JPS6340939B2 - - Google Patents

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JPS6340939B2
JPS6340939B2 JP58064410A JP6441083A JPS6340939B2 JP S6340939 B2 JPS6340939 B2 JP S6340939B2 JP 58064410 A JP58064410 A JP 58064410A JP 6441083 A JP6441083 A JP 6441083A JP S6340939 B2 JPS6340939 B2 JP S6340939B2
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JP
Japan
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air cleaner
casing
holes
air
cover
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JP58064410A
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English (en)
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JPS58202354A (ja
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Iritsuchi Fueshina Mihairu
Nataiuitsuchi Sutarobinsukii Rudorufu
Petoroitsuchi Rezarefu Yurii
Uashirieuitsuchi Risenko Efugenii
Andoreeuitsuchi Pimahin Petoru
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BORUJISUKOE OBIEDEINENIE HO PUROIBODOSUTOBU REGUKOBIHI ABUTOMOBIREI
Original Assignee
BORUJISUKOE OBIEDEINENIE HO PUROIBODOSUTOBU REGUKOBIHI ABUTOMOBIREI
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Publication date
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  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエンジン製造技術に関し、より詳しく
は、内燃機関(エンジン)用のエアクリーナに関
する。
本発明のエアクリーナは、自動車、船舶、機関
車等の輸送手段および発電機、コンプレツサ等の
据付形機械を駆動するあらゆる内燃機関の空気供
給システムに使用するのが好ましく、特に、周囲
の環境に放散されるノイズを低下させる必要があ
る内燃機関に用いるのが好ましい。
内燃機関すなわちエンジンの作動中の主周波数
帯域は、100Hzまでの範囲(単ロータ形のロータ
リエンジン又はキヤブレタ形の2気筒4ストロー
クサイクルエンジンの場合)および200Hzまでの
範囲(キヤブレタ形の直列4気筒4ストロークサ
イクルエンジンの場合)内にある。
上記周波数範囲内の音圧レズルを低下させるこ
とは、周波数範囲を低い周波数に移行させること
である。このため、例えばエアクリーナのケーシ
ングの空気導入延長部の長さを延長することによ
り音響的な調節を図ろうとすれば、エアクリーナ
の使用金属量および重量の増加を招き、自動車の
エンジンルーム内の構成を複雑にしてしまうとい
う困難性を伴つている。また最も重要なことはエ
ンジンの出力およびトルクが低下してしまうこと
である。エアクリーナの容積を増大させたり、平
行な空気体積部を連結したりすることによつて吸
気系での低周波数の音の放散を低減させようとす
れば、前述のような問題を招くことになる。
半環状形のエアダクトを備えた二重壁ケーシン
グを有するエアクリーナが従来技術において知ら
れている(例えば、ソ連発明者証第293135号参
照)。このエアクリーナではエアグクトが等長に
なつていて、エアダクトの入口孔がケーシングの
直径方向両側に設けられている。このように構成
されたエアクリーナはノイズ抑制効果を向上さ
せ、また空気の流れ抵抗も幾分低下させることが
できる。
しかしながら、このエアクリーナの構造は複雑
であるために多量の金属を使用しなければならな
い。
エアクリーナのカバーが薄い金属シート従つて
ほとんど剛性をもたない材料で作られている場
合、そのカバーがエアクリーナの大きなノイズ発
生原因となつている。エアクリーナのカバーの振
動により生じるノイズを低減するため、ケーシン
グへのカバーの取付け部の周囲に沿う箇所におよ
び緊締要素にカバーを固定する箇所に高品質の振
動遮断体を設けたり、カバーの表面にリブを設け
ることによりカバーの機械的インピーダンスを向
上させる方法が採用されている。しかしながら、
