JPH04228867A - ディーゼル機関における吸気ノイズを減衰する装置 - Google Patents
ディーゼル機関における吸気ノイズを減衰する装置Info
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- F02M35/12—Intake silencers ; Sound modulation, transmission or amplification
- F02M35/1205—Flow throttling or guiding
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
- Characterised By The Charging Evacuation (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼル機関におけ
る吸気ノイズを減衰する装置に関する。
る吸気ノイズを減衰する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】吸気路における圧力脈動に基づく吸気ノ
ズルは、特に、内燃機関のアイドリング運転時及び部分
負荷運転時に不快に感じられ、これに対して全負荷運転
時には吸気ノイズはその他の騒音源によって掻き消され
てしまう。ディーゼル機関では、スロットルバルブが存
在しないことひいては吸気路における音を放射する横断
面が不変であることに基づいて、吸気ノイズは極めて大
きい。吸気ノイズを減衰するために、何重もの外部の消
音器が使用され、これらの消音器は付加的な費用のみな
らず、大きなスペースをも必要とする。
ズルは、特に、内燃機関のアイドリング運転時及び部分
負荷運転時に不快に感じられ、これに対して全負荷運転
時には吸気ノイズはその他の騒音源によって掻き消され
てしまう。ディーゼル機関では、スロットルバルブが存
在しないことひいては吸気路における音を放射する横断
面が不変であることに基づいて、吸気ノイズは極めて大
きい。吸気ノイズを減衰するために、何重もの外部の消
音器が使用され、これらの消音器は付加的な費用のみな
らず、大きなスペースをも必要とする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ゆえに本発明の課題は
、ディーゼル機関における吸気ノイズを広い運転範囲に
わたって簡単な構造上の手段によって効果的に減衰する
ことができる装置を提供することである。
、ディーゼル機関における吸気ノイズを広い運転範囲に
わたって簡単な構造上の手段によって効果的に減衰する
ことができる装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、ディーゼル機関における吸気ノイ
ズを減衰する装置において、ディーゼル機関の吸気路に
、収斂・拡散式のノズルが配置されていて、該ノズルの
流過横断面が、負荷に関連して調節可能な絞り本体を用
いて調整可能である。
に本発明の構成では、ディーゼル機関における吸気ノイ
ズを減衰する装置において、ディーゼル機関の吸気路に
、収斂・拡散式のノズルが配置されていて、該ノズルの
流過横断面が、負荷に関連して調節可能な絞り本体を用
いて調整可能である。
【０００５】
【発明の効果】この場合ノズル流過横断面の調整は、有
効燃料消費量ｂｅと内燃機関の騒音特性との互いに逆向
きの大きさに関して内燃機関の最適化が達成されるよう
に、行われねばならない。例えば確かにノズル流過横断
面の減少は、音を放射する横断面の減少ひいては騒音減
衰を生ぜしめるが、しかしながら有効燃料消費量の増大
をもたらす。この関係において、収斂・拡散式のノズル
を用いたノイズ減衰が有利であり、このようなノズルは
、比較的小さなノズル流過横断面において流れの著しい
