JPS5979063A - 内燃機関のエアクリ−ナ - 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】 本発明は、エンジンの構造の技術に関し、特に内燃機関
のエアクリーナに関する。

本発明は、自動車エンジン、船用エンジン、機関車エン
ジン及びその類似物、並びに発電機、コンプレッサ等を
駆動するために用いられるエンジーンのような定置エン
ジンの様な、自動車輛気化器工、ンジンの空気吸込みシ
ステムにおいて、大気中へ放出される空・気吸込み騒音
の量を減少させることが必要なとき主として適用を見出
すことができる。

気化器エンジンの吸入行程において、エンジンのシリン
ダの内部と大気との間に圧力差が生じ、この圧力差が、
空気吸込みＵ内に包囲された空気柱へ刀ａ見られる。こ
の圧力差が空気柱の振動を生じさせ、この空気柱が共振
を生じさせ、外側へ放射される騒音の量を増大させる。

イタリーのＦＩＡＴ会社によシ開発され、ＦＩＡＴ−１
２４型自動車及びＶＡＺ（フォルッスキ自動車工場）の
自動車のすべての改造型において用ｂられている公知の
エアクリーナ並びに非常に多くの類似の装置は、空気吸
込み管を中に固定した入口開口部？もつ円形シリンダの
形の７・ウジングと、気化器へ結合されるべき開ロ部ケ
有する底部と、フィルタ要素と、フィルタカパーラ色合
している。

吸込まれている空気は、空気吸込み管ケ通してハウジン
グの内部へ運ばれ、フィルタ要素を通過し、清浄にされ
、更に気化器へ運ばれる。現在、多くの国々特に工業的
に発展した市場経済諸国は、自動車輛によシ生じる騒音
の量に関して厳しい要件を導入してきた。上述の構造は
、空気吸込み騒音の水準全低下させるように意図された
効率的な手段を欠如しているので、この要件に適合しな
い。

エンジンの通常の運転条件において空気吸込み騒音を根
本的に有効に減少させること’ｅｃｉＴｉＵならしめる
列長い空気吸込管（例えば、ＦＩＬＴＥＲＷＥＲＫＭＡ
ＮＮ　＆　ＨＵＭＭＥＬ　　カンパニーのエアフィルタ
参照）を有するエアクリーナは公知である。

上述の構造のフィルタに固有のものは、気化器へ結合し
うるエアクリーナ開口部に関しての空気吸込管の不合理
な配置であシ、この配置が、エアクリーナの室内の空気
体積の撮動の切線形と放射形の固有共振振動数に対応す
る範囲の、騒音成分の水準に影響を及ぼし得る。

本発明は、エアフィルタの構造を修正することによシ、
エアクリーナの室内の空気体積の撮動の切線形と放射形
の固形振動数をカバーする範囲内の騒音成分の水準を低
下させることによって、空気吸込み騒音の量を減少させ
る、エアクリーナを提供することを目的としている。

この目的は、空気吸込管をそこへ固定させた入口開口部
をもつ円形シリンダの形のハウジングと、出口開口部を
有するハウジングの底部と、フィルタ要素と、フィルタ
カバーと、を包含する内燃機関のエアクリーナにおいて
、本発明に従って、入口開口部の中心と出口開口部の中
心とが、ハウジングの中心線を通過する互に垂直な平面
内に位置決めされ、出口開口部の中心がハウジングの中
心線に関して片寄シされること、によって達成される。

開口部のこのような位置決めは、エアクリーナの室内の
空気体積の撮動の最低固有切線形における空気吸込み騒
音の水準を効果的に減少させること金ａ丁能ならしめる
。

好ましくは、出口開口部の中心は、ハウジングの中心線
に関して（０，５８〜０．６８）Ｒの距離だけ片寄シさ
れ、ここにＲはノ・ウジングの半径である。

と九が、エアクリーナの室内の空気体積の振動の最低固
有放射形における空気吸込み騒音の効果的な抑制を与え
る。

内燃機関のエアクリーナ（第１図）は、入口開口部２を
刊する円形シリシダの形のハウジング１？包含し、空気
吸込管３（第２図）が入口開口部２へ取付けらり、る。

Ｉ・ウジングｌの底部４（第１図”）は、出口開口部５
を備え、フィルタ要素６（第２図）がハウジングｌに関
して共軸線に配置されている。ハウジング１は、フィル
タカバー７（第１図）によシふたをされる。入口開口部
２と出口開口部５の中心（第２図）は、夫々、ハウジン
グ１（第２図）の中心＃を通過する互に垂直な平面内に
配設され、出口開口部５の中心は、・・ウジングｌに関
して（０，５８〜０．６８）Ｒだけ片寄りされ、ここに
Ｒは、・・ウジング１を構成する円形シリンダのペース
の半径である。

