JPH06317192A - 自動車用ディーゼルエンジン - Google Patents

自動車用ディーゼルエンジン

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Publication number
JPH06317192A
JPH06317192A JP10415593A JP10415593A JPH06317192A JP H06317192 A JPH06317192 A JP H06317192A JP 10415593 A JP10415593 A JP 10415593A JP 10415593 A JP10415593 A JP 10415593A JP H06317192 A JPH06317192 A JP H06317192A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylinder
engine
control valve
air control
accelerator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10415593A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsuo Iwahara
光男 岩原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Motors Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
Priority to JP10415593A priority Critical patent/JPH06317192A/ja
Publication of JPH06317192A publication Critical patent/JPH06317192A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Landscapes

  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アイドリング時、部分負荷時に特定の1気筒
だけの吸入空気圧を下げることにより、各気筒からの振
動のばらつきを小さくし不快な車室内音を低減すること
ができる自動車用ディーゼルエンジンの提供。 【構成】 多気筒ディーゼルエンジンの特定の1気筒の
インレットパイプ内にアクセルの踏み込みに連動して吸
入空気量を制御するバルブを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車の不快な車室内
音を低減する自動車用ディーゼルエンジンに関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】自動車の車室内音の発生原因としてはエ
ンジンからの振動があり、このエンジン振動が車室内に
伝達して不快な騒音となることが知られている。
【0003】ちなみに、運転状態や走行状態等に応じて
エンジンから発生する高周波微振動や低中周波数振動に
よる車室内音を低減するための装置が、例えば、特開平
3ー168437号公報に記載されている。
【0004】また、エンジン自体の改良例として、例え
ば、実開昭59ー73540号公報には、第1気筒の燃
焼室容積を他の気筒の燃焼室容積より大きくすることに
より第一気筒の圧縮比を他の気筒よりも低下させ、これ
によって燃焼圧力を相対的に落しその振動を低減させる
というものが記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような従来技術に
おいては、エンジンから伝達される振動を減少させるこ
とにより車室内音を低減させているが、自動車の車室内
音には運転者にとって良いフィーリングになる成分つま
り心地良い車室内音と感じられるものと、悪いフィーリ
ングになる成分言い替えれば不快なエンジン音と聞こえ
てしまうものとが含まれており、ただ車室内音を減少さ
せれば良いというものでない。
【0006】また、前記の実開昭59ー73540号公
報に記載されているものにおいては、エンジン自体の改
良によりその振動を低減してはいるが、この公報に記載
されているものではエンジンの燃費と出力を悪化させて
しまうという別の問題を有している。
【0007】本出願人は、本出願の日前である平成3年
12月26日に特願平3ー344623号として、エン
ジンの燃費と出力を犠牲にせずにエンジン自体において
振動を低減することを目的とし、少なくとも一つの所定
気筒の往復運動部分の質量を他の気筒より小さくしたこ
とを特徴とするエンジン(以下「先願発明」という)に
ついての特許出願をした。
【0008】そして、この先願発明においては、例えば
直列4気筒エンジンの振動の主成分はエンジン回転数の
2n倍(nは整数で1,2,3,…)の周波数成分であ
り通常、2n次成分と呼ばれていること及びこれに対し
て不快音の原因となる成分は、1.5,2.5,3.
