JPS6022021A - 可変型共鳴器 - Google Patents
可変型共鳴器Info
- Publication number
- JPS6022021A JPS6022021A JP13012483A JP13012483A JPS6022021A JP S6022021 A JPS6022021 A JP S6022021A JP 13012483 A JP13012483 A JP 13012483A JP 13012483 A JP13012483 A JP 13012483A JP S6022021 A JPS6022021 A JP S6022021A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- intake
- connecting pipe
- communicating
- resonance
- Prior art date
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- Granted
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
- F02M35/12—Intake silencers ; Sound modulation, transmission or amplification
- F02M35/1205—Flow throttling or guiding
- F02M35/1222—Flow throttling or guiding by using adjustable or movable elements, e.g. valves, membranes, bellows, expanding or shrinking elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
- F02M35/12—Intake silencers ; Sound modulation, transmission or amplification
- F02M35/1255—Intake silencers ; Sound modulation, transmission or amplification using resonance
- F02M35/1266—Intake silencers ; Sound modulation, transmission or amplification using resonance comprising multiple chambers or compartments
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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)
- Characterised By The Charging Evacuation (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】
本発明は内燃機関の回転数に同期して共鳴周波数を可変
可能にする共鳴器に関するものである。
可能にする共鳴器に関するものである。
従来の共鳴器は第１図の如く構成されていた。
即ち、従来型の共鳴器１７は吸気ダクト１３の途中に装
着され、吸気ダクト１３の内側吸入路１４と連通ずる連
通管状部材１５とこの連通環状部材１５の端面が開口す
る共鳴室１６とから構成されていた。そして、この共鳴
器１７の共鳴周波数ｆＰは、ｆｐ＝ｃ／２πＪｙ７Ｔ７
丁丁・・・（１）でめられる。（Ｓ−πＤ２／４． β
ｐ＝＃−１−Ｑ、３Ｄ）ここで、Ｓは連通管状部材１５
の開口断面積、Ｄは連通環状部材１５の内径、ｌは連通
管状部材１５の長さ、■は共鳴室１６の内容積である。
着され、吸気ダクト１３の内側吸入路１４と連通ずる連
通管状部材１５とこの連通環状部材１５の端面が開口す
る共鳴室１６とから構成されていた。そして、この共鳴
器１７の共鳴周波数ｆＰは、ｆｐ＝ｃ／２πＪｙ７Ｔ７
丁丁・・・（１）でめられる。（Ｓ−πＤ２／４． β
ｐ＝＃−１−Ｑ、３Ｄ）ここで、Ｓは連通管状部材１５
の開口断面積、Ｄは連通環状部材１５の内径、ｌは連通
管状部材１５の長さ、■は共鳴室１６の内容積である。
