JPS6237940Y2

JPS6237940Y2 -

Info

Publication number: JPS6237940Y2
Application number: JP1982091452U
Authority: JP
Priority date: 1982-06-21
Filing date: 1982-06-21
Publication date: 1987-09-28
Also published as: JPS58193018U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は共鳴過給を行なう内燃機関の吸気騒音
防止装置に関する。

この種の内燃機関、特に気筒数が４気筒以下の
機関の場合、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
端より大きな吸気騒音を発生するという問題があ
つた。また、この種の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、機関吸気通
路の途中にサージタンクを設けることにより、該
サージタンク内で圧力脈動を平滑化すると共に、
サージタンク下流側に共鳴過給通路を形成する構
成にすればよいが、この場合サージタンクの容積
が気筒の容積の10倍以上必要となり、かなりのス
ペースが必要となるという不具合を有している。

このため、従来第１図に示すように、機関吸気
通路１の途中に共鳴管２及び共鳴容器３からなる
ヘルムホルツ共鳴器Ａを接続合流し、この合流部
４下流側に共鳴管５及びマニホルド容器６等から
なる共鳴過給通路Ｂを設けると共に、ヘルムホル
ツ共鳴器Ａと共鳴過給通路Ｂの共鳴周波数をマツ
チングさせて構成し、共鳴過給におけるエアクリ
ーナ等の影響を取り除き十分な過給効果を得られ
るようにすると共に、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、この従来装置のヘルムホルツ共
鳴器Ａでは、共鳴周波数は変化せずその吸振効果
が有効に作用するにはその共鳴周波数付近のみで
あつた。このため、この共鳴周波数に対応する機
関回転速度領域から離れた領域では、その吸気振
動周波数が共鳴器Ａの共鳴周波数からずれるため
吸振効果が著しく低下する。従つて、機関常用回
転域が広い自動車用内燃機関においては、吸気騒
音の低減効果が十分とは言えなかつた。

本考案は上記の実情に鑑みてなされたもので、
機関吸気通路の途中に機関回転速度の増大に応じ
てその共鳴周波数が増大するヘルムホルツ共鳴器
を接続し、この接続部下流側吸気通路を共鳴過給
通路とすると共に、この共鳴過給通路の共鳴過給
の共鳴周波数もヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数
と同調させて機関回転速度に応じて増大させる構
成し、しかもヘルムホルス共鳴器と共鳴過給通路
の両共鳴周波数の可変制御を単一の制御手段で同
時に行うようにすることにより、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。

第１実施例を示す第２図および第３図におい
て、機関本体１１に接続された吸気マニホルド１
２に共鳴管１３を接続し、この共鳴管１３の上流
側を、共鳴容器１７及び共鳴管１６からなるヘル
ムホルツ共鳴器１５の前記共鳴管１６が接続され
る接続部１９を介して排気ターボ過給機１８の吸
気コンプレツサ１８Ａ出口側に接続している。そ
して、前記接続部１９より下流側吸気通路部分が
共鳴過給通路となる。２０は図示しないエアクリ
ーナ等を介して大気に開放される吸気ダクト、２
１は排気マニホルドで排気ターボ過給機１８の排
気タービン１８Ｂの入口側に接続している。

そして、前記各共鳴管１３，１６の中間部は、
吸気コンプレツサ１８Ａによる過給圧の増大に伴
なつて膨張する弾性管２２，２３で形成され、弾
性管２２，２３を、多数の通気孔２４ａ，２５ａ
を有する円筒部材２４，２５で覆つている。この
円筒部材２４，２５は所定以上の過給圧、即ち所
定以上の機関回転速度では弾性管２２，２３の膨
張を規制している。

かかる構成において、機関回転速度が増大する
と、排気ターボ過給機１８の吸気コンプレツサ１
８Ａ下流側の両共鳴管１３，１６内の過給圧が増
大する。この過給圧の増大に伴なつて弾性管２
２，２３が膨張し、その管径が大きくなる。従つ
て、共鳴管２２，２３の通路断面積が機関回転速
度に比例して増大することになり、ヘルムホルツ
共鳴器１５及び共鳴過給通路の共鳴周波数が機関
回転速度に比例して増大する。しかも、両共鳴周
波数が略等しくなるように増大するので、機関回
転速度領域の広い範囲に亘つて極めて効果的に吸
気騒音を低減することができる。

また、共鳴過給通路の共鳴周波数が連続的に機
関高速側に移動することによつて、吸気体積効率
も向上する。

機関回転速度が所定以上になると、円筒部材２
４，２５によつて弾性管２２，２３の膨張が規制
され、共鳴周波数の増大が止まるが、この機関回
転速度より高速側では過給機１８の作用によつて
十分な過給効果が得られる。従つて、全運転領域
で十分な過給効果が得られ、吸気騒音低減効果に
加えて機関性能も大幅に改善できる。第４図及び
第５図に本実施例における機関回転速度Ｎに対し
ての吸気体積効率ηｖの特性及び共鳴周波数ｆの
特性を示す。図中、N₁は弾性管膨張開始時の機
関回転速度、N₂は円筒部材により弾性管の膨張
が規制される機関回転速度、_Aは共鳴過給通路
の共鳴周波数（実線）、_Bはヘルムホルツ共鳴器
の共鳴周波数（破線）を示している。