5,…等の0.5+n次成分であることが知られてお
り、ハーフ次成分と呼ばれていること並びに今までの計
算と実験結果によりこのハーフ次成分は各エンジン気筒
が加振されたときに差があることに起因していることを
その前提としている。
【0009】ここで、先願発明が前提としている事項及
び先願発明に係るエンジンの作用原理について、図4、
図5及び図6を参照して説明する。なお、図4は従来の
4気筒エンジンにおけるエンジンから車体に伝達される
振動(変位)の各気筒間の差を示すグラフとして示した
図であり、図5は先願発明に係る4気筒エンジンにおけ
るエンジンから車体に伝達される振動(変位)の各気筒
間の差を示すグラフとして示した図であり、そして図6
は先願発明に係る4気筒エンジンにおけるエンジンの作
用原理を説明するための概略図である。
【0010】従来の4気筒エンジンにおけるエンジン1
から車体に伝達される振動(変位)は、図4に示すよう
に第1気筒が最も大きく、第2気筒、第3気筒、第4気
筒の順で小さくなっており、このような気筒間の差が上
記のハーフ次成分の発生原因であることが突き止められ
たので、図5に示すようにこのような気筒間の差(変位
差)を小さくすればハーフ次成分発生を小さくすること
ができることになる。
【0011】これを図6を用いて説明すると、エンジン
1の各気筒#1〜#4が爆発することによるエンジンフ
ット点Aでの振動の大きさA1,A2,A3,A4はエ
ンジン1(パワープラント)の重心Bから各気筒までの
距離L1,L2,L3,L4に比例して図4のように振
動の大きさが異なっている。そして、車室内音のフィー
リングに悪影響を与える上記のハーフ次成分の振動は、
次のようにして求めることができる。
【0012】まず、エンジンフット点Aの振動加速度a
=a(ωt)は各気筒から発生する振動を加算したもの
である。着火順序を第1気筒→第3気筒→第4気筒→第
2気筒とすると、各気筒から発生する振動は爆発間隔Δ
tだけ位相(時間)差があり、また伝達経路が異なるの
で振幅も次のように異なる。 第1気筒から発生する振動:A1sinωt 第2気筒から発生する振動:A2sinω(t+3Δ
t) 第3気筒から発生する振動:A3sinω(t+Δt) 第4気筒から発生する振動:A4sinω(t+2Δ
t)
【0013】これらを加算すると、 a(ωt)=A1sinωt+A3sinω(t+Δ
t)+A4sinω(t+2Δt)+A2sinω(t
+3Δt) となり、周波数ωを回転n次成分(nは整数/2:0.
5,1,1.5,2,2.5)に限定すると回転周波数
は4気筒エンジンの場合、2nπ/2Δtであるから、 ω=(2nπ/2Δt)=nπ/Δt であり、従って、 a(ωt)=A1sinωt+A3sin(ωt+n
π)+A4sin(ωt+2nπ)+A2sin(ωt
+3nπ) となる。そして、nは奇数の時と偶数の時とに分けるこ
とができる。
【0014】1)nが奇数の時 a(ωt)=A1sinωtーA3sinωt+A4s
inωtーA2sinωt 従って、|a|=A1+A4ー(A2+A3)
【0015】2)nが偶数の時 a(ωt)=A1sinωt+A3sinωt+A4s
inωt+A2sinωt 従って、|a|=A1+A4+A2+A3
【0016】 3)nがハーフ次の時(n=m/2 m:奇数) a(ωt)=A1sinωt+A3sin(ωt+mπ/2) +A4sin(ωt+mπ/2) +A2sin(ωt+mπ/2+mπ) 従って、|a|=〔(A1ーA4)2+(A3ーA2)21/2 (1 )
【0017】上記の式(1)からハーフ次成分|a|
は、求めることができる。
【0018】従って、最も好ましくは第1気筒、次に第
2気筒の爆発力を弱めれば、図5に示したように各気筒
間の振動差を低減することができることが分かる。
【0019】以上の点から創作された先願発明に係るエ
ンジンは、少なくとも一つの特定気筒、例えば第1気筒
の往復運動部分の質量を他の気筒より小さくし、エンジ
ンの各気筒間の爆発力の差によるハーフ次成分振動を図
5に示したように低下させることができ、特に車室内音
における不快音の原因を取り除くことができるというも
のである。
【0020】本発明は、エンジンのアイドリング時及び
