JPS58214613A - エンジンの排気脈動音低減装置 - Google Patents
エンジンの排気脈動音低減装置Info
- Publication number
- JPS58214613A JPS58214613A JP57096238A JP9623882A JPS58214613A JP S58214613 A JPS58214613 A JP S58214613A JP 57096238 A JP57096238 A JP 57096238A JP 9623882 A JP9623882 A JP 9623882A JP S58214613 A JPS58214613 A JP S58214613A
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- JP
- Japan
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- exhaust
- sound
- engine
- sound pressure
- pressure generator
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N1/00—Silencing apparatus characterised by method of silencing
- F01N1/06—Silencing apparatus characterised by method of silencing by using interference effect
- F01N1/065—Silencing apparatus characterised by method of silencing by using interference effect by using an active noise source, e.g. speakers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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- F01N1/00—Silencing apparatus characterised by method of silencing
- F01N1/06—Silencing apparatus characterised by method of silencing by using interference effect
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- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N1/00—Silencing apparatus characterised by method of silencing
- F01N1/16—Silencing apparatus characterised by method of silencing by using movable parts
- F01N1/22—Silencing apparatus characterised by method of silencing by using movable parts the parts being resilient walls
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (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
【発明の詳細な説明】
本発明はエンジンの排気脈動音を低減するための装置に
関する。
関する。
従来の排気脈動音低減装置としては、例えば第１図（Ａ
）〜（Ｃ）に示すような消音器がある。
）〜（Ｃ）に示すような消音器がある。
これらの消音器の基本的な−ｈえ方は圧力変動を極力小
さくすることにあり、１ノ１気を空Ａ１１Ｉの中に一度
ためて変動を吸収する。（△）し、１中純拡張型消音器
、（［３）は多孔共鳴型消１である。また（Ｃ）４４多
段共鳴型／ｌ！ｉ凸器で、消音器の内を仕切り動吸振器
として利Ｊ［目“るなとし゛ζ騒音の原因となる圧力変
動を吸収する。尚、この、１ンうな消音器については興
亡出版０１発行の「騒音対策と消音設計」に記載されて
いる。
さくすることにあり、１ノ１気を空Ａ１１Ｉの中に一度
ためて変動を吸収する。（△）し、１中純拡張型消音器
、（［３）は多孔共鳴型消１である。また（Ｃ）４４多
段共鳴型／ｌ！ｉ凸器で、消音器の内を仕切り動吸振器
として利Ｊ［目“るなとし゛ζ騒音の原因となる圧力変
動を吸収する。尚、この、１ンうな消音器については興
亡出版０１発行の「騒音対策と消音設計」に記載されて
いる。
しかしながら、このような従来の消音器を用いる場合に
おいて、消音効果を大きくするためには、基本的に消音
器の容量を大きくする必要があるのに対し、消音器の大
