JPH10246161A - 自動車用エンジンの吸気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車のエンジンにおける吸気系で、吸
気音を減少させると同時に、エンジンの性能向上を図る
装置を提供する。 【解決手段】 自動車のエンジンの吸気系におけるエア
クリーナ３のインホース７とアウタホース４のそれぞれ
を複数の通路７ａ，７ｂ，４ａ，４ｂに分岐し、そのう
ちの一つの通路７ｂ，４ｂにそれぞれバルブ１１，１２
を介装した。エンジンの回転数に対応させてバルブ１
１，１２の開閉を組合せることにより、吸気音の減少と
エンジン性能の向上を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用エンジン
において吸気音を減少させるとともにエンジン性能を向
上させる、自動車用エンジンの吸気装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】自動車のエンジンはエンジンの周辺の空
気を吸入し、これに所定比の燃料を加えた混合気を燃焼
室に導入し、これを圧縮した状態で爆発させてエネルギ
を発生させる。空気の吸入と排気の放出は一定のサイク
ルで行われるが、空気を吸入するときに生ずる吸気音が
気になることがあり、この吸気音を消すために従来から
レゾネータが使用されている。

【０００３】図１４に示すものは、レゾネータを用いた
自動車用エンジンの吸気装置の従来技術を示すものであ
る。これを説明する。１はインテークマニホールドであ
り、分岐された分岐管１ａが図示しないエンジンの燃焼
室に接続されるようになっている。図示するものは３気
筒用のものであることから、分岐管１ａが３本になって
いる。インテークマニホールド１の基部はスロットルボ
ディ２を介してエアクリーナ３のアウトホース４の先端
に接続されている。５はスロットルボディ２の内部で回
動して通路の開度を変えるスロットルバルブである。

【０００４】エアクリーナ３のアウトホース４の基端
は、エアクリーナ３のアウトレット３ａに接続されてい
る。６はエアクリーナ３のクリーナエレメントである。
エアクリーナ３のインレット３ｂにはエアクリーナ３の
インホース７の一端が接続されている。このインホース
７の他端（図における右端）は大気中に開口しており、
中間部分には分岐された状態でレゾネータ８が接続され
ている。図中の矢印は、空気が流れる方向を示してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような構造におい
て、スロットルバルブ５が開いたときその開度に応じて
空気が矢印方向に流れる場合、流れる空気の一部がレゾ
ネータ８に入り、これが、レゾネータ８の外部を流れる
空気の振動に共鳴して振動を打消すことにより消音作用
をする。レゾネータ８を設ければこのように吸気音を効
果的に減衰させることが可能であるが、あくまで消音効
果のみが得られるものであって、他の目的、すなわちエ
ンジンの性能向上には全く寄与しないものである。

【０００６】また、レゾネータ８は容積が一定で変える
ことができないことから、共鳴により消音できる音は一
つの周波数であり、複数の周波数の音には対応すること
ができない。複数の周波数の音に対応させるためには、
レゾネータ８をその数だけ設けなければならないことに
なる。さらにレゾネータ８は一般的に吸気系の他の部材
とは別部品となるため、これを設けるのに、部品代およ
び組付費用が嵩むことになる。

【０００７】本発明の関連技術としては、特開平７−２
７０２８号公報および特開平４−８８６１号公報に開示
されたものがある。前者のものは、エアクリーナの上流
側に第１、第２の二つのダクトを設け、そのうちの一つ
のダクトには流量調整弁を設けると共に、エンジンの吸
気系路に設けた二つのサージタンクを連通路で接続し、
この連通路にもバルブを設けた構成のものである。この
構成で流量調整弁とバルブの開度を変えることにより、
エンジンの回転数の変化に対応させて吸気音の低減を図
るようにしたものである。

【０００８】後者のものは、エアクリーナに結合された
吸気ダクト内にその一端側から長手方向に延出する仕切
り壁を設け、この仕切り壁により主、副の２通路をダク
ト内に区画し、副通路内にエンジンの運転状態に対応し
て副通路を開閉する１個のバルブを設けた構成のもので
ある。この構成でバルブの開度を変えることにより、ダ
クトの共鳴音を消去するようにしたものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記両公報に開示され
たものは、それぞれ吸気音の低減あるいは消去について
大きな効果があると認めることができる。本発明はこれ
らの技術を踏まえた上でさらに改良を加え、上記公報の
もの以上に多くの周波数の吸気音を効果的に消去するこ
とができる自動車用エンジンの吸気装置を提供しようと
するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するための手段として、請求項１に記載された発明に
おいては、自動車用エンジンの吸気系におけるエアクリ
ーナのインホースとアウトホースのそれぞれを複数の通
路に分岐すると共に、該複数の通路のうちの一部の通路
に、エアクリーナの上流側と下流側に別個のバルブを設
け、該バルブのそれぞれを開閉制御するように構成した
ことを特徴とする。