部分負荷時に吸入空気量によらずに、特定の1気筒だけ
の吸入空気圧を下げることにより、その気筒の爆発力を
低下させ、各気筒からの振動のばらつきを減少させ、車
室内音のうち運転者に不快なフィーリングを与える振動
を低減し、運転者は自分のアクセルの踏み込み量に応じ
た心地良いエンジン音を聞きながら快適な運転をするこ
とができる自動車用ディーゼルエンジンを提供すること
を目的とするものである。
【0021】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る自動車用ディーゼルエンジンにおいて
は、多気筒ディーゼルエンジンの特定の1気筒のインレ
ットパイプ内にアクセルの踏み込みに連動して吸入空気
量を制御するバルブを設けている。
【0022】また、この自動車用ディーゼルエンジンに
おいては、アクセルの踏み込みに連動して吸入空気量を
制御するバルブは、バキュームアクチュエータによって
駆動するように構成されている。
【0023】 そしてまた、 この自動車用ディーゼルエ
ンジンにおいては、バキュームアクチュエータはアクセ
ルの踏み込みを感知する手段からの信号により作動する
電磁弁に連通している。
【0024】
【作用】パワープラント振動の起振力はディーゼルエン
ジンの場合、その爆発力であり、爆発力は圧縮行程の終
わりの圧力にほぼ等しい。そして、エンジンの圧縮はほ
ぼ断熱圧縮であるので、圧力(絶対圧力)をP、気体体
積をV、断熱係数をnとすると、 PVn=一定 となる。なお、断熱係数nは、n≒1.35である。
【0025】シリンダー内に吸入した時の圧力をP0
気体体積をV0とし、圧縮行程終了時の圧力をP1、気体
体積をV1とし、圧縮比をεとすると、 P1=P0・(V0/V1n=P0・εn となる。ここで、吸入圧力を通常の1/2(通常が1気
圧とすると、0.5気圧)にすれば爆発力を約1/2に
することができる。
【0026】そこで、重心を中心とするパワープラント
全体のピッチング振動、ねじり振動、曲げ振動に対し
て、最も影響が大きい第1気筒の起振力を低減する。つ
まり、振動低減に最も効果の大きい第1気筒の吸入圧力
を通常運転において使用するアイドリング時及び部分負
荷時において制御し、全負荷時には制御しないようにす
る。
【0027】アイドリング時においては、吸入空気量が
少なくてもよいので、第1気筒のインレットパイプの吸
入空気量を絞り第1気筒だけの吸入空気圧を低下させ
る。
【0028】アイドリングとフルスロットルの中間のア
クセル位置においては、吸入空気量の大小によらず、一
定の吸入空気圧とする。
【0029】フルスロットル時には、エンジン音の低減
よりも出力が必要な場合なので、アクセルを全部踏み込
み、第1気筒のインレットパイプに必要な空気量を導入
する。
【0030】以上要するに、自動車用ディーゼルエンジ
ンにおいて通常使用するアイドリング時及び部分負荷時
には特定の1気筒だけの吸入空気圧を下げることにより
その気筒の爆発力を低下させ、他の気筒からの振動のば
らつきを減らし車室内の不快音を低減する。
【0031】
【実施例】以下、本発明に係る自動車用ディーゼルエン
ジンの一実施例を図1、図2、図3を参照して説明す
る。図1は本発明に係る自動車用ディーゼルエンジンの
一実施例におけるエンジンの構成説明図、図2は本発明
に係る自動車用ディーゼルエンジンの一実施例における
第1気筒のインレットパイプの要部を示す断面図、そし
て図3は本発明に係る自動車用ディーゼルエンジンの一
実施例におけるエアコントロールバルブ駆動用バキュー
ムアクチュエータの断面図である。
【0032】図1において、1はエンジン本体で図の左
方向がエンジンの前方向である。2はエンジンの第1気
筒のインレットパイプで、その内部にはエアコントロー
ルバルブ駆動用バキュームアクチュエータ7によってロ
ッド13を介して作動するエアコントロールバルブ6が
設けられている。3は第2気筒のインレットパイプ、4
は第3気筒のインレットパイプ、5は第4気筒のインレ
ットパイプである。
【0033】8は電磁弁で、バキュームパイプ12、1
2を介してバキュームポンプ9及びエアコントロールバ
ルブ駆動用バキュームアクチュエータ7に連結されてお
り、アクセル10を踏み込むとアクセルスイッチ11が
