JPH03963A

JPH03963A - 内燃機関の吸気音低減装置

Info

Publication number: JPH03963A
Application number: JP13556489A
Authority: JP
Inventors: Norifumi Hasegawa; 長谷川　憲文; Hidetoshi Oka; 英俊岡
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1989-05-29
Filing date: 1989-05-29
Publication date: 1991-01-07
Anticipated expiration: 2011-12-11
Also published as: JP2562054B2

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】［発明の目的］〈産業上の利用分野〉本発明は運転状況に応じてバルブリフト量及びバルブ開
閉時期のうち少なくともいずれか一方を可変とした動弁
機構を有する内燃機関の吸気音を低減するための装置に
関し、特に低速域から高速域に亘り好適に騒音を低減す
ることが可能な吸気音低減装置に関する。

〈従来の技術〉内燃機関の動弁機構に於て、低速域及び高速域にて各々
適切な弁開度を実現するために、内燃機関の運転状況に
応じて切換可能な動弁機構が例えば特開昭６３−１４７
９０９号公報に開示されている。このような内燃機関に
於ては、従来の内燃機関に比較して広い回転速度範囲に
亘り高出力が得られるが、反面、吸気騒音が比較的大き
くなるばかりでなく比較的多数の騒音の音圧ピークが広
い回転速度範囲に亘って分布すると云う問題があった。

このような吸気騒音を低減するための装置として共鳴箱
を用いることが知られており、例えば特開昭６１−１２
９４１５号公報には、共鳴室の容積、吸気通路と共鳴室
を接続する接続管の長さ及びこの接続管の断面積のいず
れか１つを運転状況に応じて変化させることが可能な吸
気音低減装置が開示されている。

しかるに、共鳴室の容積、接続管の長さ或いは接続管の
断面積を運転状況に応じて変化させることにより内燃機
関の低速域から高速域に亘り広い範囲で吸気騒音を低減
することができるが、特に上記したように切換式動弁機
構を有する内燃機関の場合、従来の内燃機関に比較して
吸気騒音の音圧ピーク値が分布する回転速度範囲が広い
ため、例えば共鳴室の容積のみを変化させることにより
回転速度全域に亘り吸気騒音を低減させようとすると、
装置が大型化する問題がある。

〈発明が解決しようとする課題〉本発明はこのような従来技術の問題点に鑑みなされたも
ので、その主な目的は運転状況に応じてバルブリフト量
及びバルブ開閉時期のうち少なくともいずれか一方を可
変とした動弁機構を有する内燃機関に於て、装置が大型
化することなく低速域から高速域に亘り効果的に吸気音
を低減し得るように改良された吸気音低減装置を提供す
ることにある。

［発明の構成］〈課題を解決するための手段〉このような目的は、本発明によれば、運転状況に応じて
バルブリフｈａ及びバルブ開閉時期のうち少なくともい
ずれか一方を可変とした動弁機ｔＭと、接続管路を介し
て前記内燃機関の吸気通路に連通ずる共鳴室とを有する
内燃機関吸気音低減装置であって、前記接続管路の長さ
を変化させる手段と、前記接続管路の断面積を変化させ
る手段と、前記共鳴室の容積を変化させる手段と、前記
各手段を前記内燃機関の運転状況に応じて選択的に変化
させる制御手段とを有することを特徴とする内燃機関の
吸気音低減装置を提供することにより達成される。

〈作用〉このように、共鳴室容積、共鳴室と吸気通路との接続管
の長さ及び断面積を運転状況に応じて選択的に変化させ
るようにすることで上記いずれかを変化させることによ
り吸気音を低減する場合に比較して装置を小型化、軽量
化できる。

〈実施例〉以下、本発明の好適実施例を添付の図面について詳しく
説明する。

第１図〜第３図は本発明に基づく吸気装置及び内燃機関
の動弁機構の一部を示す。各気筒には１対の吸気弁１ａ
、１ｂが設けられ、クランク軸の１／２の回転速度をも
って回転するカムシャフト２には、各気筒毎に２つの低
速用カム３ａ、３ｂと、１つの高速用カム４とが設けら
れ、ロッカシャフト８には、３本のロッカアーム５〜７
が互いに並列に枢支されている。これらロッカアームの
中間部には、前記カム３ａ、３ｂ、４と係合するスリッ
パ面５ａ、６ａ、７ａがそれぞれ形成されると共に左右
両側方に位置するロッカアーム５．７の遊端部は、ロッ
クナツト１０ａ、１０ｂにより固定されるタペットねじ
９ａ、９ｂを介して吸気弁１ａ、１ｂのステム側遊端部
に当接している。