分離及び渦流の発生を確実に防止し、後続の噴射におけ
る良好な噴霧を保証する。これとは逆に、単純な絞りフ
ラップは大きな圧力損失のために増大された流過横断面
を生ぜしめ、これによってノイズの減衰効果は減じられ
る。
効燃料消費量ｂｅと内燃機関の騒音特性との互いに逆向
きの大きさに関して内燃機関の最適化が達成されるよう
に、行われねばならない。例えば確かにノズル流過横断
面の減少は、音を放射する横断面の減少ひいては騒音減
衰を生ぜしめるが、しかしながら有効燃料消費量の増大
をもたらす。この関係において、収斂・拡散式のノズル
を用いたノイズ減衰が有利であり、このようなノズルは
、比較的小さなノズル流過横断面において流れの著しい
分離及び渦流の発生を確実に防止し、後続の噴射におけ
る良好な噴霧を保証する。これとは逆に、単純な絞りフ
ラップは大きな圧力損失のために増大された流過横断面
を生ぜしめ、これによってノイズの減衰効果は減じられ
る。
【０００６】本発明の別の有利な構成では、ノズル本体
が主としてベローズと共に、室圧に関連して調整可能な
容積を備えた室を形成しており、調整器が設けられてい
て、該調整器が絞り本体を室における圧力ＰＫによって
、吸気管における空気圧ＰＳが周囲圧ＰＯよりもほぼ１
００ミリバール有利にはほぼ６０ミリバール低くなるよ
うな位置に移動させるようになっている。室圧の調整に
よって、ノズル本体における絞り本体の移動調節ひいて
はノズルの貫流横断面の変化が行われ、これによって、
高い室圧においては小さな貫流横断面がひいては低い吸
気管圧ＰＳが調節されるのに対して、低い室圧ＰＸは大
きな貫流横断面及び高められた吸気管圧ＰＳを生ぜしめ
る。比較的低い吸気管圧が、高い圧力降下ひいては高い
流速度に基づいて、吸気ノイズの増大された減衰作用を
生ぜしめ、かつ小さな音放射横断面に基づいて吸気ノイ
ズの比較的高い減衰作用を生ぜしめるのに対して、比較
的僅かに低くされた吸気管圧における減衰作用は、確か
に吸気ノイズの減衰作用を引き起こすが、しかしながら
その作用程度は僅かである。
が主としてベローズと共に、室圧に関連して調整可能な
容積を備えた室を形成しており、調整器が設けられてい
て、該調整器が絞り本体を室における圧力ＰＫによって
、吸気管における空気圧ＰＳが周囲圧ＰＯよりもほぼ１
００ミリバール有利にはほぼ６０ミリバール低くなるよ
うな位置に移動させるようになっている。室圧の調整に
よって、ノズル本体における絞り本体の移動調節ひいて
はノズルの貫流横断面の変化が行われ、これによって、
高い室圧においては小さな貫流横断面がひいては低い吸
気管圧ＰＳが調節されるのに対して、低い室圧ＰＸは大
きな貫流横断面及び高められた吸気管圧ＰＳを生ぜしめ
る。比較的低い吸気管圧が、高い圧力降下ひいては高い
流速度に基づいて、吸気ノイズの増大された減衰作用を
生ぜしめ、かつ小さな音放射横断面に基づいて吸気ノイ
ズの比較的高い減衰作用を生ぜしめるのに対して、比較
的僅かに低くされた吸気管圧における減衰作用は、確か
に吸気ノイズの減衰作用を引き起こすが、しかしながら
その作用程度は僅かである。
【０００７】従って本発明は次のような認識、すなわち
、ディーゼル機関では吸気行程における貫流横断面を幅
広い負荷範囲にわたって減じることができ、しかもこの
場合燃焼のための有効燃料消費量及び供給率に関する大
きな損失が生じることはないという認識を利用している
。しかしながらさらに減衰作用の減少は、内燃機関にお
ける吸気ノイズの減衰のための公知の装置に対する改善
をも示している。なぜならば本発明による装置では、貫
流横断面を内燃機関の空気所要量に応じて調整すること
ができるからであり、この結果、良好かつ効果的な燃料
消費量において最適な燃焼のために必要とされるノズル
