JPH04209961A - 内燃機関の吸気装置 - 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】

［０００１１

【産業上の利用分野］本発明は、吸気音の濁り感を消滅
させることのできる内燃機関の吸気装置に関する。 ［０００２］ 【従来の技術】内燃機関の吸気系構成は、従来、主に出
力向上のための構成となっており、この出力向上を狙っ
た構成がしばしば騒音悪化の原因となっている。この騒
音を対策するための要求は、自動車の高品質化が求めら
れる中で、　「レベルの低減］から「音質の改善」へ変
化してきている。車内音の音を濁らせて音質を悪化させ
る、いわゆる吸気ゴロゴロ音の発生要因の一つが、各気
筒のポート部からスロットルバルブまでの長さが各気筒
間で大きく異なることであると言われている。各気筒の
ポート部からスロットルバルブまでの長さを各気筒毎に
合わせることは、技術的、生産的に可能である。たとえ
ば、サージタンクの１箇所より吸気マニホルドの枝管を
出し、各枝管の長さを合わせる等によって可能となる。 しかし、このような構成は、内燃機関の出力低下を招き
、また車載スペースの制約があり、実施に至っていない
。以上のことから、量産内燃機関の例では、音質が悪い
分を、エアクリーナの容積増加や、レゾネータの装着や
、あるいは実開平２−８０７１０号公報のように共鳴振
動板を装着する等して、気柱脈動の振幅を低減すること
により対策している。 ［０００３］

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来対策にお
いては、気柱共鳴の振幅を小さくすることにより吸気濁
り音（吸気ゴロゴロ音）のレベルを低減することはでき
るが、気柱脈動は依然存在するので、吸気音の濁り感を
本質的に消滅させることはできない。 ［０００４１本発明は吸気音の濁り感を本質的に消滅さ
せることのできる内燃機関の吸気装置を提供することを
目的とする。 ［０００５］

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る内燃機関の吸気装置は、次の装置から成
る。すなわち、エアクリーナ、途中にスロットルバルブ
が設けられている吸気管、サージタンク、吸気マニホル
ドを備えた内燃機関の吸気装置において、スロットルバ
ルブとサージタンクとの間の吸気管に、断面積が拡大さ
れた拡張室を設けた内燃機関の吸気装置。 ［０００６］