第６図に第２実施例を示す。

図において、吸気マニホルド１２に接続する共
鳴管１３を、前記マニホルド１２に取り付けられ
る固定管１３Ａと該固定管１３Ａにスライド可能
に重合する可動管１３Ｂとで構成し、固定管１３
Ａと可動管１３Ｂの重合部分に形成される間隙部
３０に機関回転数の増大に伴なつて増大する例え
ば機関潤滑油を配管３１を介して供給する。３２
はスプリングである。

一方、ヘルムホルツ共鳴器１５の共鳴容器１７
を吸気ダクト２０に接続し、前記共鳴管１３を共
鳴容器１７を介して吸気ダクト２０内に配置す
る。この場合、図示しない過給機に接続される吸
気ダクト２０と共鳴管１３との間隙部分がヘルム
ホルツ共鳴器１５の共鳴管１６として作用する。

かかる構成によれば、機関回転速度が増大して
間隙部３０へ配管３１を介して供給される機関潤
滑油の圧力が増大すると、可動管１３Ｂがスプリ
ング３２の弾性力に抗して吸気マニホルド１２側
にスライドする。これにより、共鳴管１３が短く
なると共に、吸気ダクト２０と共鳴管１３とで形
成される間隙部分、即ち、ヘルムホルツ共鳴器１
５の共鳴管１６も短くなる。従つて、共鳴過給通
路及びヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数_A，_B
は機関回転速度Ｎに比例して共に増大し（第７図
参照）、第１実施例と同様に吸気騒音の低減及び
運転性の向上を図ることができる。

尚、上記第２実施例とは逆に第８図に示すよう
にヘルムホルツ共鳴器１５の共鳴管１６を固定管
１６Ａと可動管１６Ｂとで構成し共鳴過給通路内
に配置するようにしてよい。

第９図には更に別の実施例を示す。

この実施例は吸気コンプレツサ１８Ａ下流側に
上流端が合流して並設された共鳴管１３，１６の
中間部同志を連通管３５で接続し、この連通管３
５に所定の機関回転速度以上で開成する開閉弁３
６を介装したものである。

その作用は、機関回転速度が増大し所定回転速
度N′に達すると開閉弁３６が開き連通管３５を
介して互いの共鳴管１３，１６が連通する。これ
により、共鳴管１３，１６の実質の長さが短くな
り各共鳴周波数_A，_Bが増大する（第１０図参
照）。

そして、これら各実施例では、いずれもヘルム
ホルツ共鳴器と共鳴過給通路の両共鳴周波数が単
一の制御手段によつて同時に可変制御される構成
になつている。即ち、第２図及び第３図に示す第
１実施例では、過給機１８の吸気コンプレツサ１
８Ａからの過給圧作用、第６図と第８図に示す第
２、第３実施例では、それぞれ機関潤滑油の圧力
による可動管１３Ｂ，１６Ｂの移動、そして第９
図に示す第４実施例では開閉弁３６の開閉動作に
より、ヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数と共鳴過
給通路の共鳴周波数が、機関回転速度に応じて同
時に変化するようになつている。このため、ヘル
ムホルツ共鳴器と共鳴過給通路のそれぞれに共鳴
周波数の可変機構を設けるのに比べて構成が簡素
化されコストも安価にできる。また、両者の同期
を正確にとることができるようになる。

以上述べたように本考案によれば、ヘルムホル
ツ共鳴器及び共鳴過給通路の共鳴周波数を機関回
転速度の増大に応じて増大させ、しかも互いに同
調させつつ増大させる構成としたので、運転領域
の広範囲において吸気騒音を効果的に低減でき、
更には吸気体積効率が向上し運転性を改善でき
る。

また、単一の制御手段で両共鳴周波数を可変制
御しているため、同調が正確に行なえると共に、
装置を簡素かつコンパクトに構成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す略示構成図、第２図は本
考案の第１実施例を示す略示平面図、第３図は第
２図中−矢視図、第４図は同上実施例の吸気
体積効率の特性図、第５図は同上実施例の共鳴周
波数の特性図、第６図は本考案の第２実施例を示
す略示平面図、第７図は同上実施例の共鳴周波数
の特性図、第８図は本考案の第３実施例を示す略
示構成図、第９図は本考案の第４実施例を示す略
示平面図、第１０図は同上実施例の共鳴周波数の
特性図を示す。１２……吸気マニホルド、１３……共鳴管、１
３Ａ……固定管、１３Ｂ……可動管、１５……ヘ
ルムホルツ共鳴器、１６……共鳴管、１６Ａ……
固定管、１６Ｂ……可動管、１７……共鳴容器、
２２，２３……弾性管、２５……円筒部材、３０
……間隙部、３５……連通管、３６……開閉弁。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

共鳴過給形吸気通路を有する内燃機関におい
て、機関吸気通路の途中に機関回転速度の増大に
応じてその共鳴周波数が増大するヘルムホルツ共
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、該共鳴過給通路を、
共鳴過給の共鳴周波数が前記ヘルムホルツ共鳴器
の共鳴周波数と同期して機関回転速度の増大に応
じて増大する構成とし、かつヘルムホルツ共鳴器
と共鳴過給通路の両共鳴周波数の可変制御を単一
の制御手段で同時に行うことを特徴とする内燃機
関の吸気騒音防止装置。