JPH0573260U - エンジンの吸気用エアダクト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 必要に応じ吸気抵抗を低減させてエンジンの
出力性能を高めつつ、複数の周波数帯域において吸入空
気音の低減を図る。 【構成】 第１吸気ダクト１の一端部には吸気口２が形
成されており、他端部は内部に密閉空間を有するエアク
リーナ３の一面側に連通されている。第１吸気ダクト１
の中途部には、Ｕ字状に屈曲されたバイパスダクト４の
両端部が連通されており、バイパスダクト４の一端部に
は、第１切換バルブ５が設けられている。さらに、エア
クリーナ３の一面側には、第１吸気ダクト１より大径で
あって、かつ、バイパスダクト４とは異なる長さ及び容
積からなる第２吸気ダクト６の一端部が連通されてい
る。第２吸気ダクト６の他端部には、吸気口７が設けら
れているとともに、該吸気口７を開閉する第２切換バル
ブ８が設けられている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、エンジンの吸気系に配置される吸気用エアダクト装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、エンジンの吸気系には図８に模式的に示したエアダクト装置が配設され ている（１９９１年６月 日産自動車（株）発行 「ＮＩＳＳＡＮセドリック グロリア新型車解説書」Ｂ−２７頁参照）。すなわち、一端部に第１及び第２の 吸気口４１，４２が設けられた吸気ダクト４３の他端はエアクリーナ４４の一面 側に連通されており、該エアクリーナ４４の他面側にはエンジンのインテークマ ニホールドに接続される導出ダクト４５が連通されている。前記吸気ダクト４３ の外周部であって吸気口４１，４２とエアクリーナ４４間には、レゾネータ４６ が一体的に成形されており、該レゾネータ４６は所定容積の密閉空間を有してい る。

【０００３】 かかる構造において、エンジンが回転すると吸気口４１，４２から空気が吸引 され、この空気は吸気ダクト４３及びエアクリーナ４４を通流して、インテーク マニホールドよりエンジン内に導入される。このとき、空気が吸気口４１，４２ 内に流入する際に吸入空気音が発生するが、吸気ダクト４３の中途部には所定容 積を有するレゾネータ４６が設けられていることから、該レゾネータ４６の容積 に応じた周波数帯域の吸入空気音が減衰し、これにより吸入空気音の低減を図る ことができる。また、２個の吸気口４１，４２が設けられて充分な吸入面積が設 定されているとともに、吸気ダクト４３の断面積を充分に設定されていることか ら通気抵抗が低減し、エンジンの出力性能を高めることができるものである。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来の吸気用エアダクト装置にあっては、吸気ダク ト４３の一端部に単に２個の吸気口４１，４２が設けられた構造であって、常に 各吸入口４１，４２の各から空気が吸入されることから、吸入時の吸入空気音が 常に２カ所から発生することとなる。したがって両吸気口４１，４２を設けるこ とにより吸入面積を増加させ、エンジンの高回転時に多量の空気導入を可能にし て出力性能を高めることができる反面、エンジンの低回転時や中回転時のように エンジンの出力性能より静粛性が優先される運転状態において、吸入空気音の充 分な低減を図ることができない。

【０００５】 しかも、単一のレゾネータ４６により吸入空気音を減衰させる構造であること から、減衰可能な周波数帯域はレゾネータ４６の容積により一義的に決定されて しまう。一方、吸入空気音の周波数はエンジン回転数に応じて変化し、エンジン 回転数が高くなって吸気量が多くなり、これより流速が高まるに連れて周波数も 高くなる。したがって、レゾネータ４６に低周波数帯域を減衰可能な特性を設定 すると、エンジンの低回転時に発生する低周波数帯域の吸入空気音を減衰させる ことが可能となっても、エンジンの中回転時に発生する中周波数帯域の吸入空気 音を減衰させることができない。また、逆にレゾネータ４６に中周波数帯域を減 衰可能な特性を設定すると、エンジンの中回転時に発生する中周波数帯域の吸入 空気音を減衰させることが可能となっても、エンジンの低回転時に発生する低周 波数帯域の吸入空気音を減衰させることができない。よって、静粛性が優先され るエンジンの低回転域から中回転域に対応して発生する低周波数帯域と中周波数 帯域の双方の吸入空気音を低減させることは不可能なものであった。

