JPH02238122A - 内燃機関の外気導管用共振装置 - Google Patents

内燃機関の外気導管用共振装置

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JPH02238122A
JPH02238122A JP1265297A JP26529789A JPH02238122A JP H02238122 A JPH02238122 A JP H02238122A JP 1265297 A JP1265297 A JP 1265297A JP 26529789 A JP26529789 A JP 26529789A JP H02238122 A JPH02238122 A JP H02238122A
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resonance
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tube
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Gyula Cser
ジュラ　チェル
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Autoipari Kutato Intezet
Autoipari Kutato es Fejleszto Vallalat
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Autoipari Kutato Intezet
Autoipari Kutato es Fejleszto Vallalat
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Publication date
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Characterised By The Charging Evacuation (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関の外気導管用の多様な幾何形体を備
えた共振装置に関する。これによって共れる。
〔従来の技術〕
内燃機関の外気導管は、共振装置として頻繁に作られて
いる。この共振装置によって、特に機関の低い毎分回転
数で、機関のシリンダの充填率が増大する。同様の解決
法は、西独特許第１９３５１５５号及び第２４４５７３
２号に開示される。
さらに、共振槽と少なくとも一個の共振管とから成る共
振装置を用いた解決法が知られている。
ここで共振管は、外気導管の主要要素のみを形成し、か
つシリンダの充填を増大させる他の要素をもって完全な
ものとなる。この解決法の一例が西独特許第３５４４１
２２号を示すように、前記の要素は、結果的に吸気管を
充填する吸気管であると言える。
共振装置の適用法はさらに公知であり、そこでは、外気
導管内に組み込みの全ての共振装置が、機関のシリンダ
の吸気口に連絡してはおらず、しかしいわゆる盲共振装
置として作用し、それがシリンダの充填を改善する．（
西独特許第２９４９７９０号（ＦＯ２Ｂ２７／００　）
参照） 組立部品の特性には関係なく、共振装置の共有れば効率
が低下するということにある。わずかにる傾向のあるこ
とがかなり明白である。
共振装置内での外気流量の振動固有周波数が、中間物の
音速に加えて、共振容積（ＶＲ）　、共振管の長さ（Ｌ
）、及び共振管の横断面（ｆ）を備えた共振装置の幾何
的寸法によって定義できることを考慮して、これらの寸
法を適切に選択することで所望の毎分共振回転数が得ら
れる。
共振容積の特性は、西独特許第３２３２３６６号開示さ
れる。その明細書によると、共振容積は、共振槽の容積
、共振槽とシリンダの．吸気口とを相互連結する吸気管
の容積、及び外気の一振動周期の間共振槽と通じている
シリンダの平均容積を具備する。
さらに解決法が公知であるが、ここでは便宜的に選択さ
れた調節機が、共振槽の容積を、そしてそれにより必要
に応じて共振容積を連続して変化させている。
他の事例、例えば日本国実用新案第５９２２２４９号の
