JPH01170754A - 内燃機関の消音装置 - Google Patents

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吸気音等を減少させる消音装置に関
する。

「従来の技術」 内燃吸気における騒音には、主としてエンジンの吸気脈
動流により発生する吸気音と、排気ガス浄化のための２
次空気供給装置の作動時に発生する騒音（以下Ａｓ音：
エアーサクション音と称する）とがある。

従来、これらの騒音を抑制する手段として、吸気通路に
共鳴器を設けたり、エアクリーナ室を拡張室に利用した
りすることが行われていた。しかし、一般に吸気音とＡ
Ｓ音とはその周波数成分が異なり、効果的に騒音を低減
しようとすると、それぞれ別個にかなりの容積を有する
共鳴器等を設けなければならず、エンジンルームに搭載
することが困難になるという問題点があった。

また、共鳴器の共振周波数を変化させる装置として連通
部の断面積を選択又は変化させる消音装置が提案されて
いるが（実開昭５９−２９１９号）、ＡＳ音は比較的フ
ラットな周波数成分を有するため、ＡＳ音の低減には必
ずしも効果的でないという問題点があった。

「発明が解決しようとする問題点」 本発明は上記の問題点を解決するためなされたものであ
り、−箇の共鳴箱を利用して吸気音とＡＳ音との両者の
効果的な低減を可能とする、スペースを取らない消音装
置を提供することを目的とする。

「問題点を解決するための手段」 このため本発明では、内燃機関の吸気通路途中に第１の
連通部により連通された共鳴室と、その共鳴室とエアク
リーナ室とを連通ずる第２の連通部と、前記共鳴室と２
次空気供給装置の空気導入口とを連通ずる第３の連通部
と、前記共鳴室と前記第１の連通部又は前記第２の連通
部との連通を選択的に開閉する切換弁と、その切換弁を
前記２次空気供給装置の作動の有無に応じて切換える駆
動装置と、を備えることを特徴とする内燃機関の消音装
置が提供される。

「作用」 上記の構成によれば、２次空気供給装置が作動しないと
きは切換弁により第２の連通部が閉じられ第１の連通部
が開かれる。このため、共鳴室が第１の連通部により吸
気通路途中に連通された状態になり、共鳴室は共鳴室と
しての本来の役割を果たす、このときの共振周波数は第
１の連通部の長さ及び断面積により吸気音の周波数特性
に合致させて適切に設定することができる。

一方、２次空気供給装置が作動するときは切換弁により
第１の連通部が閉じられ第２の連通部が開かれる。また
、当然に２次空気供給装置の空気導入口も開かれ、２次
空気はエアクリーナ室から第２の連通部、共鳴室及び第
３の連通部を経由して供給される。このため、共鳴室が
２次空気の流路途中に設けられた状態になり、共鳴室は
拡張室として作用し騒音を低減する。エアクリーナ室も
拡張室として作用するため、そのカットオフ周波数は第
２の連通部の長さによりＡＳ音の周波数特性に合わせて
適切に設定することができる。

一般に、２次空気供給装置はエンジンのアイドル運転時
及び減速運転時に作動させるものであるから、上記２次
空気供給装置作動時には共鳴室を拡張室として使用し、
それ以外の通常運転時には共鳴室を本来の共鳴室として
使用し、吸気音及びＡＳ音それぞれの周波数特性に応じ
た効果的な騒音の低減を図ることができる。

「実施例」 本発明の実施例について図面に従って具体的に説明する
。

第１図は実施例の概略構成を示す図である。エンジン１
仁は、エアクリーナ２から吸気管３．スロットルボディ
４．サージタンク５及び吸気マニホールド６を経由して
吸気され、排気ガスは排気マニホールド７及び排気管８
を経由して排気される。エアクリーナ２は、ケース９．
濾過エレメント１０．キャップ１１及び外気を導入する
クールエアダクト１２を備える。吸気管３はエアクリー
ナキャップ１１に接続され、エアクリーナキャップ１１
の内部はエアクリーナ室１３を構成している。