【０００６】 本考案は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、必要に応じて 吸気抵抗を低減させてエンジンの出力性能を高めつつ、かつ、複数の周波数帯域 において吸入空気音の低減を図ることができるエンジンの吸気用エアダクト装置 を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

前記課題を解決するために本考案にあっては、一端部に吸気口が設けられ他端 部が密閉空間を有するエアクリーナに連通された第１吸気ダクトと、該第１吸気 ダクトに両端部を連通されたバイパスダクトと、該バイパスダクトの一端部を開 閉する第１切換バルブと、一端部に吸気口が設けられるとともに他端部が前記エ アクリーナに連通され前記バイパスダクトとは異なる長さ及び容積からなる第２ 吸気ダクトと、該第２吸気ダクトの前記吸気口を開閉する第２切換バルブとが設 けられている。

【０００８】

【作用】

前記構成において、例えばバイパスダクトには低周波数帯域用レゾネータとし て機能し得る長さ及び容積及を設定しておき、一方第２吸気ダクトには中周波数 帯域用レゾネータとして機能する容積及び長さを設定しておく。そして、エンジ ンの低回転時には第１切換バルブによりバイパスダクトの一端部を閉鎖し、かつ 、第２切換バルブにより第２吸気ダクトの吸気口を閉鎖した状態を形成する。す ると第１吸気ダクトの吸気口のみから空気が吸入されてエアクリーナに導入され る。このとき、両端部を第１吸気ダクトに連通さているバイパスダクトは一端部 が第１切換バルブにより閉鎖されていることから、他端部のみが第１吸気ダクト に連通した閉管の状態となっている。したがって、バイパスダクトはその長さ及 び容積により、第１吸気ダクト内に発生している低回転時の吸入空気音の低周波 数帯域用レゾネータとして作用し、該吸入空気音を減衰させる。

【０００９】 また、エンジンの中回転時に第１切換バルブによりバイパスダクトの一端部を 開放し、かつ、第２切換バルブにより第２吸気ダクトを閉鎖した状態を形成する と、第１吸気ダクトの吸気口のみから空気が吸入され、エアクリーナに導入され る。このとき、第２吸気ダクトは、第２切換バルブにより吸入口を閉鎖されてい ることから、一端部のみがエアクリーナの密閉空間に連通し、閉管となっている 。したがって、第２吸気ダクトはその長さ及び容積により、エアクリーナ内に伝 達された吸入空気音に対する中波数帯域用レゾネータとして作用する。しかも、 この中回転時と高回転時のようにエンジンへの空気導入量を多量に必要としない 場合には、空気を一方の吸気ダクトの吸気口からのみ吸入させることにより、吸 入空気音の音源が単一となって、静粛性は高められる。

【００１０】 また、エンジンの高回転時には第１切換バルブによりバイパスダクトの一端部 を閉鎖し、かつ、第２切換バルブにより第２吸気ダクトの吸気口を開放した状態 を形成する。すると、第１吸気ダクト側においては、吸気口から吸引された空気 がバイパスダクト側に回り込むことなく直接的にエアクリーナへ通流し、また、 エアクリーナには第２吸気ダクトからも空気が通流する。よって、通気抵抗が全 体的な通気断面積が増加して通気抵抗が低減し、これによりエンジンの出力性能 は高められる。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の一実施例について図にしたがって説明する。すなわち、図１に 示したように、第１吸気ダクト１の一端部には第１吸気口２が形成されており、 他端部は内部に密閉空間を有するエアクリーナ３の一面側に連通されている。第 １吸気ダクト１の中途部には、Ｕ字状に屈曲されたバイパスダクト４の両端部が 連通されており、第１吸気ダクト１に対して下流側に連通されたバイパスダクト ４の端部には、第１切換バルブ５が設けられている。該第１切換バルブ５は、図 ３に示したバイパスダクト４の端部を閉鎖する閉位置と、図４に示した第１吸気 ダクト１を閉鎖し、かつ、バイパスダクト４を開放する開位置とに回動するよう になっている。このバイパスダクト４は、第１切換バルブ５により端部を閉鎖さ れた場合には、低周波数帯域の吸入空気音を減衰させ得る低周波数帯域用レゾネ ータとして機能し得る長さ及び容積を有している。