貫流横断面を準備することができる。結局、全負荷時に
おいてノズルの貫流横断面は最大であり、この場合しか
しながら減衰されなかった吸気ノイズはあまり目立たな
い。それというのは、自動車の走行時においては走行ノ
イズが、ディーゼル機関の吸気ノイズよりも大きくなる
からである。
、ディーゼル機関では吸気行程における貫流横断面を幅
広い負荷範囲にわたって減じることができ、しかもこの
場合燃焼のための有効燃料消費量及び供給率に関する大
きな損失が生じることはないという認識を利用している
。しかしながらさらに減衰作用の減少は、内燃機関にお
ける吸気ノイズの減衰のための公知の装置に対する改善
をも示している。なぜならば本発明による装置では、貫
流横断面を内燃機関の空気所要量に応じて調整すること
ができるからであり、この結果、良好かつ効果的な燃料
消費量において最適な燃焼のために必要とされるノズル
貫流横断面を準備することができる。結局、全負荷時に
おいてノズルの貫流横断面は最大であり、この場合しか
しながら減衰されなかった吸気ノイズはあまり目立たな
い。それというのは、自動車の走行時においては走行ノ
イズが、ディーゼル機関の吸気ノイズよりも大きくなる
からである。
【０００８】本発明の有利な構成では、室圧ＰＫが、負
圧ポンプのサーボ圧ＰＰを用いて生ぜしめられるように
なっている。このためには、特に、ディーゼル式の乗用
車において設けられている、ブレーキを操作するために
働く負圧ポンプが提供されている。また別の有利な構成
では、内燃機関の全負荷範囲において絞り本体の調整が
遮断され、絞り本体がその接続状態においてノズルの最
大貫流横断面を開放するようになっている。
圧ポンプのサーボ圧ＰＰを用いて生ぜしめられるように
なっている。このためには、特に、ディーゼル式の乗用
車において設けられている、ブレーキを操作するために
働く負圧ポンプが提供されている。また別の有利な構成
では、内燃機関の全負荷範囲において絞り本体の調整が
遮断され、絞り本体がその接続状態においてノズルの最
大貫流横断面を開放するようになっている。
【０００９】本発明による装置の特に有利な構成では、
ノズルが半径方向ノズルとして構成され、ノズル本体が
絞りプレートとして構成されている。この絞りプレート
は有利には、吸気路の吸気管において下流側に配置され
ていて吸気が周囲を流れるケーシングの前において、シ
フト可能に案内されており、ケーシングの底と絞りプレ
ートとの間にベローズが配置されていて、調整器から室
に通じる圧力導管が設けられている。
ノズルが半径方向ノズルとして構成され、ノズル本体が
絞りプレートとして構成されている。この絞りプレート
は有利には、吸気路の吸気管において下流側に配置され
ていて吸気が周囲を流れるケーシングの前において、シ
フト可能に案内されており、ケーシングの底と絞りプレ
ートとの間にベローズが配置されていて、調整器から室
に通じる圧力導管が設けられている。
【００１０】吸気ノイズの減衰を改善するためには、半
径方向ノズルを取り囲む空気フィルタが付加的に設けら
れていると有利である。
径方向ノズルを取り囲む空気フィルタが付加的に設けら
れていると有利である。
【００１１】さらにまた、吸気ノズルを減衰する装置を
、排ガス戻しを制御するための装置と組み合わせること
も可能であり、この場合絞り本体の位置及び、ノズルの
前の温度Ｔ０と圧力ＰＯとが検出されるようになってい
る。そして前記値は、排ガス戻し時に吸い込まれた新鮮
空気に混ぜられる残留ガス量のための尺度である。
、排ガス戻しを制御するための装置と組み合わせること
も可能であり、この場合絞り本体の位置及び、ノズルの
前の温度Ｔ０と圧力ＰＯとが検出されるようになってい
る。そして前記値は、排ガス戻し時に吸い込まれた新鮮
空気に混ぜられる残留ガス量のための尺度である。
【００１２】
