JPH06336958A - 吸気系の消音構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸気圧縮装置付きエンジンの吸気系におい
て、吸気圧損を増大させずにエア吐出音の消音を図る消
音構造を提供することを目的とする。 【構成】 ターボチャージャー１４の作動中、スロット
ルバルブ４４が急閉されると、エアバイパスバルブ４８
が開き、ターボチャージャー１４とスロットルバルブ４
４との間の圧縮吸気が、連通ホース４６を通り、拡張室
３０を経て、吸気管３４内へ吐出される。これによっ
て、ターボサージ圧力の発生が防止される。圧縮吸気
は、連通ホース４６から頸口３１を通って拡張室３０内
に入ると、拡張室３０で拡張されて圧力が下がり、ま
た、拡張室３０で圧力の下がった吸気は、小孔３５を通
って吸気管３４内に吐出される際に絞られて吐出量が減
衰され、エア吐出音は低減される。また、拡張室３０
は、エンジン１０の吸気脈動より発生する吸気音に対し
て消音効果を果たす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸気圧縮装置、例えば
ターボチャージャ付きのエンジンの吸気系の消音構造に
関する。

【０００２】

【従来の技術】吸気圧縮装置のうちの例えば排気タービ
ン過給機、いわゆるターボチャージャによれば、排気タ
ービンが排気ガスのエネルギにより回転して圧縮機を駆
動し、これによって、吸気が、大気圧以上の高密度に圧
縮されてエンジンに供給される。

【０００３】ターボチャージャ付きエンジンの吸気系で
は、図８に示すように、エンジン１００に向けて順に、
エアクリーナ１０２、ターボチャージャ１０４、インタ
ークーラ１０６、スロットルバルブ１０８が設けられ
る。また、ターボチャージャ１０４の吸気上流側と吸気
下流側とは、バイパス経路１１０で連通され、バイパス
経路１１０には、差圧式のエアバイパスバルブ１１２が
介在される。スロットルバルブ１０８が急閉されると、
その急閉に伴いサージタンク１１５内の圧力が降下する
のに基づきエアバイパスバルブ１１２が開き、ターボチ
ャージャ１０４とスロットルバルブ１０８との間の圧縮
吸気がバイパス経路１１０を通ってターボチャージャ１
０４の吸気上流側へ吐出される。

【０００４】バイパス経路がないと、スロットルバルブ
の急閉時、ターボチャージャとスロットルバルブとの間
で路内圧力が増大し、圧縮吸気がターボチャージャに逆
流して、ターボサージ圧力が発生する。上述のように、
ターボチャージャ１０４とスロットルバルブ１０８との
間の圧縮吸気がバイパス経路１１０を通ってターボチャ
ージャ１０４の吸気上流側へ吐出されることにより、タ
ーボサージ圧力の発生が防止される。

【０００５】ここで、エアバイパスバルブ１１２が開
き、ターボチャージャ１０４とスロットルバルブ１０８
との間の圧縮吸気がターボチャージャ１０４の吸気上流
側へ吐出されるとき、エア吐出音が発生する。

【０００６】このエア吐出音を低減するために、従来
は、エアフィルタ１０２の吸気下流側に拡張室１１４が
設けられる。

【０００７】また、実開昭６３−３４３２５号公報に
は、エンジンの高速・高負荷運転領域において、閉路さ
れた吸気バイパス通路を共鳴型の消音器として機能させ
ることによって、装置の大型化を最小限に抑えつつ圧力
波過給機に特有のノイズを低減せしめる技術が開示され
ている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記エアフ
ィルタ１０２の吸気下流側に拡張室１１４を設けた吸気
系にあっては、拡張室１１４が、吸気経路の一部となっ
ており、また、バイパス経路は拡張室１１４とは直接連
結されていないので、拡張室１１４は吸気音の消音器と
して有効に作用するもののターボチャージャ１０４によ
るエア吐出音を大きく低減するものではない。

【０００９】そこで、エア吐出音の、より一層の低減化
が望まれているが、エア吐出音についての消音効果を高
めるために、別途、吸気路途中に絞り、屈曲等の手段を
施すと、吸気路内を吸気が流れにくくなり、吸気圧損の
増大につながる。