きさは車両搭載に際し、車両フロアパネル下のレイアウ
トで制限されてしまい必然的に最大容Ｍが決まってしま
うため、消音性能に限度があった。
おいて、消音効果を大きくするためには、基本的に消音
器の容量を大きくする必要があるのに対し、消音器の大
きさは車両搭載に際し、車両フロアパネル下のレイアウ
トで制限されてしまい必然的に最大容Ｍが決まってしま
うため、消音性能に限度があった。
一方、１）１気系での動力損失をできるだし」少なくす
るということは、（１（燃費時代の今「１、重大な課題
であるが、動〕月１１失４．１： １ＪｌＩＩ： ｌ、
’ｉ （１１に比例しており、また、消音器の容量が大
きい稈、１）１圧が大きくなるという関係にあることか
ら、消音効果と燃費とは相反する関係にあるという問題
点があった。
るということは、（１（燃費時代の今「１、重大な課題
であるが、動〕月１１失４．１： １ＪｌＩＩ： ｌ、
’ｉ （１１に比例しており、また、消音器の容量が大
きい稈、１）１圧が大きくなるという関係にあることか
ら、消音効果と燃費とは相反する関係にあるという問題
点があった。
本発明はこのような従来の問題点に着目し、装置を大型
化することなく、効果的に排気脈動音を低減し得るよう
にし、これによりフロア下部の排気系の自由なレイアウ
トを可能とし、また低排圧を可能として低燃費化の要求
を損なうことない排気脈動音低減装置を提供することを
目的としている。
化することなく、効果的に排気脈動音を低減し得るよう
にし、これによりフロア下部の排気系の自由なレイアウ
トを可能とし、また低排圧を可能として低燃費化の要求
を損なうことない排気脈動音低減装置を提供することを
目的としている。
上記の目的を達成するため、本発明は、エンジンの排気
管に、排気脈動音に関連する信号を受ｔｊで、排気脈動
音とほぼ逆位相の音圧を発生させる音圧発生器を設ける
ことにより、排気脈動音の音圧レヘルを低減するように
したものである。
管に、排気脈動音に関連する信号を受ｔｊで、排気脈動
音とほぼ逆位相の音圧を発生させる音圧発生器を設ける
ことにより、排気脈動音の音圧レヘルを低減するように
したものである。
以下、本発明を第２図〜第４図に示ず一実施例に基づい
て説明する。但し、エンジンは４気筒、４サイクルとす
る。
て説明する。但し、エンジンは４気筒、４サイクルとす
る。
第２図において、１はエンジン本体、２は排気マニホー
ルド、３は排気管、４はマフラーである。
ルド、３は排気管、４はマフラーである。
ここで、排気管３の途中に排気管３内に音圧を発生させ
る音圧発生器５を取イ・口Ｊである。
る音圧発生器５を取イ・口Ｊである。
音圧発生器５は、一般のスピーカと同様の構成であり、
第３図に示すように本体〔ｊ内にコイル７とこれにより
励起される永久磁石８とを備え、この永久磁石８を連結
棒９により本体６の開口部を覆って設４Ｊた金属製ダイ
アフラム司Ｏに連結しである。尚、スピーカではコーン
を使用するが、熱との関係から金属製ダイアフラムを使
用している。
第３図に示すように本体〔ｊ内にコイル７とこれにより
励起される永久磁石８とを備え、この永久磁石８を連結
棒９により本体６の開口部を覆って設４Ｊた金属製ダイ
アフラム司Ｏに連結しである。尚、スピーカではコーン
を使用するが、熱との関係から金属製ダイアフラムを使
用している。
そして、本体６の開１１部のフランジＩＩを、ダイアフ
ラム１０周縁部と断熱１０２とを介して、排気管３に設
けた開口部のフランジ１３に接合し、ホルト１４及びナ
ツト１５によｅ）固定しである。また、本体６ば防振ゴ
ムＩ６を介し７”Ｃ図示しｔ「い車両フロアパネルＯｆ
＋に支持させである。
ラム１０周縁部と断熱１０２とを介して、排気管３に設
けた開口部のフランジ１３に接合し、ホルト１４及びナ
ツト１５によｅ）固定しである。また、本体６ば防振ゴ
ムＩ６を介し７”Ｃ図示しｔ「い車両フロアパネルＯｆ
＋に支持させである。
音圧発生器５（ごｌイル７）−・の信号は第４図に示す
信号発生回路により発１１−・口しぬられる。信号発生
回り８は、点火τｌイルにおＬＪるイグニッションパル
スを基本借料としており、イグニッションパルス発ηＥ
１ｉＦｌ ｌＩ３ （点火＝１イル）１７、ｒｌ−パ
スフィルタ】８、波形整形回路１！Ｊ、位相変換回路（
Ｆ−Ｖコンバータ）２０及びアンプ２１を含んで構成さ
れる。
信号発生回路により発１１−・口しぬられる。信号発生
回り８は、点火τｌイルにおＬＪるイグニッションパル
スを基本借料としており、イグニッションパルス発ηＥ
１ｉＦｌ ｌＩ３ （点火＝１イル）１７、ｒｌ−パ
スフィルタ】８、波形整形回路１！Ｊ、位相変換回路（
Ｆ−Ｖコンバータ）２０及びアンプ２１を含んで構成さ
れる。
また、アンプ２１には、エンジン吸入負圧の検出器２２
からの信号が補助入力として入力されるようになってい
る。
からの信号が補助入力として入力されるようになってい
る。
作用を説明すると、イグニッションパルスはローパスフ
ィルタ１８により約２００Ｈｚ以下の信号のみに整形さ