良く知られているように、吸気弁１ａ、１ｂは、スプリ
ングリテーナ１５ａ、１５ｂを介してバルブスプリング
１６ａ、１６ｂにより閉弁方向に弾発付勢されており、
カムシャフト２の回転に伴い、左右のロッカアーム５．
７を介して開閉駆動される。中央のロッカアーム６は、
高速用カム４により駆動されるが、シリンダヘッド１１
に於ける該ロッカアーム６に対応する部分に設けられた
りフタ１２により常時高速用カム４の摺接面に向けて弾
発付勢されている。

次に、これらのロッカアーム５〜７の連携動作を達成す
るため、の動弁切換機構１４について説明する。

第２図に良く示されているように、各ロッカアーム５〜
７には、互いに整合するガイド孔１７．２０．２１が設
けられている。一端に位置するロッカアーム７のガイド
孔１７は、閉塞された盲孔とされており、その内部には
ピストン２５が受容されている。ガイド孔１７の閉塞端
は、ロッカアーム５に形成された通路３２及び中空ロッ
カシャフト８に開設されたポート３３を介してロッカシ
ャフト８内部の油供給路３０に連通している。中央に位
置するロッカアーム６のガイド孔２０は貫通孔とされて
おり、その内部には該ガイド孔２０の全長と略等しい長
さを有するピストン２６が受容されている。他端に位置
するロッカアーム５のガイド孔２１には、ストッパ２７
が受容されている。このストッパ２７は、概ね有底筒状
をなし、その内側とガイド孔２１の底部との間に挟設さ
れた圧縮コイルばね２８により中央のロッカアーム６に
向けて常時弾発付勢されている。

この切換式動弁機構１４によれば、油供給路３０の油圧
が低い時にあっては、圧縮コイルばね２８の付勢力によ
り、ピストン２５がガイド孔１７内に、ピストン２６が
ガイド孔２０内に、ストッパ２７がガイド孔２１内にそ
れぞれ位置することにより、各ロッカアーム５〜７は、
互いに独立して運動し得る。従って、中央のロッカアー
ム６は、高速用カム４により駆動され、リフタ１２を繰
り返し押し下げるのみの所謂ロストモーション運動を行
なうのに対し、左右のロッカアーム５．７は、それぞれ
低速用カム３ａ、３ｂにより駆動され、吸気弁１ａ、１
ｂを低速モードで開閉駆動する。

油供給路３０の油圧が高められると、圧縮コイルばね２
８のばね力に抗して、ピストン２５がガイド孔２０内に
突入すると共に、ピストン２６をロッカアーム５のガイ
ド孔２１内に向けて突入させる。従って、３本のロッカ
アーム５〜７は互いに一体的に結合される。ここで、低
速用カム３ａ、３ｂに対して高速用カム４のカムプロフ
ィールが相対的に大きいことから、ロッカアーム５．７
も中央の高速用カム４により駆動されるようになり、吸
気弁１ａ、１ｂは高速モードにより開閉駆動されるよう
になる。

一方、この内燃機関の吸気弁口を臨む吸気ポート４０は
、スロットル弁４１を介して吸気通路４２に連通してお
り、吸気通路４２の上流端はエアクリーナ４３を介して
大気に連通している。吸気ポート４０の下流端には、燃
料噴射弁４４が吸気弁口に向けて装着されている。

