JPH08312361A - ターボチャージャのコンプレッサハウジング - Google Patents

ターボチャージャのコンプレッサハウジング

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JPH08312361A
JPH08312361A JP11860995A JP11860995A JPH08312361A JP H08312361 A JPH08312361 A JP H08312361A JP 11860995 A JP11860995 A JP 11860995A JP 11860995 A JP11860995 A JP 11860995A JP H08312361 A JPH08312361 A JP H08312361A
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JP
Japan
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scroll
start port
compressor housing
outlet
starting port
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JP11860995A
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English (en)
Inventor
Toshihiko Sano
壽彦 佐野
Tadakazu Narutomi
忠和 成富
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ターボチャージャのコンプレッサハウジング
において、コンプレッサハウジングから発生する騒音を
低減する。 【構成】 スクロール部13の上流側端部に位置するス
クロール開始口14をスクロール部13の下流側端部に
位置するスクロール出口15に連通させ、スクロール部
13を共鳴室としてスクロール開始口14に発生する気
柱振動の共鳴周波数が吸気系の共振周波数と一致しない
ようにスクロール開始口14のスクロール出口15に対
する開口断面積を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ターボチャージャから
発生する騒音の低減をはかるようにしたコンプレッサハ
ウジングの改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車用内燃機関等に備えられるターボ
チャージャは、機関の排気エネルギーを利用して吸気を
過給する。
【0003】従来のターボチャージャの遠心式圧縮機に
備えられるコンプレッサハウジングは、インペラの軸方
向から空気を導入するインデューサ部と、インペラの遠
心力により加速された空気を減速加圧するディフューザ
部と、このディフューザ部によって減速された加圧空気
を集める渦巻き状のスクロール部とが形成されている。
【0004】スクロール部は、その上流側端部に位置す
るスクロール開始口が、その下流側端部に位置するスク
ロール出口に対して開口し、ディフューザ部からスクロ
ール部に集められる吸気の流れを円滑にし、サージング
等の発生を防止するようになっている(例えば、実開平
6−58199号公報、特開昭60−81498号公
報、参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のターボチャージャのコンプレッサハウジング
にあっては、スクロール開始口がスクロール出口に対し
て開口しているため、スクロール部を共鳴室としてスク
ロール開始口に気柱振動が発生し、この気柱振動の共鳴
周波数が吸気マニホールド等で構成される吸気系の共振
周波数と一致すると、スクロール開始口から高周波の気
流音が発生し、この気流音がコンプレッサハウジングの
外側に漏れて笛吹音と呼ばれる騒音になるという問題点
が考えられる。
【0006】本発明は上記の問題点を解消し、ターボチ
ャージャのコンプレッサハウジングから発生する騒音を
低減することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載のターボ
チャージャのコンプレッサハウジングは、インペラの遠
心力により加速された空気を減速加圧するディフューザ
部と、ディフューザ部によって減速された加圧空気を集
める渦巻き状のスクロール部と、を備えるターボチャー
ジャのコンプレッサハウジングにおいて、前記スクロー
ル部の上流側端部に位置するスクロール開始口をスクロ
ール部の下流側端部に位置するスクロール出口に連通さ
せ、スクロール部を共鳴室としてスクロール開始口に発
生する気柱振動の共鳴周波数が吸気系の共振周波数と一
致しないようにスクロール開始口のスクロール出口に対
する開口断面積を設定する。
【0008】請求項2に記載のターボチャージャのコン
プレッサハウジングは、請求項1に記載の発明におい
て、前記スクロール部のスクロール開始口をスクロール