このエンジンには２次空気供給装置１４（ＡＳシステム
）が付属している。即ち、排気管８内に、空気導入口１
５からの新鮮空気を、逆止弁１６及び２次空気供給開閉
弁１７を介して導入することが可能にされており、排気
ガスの浄化を行う。２次空気供給開閉弁１７はダイアフ
ラムとばねを備えた負圧駆動弁であり、負圧切替弁１８
に連通するパイプ１９に接続されている。負圧切替弁１
８はスロットルボディ４の下流側に連通され、電子制御
装置（ＣＰＵ）２０からの電気信号に従って負圧側又は
大気側に切替えられる。電子制御装置２０は、スロット
ルスイッチ２１からの信号及びエンジンの回転数検出器
２２の信号が入力され、両信号に基づいて、エンジンの
運転状態がアイドル状態又は減速状態（スロットルが閉
塞されている）であることを判別し、アイドル時又は減
速時に負圧切替弁１８に信号を出力する。この信号に基
づいて負圧切替弁１８は負圧側に切替えられて吸気負圧
がバイブ１９を介して２次空気供給開閉弁１７に導入さ
れ、２次空気供給開閉弁１７は開弁する。なお、スロッ
トルスイッチ２１４回転数検出器２２の両信号が上記ア
イドリング状態又は減速状態以外の運転状態を示すとき
は、ＣＰＵ２０は負圧切替弁１８に負圧切替弁１８を大
気側に切替えるべく信号を発する。これらの負圧切替弁
１８．２次空気供給開フ弁１７．逆止弁１６及び電子制
御装置２０等は２次空気供給装置１４（ＡＳシステム）
を構成している。

前記エアクリーナキャップ１１には共鳴箱２５が２本の
連通管２６．２７により接続され、共鳴箱２５の内部と
エアクリーナ室１３とを連通している。第１の連通管２
６は共鳴箱２５をヘルムホルツの共鳴器として使用する
場合の連通管をなすものであり、その管路長及び断面積
は数１００Ｈ２の吸気脈動周波数に共振するように設定
されている。第２の連通管２７は２次空気供給装置１４
への導入空気の通路となるものであり、その管路長はや
や長く設定されている。また、共鳴箱２５と２次空気供
給装置１４の空気導入口１５とは第３の連通管２８によ
り接続されている。

共鳴箱２５内には、第１の連通管２６と第２の連通管２
７とを選択的に開閉する管路切換弁２９が設けられてい
る。管路切換弁２９は二つの弁体を有し、弁体は揺動軸
３０を中心に回動可能であり、負圧アクチュエータ３１
によりロッド３２を介して開閉駆動される。負圧アクチ
ュエータ３１は負圧ホース３３により２次空気供給開閉
弁１７と負圧切換弁１８を結ぶパイプ１９に連通されて
いる。

以上の構成に基づき作動について説明する。

アイドル時又は減速時以外の通常運転時には、スロット
ルスイッチ２１およびエンジン回転数検出器２２からの
信号に基づき、電子制御装置（ＣＰＵ）２０は負圧切替
弁１８に大気側へ切替わる信号を発する。これにより、
負圧切替弁１８によりパイプ１９及び負圧ホース３３内
には大気圧が導入される。この結果、２次空気供給開閉
弁１７が閉じられると共に、負圧アクチュエータ３１は
その内部のばね３１Ａの付勢力により管路切換弁２９を
、図示の様に、第２の連通管２７を閉じる状態に押し付
ける。このため、第２図に示す様に、共鳴箱２５は第１
の連通管２６のみにより吸気通路をなすエアクリーナ室
１３に連通された閉じた共鳴箱になり、共鳴箱２５の容
積と第１の連通管２６の管路長１１及び断面積Ｓで決定
される周波数の音と共振して減衰させるレゾネータとな
る。

本実施例では管路長１１を５０ｗ＋ｅ程度に設定し、１
５０Ｈｚ付近で共振するようにした。

一方、アイドル時又は減速時にはスロットルスイッチ２
１およびエンジン回転数検出器２２からの信号に基づき
電子制御装置（ＣＰＵ）２０は負圧切替弁１８に負圧側
へ切替わる信号を発する。これにより、パイプ１９及び
負圧ホース３３内は吸気負圧が導入される。この結果、
２次空気供給開閉弁１７が開かれると共に、負圧アクチ
ュエータ３１にも負圧が導入され、管路切換弁２９は図
中に想像線に示す様に第１の連通管２６を閉じた状態と
される。このため、第３図に示す様に、２次空気はエア
クリーナ室１３．第２の連通管２７゜共鳴箱２５．第３
の連通管２８および逆止弁１６を経由して排気管８内に
供給されることになり、共鳴箱２５及びエアクリーナ室
１３は拡張室として作用しＡＳ音を低減する。その周波
数特性は第２の連通管２７の管路長１２により決定され
、管路長１２が長い程低周波数まで消音することができ
る０本実施例では管路長１２を２００ｍｍに設定した。