れ、更に波形整形回路１９によりサイン波にすなわち単
一周波数に整形される。そして、このサイン波の信号は
予めセットされた位相変換特性を有する位相変換回路２
０に入力されて位相を変換された後、予めセソ１〜され
た増幅特性を有するアンプ２】に入力されて増幅され、
アンプ２１より音圧発生器５のコイル７に印加される。
ィルタ１８により約２００Ｈｚ以下の信号のみに整形さ
れ、更に波形整形回路１９によりサイン波にすなわち単
一周波数に整形される。そして、このサイン波の信号は
予めセットされた位相変換特性を有する位相変換回路２
０に入力されて位相を変換された後、予めセソ１〜され
た増幅特性を有するアンプ２】に入力されて増幅され、
アンプ２１より音圧発生器５のコイル７に印加される。
音圧発生器５は信号発生回路からの信号によって動作す
るが、動作自体は一般のスピーカと同様である。すなわ
ち、信号によってコイル７が励起され、永久磁石８がコ
イル７の励起に従って振動する。この振動は連結棒９を
介してダイアフラム１０を振動させる。そして、このダ
イアフラム１０の振動によって空気が振動させられて音
が発生する。
るが、動作自体は一般のスピーカと同様である。すなわ
ち、信号によってコイル７が励起され、永久磁石８がコ
イル７の励起に従って振動する。この振動は連結棒９を
介してダイアフラム１０を振動させる。そして、このダ
イアフラム１０の振動によって空気が振動させられて音
が発生する。
一方、１ノ１気脈動音はエンジンの（１１゛気バルブが
間欠的に開閉することによって生じる。よって、排気バ
ルブが開いた瞬間に最大音圧となり、イグニッションパ
ルスとの関係では時間的に遅れがある。
間欠的に開閉することによって生じる。よって、排気バ
ルブが開いた瞬間に最大音圧となり、イグニッションパ
ルスとの関係では時間的に遅れがある。
ずなわち、ピストンが爆発行程に入った時（実際にはこ
れより少し前）にイグニッションパルスが発生し、爆発
後、ビス１−ンがＩＪＩ気行程に入ると、排気脈動音が
発生ずる。このタイムラフをＴとすると、エンジンの２
回転に相当するので、機関回転数をＮｒｐｍとした場合
、ｉ” ＝ ３（］／ Ｎ （ｓｅｃ ）である。
れより少し前）にイグニッションパルスが発生し、爆発
後、ビス１−ンがＩＪＩ気行程に入ると、排気脈動音が
発生ずる。このタイムラフをＴとすると、エンジンの２
回転に相当するので、機関回転数をＮｒｐｍとした場合
、ｉ” ＝ ３（］／ Ｎ （ｓｅｃ ）である。
また、１ノ１気マニポール（２と音圧発生器５との距離
を■、とすると、排気マニホールド２で発生した脈動音
が音圧発生器５の取付部に到達するのは、排気４度を仮
に５００°Ｃとすると、排気中を伝わる音速は約６３軸
／ｓｅｃであるから、Ｌ／ ６３０ （ｓｅｃ ）後に
なる。
を■、とすると、排気マニホールド２で発生した脈動音
が音圧発生器５の取付部に到達するのは、排気４度を仮
に５００°Ｃとすると、排気中を伝わる音速は約６３軸
／ｓｅｃであるから、Ｌ／ ６３０ （ｓｅｃ ）後に
なる。
従って、イグニッションパルスが出てがら３０／ Ｎ十
Ｌ ／ ６３０ （ａｅｃ ）後に排気脈動音が音圧発
生器５の取イ；１部に到達する。つまり、この時に取付
部における排気脈動音による音圧が最大レヘル（Ｐｏ）
になる。
Ｌ ／ ６３０ （ａｅｃ ）後に排気脈動音が音圧発
生器５の取イ；１部に到達する。つまり、この時に取付
部における排気脈動音による音圧が最大レヘル（Ｐｏ）
になる。
この時に音圧発生器５のダイアフラム１０が図で上方に
動くことにより−Ｐｏの音圧を発生ずると、取付部にお
りる音圧Ｐは、Ｐ−Ｐｏ＋ （Ｐｏ）となり、０になる
。すなわち、排気脈動音は消滅する。
動くことにより−Ｐｏの音圧を発生ずると、取付部にお
りる音圧Ｐは、Ｐ−Ｐｏ＋ （Ｐｏ）となり、０になる
。すなわち、排気脈動音は消滅する。
この様に信号発生回路における位相変換回路２０及びア
ンプ２１の特性をセットすることにより、排気脈動音を
ゼロ或いはかなり小さくすることが可能となる。
ンプ２１の特性をセットすることにより、排気脈動音を
ゼロ或いはかなり小さくすることが可能となる。
ここで、位相変換回路２０の特性は、次の様に考える。
エンジン回転数が６００ｒｐｍから６０００ｒｐｍの間
を変化すると、イグニッションパルスは４気筒の場合、
２０１１ｚから２００１１ｚまで変化する。排気温度を
仮に５００°Ｃとして、音速を約６３０ｍ／ ｓｅｃと
すると、波長は約３１．５Ｉ１１〜３．１５ｍとなる。
を変化すると、イグニッションパルスは４気筒の場合、
２０１１ｚから２００１１ｚまで変化する。排気温度を
仮に５００°Ｃとして、音速を約６３０ｍ／ ｓｅｃと
すると、波長は約３１．５Ｉ１１〜３．１５ｍとなる。
排気管３の長さについて考えると、６０００ｒｐｍでも
約−波長程度であり、排気管３の比較的上流側に音圧発
生器５を取付ける限り、取付部における周波数による位
相の変化はほとんどないと考えられる。
約−波長程度であり、排気管３の比較的上流側に音圧発
生器５を取付ける限り、取付部における周波数による位