【実施例】次に図面につき本発明の実施例を説明する。
【００１３】図１に示された実施例では汎用の空気フィ
ルタ１が、絞りプレート３として構成された絞り本体と
共に収斂・拡散式の半径方向ノズル４を形成しているノ
ズル本体２を取り囲んでいる。半径方向ノズル４は、吸
気路の拡大された範囲５を介して本来の吸気管６に開口
している。拡大された範囲５において絞りプレート３の
下流には、この絞りプレートによって覆われていて周囲
を吸気が流れるケーシング７が配置されている。半径方
向に延びている複数のウェブ８は、ケーシング７を拡大
された範囲５と結合しており、ひいては拡大された範囲
５におけるケーシング７の規定された位置を生ぜしめる
。ケーシングの底９にはベローズ１０の一方の端部が結
合されており、このベローズの他方の端部は絞りプレー
ト３のケーシング側と結合されている。ベローズ１０の
固有形状安定性に基づいて、絞りプレートはケーシング
に対して摺動可能に案内されていて、絞りプレートが、
押し込まれた位置を占めている場合ひいてはノズルの最
も狭い範囲における貫流横断面が大きい場合に、ストッ
パとして働くケーシング７の外周面に整合するように接
触し、貫流横断面が減じられている進出している位置に
おいてはケーシング７に対して突出するようになってい
る。
ルタ１が、絞りプレート３として構成された絞り本体と
共に収斂・拡散式の半径方向ノズル４を形成しているノ
ズル本体２を取り囲んでいる。半径方向ノズル４は、吸
気路の拡大された範囲５を介して本来の吸気管６に開口
している。拡大された範囲５において絞りプレート３の
下流には、この絞りプレートによって覆われていて周囲
を吸気が流れるケーシング７が配置されている。半径方
向に延びている複数のウェブ８は、ケーシング７を拡大
された範囲５と結合しており、ひいては拡大された範囲
５におけるケーシング７の規定された位置を生ぜしめる
。ケーシングの底９にはベローズ１０の一方の端部が結
合されており、このベローズの他方の端部は絞りプレー
ト３のケーシング側と結合されている。ベローズ１０の
固有形状安定性に基づいて、絞りプレートはケーシング
に対して摺動可能に案内されていて、絞りプレートが、
押し込まれた位置を占めている場合ひいてはノズルの最
も狭い範囲における貫流横断面が大きい場合に、ストッ
パとして働くケーシング７の外周面に整合するように接
触し、貫流横断面が減じられている進出している位置に
おいてはケーシング７に対して突出するようになってい
る。
【００１４】図１から分かるように、ベローズ１０とケ
ーシング７の底９と絞りプレート３との間に形成された
室１には空気制御導管１２が通じ、吸気路の拡大された
範囲５にはウェブの高さにおいて別の空気制御導管１３
が通じている。両空気制御導管１２，１３は、調整器１
４と接続されており、この調整器は、さらに別の空気制
御導管１５を介して図示されていない負圧ポンプと接続
されている。調整器１４に接続された最後の空気制御導
管１６は２方向切換え弁１７と協働し、この２方向切換
え弁は周囲圧ＰＯにさらされることができる。２方向切
換え弁１７は、アクセルペダル１８を用いてばね１９の
力に抗して制御可能であり、これによって、アイドリン
グ運転時及び部分負荷運転時には空気制御導管１６が周
囲圧ＰＯになり、これに対して全負荷時には空気制御導
管１６は遮断されるようになる。
ーシング７の底９と絞りプレート３との間に形成された
室１には空気制御導管１２が通じ、吸気路の拡大された
範囲５にはウェブの高さにおいて別の空気制御導管１３
が通じている。両空気制御導管１２，１３は、調整器１
４と接続されており、この調整器は、さらに別の空気制
御導管１５を介して図示されていない負圧ポンプと接続
されている。調整器１４に接続された最後の空気制御導