明細書によるように、共振管の長さは共振周波数を変え
るために常に変化させられたものである。
さらにまた解決法が公知であり、ここでは共振槽が二個
の共振管に連結しており、その内一本の管が閉鎖装置を
使って開閉される。この類型は西独特許第３５４４１２
２号で明確に述べられる。こρ解決法によって、共振管
の横断面及び効果的な管長さの同時変更が可能になる。
〔発明が解決しようとする課題］ これら全ての公知の解決法における共通の欠点は、共振
装置の幾何学的寸法がこのように、装置内の外気流量の
固有振動数をもっぱら変化させるに十分な広さへと変え
られることにある。これらの解決法は、音波振動装置に
おいて十分な効果を生じる。この振動装置では振動過程
はわずかなガス流速において生じる。しかしながらこれ
らの解決法は、内燃機関の共振装置では効果的に使用さ
れない。ここでは充填の改善を達成するためこれらの装
置を圧力振動をもっていっせいに使用する際、かなりな
速度のガス流量が観察される。したがって、振動の固有
周波数の適切な選択は、必要であるが十分ではない作用
状態を表す。
本発明の目的は、共振装置の幾何形体を、必要に応じて
固有周波数が変わるだけでなく共振装置の付加的最上機
能が変更固有周波数の振動をもってさえも保証されるよ
うな範囲に変えることにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は以下の範囲での認識に基づく。すなわち、内燃
機関内に充填改善のために組み込まれた二個の平行連結
した共振管を使用する際、共振装置の共振周波数に影響
を及ぼす三つの幾何学的特性（すなわち共振容積、共振
管の長さ及び横断面て変えることができるということで
ある．（共振容積は共振槽容積を含むだけでなく、全て
の結合容積の合計を含み、そこでは圧力変化が位相転換
及び位相遅滞なしに本質的に同時に起こる。）したがっ
て本発明は、往復内燃機関の外気導管に多様な幾何形体
を備える共振装置に関する．この往復内燃焼機関は、機
関シリンダの吸気口に連絡する流出口を設けた共振槽を
備え、この槽に一個以上の共振管が注いでおり、またこ
の槽から外振管は、特に異なる長さの管の中で最も短か
い管が閉じられる場合にはその管特性を失い、そしてそ
のため容積Ｍ特性が取り上げられる。そのため共振管の
容積は、共振容積を計算する際に共振特性の容積に加算
するべきである。
開閉動作によって共振容積は変化し、そのため外気がそ
こを通って機関内に流入する共振管の通気断面が変化し
、共振管が異なる長さの場合には、共振管の有効長もま
た変化する。開閉動作によってまず第一に共振周波数が
変化していることは言うまでもない。
≠要素は、共振管の横断面を閉鎖することによっ→要素
は、共振槽に注ぐ共振管の一個の端部の反対側の管先端
に配置される。この実施態様で、共ていずれの選定固有
周波数においても、充填改善に十分な気流速度が、気流
の通過を可能にする開口共振管内で生じる。それに応じ
て共振容積の大きさは、したがっていずれの共振毎分回
転数に対しても、空気振動装置によって決定されている
有益な容積比がすなわち空気「バネ」としての共振容積
と空気媒体から成る「集合体」としての共振の閉鎖位置
において、共振槽の容積の一部は分離され、そこに共振
管の一本が注いでいる。
素の閉鎖位置において、平衡槽の容積の一部は分離され
、そこに共振管の一本が注いでいる。（平衡槽は、共振
槽に連結する管の端部の反対側の管端に連結している。
平衡槽は外気の流入口を備える。） 〔作　用〕 達成される。
そのような方法で、いずれの共振毎分回転数においても
、効率的機能をもたらすような要求に応じることが果た
される。すなわち、十分な高さの気体速度が既定の運動
エネルギーを産出する共振管内に広がり、同時に協同作
用する共振容積もまた変化する。これは、共振のいずれ
の毎分回転数においても、装置はシリンダの充填改善の
ため最適に遂行されることを意味する。一方公知の解決
法は、ただ一個の共振周波数のみに最適に配置される。
この共振周波数は一範囲内で変移し、そして適切な状態
の不足で最適な機能は省略されなければならない。
本発明に係る解決法の場合、共振槽に連絡する作動させ
ることによって、すなわち横断面を開閉することによっ