【００１１】また、請求項２に記載された発明は、請求
項１に記載されたものにおいて、前記エアクリーナの上
流側と下流側に設けたバルブを適宜開閉する制御装置を
設け、該制御装置で前記バルブの開閉組合せを変えるこ
とにより、複数の周波数に対応する減音機能を持たせた
ことを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
について、図１４と同一の部分には同一の符号を付して
説明する。本発明の大きな特徴部分は、エアクリーナ３
のインホース７とアウトホース４のそれぞれの内部に長
手方向に分岐板９，１０を設け、この分岐板９，１０に
よって、インホース７とアウトホース４の内部を複数の
通路７ａ，７ｂ，４ａ，４ｂに分岐すると共に、そのう
ちの一部の通路７ｂ，４ｂにバルブ１１，１２を設け、
このバルブ１１，１２をそれぞれ開閉制御するようにし
たことである。この場合、インホース７とアウトホース
４の有効断面積はそれぞれ分岐された通路７ａ，７ｂと
通路４ａ，４ｂの和となる。

【００１３】このように構成された本発明の吸気装置の
作用を、図２ないし図１３について説明する。２個のバ
ルブ１１，１２は、図示しない制御装置によって開くか
閉じるかのどちらかの状態になるように制御される。開
度が中間位置になることはない。図２に示す状態は図１
と同様に、２個のバルブ１１，１２の双方を閉じた場合
である。このような制御は、エンジンの回転数が、バル
ブ１１，１２ともに閉じた状態を示す図３のある回転
数Ａより低いとき（低速回転域）に行われ、そのときの
騒音レベルは図４の周波数ａより低い部分に示すように
なる。

【００１４】このときには、インホース７の通路７ｂお
よびアウトホース４の通路４ｂともに通路としては機能
せず、空気は通路７ａ，４ａのみを通ってスロットルボ
ディ２側に流れる。２個のバルブ１１，１２が閉じるこ
とにより、インホース７とアウトホース４の通路７ｂ，
４ｂ内に長さＬ₁ ，Ｌ₂ ，Ｌ₃ の室１３，１４，１５が
形成され、これらの全部がレゾネータとして機能するこ
とになる。

【００１５】図４は吸気音の周波数と騒音レベルとの関
係を示すものであり、実線で表した曲線は、２個のバ
ルブ１１，１２がともに閉じたときの特性を、破線で表
した曲線は、２個のバルブ１１，１２がともに開いた
ときの特性を示している。この図および以下の図におい
て、ａはエンジンの回転数Ａであるときの騒音レベル特
性を、Ｌ₁ ＜Ｌ₃ ＜Ｌ₂ と設定した場合、Ｘは長さＬ₂
の室１４の部分の特性を、Ｙは長さＬ₁ の室１３の部分
の特性を、さらにＺは長さＬ₃ の室１５の部分の特性を
示している。

【００１６】図５に示す状態は、バルブ１２を開き、バ
ルブ１１を閉じたところである。このような制御は、エ
ンジンの回転数が図６に示すようにＡ〜Ｂ間にあるとき
（中速回転域）に行われる。図６と後述する図１２に
で示す曲線は、バルブ１１，１２ともに閉じたときの特
性である。このときの騒音レベルは図７に斜線を付した
ようになる。このときには、エアクリーナ３を出た空気
は、通路４ａ，４ｂの両方を通ってインテークマニホー
ルド１に入る。このときには室１５のみがレゾネータと
して機能する。

【００１７】図８に示す状態は、バルブ１２を閉じ、バ
ルブ１１を開いたところである。このような制御は、エ
ンジンの回転数が図９に示すようにＢ〜Ｃ間にあるとき
（中速回転域より少し高いところ）に行われる。このと
きの騒音レベルは図１０に斜線を付したようになる。こ
のときには、エアクリーナ３に入る空気は、インホース
７の通路７ａ，７ｂの両方を通ってエアクリーナ３に入
る。エアクリーナ３から出た空気は、アウトホース４の
通路４ａのみを通ってインテークマニホールド１に入
る。このときには室１３，１４がレゾネータとして機能
する。