【００１２】 また、前記エアクリーナ３の一面側には、第１吸気ダクト１より大径であって 、かつ、前記バイパスダクト４とは異なる長さ及び容積からなる第２吸気ダクト ６の一端部が連通されている。該第２吸気ダクト６の他端部には、第２吸気口７ が設けられているとともに、該第２吸気口７を開閉する第２切換バルブ８が設け られている。そして、前記第２吸気ダクト６は、第２切換バルブ８により第２吸 気口７が閉鎖された状態において、エアクリーナ３内に伝達された吸入空気音の 中周波数帯域に対してレゾネータとして機能し得る長さ及び容積を有している。 なお、前記エアクリーナ３の他面側にはエンジンのインテークマニホールドに連 通される導出ダクト９が連通されている。

【００１３】 一方、コントローラ１０の入力ポートには、エンジン回転数センサ１１からエ ンジン回転数が入力され、また出力ポートには第１切換バルブ５を開閉駆動する 第１アクチュエータ３１と第２切換バルブ８を開閉駆動する第２アクチュエータ ３２とが接続されている。

【００１４】 次に、以上の構成にかかる本実施例の動作を図２に示したコントローラ１０の 動作フローチャートにしたがって説明する。すなわち、コントローラ１０はエン ジンの始動に伴ってこのフローチャートに従った制御を開始し、先ずエンジン回 転数が２，０００ｒｐｍ未満か否かを判別する（Ｓ１）。この判別がＹＥＳであ って、エンジン回転数が２，０００ｒｐｍ未満である場合には、各アクチュエー タ３１，３２に動作信号を出力し、第１切換バルブ５と第２切換バルブ８とを共 に閉に駆動する（Ｓ２）。すると、図３に示したようにバイパスダクト４の一端 部が閉鎖されるとともに、第２吸気ダクト６の吸気口７が閉鎖され、第１吸気ダ クト１の吸気口２のみからエンジンの回転に伴って空気が吸入されてエアクリー ナに導入される。

【００１５】 このとき、両端部を第１吸気ダクト１に連通さているバイパスダクト４は一端 部が第１切換バルブ５により閉鎖されることにより、他端部のみが第１吸気ダク ト１に連通した閉管の状態となっている。したがって、バイパスダクト４はその 長さ及び容積により、第１吸気ダクト１内に発生している吸入空気音に対して低 周波数帯域用レゾネータとして作用し、該吸入空気音を減衰させる。よって、エ ンジンの低回転時に発生している低周波の吸入空気音はバイパスダクト４のレゾ ネータとしての機能により減衰し低下する。

【００１６】 また、Ｓ１の判別がＮＯであってエンジン回転数が２，０００ｒｐｍ未満でな かった場合には、さらにエンジン回転数が２，０００ｒｐｍ以上４，０００ｒｐ ｍ未満であるか否かを判別する（Ｓ３）。この判別がＹＥＳであって、エンジン 回転数が２，０００ｒｐｍ以上４，０００ｒｐｍ未満である場合には、各アクチ ュエータ３１，３２に動作信号を出力し、第１切換バルブ５を開にしかつ第２切 換バルブ８とを閉に駆動する（Ｓ４）。すると、図４に示したように、第１切換 バルブ１により第１吸気ダクト１が閉鎖されるとともにバイパスダクト４が開放 され、また、第２切換バルブ８により第２吸気ダクト６の吸気口７は閉鎖される 。よって、第１吸気ダクト１の吸気口２のみから空気が吸入されるが、第１吸気 ダクト１は第１切換バルブ５により閉鎖されていることから、第１吸気ダクト１ の吸気口２から吸入された空気はバイパスダクト４を介してエアクリーナに導入 される。

【００１７】 このとき、前述のように第２吸気ダクト６は、第２切換バルブ８により吸入口 ７を閉鎖されていることから、一端部のみがエアクリーナ３の密閉空間に連通し た閉管の状態となっている。したがって、第２吸気ダクト６はその長さ及び容積 により、エアクリーナ３内に伝達された吸入空気音に対する中波数帯域用レゾネ ータとして機能する。よって、エンジンの中回転時に発生している中周波の吸入 空気音は第２吸気ダクト６のレゾネータとしての機能により減衰し低下する。 しかも、このようにエンジン回転数が２，０００ｒｐｍ未満である低回転時や２ ，０００ｒｐｍ以上４，０００ｒｐｍ未満である中回転時のようにエンジンへの 空気導入量を多量に必要としない場合には、空気は一方の第１吸気ダクト１の吸 気口２からのみ吸入されることから吸入空気音の音源が単一となり、低及び中回 転時における静粛性は高められる。