吸気通路４２の適所には、円形断面の接続管４５を介し
て共鳴室４６が連通している。また、接続管４５はその
中央部にて隔壁４７をもって半月状断面の第１の接続管
路４８と第２の接続管路４９とに分割されている。第１
の接続管路４８内にはその内壁面に摺接するように筒状
のスライダ５０が設けられており、このスライダ５０は
軸線方向共鳴室４６に向けて突入し得るようになってお
り、第１の接続管路４８の長さを変化させることが可能
となっている。また、第２の接続管路４９の吸気通路４
２側の端部近傍には開閉弁５１が設けられており、該開
閉弁を後記するアクチュエータ５５により開閉制御する
ことにより管路４９を介して吸気通路４２と共鳴室４６
とを選択的に連通し得るようになっている。換言すれば
、接続管４５の断面積を選択的に変化させることが可能
となっている。更に、共鳴室４６は筒状の本体部分４６
ａの底部開口側に有底筒状のスライダ５３が嵌合するこ
とにより郭成されている。このスライダ５３は軸線方向
即ち第１図に於ける上下方向に移動することにより共鳴
室４６の容積を変化させることが可能となっている。こ
れらスライダ５０゜開閉弁５１及びスライダ５３は各々
アクチュエータ５４〜５６を介して制御ユニット５７に
より駆動制御されるようになっている。この制御ユニッ
ト５７は動弁切換機構１４を作動させるための油圧コン
トローラ５８及び内燃機関の回転速度を検出する回転速
度センサ５９にも接続されている。

ここで１．吸気通路４２の・共鳴周波数ｆは次式で表わ
される。

ｆ＝（Ｃ／２π）・　Ｓ／Ｖ−まただし、Ｃ：音速（一定）Ｓ：接続管の断面積Ｖ：共鳴室容積１：接続管路長即ち、内燃機関を運転するに伴い発生する吸気騒音のピ
ークに合せて各アクチュエータ５４〜５６をもってスラ
イダ５０、開閉弁５１及びスライダ５３を駆動し、接続
管路長、接続管断面積及び共鳴室容積を変化させるよう
になる。

以下に第４図〜第８図を参照して本実施例の作動要領を
説明する。まず、内燃機関の回転速度の低い領域、即ち
回転速度がＮ１以下のとき、第４図に示すように、開閉
弁５１を閉じて接続管４５の断面積を小さくしくＳｌ）
、スライダ５０を共鳴室４６内に突入させることをもっ
て接続管路長を最も長くしく１１）、スライダ５３を本
体４６ａから離反する方向に移動させることをもって共
鳴室容積を最も太きく（Ｖｌ）することにより、共鳴室
容積（Ｖ）、接続管路長（１）を最大とすることができ
、その低い共鳴周波数（ｆ）を回転速度Ｎ１以下に生じ
る音圧レベルのピークに一致させることで第８図に破線
の曲線■′に示す音圧レベルを実線の曲線■で示すよう
に低減することができる。

次に、回転速度Ｎ１と回転速度Ｎ２との間に於ては（Ｎ
２　＞Ｎｔ　）　、切換手段のうち最も変化率の大きな
共鳴室容積（ｖ）を、第５図に示すように、第４図に示
す状態からスライダ５３のみをやや本体側に近接させる
ことにより共鳴室容積をやや小さくしくＶ２）、その共
鳴周波数（ｆ）を回転速度Ｎ１から回転速度Ｎ２までの
間に生じる音圧レベルピークに一致させる。すると、第
８図に破線■′に示す音圧レベルを曲線■で示すように
低減することができる。また、動弁切換時期Ｎ５（Ｎ３
　＞Ｎ２　）の直前に於て共鳴室容積（Ｖ）を最小にす
ることで、動弁時期切換動作に伴う異なる固有振動数に
よる吸気騒音を低減することができる。

回転速度Ｎ２と回転速度Ｎ４との間に於ては（Ｎ４〉Ｎ
３〉Ｎ２）、第６図に示すように、スライダ５０を第１
の接続管路４８内にやや引込めることをもって接続管路
４５の管路長をやや短くしく１２）、開閉弁５１を開く
ことをもって接続管４５の断面積を大きくしくＮ２）、
スライダ５３を最も本体４６ａ側に近づくように移動さ
せることにより共鳴室容積を最も小さく　Ｌ　（Ｖ３）
、接続管径（断面積）が大きく、かつ共鳴室容積が小さ
い高回転域型とすることで、大量の空気の通過による周
波数上昇分だけ高い共鳴周波数（ｆ）を得ることができ
、その共鳴周波数（ｆ）を回転速度Ｎ２から回転速度Ｎ
４までの間に生じる音圧レベルのピークに一致させるこ
とにより、第８図に曲線■′に示すような音圧レベルを
曲線■に示すように低減させることができる。また、動
弁切換時期直前で、接続管径の切換えを前述共鳴室容積
を最小にする切換えと同時に行うことで、より吸気騒音
の低減を計ることができる。