【００１８】図１１に示す状態は、バルブ１１，１２と
もに開いてレゾネータの機能を得ないようにしたところ
である。このような制御は、エンジンの回転数が図１２
に示すようにＣより高いとき（高速回転域）に行われ
る。このときの騒音レベルは図１３に斜線を付したよう
になる。

【００１９】以上説明したようにバルブ１１，１２の開
閉制御は、エンジンの回転数に対応させて行う。エンジ
ンの出力と吸気音の周波数は、エンジンの回転数に関連
して変わるので、エンジンの回転数に対応させて閉じる
バルブ１１，１２により形成される室１３，１４，１５
（図２参照）の容積（通路７ｂ，４ｂの開口面積とバル
ブ１１，１２の位置）を適宜設定してエンジンとの同調
回転数を変化させ、トルクの発生回転数が変化すること
により、全域においてエンジンの性能を向上させるとと
もに、低中速時には両方のバルブ１１，１２がともに閉
じるようにして、レゾネータ機能を高めるようにする。
そして高速時には両方のバルブ１１，１２をともに開く
ことにより、吸入空気を多くして出力増大を図る。

【００２０】以上説明した実施の形態は、エアクリーナ
のインホースとアウトホースのそれぞれを二つの通路に
分岐し、そのうちの各一つの通路にバルブを設けたもの
であったが、本発明はこれに限られるものではなく、通
路の数をさらに増やし、バルブの数と設置位置を変化さ
せて実施することもできる。要は、吸気系の一部をレゾ
ネータとして機能させるとともに、エアクリーナの上流
側と下流側にそれぞれバルブを設け、その開閉を適宜制
御することにより、エンジンの性能向上と吸気音の低減
が図れるようにすればよいものである。

【００２１】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
た自動車用エンジンの吸気装置であるから、複数個のバ
ルブを適宜開閉制御することにより、エンジンの性能向
上と吸気音の低減の両方を適えることができ、またバル
ブの開閉組合わせにより、複数の共鳴周波数に対応する
ことができる。さらに、専用部品としてのレゾネータを
使用しないで済むので、コストの低減ができることにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す断面図である。

【図２】図１のものの作用を説明するための説明図であ
る。

【図３】バルブを図２の状態に制御するときのエンジン
の回転数を示すグラフである。

【図４】バルブを図２の状態に制御したときの騒音レベ
ルを示すグラフである。

【図５】バルブを異なった状態にしたときを示す断面図
である。

【図６】バルブを図５の状態に制御するときのエンジン
の回転数を示すグラフである。

【図７】バルブを図５の状態に制御したときの騒音レベ
ルを示すグラフである。

【図８】バルブをさらに異なった状態にしたときを示す
断面図である。

【図９】バルブを図８の状態に制御するときのエンジン
の回転数を示すグラフである。

【図１０】バルブを図８の状態に制御したときの騒音レ
ベルを示すグラフである。

【図１１】バルブをさらに異なった状態にしたときを示
す断面図である。

【図１２】バルブを図１１の状態に制御するときのエン
ジンの回転数を示すグラフである。

【図１３】バルブを図１１の状態に制御したときの騒音
レベルを示すグラフである。

【図１４】レゾネータを用いた自動車用エンジンの吸気
装置の従来技術を示す断面図である。

【符号の説明】

１ インテークマニホールド ３ エアクリーナ ４ アウトホース ４ａ 通路 ４ｂ 通路 ７ インホース ７ａ 通路 ７ｂ 通路 ９ 分岐板 １０ 分岐板 １１ バルブ １２ バルブ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動車用エンジンの吸気系におけるエア
   クリーナのインホースとアウトホースのそれぞれを複数
   の通路に分岐すると共に、該複数の通路のうちの一部の
   通路に、エアクリーナの上流側と下流側に別個のバルブ
   を設け、該バルブのそれぞれを開閉制御するように構成
   したことを特徴とする自動車用エンジンの吸気装置。
2. 【請求項２】 前記エアクリーナの上流側と下流側に設
   けたバルブを適宜開閉する制御装置を設け、該制御装置
   で前記バルブの開閉組合せを変えることにより、複数の
   周波数に対応する減音機能を持たせたことを特徴とする
   請求項１に記載の自動車用エンジンの吸気装置。