従って、従来の共鳴器では、その構造から共鳴周波数ｆ
Ｐが一律に決まってしまい、その特定共鳴周波数ｒｐで
のみしか減衰効果が得られなかった。
Ｐが一律に決まってしまい、その特定共鳴周波数ｒｐで
のみしか減衰効果が得られなかった。
よって、共鳴周波数が時々刻々と変化する内燃機関の吸
気ダクトに装着した場合、充分な減衰効果が得られなか
った。
気ダクトに装着した場合、充分な減衰効果が得られなか
った。
そこで本発明では上記問題点に鑑み、共鳴周波数を可変
とし、制御可能な周波数範囲を拡げることを目的とする
。
とし、制御可能な周波数範囲を拡げることを目的とする
。
この目的を達するため本発明では共鳴室を複数設け、こ
の共鳴室を連結管によって相互に連通させた。そして、
この連結管の通路開閉を開閉弁により行い、複数の共鳴
室を各々独立さ−ｌて作用させるか、あるいは連結管に
よってそれらを一体とするかによって共鳴周波数を可変
とした。
の共鳴室を連結管によって相互に連通させた。そして、
この連結管の通路開閉を開閉弁により行い、複数の共鳴
室を各々独立さ−ｌて作用させるか、あるいは連結管に
よってそれらを一体とするかによって共鳴周波数を可変
とした。
以下、本発明を内燃機関吸気系における吸気騒音消音装
置として用いた一実施例を第２図に括づいて説明する。
置として用いた一実施例を第２図に括づいて説明する。
第２図中１はピストン２を摺動自在に嵌装したシリンダ
で、その上部はシリンダヘッド３で覆われており、また
、シリンダへソド３には吸入弁４、排気弁５で周期的に
開閉される吸入口６、及び排気ロアが形成されている。
で、その上部はシリンダヘッド３で覆われており、また
、シリンダへソド３には吸入弁４、排気弁５で周期的に
開閉される吸入口６、及び排気ロアが形成されている。
そして排気ロアは排気通路８を介して排気管に連通し、
この排気管には排気消音を行なう消音器（図示省略）が
設けられている。
この排気管には排気消音を行なう消音器（図示省略）が
設けられている。
一方吸入口６は、吸気通路９、及びキャブレフ１０ （
ディーゼル車の場合、キャブレフ１０は存在しない）を
介して吸入空気の浄化を行なうエアクリーナ１１に接続
されている。そしてエアクリーナ１１の上流端には吸入
管１２が取り付けられており、この吸入管１２の先端に
は吸入ダクト１３が接続され、吸気ダクト１３の先ｖ１
１１開口部１３ａは、大気に開口している。
ディーゼル車の場合、キャブレフ１０は存在しない）を
介して吸入空気の浄化を行なうエアクリーナ１１に接続
されている。そしてエアクリーナ１１の上流端には吸入
管１２が取り付けられており、この吸入管１２の先端に
は吸入ダクト１３が接続され、吸気ダクト１３の先ｖ１
１１開口部１３ａは、大気に開口している。
この吸入管１２、もしくは吸気ダクｌ−１３（本実施例
では吸気ダクト１３）の途中には第１迎通管状部材１５
及び第２連通管状部材１６が分岐している。第１．２連
通管状部材１５．１６の一端は吸気ダクト１３内の吸入
路１４と連通し、他端は各々密閉空間よりなる第１共鳴
室１７及び第２共鳴室１８に開口している。そして、第
１共鳴室１７と第１連通管状部材１５とで第１共鳴器Ａ
が、第２共鳴室１８と第２連通管状部材１６とで第２共
鳴器Ｂが形成される。この第１共鳴室１７と第２共鳴室
１８とは連結管１９によって相互に連通している。この
連結管１９の内部には連結管１９の連通開閉を行う開閉
弁２１が装着されている。
では吸気ダクト１３）の途中には第１迎通管状部材１５
及び第２連通管状部材１６が分岐している。第１．２連
通管状部材１５．１６の一端は吸気ダクト１３内の吸入
路１４と連通し、他端は各々密閉空間よりなる第１共鳴
室１７及び第２共鳴室１８に開口している。そして、第
１共鳴室１７と第１連通管状部材１５とで第１共鳴器Ａ
が、第２共鳴室１８と第２連通管状部材１６とで第２共
鳴器Ｂが形成される。この第１共鳴室１７と第２共鳴室
１８とは連結管１９によって相互に連通している。この
連結管１９の内部には連結管１９の連通開閉を行う開閉
弁２１が装着されている。
この開閉弁２１は板状で、連結管１９の流通方向垂直に
なる様回動して連結９１９閉し、流通方向平行となる様
回動して連結管１９を開く。尚、第１．２共鳴器Ａ、Ｂ
、吸気ダクト１３は樹脂のブロー成形品であるので、吸