て、共振管の有効長さ及び容積、そして共振容積がいっ
せいに変化するようにして達成される。
実際的にこれの意味するところは、幾何学的寸法／状態
を変えることによって適合される全ての単一選択固有周
波数（共振毎分回転数）のために、あらゆる他の状態を
規定でき、そのため外気速度が、共振装置の最適効率を
保証するような拡大した共振固有周波数、容積比等にお
いて与えられることである． 〔実施例〕 三気筒ないし四気筒の四行程機関に対する好適な実施Ｂ
様により、添付図面を参照して、本発明を以下に詳細に
説明する。
ピスＮ　．　７　，　８　．　９が適合している。点火
順序は通常通りである。すなわち、図から明らかになる
ように、シリンダ１，３，４．２が点火に追従する。点
火空間は１８０゜に等しく、吸気行程の間に吸気弁の開
口部は互いに意味を持つ程には同時作動しない。第一図
では排気弁は図示しない．吸気弁１０は吸気口１１を閉
じる。吸気口１１は吸気経路１２に接続し、かつ共振槽
１４の流出断面に相互連結する。吸気経路ｌ２は、それ
ぞれ独立して共振槽１４に連絡している。平行に接続さ
れた二個の共振管１５は、その先端１６で共振槽１４内
へと流入断面１７に注ぐ。二個の共振管工５の長さは等
しく、他端部ｌ８の流入断面１９は共振槽１４の流入断
面１７の面積に等しい。
外気導管２６の機構において、共振装置を形成する外気
の「集合」搬送体としての容積２０は、共振装置の「ば
ね」を形成し共振槽１４の容積から成る共振容積２４と
、吸気経路１２の容積２２と、シリンダ１〜４の容積２
３とに応じて、振動期間の間共振槽１４に通じている平
均容積として形成される。この空気共振装置は、二個の
平行接続共振管１５の長さと、通過流量の共通断面（流
入断面１９の２倍）と、共通容積２０と、共振容積２４
とによって定義されている共振周波数を備える。この共
振周波数は、機関の普通の毎分回転数に同調し、シリン
ダ充填を改善する。
第一の共振管１５は、常に一定の流入断面１９を持ち、
この断面が通過流量の断面を表す。そして第素が蝶形弁
２５の形で配置される。
作動手段（図示せず）によって、蝶形弁２５は装置を調
節／制御する前記ロック要素及び機関５に接続される．
本質的に、蝶形弁は二つの位置、すなわち完全に開いた
位置と完全に閉じた位置を取り得る．実際は、中間位置
もまた存在し、機関の出力／毎分回転数の均衡が調停を
要する場合に適用される。
蝶形弁２５の閉鎖位置及び開放位置において、外気導管
装置２６の幾何形体容積は異なる．すなわち容積は蝶形
弁２５によって変化する。
蝶形弁２５の閉鎖位置では、第二の共振管１５を通る流
量は存在せず、もっぱら共振管１５においては第一の管
だけに自由流入断面１９が存在する。したがって、空気
共振装置の振動「集合体」は、空気量が共振管１５の容
積２０を充たすことによって形成され、そして共振容積
２４の大きさは第二の共振管１５の容積２０に接続する
容積要素をもって完成されるに応じてさらに変化する。
すなわち、空間の空気充填は「ばね」として作動し、反
動効果は柔軟になる。
吸気経路１２の容積２２と同様に、閉鎖した共振管１５
の容積２０は共振容積の一部を形成する。すなわちこれ
らが全て槽の特性を備えることを考慮すれば、槽内の空
気圧変化が遅滞なく生じ、単要素内一によって振動を起
こすに十分であり、空気弾性ばねは共振容積２４に包囲
されている。この第二の１５の一つを閉じており、共振
管１５の容積２ｏは共振槽１４に連結され、そのため共
振装置は二つの共振周波数を持つ。しかし、機能的には
共振装置を分離することはできず、構造的に、機関５を
吸気経路１２と共に組立てることが可能になる。一方、
外気導管２６を備えた装置は、共振槽ｌ４、共振管ｌ５
、及び蝶形弁２５から成る独立装置を形成する。
以下に述べる実施例から、外気の供給を確実にするため
に、構成要素を共振管１５の先端１８に連結できること
が明らかになる。
機関５は、外気を配送する導管２７に連結しているが、
これは第１図に示されるような第一実施態様のものと同
じである．外気伝導装置２７は二個の平行接続共振管１
５を備え、これらは吸気経路１２に要素）によって二個
の空間部分、すなわち主容積３１と補助容積３２とに分
割される。吸気経路１２は全て主容積３１に注ぎ、そし