【００１８】 一方、Ｓ２とＳ３の判別が共にＮＯである場合には、エンジン回転数が４，０ ００ｒｐｍ以上の高回転の状態にあり、この場合には各アクチュエータ３１，３ ２に動作信号を出力し、第１切換バルブ５を閉にしかつ第２切換バルブ８を開に 駆動する（Ｓ５）。これにより、図５に示したように第２吸気ダクト６の吸気口 ７は開放されるとともに、第２切換バルブ８によりバイパスダクト４の一端部は 閉鎖される。したがって、第１吸気ダクト側１においては、吸気口２から吸引さ れた空気がバイパスダクト４側に回り込むことなく直接的にエアクリーナ３へ通 流し、また、第２吸気ダクト６からもエアクリーナ３へ空気が通流する。よって 、全体的な通気断面積が増加して通気抵抗が低減し、これによりエンジンの出力 性能を高めることができる。

【００１９】 なお、図３に示した２，０００ｒｐｍ未満の状態においても、図４に示した２ ，０００ｒｐｍ以上４，０００ｒｐｍ未満の状態と同様に第２吸気ダクト６がレ ゾネータとして機能する。よって、エンジンが低回転にある場合であっても、吸 入空気音に含まれる中周波数成分を減衰させることが可能である。

【００２０】 図６は本考案の他の実施例を示すものであり、過給機１２は、同軸の両端に配 置されたタービン１３とコンプレッサ１４とを有し、前記タービン１３側にはエ ンジンのエキゾーストマニホールドに連通された排気流入ポート１５と、排気管 ３３に連通された排気流出ポート１６とが設けられている。前記タービン１３側 には前記排気流入ポート１５と排気流出ポート１６とに連通するバイパス通路１ ７が設けられており、該バイパス通路１７の前記排気流入ポート１５に連通する 開口部は、スイングバルブ１８により開閉されるようになっている。

【００２１】 一方、前記コンプレッサ１４側には、大気開放状の吸入ポート１９と、エンジ ンのインテークマニホールドに連通された吐出ポート２０とが設けられている。 該吐出ポート２０には、スイングバルブコントローラ２１に過給圧Ｐを供給する 供給チューブ２２が連通されており、前記スイングバルブコントローラ２１は前 記スイングバルブ１８に連係されている。

【００２２】 他方、前記第２切換バルブ８には、リンク２３が連係されており、該リンク２ ３にはアクチュエータ２４のロッド２５がその一端部において枢支されている。 前記アクチュエータ２４は、図７に示したように、ハウジング２６を有し、該ハ ウジング２６の一側壁には過給圧導入口２７が設けられ、前記一側壁と対向する 他側壁に、前記ロッド２５が挿通されている。また、前記ハウジング２６の内部 には、ダイヤフラム２８が配設され、該ダイヤフラム２８の中心部には、前記ロ ッド２５の他端部が固定されているとともに、ハウジング２６の前記他側壁とダ イヤフラム２８間には、リターンスプリング２９が弾挿されている。前記過給圧 導入口２３には、過給圧チューブ３０の一端部が連通されており、該過給圧チュ ーブ３０の他端部は、前記供給チューブ２２に連通されている。

【００２３】 なお、第１切換バルブ５は図１に示した実施例と同様に、第１アクチュエータ １３により開閉駆動され、該第１アクチュエータ１３はエンジン回転数センサ１ １から入力されるエンジン回転数に基づき動作するコントローラ１０により制御 される。したがって、第１切換バルブ５は、エンジン回転数が２，０００ｒｐｍ 未満では閉に、２，０００ｒｐｍ以上４，０００ｒｐｍ未満では開に、４，００ ０ｒｐｍ以上では閉に駆動される。

【００２４】 以上の構成にかかる本実施例において、エンジンの始動に伴って、エキゾース トマニホールドから排気流入ポート１５に排気が給送されると、該排気を駆動源 としてタービン１３は回転し、該タービン１３とともにコンプレッサ１４が回転 する。これにより、前記吸入ポート１９から大気が吸入されて圧縮され、過給圧 Ｐからなる圧縮空気がインテークマニホルドを介してエンジンに圧送される。

