JPS6081459A - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

内燃機関の吸気装置

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JPS6081459A JP58188532A JP18853283A JPS6081459A JP S6081459 A JPS6081459 A JP S6081459A JP 58188532 A JP58188532 A JP 58188532A JP 18853283 A JP18853283 A JP 18853283A JP S6081459 A JPS6081459 A JP S6081459A
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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】 技術分野 本発明は、吸気マニホルドより上流でかつ空気クリーナ
の下流IJIIJの吸気管に、これと隣接して容石゛J
室を設り、この容積室を吸気管に対して開閉することで
吸気の動的すJ果の効率的利用を実現した装置に関する
tie ;Is技術 内燃機関ではその吸気管の寸法を適当に設計するごとに
より、その吸気管の固有振動数に対応したエンジンの回
転数で吸気の動的り」果か生し体積効率を高め、エンジ
ン出力、トルクの向上を図ることができる。しかしこの
場合、吸気の動的効果が得られるのは固有振動数の整数
倍に対応した回転数においてである。そこで、吸気の動
的9Jノ果か効率的に得られるよう吸気管Qこ隣接し−
(容ゼ1室を設り、その容債室と開閉弁を介して連結し
、開閉弁を開閉するようにしたものか提案されている(
例えば特開昭55−87821号)。この開閉弁が開の
ときと閑のときとては吸気管系の固有振動数か違ってく
る。そのため回転数に対するην特性曲線におけるηV
ピークを生ずるエンノン回転数が異なったものを得るこ
とができる。iメLっで、エンノン回転数に応してそれ
に適合したη〜19冒生曲わ;1となるように開閉弁を
開又は閉と−うる、二とでコーンノンの各回転領域−ζ
良好な1−ルクqlf性を(;するごとかできる。しか
しながら、この従来技術では、コーンジンの吸気音が大
きい問題かある。 [!IIら、バルブか閉のときは、
空気クリーナの取伺点か吸気の動的効果における開放端
として機能することかゼ・要であり、そのためにはエア
クリーナのノーズ(外気取入管)の長さを短縮しなけれ
ばならない。しかしながら、ノーズ長を短縮するとエア
クリーナの吸気音が増大し、騒音抑制という面では好ま
しくない。
そこで本出願人はこの改良技術として、容積室と吸気管
とを結ぶ第1の連通管に加えてそれより小径の第2の連
通管を設け、開閉弁により第1の連通管が閉のときは第
2の連通管によって容積室を共鳴箱として機能させ、騒
音の低減を図るようにしたものを既に提案している。
発明の目的 本発明の目的は本出願人の提案に係る先願を更に改善し
、より高い騒音抑制効果を得ることができる構造を提供
することを目的とする。
発明の構成 本発明の内燃;別間の吸気装置では、内燃機関の空気ク
リーナと吸気マニホルドを結ぶ吸気管に鼠接して所定容
積の容積室を設け、吸気管は所定の内径のかつ機関運転
条件に応して開閉される開閉弁を有した第1の連通管に
よって容に!4.室に連通されると共に第2の連通管に
よって空気クリーナに開口される。
実施例 以下、図面によって説明すると第1図において、10は
エンジン本体であり、11で全体をンムず本発明の吸気
装置はエンジン本体10上に設Ljられる。吸気装置は
、空気クリーナ1G、主吸気管14を介して吸気マニホ
ルド12(第3図)に接続される。17は、後述の如く
一定のボリョ、−ムを持ったタンクを備えた副吸気管で
ある。
空気クリーナ16はその内部にフィルタニレメン1−1
8を有し、その一方の空間20は後述のように主吸気管
14及び副吸気管17に接続される。
フィルタエレメントの他方の空間(図示せず)は外気取
入管28(第1,2図)を介して人気に開口する。
主吸気管14は空気クリーナ1Gの空間20に開口する
第1の取イ」部201に一端か接続される可撓性ボース
24と、ボース24の他端に接続されるパイプ25と、
一端がパイプ25に接続されるホース26と、一端がボ
ース26に接続され他端が吸気マニホルド12のフラン
ジに接続されるス1、l・7I・ルボディ27とより成
る。スロットルボディ27内にスロットル弁28及びそ
の上流に融材インジェクタ29が配置される。
副吸気管17は、主吸気管14に隣接して設けた一定ボ