て横断面ｌ７を持つ第二共振管１５の端部１６は補助容
積３２に注ぎ込む。二個の共振管１５の長さは等しく、
これらの横断面積１７も調節／制御装置に接続される。
本質的に、蝶形弁３０は二つの位置、すなわち完全に開
いた位置と完全に閉じた位置とを占める。
る。
蝶形弁３０の閉鎖位置では、補助容積３２に注ぐ第二共
振管１５を通る流入は存在しない。もっぱら第一共振管
１５において、流入断面１９に応じ通過流量に自由が与
えられる。したがって、空気共振装置の振動「集合体」
は、一個の単共振管１５の容積２０を空気が満たすこと
によって形成される。共振容積３３の大きさもまた、容
積要素、すなわち一個の共振管１５が注ぐ空間部分が補
助容器３２を分離することによって減少するのに応じて
変化している。
このようにして、空気「ばね」はより硬くなる。
この実施態様は、二個の共振管１５の横断面１９が異な
り、そして第一共振管１５において、より大きな容積の
ためにより大きな空気量が存在し、それがより小さい断
面１９を持つ第二共振管内の空気より大きな「集合体」
を表すような場合に、最も有利であると考えられる。
蝶形弁３０の開放位置では、気流は両方の共振管１５内
で自由に流れることができ、したがって空気共振装置の
振動「集合体」は共振管１５の容積２ｏを満たす合併空
気量によって形成され、一方共振装置の「ばね」は共振
容積３３によって形成される．この共振容積３３は、共
振槽２８の全容積２９、吸気経路ｌ２の容積、及び振動
期間の間共振層に連絡しているシリンダ１〜４の平均容
積を具備する。
共振槽２８の容積２９は、二個の共振毎分振動数に接近
しようとする場合には、蝶形弁３０を開閉することによ
って減らすことが好都合である．．外気導管３４の装置
に連結される機関５は、第１図に示されるような第一実
施例による機関と同一である。外気配送導管３４には、
二個の平行接続共振管１５、吸気経路が接続される共振
槽２８、及び緩衝槽３５が設けられ、緩衝槽３５の開口
部３６　．　３７は、共振管１５の先端１８の流入横断
面１９に適合する。緩の部分、すなわち妨害のない通過
流量を持つ空間は、妨害のない通過流量を持つ空間４１
に接続され、またこの空間から分離される。
本質的に、蝶形弁４０は二つの位置、すなわち完全開放
位置と完全閉鎖位置とを占める。そして中蝶形弁４０の
開放位置では、空気の流れは両方の共振管１５内を自由
に流れることができる。したがって空気共振装置の振動
「集合体」は、双方の共振管の容積２０を満たす統合空
気量によって形成される．一方共振装置の「ばね」は、
共振容積４３によって形成される。共振容積４３は、共
振槽１４に振動期間中連結している平均容積から形成さ
れ、かつ共振槽１４の容積２１、吸気経路１２の容積２
２、及びシリンダ１〜４の容積２３から成る．空気共振
装置は、平行接続した二つの共振管１５の長さ、通過流
量の統合横断面、統合容積２０、及び共振容積４３にわ
される。
蝶形弁４０の閉鎖位置では、空間４２に接続する第二共
振管１５を自由に通る通過流量は存在せず、第一共振管
のみに自由な流入断面１９が存在する。すなわちそこで
のみ空気の自由な流れが許される。
そのようにして空気共振装置の振動「集合体」は、共振
管１５の容積２０内に存在する空気によって形成され、
共振容積４３の大きさがそこに適合され、そして第二共
振管１５の容積２０と部分空間としての接続空間４２の
容積との二個の接続容積禰弄要素が追加される．そのよ
うにして、空気「ばね」はより柔軟である．結果的に、
共振周波数及び機関の毎分回転数は、これらをもってシ
リンダの充填が空ここに説明した実施態様の場合には、
緩衝槽３５は空気共振装置の構成部材として機能的役割
を果たしはしない。緩衝槽３５は機関５の装置（図示せ
ず）の一構成部材であり、エアフィルタが設けられ外気
を供給する．その役割は、共振管１５の流入断面１９に
おいて一様な圧力を持つ空間を産出することにある。他
の方法で外気の導入を助ける緩衝槽３５の開口部３８は
、例えば排気タービンの過給圧力配送導管（図示せず）
に接続される。
そして機関は三気筒四行程機関である。
ピストン６，７．８は、三気筒機関４４のシリンダ１．
２．３内に適合される。点火順序は通常通りであり図の