相の変化はほとんどないと考えられる。
また、アンプ２１の増幅特性に一ついては、υ１気音は
エンジン回転数の約６乗に比例するので、この特性に合
わせた特性にするが、１ノ１気音はエンジン負荷によっ
ても変動し、一般に（）１気音は負荷に比例するので、
アンプ２１のＩｆｆ幅特ＩＩ目、１ごの特性にも合わせ
ておく。このため、ｉ＊１１＆として、エンジンの吸入
負圧を検出し、アンプ２１に入力している。
エンジン回転数の約６乗に比例するので、この特性に合
わせた特性にするが、１ノ１気音はエンジン負荷によっ
ても変動し、一般に（）１気音は負荷に比例するので、
アンプ２１のＩｆｆ幅特ＩＩ目、１ごの特性にも合わせ
ておく。このため、ｉ＊１１＆として、エンジンの吸入
負圧を検出し、アンプ２１に入力している。
この例では、信号発生源としてイグニッションパルスを
用いているが、こ、ｌ″ｌｌ用次ＩＩ＋による。
用いているが、こ、ｌ″ｌｌ用次ＩＩ＋による。
排気騒音の周波数時１１１は一般に第５図の様になって
いる（４気筒エンジン）。第５図において、２Ｋｌｌｚ
以下に発生しζいる騒音が、エンジンから間欠的に排気
が吐出するごとによって発生ずる排気脈動音であり、２
旧１ｚ以１−の騒音が気流騒音である。ここで、排気脈
動音はエンジンが爆発することにより発η；するもので
あｔ）、基本の周波数は４ザイクルであるため、エンジ
ン回転の２倍である。
いる（４気筒エンジン）。第５図において、２Ｋｌｌｚ
以下に発生しζいる騒音が、エンジンから間欠的に排気
が吐出するごとによって発生ずる排気脈動音であり、２
旧１ｚ以１−の騒音が気流騒音である。ここで、排気脈
動音はエンジンが爆発することにより発η；するもので
あｔ）、基本の周波数は４ザイクルであるため、エンジ
ン回転の２倍である。
このため、排気脈動音の基本周波数と同じ周波数である
イグニッションパルスを用いて、基本排気脈動音の低減
を図っている。
イグニッションパルスを用いて、基本排気脈動音の低減
を図っている。
尚、音圧発生器５の排気管３への取付部は消音器による
消音量をできるだけ少なくすることを考えると、できる
だけエンジンに近い方が良いことになるが、最近はキャ
タライザを排気マニホールド内に位置させることも多い
ので、熱の影響についても考えるのが望ましい。
消音量をできるだけ少なくすることを考えると、できる
だけエンジンに近い方が良いことになるが、最近はキャ
タライザを排気マニホールド内に位置させることも多い
ので、熱の影響についても考えるのが望ましい。
以上説明したように本発明によれば、排気管内に排気脈
動音と逆位相の音を発生させて、消音するという構成と
したため、従来の消音器のように大容量にすることなく
排気脈動音を低減できる。
動音と逆位相の音を発生させて、消音するという構成と
したため、従来の消音器のように大容量にすることなく
排気脈動音を低減できる。
そして、消音器の容量を小さくできることから低排圧化
を実現でき、省エネルギーになる。このことはエンジン
の馬力という点から考えると、同馬力であるならば、小
排気量にすることが可能になることを示している。また
フロアパネル下の排気系のレイアウトが自由になり、空
力的寄与も増大する。
を実現でき、省エネルギーになる。このことはエンジン
の馬力という点から考えると、同馬力であるならば、小
排気量にすることが可能になることを示している。また
フロアパネル下の排気系のレイアウトが自由になり、空
力的寄与も増大する。
第１図（Ａ）〜（Ｃ）は従来用いられている代表的な消
音器を示す概略図である。第２図〜第４図は本発明の一
実施例を示し、第２図はエンジン排気系への音圧発１１
°器の１睨イ（１図、第３図は音圧発生器の断面図、第
４図は背圧発生器への信号発生回路のブロック図である
。また、第５図は一般の排気騒音の周波数持重を示す線
図である。
音器を示す概略図である。第２図〜第４図は本発明の一
実施例を示し、第２図はエンジン排気系への音圧発１１
°器の１睨イ（１図、第３図は音圧発生器の断面図、第
４図は背圧発生器への信号発生回路のブロック図である
。また、第５図は一般の排気騒音の周波数持重を示す線
図である。
Claims (3)
- （１）エンジンの排気管に、排気脈動音に関連する信号
を受けて、排気脈動音とほぼ逆位相の音圧を発生させる
音圧発生器を設けてなるエンジンの排気脈動音低減装置
。 - （２）排気脈動音に関連する信号がエンジンのイグニッ
ションパルスである特許請求の範囲第１項記載のエンジ
ンの排気脈動音低減装置。 - （３）音圧発生器がコイルと永久磁石を用いてダイアフ
ラムを加振することにより音圧を発生せしめるものであ
る特許請求の範囲第１項記載のエンジンの排気脈動音低
