JPH01138363A

JPH01138363A - 内燃機関の吸気系消音装置

Info

Publication number: JPH01138363A
Application number: JP29320487A
Authority: JP
Inventors: Yoshito Ishii; 義人石井; Toshio Kamiyama; 上山　俊夫
Original assignee: Yanmar Diesel Engine Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 1987-11-20
Filing date: 1987-11-20
Publication date: 1989-05-31

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】（産業上の利用分野）本発明は、内燃機関の燃焼室の吸気人口とエアクリーナ
の間の吸気系に設けられる吸気系消音装置に関する。

（従来技術）一般に往復動式内燃機関の吸気系においては、燃焼室へ
の空気の吸込みが吸気弁の開閉により間欠的に行われる
ことから、吸気の脈動が発生し、騒音の原因となってい
る。特に単気筒内燃機関の場合は、脈動圧の変化による
吸気騒音が大きく、３００〜５００　Ｈｚの比較的低周
波域において不快音（所謂ボコポコ音）がエアクリーナ
の空気入口部から放出される問題がある。

上記吸気騒音を低減するため、例えば第７図のようにエ
アクリーナ３１の空気出口部３２に流通断面積の大きな
空気容積室３０を配置し、これを吸気管３３に接続する
ことにより、空気容積室３０を膨張室として作用させ、
吸気通路の負圧を減衰させるようにした吸気消音装置は
従来より開発されている。

ところが従来は単に容積室を備えるだけに止どまってお
り、空気容積室以外の吸気管部分は騒音低減のための工
夫は施されていない。

（発明の目的）本発明は、空気容積室により分けられるエヤクリーナ側
吸気通路と燃焼室側吸気管通路の各流通断面積並びに燃
焼室側吸気通路の長さを工夫することにより、吸気騒音
低減効果を一層向上させることを目的としている。

（目的を達成するための技術的手段）上記目的を達成するために本発明は、エアクリーナと燃
焼室の吸気入口とを接続する吸気管の途中に、吸気管内
の吸気通路の流通断面積より大きい流通断面積を有する
空気容積室を形成し、空気容積室よりもエアクリーナ側
の吸気通路の流通断面積を、燃焼室側の吸気通路の流通
断面積よりも小さくし、空気容積室の燃焼室側開口部を
燃焼室吸気口にできるだけ近づくように、燃焼室側吸気
通路の長さを短くしている。

（作用）燃焼室の吸気入口に設けた吸気弁の開閉により脈動波は
発生するが、この脈動波は燃焼室側吸気通路を逆進して
空気容積室に入り、そこで膨張することにより減衰する
。

しかも上記逆進過程において、燃焼室側吸気通路部分は
出来るだけ短く形成されているので、脈動波は発生後直
ぐに空気容積室に入って減衰されることになり、発生後
減衰作用を受ける迄の時間が極めて短くなり、速やかな
騒音低減効果を発揮できる。

またエアクリーナ側吸気通路の流通断面積を燃焼室側吸
気通路の流通断面積よりも小さくしているので、騒音が
エアクリーナの空気入口部から放出されるのを効率良く
防ぎ、これにより騒音防止効果が一層向上する。

（実施例）第１図は単気筒ディーゼル機関に備えられた本発明によ
る吸気系消音装置を示しており、この第１図において、
１は横置きのシリンダライナ、２はピストン、３はシリ
ンダヘッド、４は燃焼室であり、シリンダヘッド３の側
面には吸気人口５が形成され、該吸気人口５には吸気管
７の下端部が接続されている。

吸気管７の途中部分には上方へと延びる空気容積室１０
が形成されており、該空気容積室１０により吸気管７内
の通路を、燃焼室側吸気通路１１と、エアクリーナ側吸
気通路１２とに分けている。

燃焼室側吸気通路１１は空気容積室１０の下部開口部１
１ａから概ね水平に延び、エアクリーナ側吸気通路１２
は空気容積室１０の上端部から上方に延びている。上記
空気容積室１０の流通断面積は上記いずれの吸気通路１
１．１２の流通断面積Ｓ１、Ｓ２よりも大きく形成され
ており、また空気容積室１０の容積はエンジン排気量の
約２５％〜１５０％である。

吸気管７の上端部にはエアクリーナ１５が接続されてお
り、該エアクリーナ１５の中央部には上下方向にのびる
内筒１７が配置され、該内筒１７の外周にエレメント１
８が配置されている。即ち内筒１７の上端開口部１７ａ
はエレメント１８を介して空気取入口２０に連通してい
る。

上記内筒１７の下端部は前記エレメント側吸気通路１２
の上側に、該吸気通路１２と同一内径でかつ同一中心で
接続されている。

上記エアクリーナ側吸気通路１２の流通断面積Ｓｔは燃
焼室側吸気通路１１の流通断面積Ｓ２よりも小さく形成
されており、具体的には次のような比率で形成されてい
る。

即ち断面形状が円形で断面積が８１のエアクリーナ側吸
気通路１２の内径をｄｉとし、断面形状が四角形状の燃
焼室側吸気通路１１を、断面積が８２の円形と仮定して
その仮想直径をｄ２とした場合、内径ｄ２に対する内径
ｄ１の大きさを７５〜９５％の大きさに設定している。

言い換えると断面積比Ｓｌ：Ｓ２を７５２〜９５２：１
００２に設定している。

燃焼室側吸気通路１１は吸気人口５と略同−高さを維持
しながら概ね直線状に延び、かつ吸気管７全体が取付は
可能な範囲で出来るだけ空気容積室１０の開口部１０ａ
が吸気人口５に近付くように、短く形成されれている。