第１図と第２図に関する内燃機関のエアクＩＪ−すは、
次のように作用する。

シリンダ変位の変動の過程で大口弁の開閉の瞬間におい
て、それに伴なう、空気の体積消費の可変成分が、導管
の種々の要素内に包囲される空気体積と空気吸込みシス
テムの他の体積のｌ揺動（ｓｗｉｎｇｉｎｇ　）　’　
　ｋ生じさせる。このシステムの種々の要素内の空気体
積は、成る周波数特性、特に固定振動周波数特性を有し
、この特性は、それ自身の周波数特性に従ってそこへ付
与される作用を′変形（ｔｒａｎｓｆｏｒｍ　）　’　
Ｌ、空気吸込・＃３の開放端によシ生ずる騒音を最終的
に決定するように適合されている。ハウジング１内に含
まれる空気柱の体積は、ある弾力的で慣性の消散特性を
有する（体積によシ）分布された質量と見ることができ
る。この質量の攪拌は、出ロ開ロ部５全通して行なわれ
る。前述の、攪拌によって、ノ・ウジフグ１内に含まれ
る空気の体積は、固有周波数で振動し始め、この固有周
波数は、これらの周波数で空気吸込管３内に言壕れる空
気柱の揺動音高め、空気吸込α３の開放端により作られ
る騒音の強さを増幅する。実験が示した所であるが、撮
動の最低の切巌形と放射形におけるノーウジフグ１内に
含まれる空気柱の振動が最も強く、この振動は、圧力の
明確な最界直（波膜）と最小値（波節）によって特徴付
けられる。出口開口部５をシリンダの幾何学的中心から
０９６３Ｒの距離に配置することは、撮動の最低放射形
の結節、線上にそｉ″ＬＬヲ置とに相当し、こｉｔが、
これらの振動における空気体積の揺動を減少させるよう
に作用する。振動の最低切線形の結節線上に人口開口部
２を配置することは、空気吸込管３内に包囲された突気
柱へのエネルギの伝達の不足を生じさせ、それによって
ノ・ウジフグ１から空気吸込管３へのこれらの振動が防
止され、これが、この周波数における騒音の増幅を防止
する。

エアクリーナの・・ウジフグ１内の圧力場の分布の計算
と実験の示すことは、ノ・ウジング１の体積の固有圧力
撮動の最低形が、正弦曲線の形をゼし、　　゛より正確
に言えばベッセル函数（Ｂｅ５ｓｅｌ’　５ｆｕｎｃＮ
ｏｎｓ　）　（ｇ　３図）の形を有し、このベッセル函
数は、・・ウジング１（稟２図）の中心線と出口開口部
５の中心を通過する平面内で、エアクリーナのハウジン
グ１の側壁に最大圧カケ有する。

第３図に最も夫、＜見られるように、出口開口部５の中
心と・・ウジング１（第２図）の中心線を結ぶ直線に垂
直な半径の所に、結節点又はゼロ点が配置されている。

これは、空気吸込管３（第２図）（その開放端が事実上
音響エネルギの源である）の中への（その固有振動の最
低形態における）室内の圧力振動の伝達を最大にするた
めに、空気入口管３（第２図）の入口開口部２（第１図
）をこれらのゼロ又は最小の値の帯域へ結合すること２
推奨しうろことを意味する。

振動（第４図）の最低固有放射形態におけるエアクリー
ナの・・ウジング内での圧力分布曲線の分析から、導か
れることは、・・ウジング１の幾何学的中心と一致する
中心と半径ｒ＝０．６３Ｒ（Ｒは、エアクリーナの円筒
形Ｉ・ウジングーの半径である）と全Ｍする波節帯域が
円周方向に配置されることである。

