JPH0568606B2 - - Google Patents

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吸気消音装置に係り、特
に、エアクリーナの空気出口と燃焼室の吸気入口
とを接続する吸気管の途中に設けられる前記吸気
消音装置に関するものである。

（従来の技術） デイーゼルエンジンの如き往復動式内燃機関の
吸気系にあつては、燃焼室への空気吸込みが間欠
的に行われることから、給気の脈動発生を防ぐこ
とが出力を向上させる上で重要なポイントとなつ
ている。

特に、単気筒内燃機関の場合は、脈動圧の変化
による吸気騒音が大きく、300〜500Hzの比較的低
周波域において不快音（所謂、ポコポコ音）がエ
アクリーナの空気取入口から放出される問題があ
つた。

そのため、従来の内燃機関においては、第７図
に示す如くエアクリーナ１の空気出口２とエンジ
ン３の燃焼室４の吸気入口５とを連絡する吸気通
路６の途中に、該吸気通路６より横断面積の大な
る容積室７を形成し、該容積室７を膨張室として
作用させることにより吸気通路６の負圧を減衰さ
せるようにした吸気消音装置が付設されている。
（例えばば、実開昭61−147334号公報など参照） （発明が解決しようとする問題点） ところが、かかる従来の吸気消音装置では、前
記吸気通路６のエアクリーナ側端部開口６ａが前
記容積室７の下部壁８の高さ位置において容積室
７に開口しており、該容積室７内での共鳴による
脈動減衰効果が全く期待出来ないため、低周波域
における騒音低減効果が充分に得られず、吸気消
音性能に限界を生じていた。

本発明はかかる従来の内燃機関が有していた吸
気騒音発生の問題に着目してなされたもので、空
気通路の途中に設けた容積室の空気出口位置を変
えることにより、該容積室内での脈動圧減衰効果
を高め、もつて前記吸気騒音の大巾低減を達成せ
んとするものである。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するための本発明の構成を実
施例に対応する第１図および第２図について説明
する。

本発明の吸気消音装置は、エアクリーナ２０の
空気出口２１と燃焼室１４の吸気入口１５とを所
要長さの吸気管１６を介して接続してなる内燃機
関において、前記吸気管１６内の空気通路１７途
中に該空気通路１７より横断面積大なる容積室１
８を形成すると共に、該容積室１８の燃焼室側空
気出口２９を容積室１８の稍々内方寄りの位置に
て開口せしめた構成に特徴を有している。即ち、
前記容積室１９は、この燃焼室側空気出口２９を
内方寄りに位置させることにより、空気出口２９
と該空気出口２９周囲の容積室１８の内壁面との
間に所要高さの段差を有している。

（作用） 上記構成からなる本発明の吸気消音装置は、燃
焼室１４の吸気入口１５側に設けた吸気弁の開閉
により発生した脈動波が空気通路１７を逆進して
容積室１８内に侵入したとき、脈動波は該容積室
１８での半径方向の膨張により一部が減衰すると
共に、容積室１８の内壁面に衝突して反射した
際、前記燃焼室側空気出口２９から直接容積室１
８内に入る脈動波と、該燃焼室側空気出口２９周
囲の容積室１８の内壁面に衝突して反射した脈動
波とが逆位相になり、これらが互いに干渉し合つ
て脈動圧を減衰させるため、吸気騒音が大巾に低
下することになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて
詳細に説明する。

第１図は本発明に係る吸気消音装置を備えた単
気筒横形デイーゼル内燃機関の概要図、第２図は
同内燃機関の吸気管の一例を示す断面図である。

これらの図において、１１は内燃機関の本体内
部に横向きに配置されたシリンダライナ、１２は
該シリンダライナ１１内に往復摺動自在に挿設さ
れたピストン、１３は該ピストン１２の頂面に形
成される燃焼室１４を覆つて機関本体に取付けら
れたシリンダヘツド、１５は該シリンダヘツド１
３の側面に設けた吸気入口であつて、該吸気入口
１５は前記シリンダヘツド１３の内部に貫設され
た図示なき吸気ポートを介して前記燃焼室１４に
連通している。