減装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57096238A JPS58214613A (ja) | 1982-06-07 | 1982-06-07 | エンジンの排気脈動音低減装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57096238A JPS58214613A (ja) | 1982-06-07 | 1982-06-07 | エンジンの排気脈動音低減装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58214613A true JPS58214613A (ja) | 1983-12-13 |
Family
ID=14159648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57096238A Pending JPS58214613A (ja) | 1982-06-07 | 1982-06-07 | エンジンの排気脈動音低減装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58214613A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62168913A (ja) * | 1986-01-20 | 1987-07-25 | Mazda Motor Corp | エンジンの排気音低減装置 |
| WO1989007701A1 (en) * | 1988-02-19 | 1989-08-24 | Noise Cancellation Technologies, Inc. | Active sound attenuation system for engine exhaust systems and the like |
| JPH0254335U (ja) * | 1988-10-12 | 1990-04-19 | ||
| JPH03275918A (ja) * | 1990-03-26 | 1991-12-06 | Sango:Kk | 内燃機関の排気音を消音するアクティブ消音システム |
| JPH03275917A (ja) * | 1990-03-26 | 1991-12-06 | Sango:Kk | 内燃機関の排気音を消音するアクティブ消音システム |
| US5097923A (en) * | 1988-02-19 | 1992-03-24 | Noise Cancellation Technologies, Inc. | Active sound attenation system for engine exhaust systems and the like |
| EP1701010A1 (de) * | 2005-03-11 | 2006-09-13 | Benteler Automobiltechnik GmbH | Aktiver Abgasschalldämpfer |
| JP2008031936A (ja) * | 2006-07-28 | 2008-02-14 | Toyota Motor Corp | スピーカ装置及び騒音抑制装置 |
| US7533759B2 (en) * | 2006-09-06 | 2009-05-19 | J. Eberspaecher Gmbh & Co. Kg | Active muffler for an exhaust system |
-
1982
- 1982-06-07 JP JP57096238A patent/JPS58214613A/ja active Pending
Cited By (10)
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| WO1989007701A1 (en) * | 1988-02-19 | 1989-08-24 | Noise Cancellation Technologies, Inc. | Active sound attenuation system for engine exhaust systems and the like |
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| EP0373188B1 (en) * | 1988-02-19 | 1993-12-01 | Noise Cancellation Technologies, Inc. | Exhaust gas muffler arrangement for combustion engine |
| JPH0254335U (ja) * | 1988-10-12 | 1990-04-19 | ||
| JPH03275918A (ja) * | 1990-03-26 | 1991-12-06 | Sango:Kk | 内燃機関の排気音を消音するアクティブ消音システム |
| JPH03275917A (ja) * | 1990-03-26 | 1991-12-06 | Sango:Kk | 内燃機関の排気音を消音するアクティブ消音システム |
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