リュームの容積室30と、その容積室30を主吸気管1
4のパイプ25に接続する第1の連通管31と、一端が
容積室30に接続され他端が空気クリーナ16の空間2
0に開口する第2の取イづ管202に接続される可撓性
ボースとしての第2の連通管32とより成る。第1連通
管31のパイプ25への接続箇所に開閉弁34が設りら
れる。主吸気管14と容積室30とを結ぶ連通管31は
その竹路径りが主吸気管のそれL′と等しいか、又はそ
れ以上に設定される。この条件によって吸気の動的効果
を開閉弁34の開閉によって打勿ノ利用できる。
即ち、本発明の構成を線図をもって示すと、第4図の通
りであるが、まず開閉弁34が開の場合を考えると、こ
の場合は、開閉弁34のとごろが吸気の動的効果におけ
る開放端となりそれより」二流の吸気セはないのと同し
になり、吸気管JMは×1と短縮する。このときの、吸
気管系の固有振動数は高い値をとる。このとき体積効率
ηVはエンジン回転数に対してプロットすると第5図の
(イ)の通りであり、エンジン回転数N1で1次共振、
N1 ′で2次共振を呈し、夫々の回転数で体積効イシ
ηVはピークを持つ。
一方、開閉弁34か閉のときは、容積室30はエアクリ
ーナ16に連通されるから、エアクリーナ16への吸気
管の取付点が開放端となる(従って、エアクリーナ16
のノース28の長さばf/ gjil+しない。)。そ
のため吸気管長はxI H’ x2に延長し、その結果
吸気13系の固イJ振動数は低くなる。
そのため、体積効率ηVはエンジン回転数に対して第5
図の(ロ)の様になり、2次共振点N2 ’は開閉弁3
4が開の場合の2次共振点N1 ′より低回転側となる
。尚、1次共振のピークN2も同様N1より低くなるが
、これは実際上は現れて来ない。
第5図から開閉弁34の開閉にまり体稍効率特性は(イ
)と(ロ)との間で変化する。従って、そのピークを結
ぶように開閉弁34を2つの特性曲線の交点である回転
数Nx 、 Nyで切替作動することで全回転域でηV
を高めることができる。そのため第3図の開閉弁34は
以下のような作動手段に連結される。即ち、開閉弁34
はロッド37によってアクチュエータ36に連結される
。アクチュエータ36はロッド37に連結されるダイヤ
フラム361を持つ。ばね362はダイヤフラム361
が図の上方に変形するような付勢力を発揮している。
そのダイヤフラム361に3方切替弁38からの大気圧
又は負圧が選択的に作用する。40は負圧源とし°(の
、吸気マニホルド12に設置した負圧取出I」である。
負圧取出口40と3方切替弁38との間に、スロットル
弁18が全開時においても十分な負圧レヘルを維持する
ための蓄圧クンク43とチェック弁4■が配置されてい
る。3方切替弁38は電磁式弁として構成され、中央の
ボートか下側のボートと連通ずる黒ぬりの第1位置と、
中央のボートが上側のボートと連通ずる第2位置との間
を切替えることができる。切替弁38は制御回路44に
よって作動される。制御回’J’644はエンジン回転
数センサ等のセンサからの信号を受りて3方切替弁38
の駆動を行う。
制御回路44は例えばマイクロコンピュータシステムと
して構成される。即ち入カポ−1−141は、吸気管長
のりj替えを行うべき運転条イノ1の検知を行うセンサ
である、機関1i11j1転センサ46、及び負荷セン
サ48に接続され、一方、出力ポート442は3方切替
弁38に結線される。人カポ−1−441及び出力ポー
ト442はマイクロコンピュータンステムの構成要素で
ある、マイクlコプロセッサ(MPLI ’)443、
リードオンリメモリ (IIOM ) 444 、ラン
ダムアクセスメモリ CIIAM ) 445にノ\ス
446を介して結線される。制御回路44は、運転条件
に応して吸気管長を切替えることで、第5図に示すηV
特性を得るべきソフトウェアを4=’1つ−Cおり、こ
れをフローチャートで示せば第6図の通りである。
即′ら、100で、負荷センサ48からの現在のスロッ
トル開度その他の負荷データを入力し、102ではその
負荷が所定の基準りより大きいか否か判定する。負荷が
小さいとき(NO)は、第4図で説明したような吸気管
長の切替えによるηVの差は出ない。逆にいえば、ηV
の差力用るのは全負荷のときのみである。従って部分負
荷の場合は3方弁38の位置は吸気管長という意味では
どちらでも良いが、閉と・する。即ち、第6図のフロー
チャー1−における104で出力ポート442はLow
とされ、3方弁38は白のボート位置となる。従って、
開閉弁34は、ダイヤフラム361 に働く大気圧によ
っζ閉となる。
102で全負荷と判定すれば106に進み、入カポ−1
−441より回転数センサ46の回転数データを入力す
る。次は108で、その実測回転数より (イ)の勃゛