１６は前記シリンダヘツド１３側面の吸気入口
１５に下端を接続してなるアルミ鋳物製の吸気管
であつて、該吸気管１６は、その上部側におい
て、内部の空気通路１７より横断面積の大なる容
積室１８を有していると共に、上端外周の段部１
９にエアクリーナ２０の空気出口２１が嵌着され
ている。

上記吸気管１６としては、通常、第２図に示す
如く前記シリンダヘツド１３の側面に固定される
フランジ２２を一体に備えた３次元曲管状の下部
管体１６Ａと、前記容積室１８を囲繞する円筒壁
２３の上下に上部壁２４および下部壁２５を形成
した短円筒形室体の前記上部壁２４中央にエアク
リーナ２０取付用の短管２６を突設した上部管体
１６Ｂとに分割形成し、前記下部管体１６Ａの上
端２７を前記上部管体１６Ｂの下部壁２５中央に
設けた結合孔２８に所要長さ挿入し、これらの接
合部をアルゴン溶接等により全周溶接して一体化
したものが用いられる。従つて、前記下部管体１
６Ａ上端における空気通路１７の開口、即ち、容
積室１８の燃焼室側空気出口２９は、前記下部壁
２５の内面から高さｈだけ内方に突出した状態で
容積室１８に開口している。

なお、前記吸気管１６の空気通路１７の内径d₁
と、前記容積室１８の内径d₂との比率は、通常、
１：２乃至１：３程度とするのが装置の大型化を
抑制する上で好ましい。勿論、この場合の面積比
は、１対４乃至１対９前後となる。

一方、前記容積室１８への下部管体１６Ａの上
端２７突出高さｈは、脈動波の波長および容積室
１８の高さＨ等を勘案して決定されるが、例え
ば、容積室１８の高さＨが40mm、空気通路１７の
内径d₁が29mm、容積室１８の内径d₂が70mmのと
き、前記高さｈを８〜30mmに設定するのが好まし
い。

３０は、前記上部管体１６Ｂの円筒壁２３内面
に張着されたスポンジあるいはグラスウール等か
らなる吸音材、３１は前記下部管体１６Ｂの壁に
形成されたボス部３２に下端を固着してなるエア
クリーナ取付ボルトであつて、該エアクリーナ取
付ボルト３１は、その上端が前記空気通路１７、
容積室１８および短管２６の軸心部を通つて鉛直
上方に突出しており、上端に前記エアクリーナ２
０を固定するための蝶ナツト３３を螺着してい
る。

本発明の吸気消音装置は叙上の構成を有するも
のであるが、次にその作用について説明すると、
先ず、機関運転時において、シリンダヘツド１３
内の吸気弁（図示せず）が規則的に開閉すること
により吸気に脈動波が生じ、これが吸気管１６内
の空気通路１７を伝つて容積室１８に侵入したと
きは、圧縮された空気が、容積室１８内で半径方
向外方に膨張して吸音材３０に吸収され、脈動圧
の低減を生じると共に、空気通路１７内を逆進
し、容積室１８に直線的に侵入し、上部壁２４の
内面に衝突して反射した一部の脈動波は、下部壁
２５の内面と衝突して再び反射した際、空気通路
１７から侵入する脈動波に対し逆位相となり、互
いに干渉し合つて脈動圧が減少するため、容積室
１８内における脈動波の減衰率が高くなり、これ
によつて吸気騒音が大巾に低減することになる。

なお、このときの騒音エネルギー低減効果を調
べたところ、第３図のグラフに示すような結果が
得られた。このグラフの横軸はエンジンの総工程
容積、即ち、ストロークボリユームV_sに対する
容積室１８の容積V_cの比率である。

このグラフから容積比0.25で50dB(A)以上の消
音効果が得られており、容積比0.5以上では値が
略々80dB(A)で一定していることから、消音装置
のコンパクト化を考慮すれば0.25〜0.5程度の容
積比とするのが好ましい。