回転速度がＮ４よりも高い領域では、第７図に示すよう
に、接続管４５の断面積はＮ２、共鳴室容積をｖ３とし
たままスライダ５０を第１の接続管路４８内に完全に受
容して接続管４５の管路長を最も短＜（ｊ１３）するこ
とにより、共鳴室容積（Ｖ）及び接続管長（１）を最小
とすると共に接続管断面積（Ｓ）を最大としてより高い
共鳴周波数（ｆ）を得ることができ、その共鳴周波数（
ｆ）を回転速度Ｎ４以上に生じる音圧レベルのピークに
一致させることで第８図の曲線■に示す音圧レベルを低
減することができる。

尚、第８図に示す回転速度に対する音圧レベルはスロッ
トル弁４１の開度が一定であることを条件としており、
実際にはスロットル弁開度により上記と異なる回転速度
にピークが発生することが考えられる。その場合、運転
状況に応じて制御ユニット５７によりスライダ５０、開
閉弁５１及びスライダ５３を駆動制御して接続管路長、
接続管路の断面積及び共鳴室容積を適宜変化させ、どの
回転速度域で発生する騒音をも低減することができる。

尚、本実施例では内燃機関の回転速度により各アクチュ
エータを駆動制御したが、実際の騒音を吸気通路内にて
測定したり、スロットル開度センサを用いてスロットル
開度よる騒音への影響をも考慮して各アクチュエータを
駆動制御しても良い。

［発明の効果コこのように本発明によれば、簡単な構造をもって回転速
度全域に亘り吸気騒音の低減が可能となリ、かつ装置が
大型化することがないことから、その効果は極めて大で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく吸気装置を備える内燃機関の一
部を模式的に示す断面図である。第２図は動弁機構の一部を模式的に示す構成図である。第３図は動弁機構の要部を示す断面図である。第４図〜第７図は本発明に基づく吸気音低減装置内の作
動要領を示す第１図の要部と同様の説明図である。第８図は本発明に基づく吸気音低減装置による騒音の低
減効果を示すグラフである。１ａ、１ｂ・・・吸気弁　２・・・カムシャフト３ａ、
３ｂ・・・低速用カム４・・・高速用カム　　　５〜７・・・ロッカアーム５
ａ、６ａ、７ａ・・・スリッパ面８・・・ロッカシャフト　９ａ、９ｂ・・・タペットね
じ１０ａ、１０ｂ・・・ロックナツト１１・・・シリンダヘッド１２・・・リフタ１４・・・
動弁切換機構１５ａ、１５ｂ・・・スプリングリテーナ１６ａ、１６
ｂ・・・バルブスプリング１７．２０．２１・・・ガイ
ド孔２５．２６・・・ピストン２７・・・ストッパ２８・・
・圧縮コイルばね３ｏ・・・油供給路３２・・・通路　
　　　　３３・・・ポート４０・・・吸気ポート　　４
１・・・スロットル弁４２・・・吸気通路　　　４３・
・・エアクリーナ４４・・・燃料噴射弁　　４５・・・
接続管４６・・・共鳴室　　　　４６ａ・・・本体部分
４７・・・隔壁　　　　　４８・・・第１の接続管路４
つ・・・第２の接続管路５ｏ・・・スライダ５１・・・
開閉弁　　　５３・・・スライダ５４〜５６・・・アク
チュエータ５７・・・制御ユニット　５８・・・油圧コントローラ
５９・・・回転速度センサ特　許　出　願　人　本田技研工業株式会社代　　　理
　　　人　　弁理士　大　島　陽　−第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）運転状況に応じてバルブリフト量及びバルブ開閉
時期の少なくともいずれか一方を可変とした動弁機構と
、接続管路を介して前記内燃機関の吸気通路に連通する
共鳴室とを有する内燃機関の吸気音低減装置であって、前記接続管路の長さを変化させる手段と、前記接続管路の断面積を変化させる手段と、前記共鳴室
の容積を変化させる手段と、前記各手段を前記内燃機関の運転状況に応じて選択的に
変化させる制御手段とを有することを特徴とする内燃機
関の吸気音低減装置。
（２）前記接続管路の長さを変化させる手段が、前記接
続管路に摺接し、かつ前記共鳴室内に突入可能な管路部
材を選択的に前記共鳴室内に突入させる手段からなるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の内燃機関
の吸気音低減装置。