ）に示した位置より下流側に配置しても良い。
次に図３に示す他の実施形態を説明する。なお、前記実施形態と同一構成部には同一符号を付す。
本実施の形態では、整流手段としてインレットコネクタ１０の湾曲通路部２３より下流側に金網からなる整流メッシュ３０を備える。
インレットコネクタ１０のフランジ接合面１７に窪む環状凹部１８を形成する。円盤状の整流メッシュ３０の外周部をこの環状凹部１８に着座させ、ターボチャジャのハウジングとの間で挟持する。
この場合、インレットコネクタ１０を通過する吸気流は湾曲通路部２３の湾曲内側に位置する湾曲内側壁部１４から剥離するが、その下流側にて整流メッシュ３０が吸気流を整流することにより、コンプレッサの翼車に流入する吸気の流速分布を均一化し、コンプレッサに生じる圧力脈動を抑制し、ターボチャジャの騒音を低減する。
次に図４に示す他の実施形態を説明する。なお、前記実施形態と同一構成部には同一符号を付す。
本実施の形態では、整流手段としてインレットコネクタ１０の湾曲通路部２３に整流板４０を備える。この整流板４０は湾曲通路部２３の流路中心線に沿って湾曲する。
整流板４０は湾曲通路部２３を横断し、インレットコネクタ１０に一体形成される。
この場合、インレットコネクタ１０を通過する吸気流は、湾曲通路部２３にて整流板４０に沿って流れることにより、湾曲内側壁部１４から剥離することが抑えられ、コンプレッサの翼車に流入する吸気の流速分布を均一化し、コンプレッサに生じる圧力脈動を抑制し、ターボチャジャの騒音を低減する。
図５の（ａ），（ｂ）に湾曲した流路に整流板４０を設けた場合の流速分布を算出したシミュレーションの結果を示す。図６の（ａ），（ｂ）に湾曲した流路に整流板を設けない場合の流速分布を算出したシミュレーションの結果を示す。これらから整流板４０を設けることによって吸気流の剥離が抑えられ、流速分布を均一化がはかられることがわかる。
インレットコネクタ１０に整流板４０が一体形成されることにより、部品点数が増えることなく、製品のコストアップを抑えられる。
本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
本発明の過給機の気流音低減装置は、ターボチャジャに限らずエンジンの動力によって駆動される機械式過給機等にも利用できる。
１ ターボチャジャ
２ コンプレッサ
１０ インレットコネクタ
１４ 湾曲内側壁部
１５ 突起
２３ 湾曲通路部
３０ 整流メッシュ
４０ 整流板
２ コンプレッサ
１０ インレットコネクタ
１４ 湾曲内側壁部
１５ 突起
２３ 湾曲通路部
３０ 整流メッシュ
４０ 整流板
Claims (1)
- 湾曲した管状のインレットコネクタを備え、吸気がこのインレットコネクタを介してコンプレッサに吸入される過給機の気流音低減装置において、前記インレットコネクタの湾曲通路部を経て前記コンプレッサに流入する吸気の速度分布を均一化する整流手段を備え、前記コンプレッサに生じる圧力脈動を抑制するものにあって、前記整流手段として前記インレットコネクタの通路壁にて湾曲通路部の湾曲内側に位置する湾曲内側壁部から突出する突起を形成したことを特徴とする過給機の気流音低減装置。
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