第４図は、空気通路１７の内径d₁と、容積室１
８内の空気出口２９突出高さｈとの比率による騒
音エネルギー低減量への影響を示したグラフであ
る。

このグラフによれば、ｈ／d₁が0.25〜0.4におい
て高い騒音低減効果が得られることが認められ
る。

また、300〜500Hzの低周波域における騒音エネ
ルギー低減量は６〜10dDB(A)であつた。

第５図は本発明に係る吸気消音装置の他の実施
例を示す断面図である。

吸気管１６の空気通路１７途中に設けられた容
積室１８には、上部管体１６Ｂの短管２６と下部
管体１６Ａの空気出口２９とに亘つて外周に多数
の透孔３４を穿設した内筒３５が挿設されてい
る。

なお、上記内筒３５の最下段の透孔３４は、前
記容積室１８の下部壁２５内面からの高さｈが８
〜30mm前後に設定されており、これによつて前記
容積室１８の燃焼室側空気出口２９の位置が高さ
ｈだけ実質的に内方に偏して容積室１８内に開口
している。

図中、前記第１図および第２図と同一符号を付
した箇所は夫々同一部材、同一部分を示してい
る。

上記構成を備えた本発明の吸気消音装置は、吸
気管１６内の空気通路１７を逆進する脈動波が内
筒３５の透孔３４から分散状態で容積室１８に進
入し、ここで膨張し吸音材３０に吸収されると共
に、容積室１８の内壁面に衝突し、反射した脈動
波は、透孔３４から進入する脈動波に対して逆位
相となり、これらが互いに干渉し合つて脈動波を
減衰させるため、容積室１８によつて吸気の脈動
が低減し、吸気騒音が大巾に改善されることにな
る。

第６図は、内筒３５の全表面積Ar、即ち、容
積室１８に面している部分の全周面積に対する透
孔３４の総面積ａの比率と、騒音エネルギー低減
量との関係を示したグラフである。

このグラフからわかるように比率（ａ／Ar）
が0.15以上範囲において80dB(A)以上の騒音エネ
ルギー低減効果が得られる。

（発明の効果） 以上述べた如く、本発明の吸気消音装置は、エ
アクリーナの空気出口と燃焼室の吸気入口とを所
要長さの吸気管を介して接続してなる内燃機関に
おいて、前記吸気管内の空気通路途中に該空気通
路より横断面積大なる容積室を形成し、該容積室
の燃焼室側空気出口を稍々内方寄りの位置にて容
積室内に開口せしめ、該容積室を吸気の間欠吸入
みによつて生じる脈動波の膨張室として機能させ
ると共に、容積室内での反射により脈動波に位相
ずれを生じさせて脈動圧を減衰させるようにした
ものであるから、容積室内での消音効果を、従来
の内燃機関に付設されている如き膨張型もしくは
容積型の吸気消音器に比べて大巾に向上させるこ
とが可能であり、特に単気筒内燃機関のように脈
動圧の変化による吸気騒音の大きな内燃機関に用
いて頗る好適である。

しかも、本発明によれば、容積室の空気出口の
位置を該容積室の稍々内方寄りに変更するだけ
で、消音効果を高めることが可能であるため、容
積室の大きさを増加させる必要がなく、むしろ容
積室を小さくすることが可能であり、消音装置の
小型化、ひいては内燃機関全体の小型化を達成し
得るという効果も期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の吸気消音装置を適用した内燃
機関の一例を示す概要図、第２図は同内燃機関の
吸気管の一例を示す断面図、第３図および第４図
は本発明吸気消音装置の効果を示すグラフ、第５
図は本発明装置の他の実施例を示す断面図、第６
図は同装置の消音効果を示すグラフ、第７図は従
来の内燃機関に付設されている吸気消音器の断面
図である。 １４…燃焼室、１５…吸気入口、１６，１６
Ａ，１６Ｂ…吸気管、１７…空気通路、１８…容
積室、２０…エアクリーナ、２１…空気出口（エ
アクリーナの出口）、２９…燃焼室側空気出口
（容積室の出口）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エアクリーナの空気出口と燃焼室の吸気入口
   とを所要長さの吸気管を介して接続してなる内燃
   機関において、前記吸気管内の空気通路途中に該
   空気通路より横断面積大なる容積室を形成し、該
   容積室の燃焼室側空気出口を稍々内方寄りの位置
   にて容積室内に開口せしめたことを特徴とする内
   燃機関の吸気消音装置。