出口とディフューザ部の両方に連通する複数の室に仕切
る隔壁を形成する。
【0009】
【作用】請求項1に記載のターボチャージャのコンプレ
ッサハウジングにおいて、スクロール部を共鳴室として
スクロール開始口に発生する気柱振動の共鳴周波数は、
スクロール開始口のスクロール出口に対する開口断面積
に依存する。
【0010】したがって、スクロール開始口のスクロー
ル出口に対する開口断面積を任意に設定することによ
り、スクロール部を共鳴室としてスクロール開始口に発
生する気柱振動の共鳴周波数が吸気系の共振周波数と一
致することが避けられ、スクロール開始口から発生する
気流音の音圧レベルを低減することができる。
【0011】請求項2に記載のターボチャージャのコン
プレッサハウジングにおいて、スクロール開始口を隔壁
を介して複数の室に仕切ることにより、各室のスクロー
ル出口に対する開口断面積の設定自由度がひろがる。各
室のスクロール出口に対する開口断面積を任意に設定す
ることにより、スクロール部を共鳴室としてスクロール
開始口に発生する気柱振動の共鳴周波数が吸気系の共振
周波数と一致することが避けられ、スクロール開始口か
ら気流音の音圧レベルを低減することができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。
【0013】図5において、2は機関に備えられるター
ボチャージャの圧縮機、1は圧縮機2を構成するコンプ
レッサハウジングであり、コンプレッサハウジング1の
内側にインペラ3が収装される。
【0014】インペラ3は、排気ガスのエネルギーによ
り駆動される図示しないタービンと一体回転し、遠心力
により吸気を加速するようになっている。
【0015】図2、図3にも示すように、コンプレッサ
ハウジング1はインペラ3の軸方向から空気を導入する
インデューサ部11と、インペラ3の遠心力により加速
された空気を減速加圧するディフューザ部12と、この
ディフューザ部12によって減速された加圧空気を集め
る渦巻き状のスクロール部13とを有する。
【0016】図4に示すように、スクロール部13の断
面は、3つの楕円弧E1,E2,E3に沿った部位を2つ
の直線S1,S2を結んで構成される。図2におけるθ=
0の部位を基準にしてθが図中矢印で示すようにスクロ
ール部13の下流方向に増大するのにしたがって、各楕
円弧E1,E2,E3の長径2aと、各楕円弧E1,E2
3の中心とインペラ3の回転中心とを結ぶ距離rm
と、スクロール部13の通路幅hは、それぞれ次第に増
大している。
【0017】スクロール部13に集められた加圧空気は
スクロール出口15からフランジ部16を介して接続し
た図示しない吸気管を通って機関のシリンダに送られ
る。
【0018】スクロール部13は、その通路断面積がス
クロール開始口14からスクロール出口15にかけて次
第に増大し、スクロール部13を流れる吸気の速度分布
の均一化がはかられている。
【0019】スクロール部13は、その上流側端部に位
置するスクロール開始口14が、その下流側端部に位置
するスクロール出口15に対して開口し、ディフューザ
部12からスクロール部13に集められる吸気の流れを
円滑にし、サージング等の発生を防止するようになって
いる。
【0020】ところで、スクロール部13はスクロール
開始口14がスクロール出口15に対して開口している
ため、スクロール部13を共鳴室としてスクロール開始
口14に気柱振動が発生する。この気柱振動の共鳴周波
数が吸気系の共振周波数と一致すると、スクロール開始
口14から高周波の気流音が発生し、コンプレッサハウ
ジング1の外側に漏れて笛吹音と呼ばれる騒音となると
いう問題点がある。
【0021】これに対処して本発明は、スクロール部1
3のスクロール開始口14のスクロール出口15に対す
る開口断面積を任意に設定することにより、スクロール
部13を共鳴室の容積としてスクロール開始口14から
発生する気柱振動の共鳴周波数が吸気系の共振周波数と
一致しないようにする。
【0022】スクロール部13を共鳴室の容積としてス
クロール開始口14に発生する気柱振動の共鳴周波数f
(kHz)は、次のヘルムホルツの式で表される。
【0023】
【数1】
【0024】ただし、図6に示すように、Cを音速、S
を入口面積(m2)、Vを出口部体積(m3)、lを口部
長さ(m)、rを口部半径(m)、kを開放端補正値と
する。
【0025】スクロール部13を共鳴室としてスクロー
ル開始口14に発生する気柱振動の共鳴周波数は、上記
入口面積Sに相当するスクロール開始口14のスクロー
ル出口15に対する開口断面積に依存する。したがっ
て、スクロール開始口14のスクロール出口15に対す
る開口断面積を任意に設定することにより、スクロール
開始口14に発生する気柱振動の共鳴周波数が吸気系の
共振周波数と一致することが避けられる。
【0026】具体的には、音速C=331+0.6×2
5(°C)=346m/s2、入口面積S=200×1
-6(m2)、出口部体積V=300×10-9(m3)、
口部長さl=100×10-3(m)、口部半径r=8.