作動し、電気配線26によって電磁弁8に通電しバキュ
ームポンプ9とエアコントロールバルブ駆動用バキュー
ムアクチュエータ7とを連通させ、エアコントロールバ
ルブ6を駆動する。
【0034】図2において、第1気筒のインレットパイ
プ2の内部中心から幾分偏心して設けられた軸15にエ
アコントロールバルブ6がビス16により取付固定され
ており、該バルブ6には小孔14が穿設されている。エ
アコントロールバルブ6は、駆動用バキュームアクチュ
エータ7によってロッド13を介して作動する。
【0035】軸15に取り付けられた連結部材17の一
端に、枢着ピン18を介してエアコントロールバルブ駆
動用バキュームアクチュエータ7に連結しているロッド
13が取り付けられている。なお、図2はエアコントロ
ールバルブ6の全開状態を示しており、エアコントロー
ルバルブ6はこの全開状態と2点鎖線で示す全閉状態の
間をエアコントロールバルブ駆動用バキュームアクチュ
エータ7の作動によって回動する。
【0036】図3において、エアコントロールバルブ駆
動用バキュームアクチュエータ7は、ケーシング19内
がダイヤフラム20によって負圧側と大気圧側とに区画
されており、負圧側にはメーンスプリング21がダイヤ
フラム20を介して大気圧側のエアコントロールバルブ
6に連結されているロッド13を押圧するように設けら
れており、負圧側ポート24は電磁バルブ8を介してバ
キュームポンプ9に連ながっている。
【0037】ロッド13の一端は、ダイヤフラム20に
設けられた連結部材22に枢着ピン23によって回動自
在に取り付けられている。25は、大気圧側ポートであ
る。
【0038】エアコントロールバルブ6には小孔14が
穿設されているので、バルブ6が全閉しても空気はこの
小孔14から流入し、またこのエアコントロールバルブ
6はエアコントロールバルブ駆動用バキュームアクチュ
エータ7のメーンスプリング21の力で常時閉状態にあ
る。また、エアコントロールバルブ6は第1気筒のイン
レットパイプ2内に偏心して設けられているので、吸入
空気量が増加するとしだいに開く。
【0039】アクセル10を3/4以上踏み込むとアク
セルスイッチ11が作動し、これにより電磁弁8が作動
しエアコントロールバルブ駆動用バキュームアクチュエ
ータ7とバキュウームポンプ9とを連通させ、バキュー
ムアクチュエータ7のダイヤフラム21がメーンスプリ
ング21の押圧力に打ち勝って、エアコントロールバル
ブ6を開状態にする。
【0040】エンジン1がアイドリング時においては、
吸入空気量が少なくてもよいので、第1気筒のインレッ
トパイプ2内に設けたエアコントロールバルブ6は、メ
ーンスプリング21の力が作用し全閉となる。この時は
エアコントロールバルブ6に穿設した小孔14により吸
入空気量が絞られているので、第1気筒だけ吸入空気圧
が低下している。
【0041】アイドリングとフルスロットルの中間のア
クセル位置においては、第1気筒のインレットパイプ2
内に設けられたエアコントロールバルブ6は、パイプ2
内に偏心して設けられているので吸入空気によりメーン
スプリング21の力に打ち勝って開状態になる。そし
て、その開口面積は吸入空気量に比例するので、吸入空
気量の多少にかかわらず、一定の吸入空気圧とすること
ができる。
【0042】フルスロットル時には、エンジン音の低減
よりも出力が必要な場合なので、アクセル10を全部踏
み込みアクセルスイッチ11を作動させ、電磁弁8が作
動しエアコントロールバルブ駆動用バキュームアクチュ
エータ7とバキュームポンプ9とを連通させ、バキュー
ムアクチュエータ7のダイヤフラム20がメーンスプリ
ング21の押圧力に打ち勝って、エアコントロールバル
ブ6を開状態にし、第1気筒のインレットパイプ2に必
要な空気量を導入する。
【0043】
【発明の効果】本発明は、多気筒ディーゼルエンジンの
特定の1気筒のインレットパイプ内にアクセルの踏み込
みに連動して吸入空気量を制御するバルブを設けること
により、自動車用ディーゼルエンジンにおいて通常使用
するアイドリング時及び部分負荷時には前記特定の1気
筒だけの吸入空気圧を下げることによりその1気筒の爆
発力を低下させ、他の気筒からの振動のばらつきを減少
させ、車室内の運転者にとって不快なフィーリングを与