【００２５】 これと同時に過給圧Ｐは、供給チューブ２２、及び過給圧チューブ３０を介し て、過給圧導入口２７から前記ハウジング２６内に導かれる。このとき、過給圧 Ｐが例えば５０ｍｍＨｇ未満であると、ダイヤフラム２８はリターンスプリング ２９により押圧変形された状態となっており、よってロッド２５はハウジング２ ６の内部方向に変位した状態にある。したがって、第２切換バルブ８は閉駆動さ れ、該第２切換バルブ８により第２吸気ダクト６の吸気口７は閉鎖されている。

【００２６】 そして、過給圧Ｐが５０ｍｍＨｇ以上に上昇し、この過給圧Ｐがハウジング２ ６内に供給されると、ダイヤフラム２８はリターンスプリング２９に抗して膨出 変形し、ロッド２５は前記ハウジング２６の外部方向に突出移動する。これによ りリンク２３の端部は押圧されて、第２切換バルブ８が回動して開作動し、第２ 吸気ダクト６の吸気口７は開放される。

【００２７】 すなわち、この実施例においては、過給圧が５０ｍｍＨｇ以上となる加速走行 時において、第２切換バルブ８が開作動し、これにより吸気断面積が増加しかつ 吸気抵抗が低減してエンジンの出力性能は高められ、逆に低速走行時や減速走行 時のように過給圧が５０ｍｍＨｇ未満である場合には、第２切換バルブ８が閉作 動して、前述した実施例と同様に吸入空気音の消音性能が高められる。

【００２８】

【考案の効果】

以上説明したように本考案は、エアクリーナに連通された第１吸気ダクトを設 け該第１吸気ダクトにバイパスダクトの両端部を連通させるとともに、前記エア クリーナにはさらにバイパスダクトとは異なる長さ及び容積からなる第２吸気ダ クトを連通し、該第２吸気ダクトの吸気口とバイパスダクトの一端部とを開閉す る切換バルブを設けるようにした。よって、エンジンの運転状況等に応じて切換 バルブを制御して、バイパスダクトの端部を閉鎖することにより該バイパスダク トをその長さと容積に応じたレゾネータとして機能させることができるとともに 、第２吸気ダクトの吸気口を閉鎖することにより、該第２吸気ダクトをその長さ と容積に応じたバイパスダクトとは異なる特性のレゾネータとして機能させるこ とができる。また、第２吸気ダクトの吸気口を開放することにより、第１及び第 ２吸気ダクトを介して空気を吸引することができ、これにより吸気断面積を増加 させて通気抵抗を低減させることができる。よって、エンジンの出力性能を高め つつ、エンジンの低回転時や中回転時のようにエンジンの出力性能より静粛性が 優先される運転状態においては、エンジンの回転数に対応する複数の周波数帯域 にて吸入空気音を低減させて、静粛性の向上を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す概念図である。

【図２】同実施例の動作フローチャートである。

【図３】同実施例の第１及び第２切換バルブが共に閉で
ある状態を示す説明図である。

【図４】同実施例の第１切換バルブが開、第２切換バル
ブが閉である状態を示す説明図である。

【図５】同実施例の第１切換バルブが閉、第２切換バル
ブが開である状態を示す説明図である。

【図６】本考案の他の実施例を示す概念図である。

【図７】同実施例のアクチュエータの詳細を示す模式図
である。

【図８】従来の吸気用エアダクト装置を示す模式図であ
る。

【符号の説明】

１ 第１吸気ダクト ２ 吸気口 ３ エアクリーナ ４ バイパスダクト ５ 第１切換バルブ ６ 第２吸気ダクト ７ 吸気口 ８ 第２切換バルブ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端部に吸気口が設けられ他端部が密閉
   空間を有するエアクリーナに連通された第１吸気ダクト
   と、該第１吸気ダクトに両端部を連通されたバイパスダ
   クトと、該バイパスダクトの一端部を開閉する第１切換
   バルブと、一端部に吸気口が設けられるとともに他端部
   が前記エアクリーナに連通され前記バイパスダクトとは
   異なる長さ及び容積からなる第２吸気ダクトと、該第２
   吸気ダクトの前記吸気口を開閉する第２切換バルブとが
   設けられたことを特徴とするエンジンの吸気用エアダク
   ト装置。