【００１０】本発明は、上記事情に鑑み、吸気圧縮装置
付きエンジンの吸気系において、吸気圧損を増大させず
にエア吐出音の消音を図る消音構造を提供することを目
的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本願発明は、スロットルバルブの吸気上流側に吸気
圧縮装置を有する吸気圧縮装置付きエンジンの吸気系に
おいて、前記吸気圧縮装置の吸気上流側に連通部を介し
て設けられる拡張室と、前記吸気圧縮装置とスロットル
バルブとの間と拡張室とを連通するとともに、通常は閉
じ、スロットルバルブ閉時には開いて吸気圧縮装置とス
ロットルバルブとの間の圧縮吸気を拡張室及び連通部を
経て吸気圧縮装置の吸気上流側へ吐出するバイパス経路
と、を備えたことを特徴とする吸気系の消音構造を提案
するものである。

【００１２】

【作用】上記構成によれば、吸気は、吸気圧縮装置で圧
縮されて、エンジンに過給される。この過給時には、バ
イパス経路は閉じている。

【００１３】吸気圧縮装置の作動中、スロットルバルブ
が閉じると、吸気圧縮装置とスロットルバルブとの間で
路内圧力が増大する。

【００１４】スロットルバルブの閉時には、バイパス経
路が開き、吸気圧縮装置とスロットルバルブとの間の圧
縮吸気は、バイパス経路を通り拡張室そして、拡張室と
吸気圧縮装置の吸気上流側と連通する連通部を経て、吸
気圧縮装置の吸気上流側へ吐出される。

【００１５】これによって、サージ圧力が防止される。
ここで、圧縮吸気は、拡張室で拡張されて圧力が下が
り、また、拡張室で圧力の下がった吸気は、拡張室及び
連通部を通過することによって、吸気圧縮装置の吸気上
流側への吐出の際に連通部で絞られて吐出量が減衰さ
れ、エア吐出音は低減される。

【００１６】これにより、吸気路途中に別途、絞りや屈
曲等を施すことなく、吸気路に連通部を介して拡張室を
設けるだけで、エア吐出音について高い消音効果が得ら
れる。

【００１７】なお、スロットルバルブの急閉時に発生す
るエア吐出音を低減できる他に、拡張室は、エンジンの
吸気脈動より発生する吸気音に対しては共鳴室として機
能し、消音効果を果たす。

【００１８】

【実施例】本発明に係る吸気系の消音構造の第１実施例
を図１に基づき詳細に説明する。

【００１９】図１には、吸気圧縮装置としてターボチャ
ージャを用いた、ターボチャージャ付きエンジンの吸気
系が示されている。この吸気系では、吸気路に、大気側
からエンジン１０に向けて順に、エアクリーナ１２、タ
ーボチャージャ１４（排気タービン過給機）、インター
クーラ１６が設けられる。エアクリーナ１２には、消音
器１８が一体的に設けられる。すなわち、第１ケース２
０と第２ケース２２とが吸気流方向（図１に矢印ＩＮで
示す）で対向して接続され、吸気上流側に位置する第１
ケース２０内は、フィルタエレメント２４を収容するエ
レメント室２６とされ、吸気下流側に位置する第２ケー
ス２２内は、拡張室３０とされる。第１ケース２０に
は、大気側と連通する吸気取入ダクト３２が接続され、
第２ケース２２には、この内部を吸気流方向に貫通して
吸気上流側端が第１ケース内に開放され吸気下流側端が
第２ケース２２外に突出する吸気管３４が形成される。
吸気管３４の中間部には、拡張室３０と吸気管３４内と
を連通する連通部となる小孔３５が穿孔される。

【００２０】吸気管３４の吸気下流側端と、ターボチャ
ージャ１４との間は第１エアダクト３６で接続され、タ
ーボチャージャ１４とインタークーラ１６との間は第２
エアダクト３８で接続され、インタクーラ１６とエンジ
ン１０のサージタンク４０との間は第３エアダクト４２
で接続される。