える振動を減らし、運転者は自分のアクセルの踏み込み
量に応じた心地良いエンジン音を聞きながら快適な運転
をすることができるという効果を奏する。
【0044】本発明は、アクセルの踏み込みに連動して
吸入空気量を制御するバルブがバキュームアクチュエー
タによって駆動するように構成されているので、簡単な
構造で安価な装置であるにもかかわらず車室内の運転者
にとって不快な音を低減させ、運転者はアクセルの踏み
込み量に応じた心地良いエンジン音を聞きながら快適な
運転をすることができるという効果を奏する。
【0045】 本発明は、バキュームアクチュエータが
アクセルの踏み込みを感知する手段からの信号により作
動する電磁弁に連通しているので、簡単にして小型で軽
い装置により他の気筒からの振動のばらつきを減らし車
室内の運転者にとって不快な音を低減し、運転者はアク
セルの踏み込み量に応じた心地良いエンジン音を聞きな
がら快適な運転をすることができるという効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る自動車用ディーゼルエンジンの一
実施例におけるエンジンの構成説明図である。
【図2】本発明に係る自動車用ディーゼルエンジンの一
実施例における第1気筒のインレットパイプの要部を示
す断面図である。
【図3】本発明に係る自動車用ディーゼルエンジンの一
実施例におけるエアコントロールバルブ駆動用バキュー
ムアクチュエータの断面図である。
【図4】従来の4気筒エンジンにおけるエンジンから車
体に伝達される振動(変位)の各気筒間の差を示すグラ
フとして示した図である。
【図5】先願発明に係る4気筒エンジンにおけるエンジ
ンから車体に伝達される振動(変位)の各気筒間の差を
示すグラフとして示した図である。
【図6】先願発明に係る4気筒エンジンにおけるエンジ
ンの作用原理を説明するための概略図である。
【符号の説明】
1 エンジン本体 2 第1気筒のインレットパイプ 6 エアコントロールバルブ 7 バキュームアクチュエータ 8 電磁弁 10アクセル 11アクセルスイッチ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多気筒ディーゼルエンジンの特定の1気
    筒のインレットパイプ内にアクセルの踏み込みに連動し
    て吸入空気量を制御するバルブを設けたことを特徴とす
    る自動車用ディーゼルエンジン。
  2. 【請求項2】 アクセルの踏み込みに連動して吸入空気
    量を制御するバルブは、バキュームアクチュエータによ
    って駆動するように構成されていることを特徴とする請
    求項1に記載の自動車用ディーゼルエンジン。
  3. 【請求項3】 バキュームアクチュエータは、アクセル
    の踏み込みを感知する手段からの信号により作動する電
    磁弁に連通していることを特徴とする請求項2に記載の
    自動車用ディーゼルエンジン。
JP10415593A 1993-04-30 1993-04-30 自動車用ディーゼルエンジン Pending JPH06317192A (ja)

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JP10415593A JPH06317192A (ja) 1993-04-30 1993-04-30 自動車用ディーゼルエンジン

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9024193B2 (en) 2008-11-10 2015-05-05 Panduit Corp. Communication cable with improved crosstalk attenuation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9024193B2 (en) 2008-11-10 2015-05-05 Panduit Corp. Communication cable with improved crosstalk attenuation

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