気ダクト１３及び第１．２共鳴器Ａ、Ｂの固定は接着剤
、ネジ止め、絞め、溶着など適宜の手段で行われる。
なる様回動して連結９１９閉し、流通方向平行となる様
回動して連結管１９を開く。尚、第１．２共鳴器Ａ、Ｂ
、吸気ダクト１３は樹脂のブロー成形品であるので、吸
気ダクト１３及び第１．２共鳴器Ａ、Ｂの固定は接着剤
、ネジ止め、絞め、溶着など適宜の手段で行われる。
また、内燃機関の回転検出器（図示省略）による回転信
号を基にコントロールコンピュータ２３により機関回転
に同期して共鳴周波数を計算し、その計算に栽づいた電
気信号がアクチュエータ２２に印加される様になってい
る。そのためアクチュエータ２２のシャフト２４にネジ
止め、絞め等で固定された開閉弁２１は、コンピュータ
２０からの電気信号に対応して連結管１９の開閉を行う
。
号を基にコントロールコンピュータ２３により機関回転
に同期して共鳴周波数を計算し、その計算に栽づいた電
気信号がアクチュエータ２２に印加される様になってい
る。そのためアクチュエータ２２のシャフト２４にネジ
止め、絞め等で固定された開閉弁２１は、コンピュータ
２０からの電気信号に対応して連結管１９の開閉を行う
。
次に内燃機関の回転数に同期して共鳴周波数の切換え制
御方法を示す。第１図に示す様に内燃機関の回転信号（
図示省略）から、マイクロコンピユータラ応用したコン
トロールコンピュータ２３によって機関回転数を読み取
り、各回転時の吸気騒音の支配的周波数成分に一致する
共鳴周波数が得られるようアクチュエータ２２へ駆動信
号を送り、開閉弁１９を回転させ共鳴周波数を切換える
。
御方法を示す。第１図に示す様に内燃機関の回転信号（
図示省略）から、マイクロコンピユータラ応用したコン
トロールコンピュータ２３によって機関回転数を読み取
り、各回転時の吸気騒音の支配的周波数成分に一致する
共鳴周波数が得られるようアクチュエータ２２へ駆動信
号を送り、開閉弁１９を回転させ共鳴周波数を切換える
。
前述の制御方法を示すフローチャートを第５図に示すが
、内燃機関の回転数の上昇、下降に対してもアチュエー
タ２２を正、逆回転させ、常に回転数に同期して共鳴周
波数を切換えできる様にすることが可ａ＝である。また
、本発明の共鳴器番よ、機関回転数に対し、アクチュエ
ータを０Ｎ−ＯＦＦ制御であるため、コントロールコン
ピコ、−夕２３の容量が小さくて済むという利点がある
。
、内燃機関の回転数の上昇、下降に対してもアチュエー
タ２２を正、逆回転させ、常に回転数に同期して共鳴周
波数を切換えできる様にすることが可ａ＝である。また
、本発明の共鳴器番よ、機関回転数に対し、アクチュエ
ータを０Ｎ−ＯＦＦ制御であるため、コントロールコン
ピコ、−夕２３の容量が小さくて済むという利点がある
。
今、第３図に示す様に、開閉弁１９が閉じて０る時、第
１共鳴室１７と第１迎通管状部材１５から成る第１共鳴
器Ａと、第２共鳴室１８と第２連通管状部材１６から成
る第２共鳴器Ｂとができ、第１共鳴器Ａの共鳴周波数ｆ
Ｐ’ｌは、ｆ Ｐ Ｉ −Ａ π Ｄ＋’／４Ｖ１（ｎ
蔦 ＋ Ｑ、８ Ｄ ＋ ）（Ａ＝Ｃ／２π） 第２共鳴器Ｂの共鳴周波数ｆＰ２は、 （Ａ＝’Ｃ／２π） となる。
１共鳴室１７と第１迎通管状部材１５から成る第１共鳴
器Ａと、第２共鳴室１８と第２連通管状部材１６から成
る第２共鳴器Ｂとができ、第１共鳴器Ａの共鳴周波数ｆ
Ｐ’ｌは、ｆ Ｐ Ｉ −Ａ π Ｄ＋’／４Ｖ１（ｎ
蔦 ＋ Ｑ、８ Ｄ ＋ ）（Ａ＝Ｃ／２π） 第２共鳴器Ｂの共鳴周波数ｆＰ２は、 （Ａ＝’Ｃ／２π） となる。
次に、アクチュエータ２２と連動した開閉弁１９が９０
”回転することによって、第４図に示−１−通り、共鳴
室１７と共鳴室１８とが連通し、第１共鳴器Ａと第２共
鳴器Ｂとの合成共鳴器が成立する。この時の共鳴周波数
ｆＰ３は、 ｆｐ３＝Ａ ＴｔＤ３２／Ｖ’３ （β３−１−０．８
Ｄ３）（Ａ＝Ｃ／２ π、ｖ３＝ｖｌ＋ｖ２、Ｄ３−Ｊ
「τ「「「Ｔ釈 ｐ３−βＩＩＩ２）となる。
”回転することによって、第４図に示−１−通り、共鳴
室１７と共鳴室１８とが連通し、第１共鳴器Ａと第２共
鳴器Ｂとの合成共鳴器が成立する。この時の共鳴周波数
ｆＰ３は、 ｆｐ３＝Ａ ＴｔＤ３２／Ｖ’３ （β３−１−０．８
Ｄ３）（Ａ＝Ｃ／２ π、ｖ３＝ｖｌ＋ｖ２、Ｄ３−Ｊ
「τ「「「Ｔ釈 ｐ３−βＩＩＩ２）となる。