このような振動形態におけるノ・ウジフグ１内の圧力場
の分布は、第１種のベッセル函数に従う。

即ち、 Ｐ−Ｔｏ（３，８３−、） 但し、Ｐ＝放射形態での圧力、 ｒ＝流れの半径、 Ｒ＝ハウソング−の半径、である。

この場合、圧力のゼロの値は、ｒ＝０．６５Ｒに鰺いて
得られる（即ち、結節線がｒ　＝　０．６３Ｒにおいて
形成される）。第４図に示す曲線から見′られるように
、十分に小さい圧力値がｒ＝（０，５８〜０．６Ｂ）Ｒ
において維持され、これが、エアクリーナの底部４にお
ける出口開口部５の非対称的配置から圧力曲線のｌ変形
ｌの成る量を考慮に入れてこれ全補償すること’ｒｉＵ
能ならしめる。

他の要因を考慮に入れながら、エアクリーナのハウジン
グ１（第１図、第２図）内の２つの開口部２と５の配置
を考えることが重要である。例えば、撮動の最低切線形
態の攪拌と伝達は、出口開口部５がノ・ウジング１の幾
何学的中心に配置されている場合には、・・ウジフグ１
内の空気吸込管３のいかなる配置においても妨げられ（
又は著しく弱められ）ることかできる。然しなから、こ
れは、第４図に最もよく見られるように、放射振動の最
低形態の非常に活動的な通過（放出、伝達、及び放射）
を必然的に伴なう。

前述の見地から、これらの２つの形態の振動？抑制する
ためには、さきに述べたように、エアクリーナの７１ウ
ジング１内の開口部２と５の介在を厳格に相互に関連づ
けることが必要である。

最も近い先行技術の装置と比較して実施された研究の結
果を第５図に示す。

実線の曲線（ａ）は、先行技術の装置の騒音スペクトル
を示し、他方、破線の曲線（ｂ）は、本発明において提
案した構造についての騒音スペクトルを示す。

・・ウジフグ１内の空気の体積の共振切線振動の結節線
に入口開口部２（第１図）を配置することが、空気吸込
管３へのこれらの振動の通過全防ぐこと全可能ならしめ
、６３０〜８００ヘルツの間の周波数で管３により発生
される強い騒音放射を９６８へ減少させる。ここに提案
したエアクリーナによる空気吸込み騒音の抑制の効率が
、スペクトル図中に平行の陰影ヶつけた領域によう表わ
されている。

それ故、本発明の目的が上述のようにして達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、内燃機関のエアクリーナの概略側面図である
。 第２図は、第１図の上部平面図である。 第３図は、撮動の最低固有振動形態における、本発明に
よるエアクリーナの室内での圧力分布曲線を表わす。 第４図は、振動の最低固有放射形態における、エアクリ
ーナの室内での圧力分布曲線を示す。 第５図は、先行技術の装置と本発明による装置との比較
試験の過程で作成された騒音スペクトル図を示す。 】・・・・・ウソング、２・・・人口開口部、３・・・
空気吸込管、４・・・ハウジングの底部、５・・・出口
開口部、６・！・フィルタ要素、７・・・ハウジング１
のフィルターカバー レフ ソヴイエト連邦♀ルヤツチ・ク ィビシエフスコイ・オブラスチ ・プールヴアール・ブデンノゴ １４ケーヴイ５６ ０発　明　者　エフゲニ・ヴアシリエヴイ゛ソチ・リセ
ンコ ソヴイエト連邦トルヤツチ・ク イビシエフスコイ・オブラスチ ・レニングラ−トスカヤ・ウリ ッサ６ケーヴイ２１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋１１　　空気吸込み管を内部に固定した入口開口部を
   有する円形シリンダの形の・・ウジングヲ包含し、ハウ
   ソングの底部が出口開口部を有し、・・ウジングが更に
   フィルタ要素とフィルタカハーヲ有している、内燃機関
   のエアクリーナにおいて、人口開口部２と出口開口部５
   の中心が、ノ・ウジングｌの中心線を通過する互に垂直
   な平面内に位置決めされ、出口開口部５の中心が、・・
   ウジング１の中心線に関して片寄シしていること、。 と特徴とする内燃機関のエアクリーナ。 （２）　　出口開口部５の中心が、１１ウジング１の中
   心線に関して（０，５８〜０．．６８）Ｒの距離だけ片
   寄シされ、ここにＲは、シリンダのベースの半径である
   こと、を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のエア
   クリーナ。