例えば燃焼室側の吸気通路長さは内径ｄ２の概ね２倍〜
３倍程度に設定されている。

また前記エアクリーナ側吸気通路１２に内管１７内の通
路を加えた通路長さ、即ち空気容積室１０よりも上方側
の内径ｄ１の通路長さしは、内径ｄｌの２．５倍以上に
設定されている。

各吸気通路径ｄｉ、ｄ２及びエアクリーナ１５内の通路
長さしを、前述のように設定したことによる騒音低減効
果及びエンジン出力率等との関係を実験結果のグラフを
利用して説明する。

第２図において、内径比ｄｉ　／ｄ２が下がるにつれて
減音量が増加、即ち騒音が低下する傾向にあり、概ね９
５％ぐらいから耳ざわりな周波数（特に４００Ｈｚ近傍
）のほとんどがプラス側に来ていることが実験により立
証されている。一方第３図に示すように、内径比ｄｉ　
／ｄ２が７５％以上の時には、エンジン出力率を１００
％に保っているが、７５％より小さくなると吸気の体積
効率の低下のためエンジン出力率は急激に下がっている
。

これら第２図及び第３図の実験結果により、エンジン出
力率を１００％に保てる範囲内で効果的な騒音減少効果
を得るためには、内径比ｄｉ　／ｄ２を７５％〜９５％
の範囲に設定することが好ましく、特に７５％位に設定
すると最も良好な騒音低減効果が得られる。

第４図はエアクリーナ中央部通路長さＬと騒音の関係を
示しており、通路長さＬを長くする程騒音が低減するこ
とが立証されており、また概ね内径ｄ１の２．５倍位ま
での間では騒音は急激に低下し、それ以後では緩やかに
低下することが判る。

従って通路長さしを概ね内径ｄ１の２．５倍以上に設定
することにより、一応充分な騒音低減効果が得られる。

第５図は内径比ｄｉ／ｄ２を７５％に設定し、エアクリ
ーナ内通路長さしを２．５ｄｌに設定した時の各周波数
毎の騒音発生量（実線）と、単に吸気管でエアクリーナ
と吸気入口とを接続した場合の各周波数毎の騒音発生量
（仮想線）を比較したグラフであり、各周波数において
、６ｄＢから１２ｄＢ程度減音している。

また第６図は全体の騒音レベルを示し、実線のグラフは
内径比ｄｉ／ｄ２を７５％に設定し、エア・クリーナ内
通路長さしを２．５ｄｌに設定した時の騒音量、仮想線
のグラフは、単に吸気管でエアクリーナと吸気入口とを
接続した場合のグラフである。（別の実施例）（１）第１図ではエアクリーナ側吸気通路１２にエアク
リーナ内の内管１７を継ぎ足している構造であるが、エ
アクリーナ側吸気通路１２自体をエアクリーナ内の上部
まで延長し、内管内に挿入する構造でも良い。

（２）燃焼室側吸気通路１１を断面形状円形とすること
もできる。

（発明の効果）以上説明したように本発明は、吸気管７の途中に、吸気
管７内の吸気通路１１．１２の流通断面積Ｓ１、Ｓ２よ
り大きい流通断面積を有する空気容積室１０を形成し、
空気容積室１０よりもエアクリーナ側の吸気通路１２の
流通断面積Ｓ１を、燃焼室側の吸気通路１１の流通断面
積Ｓ２よりも小さくし、空気容積室１０の燃焼室側開口
部１０ａを燃焼室吸気入口５にできるだけ近づくように
、燃焼室側吸気通路１１の長さを短（しているので、次
のような効果がある。

（１）吸気弁の開閉により発生して逆進する脈動波は、
空気容積室１０に入って膨張することにより減衰し、騒
音が低減される。

（２）上記脈動波の逆進過程において、燃焼室側吸気通
路１１が短く形成されていることにより、脈動波は発生
後直ぐに空気容積室１０に入り、減衰されることになる
ので、発生後減衰作用を受ける迄の時間が極めて短くな
り、速やかな騒音低減効果を発揮できる。

（３）エアクリーナ側吸気通路１２の流通断面積Ｓ１を
燃焼室側吸気通路１１の流通断面積Ｓ２よりも小さくし
ているので、騒音がエアクリーナ１５の空気入口部から
放出されるのを効率良く防ぎ、これにより騒音防止効果
が一層向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した消音装置の縦断面図、第２図
は吸気通路内径比と減音量の関係を示すグラフ、第３図
は吸気通路内径比とエンジン出力率の関係を示すグラフ
、第４図はエアクリーナ内通路の長さと騒音の関係を示
すグラフ、第５図は各周波数毎の騒音を示すグラフ、第
６図は全体の騒音を示すグラフ、第７図は従来例の縦断
面図である。５・・・吸気入口、７・・・吸気管、１０
・・・空気容積室、１１・・・燃焼室側吸気通路、１２
・・・エアクリーナ側吸気通路、１５・・・エアクリー
ナ特許出願人　ヤンマーディーゼル株式会社第４図第６図　　　　　第５図

Claims

【特許請求の範囲】

エアクリーナと燃焼室の吸気入口とを接続する吸気管の
途中に、吸気管内の吸気通路の流通断面積より大きい流
通断面積を有する空気容積室を形成し、空気容積室より
もエアクリーナ側の吸気通路の流通断面積を、燃焼室側
の吸気通路の流通断面積よりも小さくし、空気容積室の
燃焼室側開口部が燃焼室吸気口にできるだけ近づくよう
に、燃焼室側吸気通路の長さを短くしたことを特徴とす
る内燃機関の吸気系消音装置。