次に、具体的な共鳴周波数の算出を行う。例えば、第１
共鳴室Ａ容積Ｖ＋＝１０００ｃｃ、第１連通管状部材１
５開口径Ｄ ＋ ＝ ２５ ａｍ、第１連通管状部材１
５長β＋ ＝ ４０ ｎ＋ｎ、第２共鳴室Ｂ容積Ｖ ２
＝ ８００ ｃｃ、第２連通管状部月１６開ロ径Ｄ
２ ＝ ２０＋ｌＩＮ、第２連通管状部材１６長１２＝
４０鰭に設定すると、開閉弁２１が閉じている時には、
同時にｆ ｐ ＋ ＝ １５５ Ｈｚ 、ｆ ｐ ２
＝ １４．３Ｈｚの２つの共鳴周波数が得られ、開閉弁
２１開放時には、共鳴周波数は１４１Ｈｚとなる。開閉
弁２１を回転させることによって、共鳴周波数を、１４
１Ｈ’ｚと１４３ Ｉ−１ｚか或いは１５５ ＩＩ ｚ
に切換えることができる。
共鳴室Ａ容積Ｖ＋＝１０００ｃｃ、第１連通管状部材１
５開口径Ｄ ＋ ＝ ２５ ａｍ、第１連通管状部材１
５長β＋ ＝ ４０ ｎ＋ｎ、第２共鳴室Ｂ容積Ｖ ２
＝ ８００ ｃｃ、第２連通管状部月１６開ロ径Ｄ
２ ＝ ２０＋ｌＩＮ、第２連通管状部材１６長１２＝
４０鰭に設定すると、開閉弁２１が閉じている時には、
同時にｆ ｐ ＋ ＝ １５５ Ｈｚ 、ｆ ｐ ２
＝ １４．３Ｈｚの２つの共鳴周波数が得られ、開閉弁
２１開放時には、共鳴周波数は１４１Ｈｚとなる。開閉
弁２１を回転させることによって、共鳴周波数を、１４
１Ｈ’ｚと１４３ Ｉ−１ｚか或いは１５５ ＩＩ ｚ
に切換えることができる。
第６図に本発明の内燃機関吸気騒音低減への適用効果を
示す。図中細線は共鳴器を装着しない時の吸気騒音で４
０００から４８００回転付近に人きな騒音ピークが存在
し問題となっている。この騒音ピークは、機関回転数の
２次成分、すなわち１３３ Ｈｚから１６０ 、Ｈｚが
支配的である。
示す。図中細線は共鳴器を装着しない時の吸気騒音で４
０００から４８００回転付近に人きな騒音ピークが存在
し問題となっている。この騒音ピークは、機関回転数の
２次成分、すなわち１３３ Ｈｚから１６０ 、Ｈｚが
支配的である。
従って、本発明の共鳴器の共鳴周波数を、１４１ Ｈｚ
、１４’３Ｈｚ、１５５ Ｈｚに設定し、機関回転数４
６５０回転で、切換えることにより、図中太線で示すよ
うに従来型の共鳴器装着（一点鎖線）より大幅に吸気騒
音を低減することができる。
、１４’３Ｈｚ、１５５ Ｈｚに設定し、機関回転数４
６５０回転で、切換えることにより、図中太線で示すよ
うに従来型の共鳴器装着（一点鎖線）より大幅に吸気騒
音を低減することができる。
尚、本例の第１．２共鳴器Ａ、Ｂは併せて次の効果を奏
することもできる。
することもできる。
即ち、吸気径の吸入空気の吸入通路管の固有共振振動数
と吸入弁の開閉振動数を一致させると多量の混合気体（
燃料と吸入空気）をシリンダ内に吸入されるのはよく知
られており、その為、従来では吸入管長さを内燃機関の
ある回転数で共振が得られるよう選定し、その回転時の
機関出力を高めている。
と吸入弁の開閉振動数を一致させると多量の混合気体（
燃料と吸入空気）をシリンダ内に吸入されるのはよく知
られており、その為、従来では吸入管長さを内燃機関の
ある回転数で共振が得られるよう選定し、その回転時の
機関出力を高めている。
そこで、第１．２共鳴器Ａ、Ｂを前記吸入管の途中に装
着して、その共鳴周波数を可変にすることにより、吸入
管全体の固有共振振動数を変化させ、吸入弁４の開閉タ
イ・ミングと同期させれば、内燃機関の全回転域に於い
て出力を高める手段として作用することもできる。
着して、その共鳴周波数を可変にすることにより、吸入
管全体の固有共振振動数を変化させ、吸入弁４の開閉タ
イ・ミングと同期させれば、内燃機関の全回転域に於い
て出力を高める手段として作用することもできる。
尚、上述の例は本発明の望しい態様であるが、本発明は
上記例以外にも種々の態様がある。
上記例以外にも種々の態様がある。
即ち、第７図に示す様に第１．２共鳴器Ａ、 Ｂの装着
性を考慮して共鳴器取付部１３′を吸気ダク）１３から
分離して、自在にその取付位置を変えることができるよ
うにすることも可能である。
性を考慮して共鳴器取付部１３′を吸気ダク）１３から
分離して、自在にその取付位置を変えることができるよ
うにすることも可能である。
また、上述の実施例では第１．２共鳴器Ａ、Ｂを吸気系
に配設して吸気、騒音低減手法として用いたが、同一構