【００２１】第３エアダクト４２内には、サージタンク
４０との接続端部側に、スロットルバルブ４４が設けら
れる。

【００２２】第２エアダクト３８と拡張室３０との間に
は、バイパス経路を構成する連通ホース４６が設けら
れ、連通ホース４６は、一端が第２エアダクト３８の中
間部に接続され、他端が、拡張室３０から外部に突出し
た頸口３１と接続される。連通ホース４６の中間部に
は、エアバイパスバルブ４８が介在される。

【００２３】エアバイパスバルブ４８は、差圧式とさ
れ、サージタンク４０と連通して、サージタンク４０内
の圧力の下降に伴い開く。

【００２４】次に、上記実施例の作用を説明する。ま
ず、吸気は、吸気取入ダクト３２を通ってエレメント室
２６に入り、フィルタエレメント２４で清浄化される。
清浄化された吸気は、吸気管３４を通り、そして第２ダ
クトを通ってターボチャージャ１４に到る。

【００２５】ターボチャージャ１４によれば、図示しな
いが、排気タービンが排気ガスのエネルギにより回転し
て圧縮機を駆動し、これによって吸気が、大気圧以上の
高密度に圧縮される。圧縮吸気は、第２ダクトを通り、
インタークーラで冷却された後に、第３ダクトを通って
エンジン１０に供給される。

【００２６】エンジン１０への吸気の過給時は、サージ
タンク４０内に過給圧が掛かり、エアバイパスバルブ４
８は閉じている。

【００２７】ターボチャージャー１４の作動中、スロッ
トルバルブ４４が急閉されると、ターボチャージャー１
４とスロットルバルブ４４との間でダクト内圧力が増大
する。

【００２８】スロットルバルブ４４の急閉によりサージ
タンク４０内の圧力は降下し、エアバイパスバルブ４８
が開く。これにより、ターボチャージャー１４とスロッ
トルバルブ４４との間の圧縮吸気が、連通ホース４６を
通り、拡張室３０を経て、吸気管３４内へ吐出される。

【００２９】これによって、ターボサージ圧力の発生が
防止される。ここで、圧縮吸気は、連通ホース４６から
頸口３１を通って拡張室３０内に入ると、拡張室３０で
拡張されて圧力が下がり、また、拡張室３０で圧力の下
がった吸気は、小孔３５を通って吸気管３４内に吐出さ
れる際に絞られて吐出量が減衰され、エア吐出音は低減
される。

【００３０】図２には、上記実施例について、エア吐出
音の音圧レベルを吸気取入ダクトの取入先端で測定した
結果が、図８に示す拡張室１１４を備えた従来例のも
の、及び図８に示す従来例において拡張室１１４のない
ものと比較して、示されている。これによると、上記実
施例では、大幅な消音効果が得られるのがわかる。

【００３１】これにより、吸気路に絞られた連通部を介
して拡張室３０を設けるだけで、エア吐出音について高
い消音効果が得られる。

【００３２】また、スロットルバルブ４４の急閉時にお
いて発生するエア吐出音を低減できる他に、拡張室３０
は、エンジン１０の吸気脈動より発生する吸気音に対し
ては共鳴室として機能し、消音効果を果たす。吸気音
は、スロットルバルブ４４の開時に、騒音レベルが大き
くなる。このとき、バイパスバルブ４８が閉止されてお
り、このバイパスバルブ４８の閉止によって、吸気路途
中に連通部（小孔３５）を導管とし、拡張室３０を共鳴
室とするヘルムホルツ型の消音器が形成されるため、こ
の消音系の固有周波数に対応する吸気音を効率良く低減
することができる。

【００３３】すなわち、消音器１８は、エア吐出音の消
音器として作用するとともに、吸気音の消音器としても
作用し、同一の消音器で２種類の消音効果を併せ持つ。

【００３４】なお、上記実施例にあって、拡張室３０の
容積、小孔３５の口径ａ、その個数等は、目標とする消
音性能に応じて任意に設定される。

【００３５】次に、他の実施例を説明する。図３に示す
第２実施例では、消音器５０が、エアクリーナ５２と離
間して配置され、拡張室３０の内部を貫通する吸気管５
４は、吸気上流側端が、エアクリーナ５２のアウトレッ
ト管５６と接続され、吸気下流側端が、ターボチャージ
ャ１４と第２エアダクト３６で接続される。他の構成は
第１実施例と同様である。