0×10-3(m)、開放端補正値k=1.64とする場
合、スクロール開始口14に発生する気柱振動の共鳴周
波数fは、次式で算出される。
【0027】
【数2】
【0028】このように、スクロール開始口14に発生
する気柱振動の共鳴周波数fが4.20kHzとなって
吸気系の共振周波数が近似して、気流音が発生する場
合、一つの実施例としてスクロール部13のスクロール
開始口14のスクロール出口15に対する開口断面積に
相当する入口面積Sを半分に縮小して、S=100×1
-6、r=5.6×10-3mに設定することにより、ス
クロール開始口14に発生する気柱振動の共鳴周波数f
は、次式で算出される。
【0029】
【数3】
【0030】つまり、スクロール開始口14のスクロー
ル出口15に対する開口断面積を半分に設定することに
より、スクロール開始口14に発生する気柱振動の共鳴
周波数fが4.20kHzから3.04kHzに移行す
ることで、スクロール部13を共鳴室の容積としてスク
ロール開始口14から発生する気柱振動の共鳴周波数が
吸気系の共振周波数と一致することが避けられる。
【0031】図7は、吸気系から発生する騒音の音圧レ
ベルを解析した結果を示す特性図である。図中斜線を入
れて示すように、特定の高周波数域でコンプレッサハウ
ジング1から発生する吸気音により音圧レベルが急増す
ることを解消できる。
【0032】次に、図8、図9に示す他の実施例につい
て説明する。なお、図1等との対応部分には同一符号を
付す。
【0033】コンプレッサハウジング1に、スクロール
部13を2つの室21,22に仕切る隔壁9を、スクロ
ール開始口14からその下流側にかけて所定範囲に渡っ
て一体形成する。
【0034】各室21,22は、ディフューザ部12に
対して均等な開口面積をもって連通し、ディフューザ部
12によって減速された加圧空気を集める働きをする。
【0035】この場合、スクロール開始口14を隔壁9
を介して二分し、2つの室21,22のスクロール出口
15に対する開口断面積を隔壁9を備えない前記従来構
造に比べて半分に設定することにより、スクロール開始
口14に発生する気柱振動の共鳴周波数fが4.20k
Hzから3.04kHzに移行することで、スクロール
部13を共鳴室の容積としてスクロール開始口14から
発生する気柱振動の共鳴周波数が吸気系の共振周波数と
一致することが避けられ、コンプレッサハウジング1か
ら笛吹音が発生することを防止できる。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように請求項1に記載のタ
ーボチャージャのコンプレッサハウジングは、スクロー
ル開始口のスクロール出口に対する開口断面積を任意に
設定することにより、スクロール部を共鳴室としてスク
ロール開始口に発生する気柱振動の共鳴周波数が吸気系
の共振周波数と一致することが避けられ、スクロール開
始口から発生する気流音を抑えられる。
【0037】請求項2に記載のターボチャージャのコン
プレッサハウジングにおいて、スクロール開始口を隔壁
を介して複数の室に仕切ることにより、各室のスクロー
ル出口に対する開口断面積の設定自由度がひろがる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すコンプレッサハウジング
の側面図。
【図2】同じくコンプレッサハウジングの正面図。
【図3】同じく図2のA−A線に沿う断面図。
【図4】同じくスクロール部等を示す断面図。
【図5】同じく圧縮機の断面図。
【図6】同じく共鳴器の模式図。
【図7】同じく吸気系から発生する騒音の音圧レベルを
解析した結果を示す特性図。
【図8】他の実施例を示すコンプレッサハウジングの側
面図。
【図9】同じくコンプレッサハウジングの正面図。
【符号の説明】
1 コンプレッサハウジング 2 圧縮機 3 インペラ 9 隔壁 11 インデューサ部 12 ディフューザ部 13 スクロール部 14 スクロール開始口 15 スクロール出口 21 室 22 室

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インペラの遠心力により加速された空気を
    減速加圧するディフューザ部と、 ディフューザ部によって減速された加圧空気を集める渦
    巻き状のスクロール部と、 を備えるターボチャージャのコンプレッサハウジングに
    おいて、 前記スクロール部の上流側端部に位置するスクロール開
    始口をスクロール部の下流側端部に位置するスクロール
    出口に連通させ、 スクロール部を共鳴室としてスクロール開始口に発生す
    る気柱振動の共鳴周波数が吸気系の共振周波数と一致し
    ないようにスクロール開始口のスクロール出口に対する
    開口断面積を設定したことを特徴とするターボチャージ
    ャのコンプレッサハウジング。
  2. 【請求項2】前記スクロール部のスクロール開始口をス
    クロール出口とディフューザ部の両方に連通する複数の
    室に仕切る隔壁を形成したことを特徴とする請求項1に
    記載のターボチャージャのコンプレッサハウジング。
JP11860995A 1995-05-17 1995-05-17 ターボチャージャのコンプレッサハウジング Pending JPH08312361A (ja)

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