管１６は２方向切換え弁１７と協働し、この２方向切換
え弁は周囲圧ＰＯにさらされることができる。２方向切
換え弁１７は、アクセルペダル１８を用いてばね１９の
力に抗して制御可能であり、これによって、アイドリン
グ運転時及び部分負荷運転時には空気制御導管１６が周
囲圧ＰＯになり、これに対して全負荷時には空気制御導
管１６は遮断されるようになる。
【００１５】上に述べた装置はディーゼル機関、つまり
、汎用の形式でブレーキの操作時に使用される負圧ポン
プが、周囲圧ＰＯに対して約４００ミリバールの負圧Ｐ
Ｐを供給するようになっているディーゼル機関の構成部
分を形成している。本発明による吸気ノイズ減衰装置で
は、吸気路の拡大された範囲５における圧力ＰＳ（以下
においては簡単化のために単に吸気管圧と呼ぶ）は、周
囲圧ＰＯよりも約１００ミリバール有利には約６０ミリ
バール低くなるように、調整される。このことは調整器
１４を介して行われ、この場合ＰＯに比べて僅かしか降
下されていない室圧が、室１１の比較的大きな容積を生
ぜしめひいてはノズル４の最小流過横断面をあまり狭め
ないのに対して、ＰＯに対して大きく降下された室圧Ｐ
Ｋは、ノズル４の最小流過横断面を増大させるようにな
る。そして全負荷範囲において空気制御導管１６が２方
向切換え弁１７を用いて遮断されると、調整器１４にお
いては低いサーボ圧ＰＰしか生ぜず、ひいては室１１に
おいては低い室圧が発生し、この結果ノズル４において
は最大の最小流過横断面が調節される。
、汎用の形式でブレーキの操作時に使用される負圧ポン
プが、周囲圧ＰＯに対して約４００ミリバールの負圧Ｐ
Ｐを供給するようになっているディーゼル機関の構成部
分を形成している。本発明による吸気ノイズ減衰装置で
は、吸気路の拡大された範囲５における圧力ＰＳ（以下
においては簡単化のために単に吸気管圧と呼ぶ）は、周
囲圧ＰＯよりも約１００ミリバール有利には約６０ミリ
バール低くなるように、調整される。このことは調整器
１４を介して行われ、この場合ＰＯに比べて僅かしか降
下されていない室圧が、室１１の比較的大きな容積を生
ぜしめひいてはノズル４の最小流過横断面をあまり狭め
ないのに対して、ＰＯに対して大きく降下された室圧Ｐ
Ｋは、ノズル４の最小流過横断面を増大させるようにな
る。そして全負荷範囲において空気制御導管１６が２方
向切換え弁１７を用いて遮断されると、調整器１４にお
いては低いサーボ圧ＰＰしか生ぜず、ひいては室１１に
おいては低い室圧が発生し、この結果ノズル４において
は最大の最小流過横断面が調節される。
【００１６】本発明にとって重要ではないので、図面に
は測定機構の特殊な構成は示されていない。例えば圧力
は汎用の測定機構を用いて検出することが可能であり、
排ガス戻しを調整するための絞りプレート３の位置ｘの
検出は、ポテンンシオメータを用いて行うことができ、
ポテンシオメータ値の導出は、ケーシングとウェブ８の
うちの１つを介して外方に向かって電子式の装置へと行
われ、同様なことは、空気制御導管１２を介して調整器
１４への圧力ＰＫの導出に対しても言える。圧力ＰＯ及
び温度ＴＯの検出は、空気フィルタ１とノズル４との間
において行われることが望ましい。
は測定機構の特殊な構成は示されていない。例えば圧力
は汎用の測定機構を用いて検出することが可能であり、
排ガス戻しを調整するための絞りプレート３の位置ｘの
検出は、ポテンンシオメータを用いて行うことができ、
ポテンシオメータ値の導出は、ケーシングとウェブ８の
うちの１つを介して外方に向かって電子式の装置へと行
われ、同様なことは、空気制御導管１２を介して調整器
１４への圧力ＰＫの導出に対しても言える。圧力ＰＯ及
び温度ＴＯの検出は、空気フィルタ１とノズル４との間
において行われることが望ましい。
【図１】排ガス戻しを制御するための装置と連結された