【００３６】図４に示す第３実施例では、エアバイパス
バルブ４８の一端が拡張室３０と直接に接続され、エア
バイパスバルブ４８の他端と、一端を第２エアダクト３
８と接続した連通ホース６０の他端が接続される。他の
構成は第１実施例と同様である。

【００３７】なお、図示は省略するが、エアバイパスバ
ルブの一端を第２エアダクトに直接に接続し、エアバイ
パスバルブの他端に、一端を拡張室に接続した連通ホー
スの他端を接続してもよい。

【００３８】図５に示す第４実施例では、消音器７２
は、拡張室３０と吸気管５４内とを連通する連通部が、
吸気管７４の外周面から拡張室３０内へ突出する頸部７
０で形成され、図６に示す第５実施例では、消音器８２
は、連通部が、吸気管８４の外周面から拡張室３０内へ
Ｌ字型に屈曲突出する屈曲突出部８０で形成される。第
４及び第５実施例は共に、他の構成は第２実施例と同様
である。

【００３９】図７に示す第６実施例では、吸気管９０
が、消音器９２外に設けられ、消音器９２の拡張室９４
と吸気管９０との間は、連通部をなす導管９６を介して
接続される。他の構成は、第２実施例と同様である。

【００４０】上記第２乃至第６実施例は共に、第１実施
例と同様の作用効果を奏する。本発明は、上記各実施例
に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
例えば、消音器は、ターボチャージャー１４の下流側で
あれば、設置位置は任意であり、例えば、エアクリーナ
１２の吸気上流側、すなわち、吸気取入ダクトに設置し
ても構わない。

【００４１】また、拡張室内と吸気管内との間を連通す
る連通部は、上記各実施例に限定されず、目標の消音性
能を得るべく任意の形状に設定される。

【００４２】更に、上記各実施例では、吸気圧縮装置と
してターボチャージャ１４を用いているが、吸気圧縮装
置としては、ターボチャージャ１４に限定されるもので
なく、機関から出力を取り出し圧縮機を駆動する機械式
の過給機、いわゆるスーパチャージャ等も可能である。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る消音
構造では、吸気圧縮装置付きエンジンの吸気系におい
て、圧力損失を増大させずにエア吐出音の消音が果たさ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る消音構造を適用し
た、ターボチャージャ付きエンジンの吸気系を示す図で
ある。

【図２】第１実施例に係る吸気系の消音構造の消音性能
を示すグラフである。

【図３】第２実施例に係る消音構造を適用した、ターボ
チャージャ付きエンジンの吸気系を示す図である。

【図４】第３実施例に係る消音構造を適用した、ターボ
チャージャ付きエンジンの吸気系を示す図である。

【図５】第４実施例に係る吸気系の消音構造の要部を示
す図である。

【図６】第５実施例に係る吸気系の消音構造の要部を示
す図である。

【図７】第６実施例に係る吸気系の消音構造の要部を示
す図である。

【図８】従来のターボチャージャ付きエンジンの吸気系
を示す図である。

【符号の説明】

１０ エンジン １４ ターボチャージャ（吸気圧縮装置） ３０ 拡張室 ４４ スロットルバルブ ４６ バイパス経路 ４８ エアバイパスバルブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スロットルバルブの吸気上流側に吸気圧
   縮装置を有する吸気圧縮装置付きエンジンの吸気系にお
   いて、 前記吸気圧縮装置の吸気上流側に連通部を介して設けら
   れる拡張室と、 前記吸気圧縮装置とスロットルバルブとの間と拡張室と
   を連通するとともに、通常は閉じ、スロットルバルブ閉
   時には開いて吸気圧縮装置とスロットルバルブとの間の
   圧縮吸気を拡張室及び連通部を経て吸気圧縮装置の吸気
   上流側へ吐出するバイパス経路と、 を備えたことを特徴とする吸気系の消音構造。