第４図及び第５図は音圧レベルの測定結果である。いず
れもクールエアダクト１２の出口にて測定した。第４図
は２次空気供給装置１４を作動させない状態のまま管路
切換弁２９を切換えた場合の吸気音の変化を示す、第１
の連通管２６を閉じた場合の音圧特性Ａに比べて、第１
の連通管を開いた場合の音圧特性Ｂは、吸気音固有の周
波数で１において大きく音圧レベルが低減されているこ
とがわかる。第５図は２次空気供給装置１４を作動させ
たままの状態で管路切換弁２９を切換えた場合のＡＳ音
の変化を示す、第２の連通管２７を閉じた場合の音圧特
性Ｃに比べて、第２の連通管２７を開いた場合の音圧特
性りは、低周波に至るまでＡＳ音を大きく低減している
ことを示している。

以上説明した実施例では管路切換弁２９及び負圧アクチ
ュエータ３１を共鳴箱２５に設置することとしたが、要
するに、第１の連通管２６と第２の連通管２７との実効
管路長を切換えればよいのであるから、種々の変形例が
考えられる。

第６図は、第２の連通管２７を第１の連通管２６の管路
途中から分岐させる構造とし、第１の連通管２６内に一
つの弁体からなる管路切換弁４１及び負圧アクチュエー
タ３１を配置した実施例を示す。

第７図は、二つの弁体からなる管路切換弁４２と負圧ア
クチュエータ３１をエアクリーナキャップ１１に配置し
、エアクリーナ２側で管路の切換えを行う構造とした実
施例を示す。

また、第１の連通管２６及び第２の連通管２７は必ずし
もエアクリーナキャップ１１に接続する必要はなく、こ
れらは吸気管３に接続する構造とすることも可能である
。

また、管路切換弁２９．４１．４２を駆動する駆動装置
としては負圧アクチュエータ３１の他に電磁ソレノイド
を用いてもよい。

更には、第１．第２．第３の連通管２６．２７゜２８を
管状としたが、エアクリーナ２のｒｉＡ壁を利用した帯
形状の連通部とする構成としてもよく、その形状は問わ
ない、また、共鳴室も特に箱状に限らない。

「発明の効果」 以上説明したように本発明は上記の構成を有し、共鳴室
を吸気音減衰用の本来の共鳴室として、また、ＡＳ音減
衰用の拡張室として用いるものであるから、スペースを
とることなく吸気音とＡｓ音とを共に効果的に低減する
ことができ、エンジンルームへの搭載性が極めて有利に
なるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は消音装置の概略
構成を示す構成図、第２図及び第３図は作動を説明する
模式図、第４図及び第５図は音圧レベルの測定結果を示
す特性図、第６図は第２の実施例を示す断面図、第７図
は第３の実施例を示す断面図である。 １６０．エンジン、　２０．、エアクリーナ、　１１゜
１．エアクリーナキャップ、　１３．、、エアクリーナ
室、　１４、、．２次空気供給装置、　１５　、、、空
気導入口、　１８．、、負圧切替弁、　２５　、、、共
鳴箱、　２６．、、第１の連通管、　２７．、、第２の
連通管、　２８．、、第３の連通管、　２９，４１゜４
２、、、管路切換弁、　３１　、、、負圧アクチュエー
タ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内燃機関の吸気通路途中に第１の連通部により連通され
   た共鳴室と、 その共鳴室とエアクリーナ室とを連通する第２の連通部
   と、 前記共鳴室と２次空気供給装置の空気導入口とを連通す
   る第３の連通部と、 前記共鳴室と前記第１の連通部又は前記第２の連通部と
   の連通を選択的に開閉する切換弁と、その切換弁を前記
   ２次空気供給装置の作動の有無に応じて切換える駆動装
   置と、 を備えることを特徴とする内燃機関の消音装置。