、ディーゼル機関における吸気ノイズを減衰する本発明
による装置を示す図である。
、ディーゼル機関における吸気ノイズを減衰する本発明
による装置を示す図である。
１ 空気フィルタ、 ２ ノズル本体、 ３
絞りプレート、 ４ 半径方向ノズル、 ５
拡大された範囲、 ６ 吸気管、７ ケーシン
グ、 ８ ウェブ、 ９ 底、 １０ ベ
ローズ、 １１，１２ 空気制御導管、 １４
調整器、 １５，１６ 空気制御導管、 １７
２方向切換え弁、 １８ アクセルペダル、
１９ ばね、 ２０ ストッパ、 ＰＯ
周囲圧、 ＰＳ 吸気管圧、 ＰＫ 室圧、
ＰＰ サーボ圧、 ＰＬ ノズルの最小横断面
における圧力、 ＴＯ 周囲温度、 ｘ 絞り
本体の位置
絞りプレート、 ４ 半径方向ノズル、 ５
拡大された範囲、 ６ 吸気管、７ ケーシン
グ、 ８ ウェブ、 ９ 底、 １０ ベ
ローズ、 １１，１２ 空気制御導管、 １４
調整器、 １５，１６ 空気制御導管、 １７
２方向切換え弁、 １８ アクセルペダル、
１９ ばね、 ２０ ストッパ、 ＰＯ
周囲圧、 ＰＳ 吸気管圧、 ＰＫ 室圧、
ＰＰ サーボ圧、 ＰＬ ノズルの最小横断面
における圧力、 ＴＯ 周囲温度、 ｘ 絞り
本体の位置
Claims (9)
- 【請求項１】 ディーゼル機関における吸気ノイズを
減衰する装置であって、ディーゼル機関の吸気路（１，
５，６）に、収斂・拡散式のノズル（４）が配置されて
いて、該ノズルの流過横断面が、負荷に関連して調節可
能な絞り本体（３）を用いて調整可能であることを特徴
とする、ディーゼル機関における吸気ノイズを減衰する
装置。 - 【請求項２】 ノズル本体（３）が主としてベローズ
（１０）と共に、室圧に関連して調整可能な容積を備え
た室（１１）を形成しており、調整器（１４）が設けら
れていて、該調整器が絞り本体（３）を室（１１）にお
ける圧力ＰＫによって、吸気管（５，６）における空気
圧ＰＳが周囲圧ＰＯよりもほぼ１００ミリバール低くな
るような位置に移動させるようになっている、請求項１
記載の装置。 - 【請求項３】 室圧ＰＫが、負圧ポンプのサーボ圧Ｐ
Ｐを用いて生ぜしめられる、請求項２記載の装置。 - 【請求項４】 内燃機関の全負荷範囲において絞り本
体（３）の調整が遮断され、絞り本体（３）がその接続
状態においてノズル（４）の最大貫流横断面を開放する
ようになっている、請求項２又は３記載の装置。 - 【請求項５】 ノズルが半径方向ノズル（４）として
構成され、ノズル本体が絞りプレート（３）として構成
されている、請求項２から４までのいずれか１項記載の
装置。 - 【請求項６】 絞りプレート（３）が、吸気路（１，
５）の吸気管（５，６）において下流側に配置されてい
て吸気が周囲を流れるケーシング（７）の前において、
シフト可能に案内されており、ケーシング（７）の底（
９）と絞りプレート（３）との間にベローズ（１０）が
配置されていて、調整器（１４）から室（１１）に通じ
る圧力導管（１２）が設けられている、請求項５記載の
装置。 - 【請求項７】 ケーシング（７）が、ノズル（４）の
最大貫流横断面時に絞りプレート（３）が当接するため
のストッパ（２０）を有している、請求項６記載の装置
。 - 【請求項８】 半径方向ノズル（４）が、半径方向内
側に向かって貫流される空気フィルタ（１）によって取
り囲まれている、請求項５から７までのいずれか１項記
載の装置。 - 【請求項９】 吸気量測定のために付加的な装置が設
けられていて、絞り本体（３）の位置が調節表示体（ｘ
）を用いて検出されるようになっている、請求項８記載
の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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