符号に従ってシリンダ１．３．２が点火される。
点火空間は２４０゜になり、吸気行程の間に、吸気弁１
０の開口部は互いにかち合うことがない。第４図は排気
弁は図示しない。
吸気弁１０は、吸気口１１をふさぐ．吸気口１１は吸気
経路１２に連絡し、かつ吸気口１１と外気供給装置４５
の共振槽４６の流出断面１３とを相互連結する．二個の
平行連結共振管が共振槽４６内に注ぎ込んでいる。すな
わち、共振管１５の端部１６は共振槽４６の流入断面に
、また短い方の共振管４７の端部４８は、共振槽４６の
半球部５０に配置された流入断面４９に注ぎ込む。
共振管１５の他端部１８は、妨害のない通過流量をもつ
空間４１の流出口に連絡し、一方容積５３をもつ共振管
４７の先端５２は、緩衝槽３５の接続空間４２の流出口
５１に接続する。妨害のない通過流量をもつ緩衝槽３５
の空間４１と接続空間４２とは、蝶形弁４０によって相
互に分離される。共振管４７は共振管１５より短かく、
開口部５１に等しい横断面積は、共振管ｌ５の横断面積
より小さい．したがって、容積５３は共襲管１５の容積
２０よりも小さい． 本発明に係る第四実施態様は（第４図参照）、第三実施
態様に対応するが、この解決法は、共振毎分回転数の比
率を選定するために構造上の解決法をもたらす。
多気筒原動機が、四個ないし三個のシリンダ群を備えて
形成できる。一つのシリンダ群には独自の外気導管が設
けられる。二個以上のシリンダを備えたシリンダ群の共
振槽の共振管は、共通の緩衝槽に接続される。そこでは
共振装置が共振作用を果たす。共振管群に接続される緩
衝槽の容積部分が、便宜上弁を使って実現されるのだが
、互いに十分に分離されるような場合には、弁を開放す
ることによってそれぞれの共振槽の共振管に属する空間
が緩衝槽内で相互に開放され、もって共振毎分回転数の
範囲と異なる範囲を得る。
共振槽内に備える第二実施態様を図示し、第３図様を図
示する。
１，２，３．４・・・シリ ６，７，８．９・・・ピス ５・・・内燃機関、 １１・・・吸気口、 １４　．　２８　．　４６・・・共振槽、２５　，　３
０　．　４０・・・蝶形弁、３８・・・外気流入口。
ンダ、 トン、 ＩＯ・・・吸気弁、 １２・・・吸気経路、 １５・・・共振管、 ３５・・・緩衝槽、

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、内燃機関シリンダの吸気口に連絡する流出口が設け
    られた共振槽を備え、かつ一個以上の共振管が該共振槽
    に注いでおり、そしてそれらの共振管のうちの一個以上
    が、管理されかつ平行に接続されて外気の自由通気断面
    を形成している、往復内燃機関の外気導管における多様
    な幾何形体を持つ共振装置において、共振管（１５）の
    横断面（１７）を同時にふさいだ状態で、閉鎖要素（２
    ５）が共振槽（１４）に接続され、又は該槽から分離さ
    れ、以って容積要素（２０）が共振装置の共振周波数を
    変化させることを特徴とする共振装置。 ２、閉鎖要素（２５）は、共振槽（１４）に連絡する共
    振管（１５）の管先端（１６）の反対側にある管先端（
    １８）に配置されることを特徴とする請求項１記載の共
    振装置。 ３、閉鎖要素（３０）は共振槽（２８）内に配置され、
    そして該閉鎖要素がその閉鎖状態において共振槽（２８
    ）の一部分（３２）を分離し、該部分に共振管（１５）
    の一個が注いでいることを特徴とする請求項１記載の共
    振装置。 ４、共振槽（１４）に連絡する共振管（１５）の管先端
    （１６）の反対側の管先端（１８）は、外気の進入口（
    ３８）を持つ共通の槽（３５）に接続され、該槽内に配
    置された閉鎖要素（４０）の閉鎖位置において共通の槽
    （３５）の一部分（４２）が分離されその中に共振管（
    １５）の一個の一管先端（１８）が注いでいることを特
    徴とする請求項１記載の共振装置。
JP1265297A 1988-10-18 1989-10-13 内燃機関の外気導管用共振装置 Pending JPH02238122A (ja)

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