JPS6140909Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は共鳴過給装置を備えた過給機付内燃機
関に関する。

排気ターボ過給機付内燃機関では、機関高速域
に比べて低速域での過給効果が十分とは言えず、
これを改善するために、機関低速域にマツチング
させた共鳴過給装置を併用するようにしたものが
ある。

ところが、気筒数が４気筒以下の機関の場合に
は、全気筒の吸気パルスが合流する吸気マニホル
ドの合流部及びこれより上流の吸気系においても
圧力脈動が平滑化されずに吸気系開口端より大き
な吸気音を発生するという問題があつた。また、
この種機関で共鳴過給を行なう場合には吸気系全
体を共鳴過給通路として設計する必要があり、マ
ツチング点の設定が難しいと共に、エアクリーナ
における吸気絞り等の影響により共鳴過給による
過給効果が低下する。

これらの問題を解消するためには吸気マニホル
ドに接続された共鳴管の上流端にサージタンクを
設けるようにすればよいが、この場合サージタン
クの容積は気筒の容積の10倍以上必要となりかな
りのスペースが必要となる欠点を有している。

このため、従来第１図に示すように機関本体１
の各気筒の吸気ポートが合流するマニホルド容器
２と共鳴管３からなる共鳴過給通路Ａに、この共
鳴過給通路Ａと同一の共鳴周波数を持ち共鳴容器
４及び共鳴管５からなるヘルムホルツ共鳴器Ｂを
合流させ、この合流部６に吸気ダクト７を介して
排気ターボ過給機８の吸気コンプレツサから給気
を供給するように構成し共鳴過給効果を付与する
と共に吸気騒音を低減させるようにしたものがあ
る（特開昭55−87822号公報）。

しかしながら、この従来装置の場合、吸気コン
プレツサより下流においてヘルムホルツ共鳴器Ｂ
を接続する構成のために、吸気コンプレツサ下流
側の吸気通路容積が共鳴過給通路Ａとヘルムホル
ツ共鳴器Ｂとの容積を加えた値となり大きくなり
過ぎる。このために、機関急加速時に共鳴過給通
路Ａ内の圧力が上昇するのに時間がかかり応答性
が極めて悪いという欠点があつた。

本考案は上記の実情に鑑みてなされたもので、
過給機の吸気コンプレツサより上流側吸気通路に
ヘルムホルツ共鳴器を接続し、この接続部より下
流側を共鳴過給通路にすると共に、ヘルムホルツ
共鳴器の共鳴周波数を共鳴過給通路と略同一とす
ることにより、従来の問題点を解決することを目
的とする。

以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。

本考案の１実施例を示す第２図において、例え
ば４気筒機関１１の各気筒に対応する吸気ポート
はマニホルド容器１２で合流し、このマニホルド
容器１２には共鳴管１３を接続し、該共鳴管１３
の上流端を排気ターボ過給機１４の吸気コンプレ
ツサ１４Ａ出口に接続している。吸気コンプレツ
サ１４Ａ入口に接続する吸気ダクト１５はエアク
リーナ１６を介して大気に開放されている。

そして、前記吸気ダクト１５のエアクリーナ１
６と吸気コンプレツサ１４Ａとの間にヘルムホル
ツ共鳴器１７を接続する。この場合、前記共鳴器
１７の接続部１５ａより下流の吸気通路を共鳴過
給通路とし、共鳴容器１８及び共鳴管１９からな
るヘルムホルツ共鳴器１７の共鳴周波数を前記共
鳴過給通路と同一となるように設定する。

ここで、共鳴過給通路の共鳴周波数を_１とす
ると、 で与えられる。ただし、A₁は共鳴管１３の断面
積、L₁は吸気ダクト１５の接続部１５ａから共
鳴管１３下流端までの長さ、V₁はマニホルド容
器１２と全吸気ポート容積との総和、C₁は音速
である。

また、ヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数を_２
とすると で与えられる。ただし、A₂は共鳴管１９の断面
積、L₂は共鳴管１９の長さ、V₁は共鳴容器１８
の容積、C₂は音速である。

そして、前記C₁，C₂は共鳴過給通路と吸気ダ
クト内の各温度をT₁，T₂（〓）とするとC₁＝
20.05√₁，C₂＝20.05√₂（ｍ／ｓ）である。
即ち、_１≒_２とするには Ｔ_１Ａ_１／Ｌ_１Ｖ_１≒Ｔ_２Ａ_２／Ｌ_２Ｖ_２ −(3) となるよう設定してある。尚、２０は排気マニホ
ルドで排気タービン１４Ｂの入口側に接続してい
る。

かかる構成において、本実施例では、ヘルムホ
ルツ共鳴器１７を排気ターボ過給機１４の吸気コ
ンプレツサ１４Ａより上流側に設けてあるため、
第１図に示す従来装置に比べて、前記吸気コンプ
レツサ１４Ａより下流の吸気通路容積が小さくな
り、機関急加速時における吸気コンプレツサ１４
Ａ下流側吸気通路内の圧力上昇の応答性が良好と
なる。また、ヘルムホルツ共鳴器１７の接続部１
５ａより上流側の吸気ダクト１５内へは吸気振動
が伝達されないので、吸気ダクト１５開口端より
発生する吸気騒音を低減することができると共
に、この種４気筒機関でも共鳴過給作用がエアク
リーナ１６等の影響を受けることはない。

更に、通常共鳴過給通路内の温度T₁の方が吸
気コンプレツサ１４Ａ上流側の吸気ダクト１５内
温度T₂よりも高いので、_１＝_２であれば(3)
式より Ａ_１／Ｌ_１Ｖ_１＜Ａ_２／Ｌ_２Ｖ_２ −(4) となる。そして、A₁≧A₂でよいのでL₁V₁＞L₂V₂
でよく、従つて、ヘルムホルツ共鳴器１７を吸気
コンプレツサ１４Ａ上流側の吸気通路に接続した
ことによつて、共鳴過給通路寸法が同様の場合に
は従来よりもヘルムホルツ共鳴器１７の寸法を小
さくすることができるという効果も有する。

以上述べたように本考案によれば、吸気騒音防
止用のヘルムホルツ共鳴器を過給機の吸気コンプ
レツサ上流側の吸気通路に接続したので、吸気騒
音が低減できることは勿論、吸気コンプレツサ下
流側吸気通路の容積が小さくなり、過給時のこの
吸気通路内の圧力上昇時間が短縮されるため機関
急加速時の応答性を改善できる。また、従来のも
のに比べてヘルムホルツ共鳴器の寸法を小さくす
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す略示平面図、第２図は本
考案の１実施例を示す略示平面図である。 １１……機関本体、１２……マニホルド容器、
１３……共鳴管、１４……排気ターボ過給機、１
５……吸気ダクト、１５ａ……接続部、１７……
ヘルムホルツ共鳴器、１８……共鳴容器、１９…
…共鳴管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 共鳴過給形吸気通路を備えた過給機付内燃機関
   において、過給機の吸気コンプレツサより上流の
   吸気通路にヘルムホルツ共鳴器を接続し、この接
   続部より下流側吸気通路を共鳴過給通路とすると
   共に、前記ヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数を前
   記共鳴過給通路の共鳴周波数と略等しくしたこと
   を特徴とする過給機付内燃機関の吸気騒音防止装
   置。