【作用】吸気濁り音発生の主な原因であるサージタンク
内部での定常波が、拡張室を設けることにより生じなく
なると考えられるために、吸気音の濁り感が本質的に消
滅する。 ［０００７］ 【実施例１以下に、本発明に係る内燃機関の吸気装置の
望ましい実施例を、図面を参照して説明する。図２に吸
気系の全体構成を示す。内燃機関の吸気系は、吸気の流
れ方向に、エアクリーナ２、吸気管４、サージタンク６
、吸気マニホルド８の順に配列され、吸気マニホルド８
は内燃機関１０の吸気ポートにつらなっている。吸気管
４にはスロットルバルブ１２が設けられている。各気筒
に連なる吸気マニホルド枝管が、サージタンク６に軸方
向に一列に接続されており、先端側が第１気筒となって
いる。サージタンク６は内燃機関１０に平行であり、し
たがって、吸気マニホルド８の各枝管の長さは等しいか
又はほぼ等しい。図１に示すように、スロットルバルブ
１２とサージタンク６との間の吸気管４には、断面積が
吸気管断面積より拡大された拡張室１４が設けられてい
る。拡張室の径りは吸気管の径ｄよりも大であり、望ま
しくはＤはｄの４倍以上に設定されている。Ｄが４ｄよ
りも小だと、拡張室１４の後述の効果が薄らぐ。また、
サージタンク６の径は、吸気管４の径よりは大きいが拡
張室１４の径よりははるかに小さい。 ［０００８１次に、作用を説明する。車内音の音質を悪
化させる吸気濁り音を分析してみたところ、図３に示す
ように、時間−音圧レベル曲線の包絡線の振幅が変動し
、上２９２２回転を１波長とする波をえかくことが判明
した。同じ音圧レベルでも図４のように包絡線がほぼ一
定のものは、濁り感がない。図３の吸気濁り音が吸気管
に発生するメカニズムを解明するために、吸気管内圧力
を実測したところ、図５に示すように、サージタンクと
吸気管（エアクリーナホース）が−本の管として作用し
、内部気柱に全長を３／４波長とする定常波が発生し、
モードの腹がサージタンク閉端側先端となっており、こ
の定常波が吸気濁り音の発生原因になっていることをつ
きとめた。さらに詳しくは、サージタンク閉端側の第１
番気筒が吸気行程にあるときに、最も大きな音圧レベル
の吸気音を発し、他の気筒はこれより小さな音圧レベル
の音を発し、上２９２２回転に１回の割合で第１番気筒
の吸気行程が生じて、図３のような濁り音が発生する。 そして、この解明結果は、従来から言われていた、吸気
ゴロゴロ音の発生要因が各気筒のポート部からスロット
ルバルブまでの長さが各気筒間で異なることにあるとい
うこととも一致する。この吸気濁り音を対策するのに、
従来は、図６に示すように、レゾネータ等を取付けて音
圧レベルを下げていたのであるが、定常波は存在してい
るので、吸気濁り音の強さが軽減されるだけで、根本的
な解決にはならなかった。 ［０００９］Ｌかし、本発明では、拡張室１４をスロッ
トルバルブ１２とサージタンク６との間の吸気管４に設
けることにより、吸気管内気柱脈動が図７に示すように
なり、定常波が消滅する。エンジン回転数より、２００
〜８００Ｈｚの周波数域の音が問題となるが、拡張室１
４の存在によって拡張室１４側で実質的に開放端、サー
ジタンク閉端側で閉塞端とされた実機寸法の吸気管には
、上記２００〜８００Ｈｚの領域では図７のようなモー
ドの気柱脈動が生じるだけであり、図７のようなモード
の気柱脈動では、車内音は図４のように包絡線が波をう
たない音波になるだけで、濁り感はない。また、吸気音
がサージタンク６からエアクリーナへ２と進む経路にお
いて、吸気音は拡張室１４で減衰され、たとえ若干の濁
り感が残存したとしても大幅に軽減される。この場合、
拡張室１４の径りが吸気感４の径ｄの４倍以上であれば
、拡張室１４は開放効果をもつ。上記のような拡張室内
１４を設けることによって機関出力が低下しないかどう
かを試験してみたところ１図８に示す結果を得た。 図８に見られるように、機関回転速度が通常使用領域、
たとえば３２００ｒｐｍ以下程度では、拡張室有りのも
のは拡張室なしものちに比べて軸トルクが向上しており
、それ以上の回転速度で軸トルクは若干しか悪化しない
ことが判明した。したがって、出力上も問題は生じない
。 ［００１０１ 【発明の効果］本発明に係る内燃機関の吸気装置によれ
ば、スロットルバルブとサージタンクとの間の吸気管に
、断面積が拡大された拡張室を設けたので、吸気音の濁
り感を消滅させることができ、車内音の音質を改善する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る内燃機関の吸気装置の
要部断面図である。

【図２】本発明の一実施例に係る内燃機関の吸気装置の
斜視図である。

【図３】濁り感有りの吸気音の時間−音圧レベル図であ
る。

【図４】濁り感無しの吸気音の時間−音圧レベル図であ
る。

【図５】濁り感がある吸気音の吸気管内定常波モード図
である。

【図６】レゾネータを装着した場合の吸気管内気柱脈動
分布図である。

【図７】本発明における吸気管内気柱脈動分布図である
。

【図８】本発明における機関回転速度−軸トルク特性図
である。

【符号の説明】

２　エアクリーナ ４　吸気管 ６　サージタンク ８　吸気マニホルド １０　内燃機関 １２　スロットルバルブ １４　拡張室

【図６】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エアクリーナ、途中にスロットルバルブが
   設けられている吸気管、サージタンク、吸気マニホルド
   を備えた内燃機関の吸気装置において、スロットルバル
   ブとサージタンクとの間の吸気管に、断面積が拡大され
   た拡張室を設けたことを特徴とする内燃機関の吸気装置
   。