性を選択すべきか又は(ロ)かどちらにあるか判定する
。Yesであれば、104に進み前述の様に3方弁10
4の消磁を行う。そのため開閉弁34は閉となり、吸気
管長は延長される。一方(ロ)の特性を選択すべきと判
定ずれは(No) 110に進み、出カポ−1−,14
2よりlligh信号力咄され、3方弁38は黒のボー
ト位置をとり、ダイヤフラム361に負圧か行く結果、
開閉弁34は開となり、この吸気管長が短縮される。
第7図は辺、」二連へた一11制御による、158閉弁
のりJ替マツプであり、回転数と負荷を代表するス[]
ノトル開度又は吸気管圧力との組合せに対し、斜線を付
した領域か開閉弁34を閉とする領域を示し、白ぬきの
領域(J開閉弁を開とする領域を示す。図中、I7の線
か吸気の動的リノ果か出始める負荷のラインを示す。ご
のラインより下1ijll LJ、I’1llR1ゴF
34は開でも閉でも良いかこの実施例で(、J閉として
し)る。
第8図(J第2実施例を示す第3図と同様な図であり、
第3図と異るのは、開閉弁34番ま夕′イA・フラJ、
361に負圧が(ηh<と閉、大気圧となると開となり
、逆となっている点が相違である。この場合、常態では
電磁弁38は白のボート位置をとり負L「ボート40ば
切離されている。そのため負圧を貯めておく必要がなく
、第3図のタンクは不用であり、J−ニック弁41のの
設置すれば足りる。
以上のべた本発明において、タンク30は空’Aクリー
ナの空間に連通管32を介して常時連通されている。そ
のため実質的にエアクリーナの容積を大きくしたのと同
等の効果が得られる。エンジン騒音はエアクリーナの容
積と相関があり大きい程好ましいことは知られている通
りである。第9図にエンジン回転数に対する吸気音、第
10図はエンジン回転数に対する透過音を夫々従来(タ
ンクのみ設けたもの)との比較で示すものである。
本発明によって、吸気音2透過音の双方を押さえること
ができることは明らかである。
発明の効果 エアクリーナ部容積、エアクリーナ16のノーズ28の
長さがエンジン性能に影響しないため、エアクリーナ部
容積、エアクリーナ16のエアノーズ28の適合により
、エンジン性能を犠牲にしないで吸気騒音を対策するこ
とかできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を吸気装置を搭載した内燃機関の上部を
示す斜視図、 第2図は」二面図、 第3図は本発明の吸気装置構成を示す断面図、第4図は
本発明の吸気袋、置による吸気管長の可変原理を示す線
図、 第5図は吸気管長を変えた場合のηV特性変化を示す模
式グラフ、 第6図は制御回路のソフトウェア構成を説明するフロー
チャー1・図、 第7図は制御回路の作動により得られる開閉弁の開閉状
態を示すマツプ図、 第8図は第2実施例を示す第3図と同様な図、第9図は
エンジン回転数に対する吸気行の音圧レヘルを本発明と
従来との比較で示すグラフ、第10図はエンジンITJ
転故に対する透過音の音圧レヘルを本発明と従来との比
1・妄で示ずグラフ。 14・・・主吸気管、X6・・エアクリーナ、17・・
・副吸気管、30・・・容積室〜3I・・第1連通管、
34・・・開閉弁。 特許出願人 トヨタ自動車株式会社 特許出願代理人 弁理士 青 木 朗 弁理士西舘和之 弁理士三井孝夫 弁理士 山 口 昭 之 弁理士西山雅也 第 1 図 第4図 1N2 r’% NX N2 NY NlC閣つ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 内燃機関の空気クリーナと吸気マニホルドを結ぶ吸気管
    に隣接して所定容積の容積室を設け、吸気む・は所定の
    内径のかつ機関運転条件に応して開閉される開閉弁をを
    した第1の連通管によって答M2室に連通されると共に
    第2の連通管によって空気クリーナに開口される内燃機
    関の吸気装置。
JP58188532A 1983-10-11 1983-10-11 内燃機関の吸気装置 Granted JPS6081459A (ja)

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JP58188532A JPS6081459A (ja) 1983-10-11 1983-10-11 内燃機関の吸気装置
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JP58188532A JPS6081459A (ja) 1983-10-11 1983-10-11 内燃機関の吸気装置

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