成の共鳴器を排気系へ配設して排気騒音低減装置として
実施しても同様の効果がある。
に配設して吸気、騒音低減手法として用いたが、同一構
成の共鳴器を排気系へ配設して排気騒音低減装置として
実施しても同様の効果がある。
また、上述の実施例では共鳴室を２個設けたが、２個に
限ることなく３個以上とすれば、より幅広い共鳴周波数
を得ることができる。
限ることなく３個以上とすれば、より幅広い共鳴周波数
を得ることができる。
以上説明した様に本発明の可変型共鳴器を用いれば、共
鳴周波数を複数得ることができ、制御可能な周波数範囲
を拡げることができるので、従来のものに比べてより騒
音レヘルの低減を行うことができる。
鳴周波数を複数得ることができ、制御可能な周波数範囲
を拡げることができるので、従来のものに比べてより騒
音レヘルの低減を行うことができる。
第１図は従来の共鳴器を示す断面図、第２図は本発明の
第、Ｊ実施例を示す断面図、第３図及び第４図は作動を
説明するに供する断面図、第５図は第２図装置のコント
ロールコンピュータの作動をしめずフローチャート、第
６図は効果を示すに供する図、第７図は本発明の第２実
施例を示す断面図である。 １５・・・第１連通管状部材、１６・・・第２連通竹状
部材、１７・・・第１共鳴室、１８・・・第２共鳴室、
１９・・・連結管、２１・・・開閉弁、２２・・・アク
チュエータ、２３・・・コントロールコンピュータ。 代理人弁理士 岡 部 隆 第３図 ］Ｊ 第４図 第 ５図
第、Ｊ実施例を示す断面図、第３図及び第４図は作動を
説明するに供する断面図、第５図は第２図装置のコント
ロールコンピュータの作動をしめずフローチャート、第
６図は効果を示すに供する図、第７図は本発明の第２実
施例を示す断面図である。 １５・・・第１連通管状部材、１６・・・第２連通竹状
部材、１７・・・第１共鳴室、１８・・・第２共鳴室、
１９・・・連結管、２１・・・開閉弁、２２・・・アク
チュエータ、２３・・・コントロールコンピュータ。 代理人弁理士 岡 部 隆 第３図 ］Ｊ 第４図 第 ５図
Claims (1)
- 内燃機関のシリンダに通じる通路に一噛が開口した複数
の連通管状部材と、この連通管状部材の各々の他Ｄｉ！
Ｊに連通した密閉空間よりなる共鳴室と、この共鳴室の
各々を互いに連通させる連結管と、この連結管の通路開
閉を行う開閉弁と、電気信号にｌづいてこの開閉弁の開
閉を行うアクチュエータと、前記内燃機関の回転数を検
出してこのアクチュエータに出力する電気信号を制御す
るコントロールコンピュータとを備える可変型共鳴器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13012483A JPS6022021A (ja) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | 可変型共鳴器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13012483A JPS6022021A (ja) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | 可変型共鳴器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6022021A true JPS6022021A (ja) | 1985-02-04 |
| JPH0543871B2 JPH0543871B2 (ja) | 1993-07-02 |
Family
ID=15026518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13012483A Granted JPS6022021A (ja) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | 可変型共鳴器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6022021A (ja) |
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1983
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