これらはいずれもエアクリーナの設計を複雑化
し、各種材料の消費を増大させかつエアクリーナ
の全体的構成を複雑化するものである。
例えばフランス国特許第2307975号には、内燃
機関用の低ノイズ形エアクリーナが開示されてい
る。このエアクリーナは振動を防ぐ包囲体を有し
ており、該包囲体中にフイルタエレメントが配置
されている。包囲体は、フイルタエレメントと共
にエアクリーナの共通のケーシング内に配置され
ている。包囲体は独立した部品として作ることが
できるし、エアクリーナのケーシングと一体に作
ることもできる。
このエアクリーナの欠点は、部品の点数を増や
す必要があるため複雑になり、部品を固定したり
部品の最適な配置を定めるためにエアクリーナの
特別な設計を行なわなければならないことであ
る。またこのため、材料の消費量および投入する
労力の増大を招くことになる。
また日本の雑誌「自動車技術」(1966年、
Vo1.20,No.9,第861〜865頁)には、エアクリ
ーナのチヤンバ内に孔を設け、これにより空気の
流動抵抗を低減させてエンジンの出力および軽済
性を高めるように構成したエアクリーナが開示さ
れている。エアクリーナのチヤンバの至るところ
に孔が設けられているため、これらの孔を通つて
吸引された空気の一部が、チヤンバ内での空気体
積の「圧縮―膨張」作用によつてケーシングの空
気導入延長部に導かれるようになつている。しか
しながら、上記雑誌「自動車技術」においても
「この結果、ケーシングの空気導入延長部を通つ
て音が伝達される……」と記載されているよう
に、このエアクリーナでは吸気系によつてノイズ
の放散が増大されてしまう。
従つて本発明の目的は、吸気系におけるノイズ
の低域周波数成分および中域周波数成分の音圧を
低減できる内燃機関用のエアクリーナを提供する
ことにある。
本発明の他の目的は、エンジンの出力特性およ
び経済性を向上できるエアクリーナを提供するこ
とにある。
本発明の他の目的は、設計を簡単化できかつ小
型化することができる内燃機関用のエアクリーナ
を提供することである。
本発明の他の目的は、カバーの振動によつて発
生されるノイズの放散を低減することができる内
燃機関用のエアクリーナを提供することである。
上記目的は本発明による内燃機関用のエアクリ
ーナすなわち、円筒状をなしておりかつカバーと
底板とを備えたケーシングを有し、該ケーシング
内にはフイルタエレメントがケーシングに対して
同心状に配置されており、前記ケーシングおよび
底板にはそれぞれ入口ポートおよび出口ポートが
設けてあり、出口ポートの中心軸線がケーシング
の中心軸線に対して偏心して配置されている内燃
機関用のエアクリーナにおいて、前記カバー又は
底板の少くとも一方には孔が設けてあり、これら
の孔はケーシングの前記中心軸線を通りかつ該中
心軸線と前記出口ポートの中心軸線とを結ぶ平面
に対して垂直な平面から±0.1R(Rはケーシング
の半径)の距離にある2つの平面によつて囲まれ
る領域内に設けられていることを特徴とする内燃
機関用のエアクリーナによつて達成される。
孔は、ケーシングのカバーおよび底板の双方に
設けるのがよい。
このように設計されたエアクリーナは、エアク
リーナのチヤンバ内における空気圧の脈動によつ
て放散される音のレベルを有効に低減させること
ができる。
孔は、ケーシングの幾何学的中心から(0.58〜
0.68)Rの距離にある領域すなわちケーシング内
での圧力の脈動の半径方向フオームの節線に近い
箇所に設けるのが望ましい。
このように構成すれば、エアクリーナのチヤン
バ内での圧力の脈動の半径方向フオームにより放
散される音のレベルを有効に低減することができ
る。
従つて、孔を、エアクリーナのチヤンバ内での
空気体積部の脈動の接線方向および半径方向フオ
ームの節線上に配置することによつて、エアクリ
ーナのチヤンバ内での圧力の脈動のナチユラルフ
オームにより放散される音のレベルの低減を図る
ことができる。
また、孔をエアクリーナのカバーに設けること
によつて、振動するカバーの両側に生じる圧力パ
ルスが等しくなるため、カバーの振動により発生
する音の放散を低減することができる。
エアクリーナのカバーおよび底板に設ける孔に
は、多孔質エレメントを設けておくのが望まし
い。
このように多孔質エレメントを設けることによ
り、エアクリーナへの空気の吸込時のノイズの低
周波数成分の抑制効率を高めることができる。
また、エアクリーナのカバーおよび底板に孔を
設けることによつてノイズを低減できることに加
え、吸気系の空気流動抵抗をも低減できるため、
エンジンの出力特性および経済性を向上させるこ
とができる。
以上述べた効果は、概して簡単な手段により達
成することができ、またエアクリーナの設計も簡
単でエアクリーナのコンパクト化を図ることもで
きる。
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説
明する。
第1図および第2図に示すように、本発明によ
る内燃機関(エンジン)用のエアクリーナは、円
筒状に形成されたケーシング1を有しており、該
ケーシング1の頂部はカバー2で覆われており、
下部には底板3が設けられている。ケーシング1
内には、該ケーシング1と同心状にフイルタエレ
メント4が収納されている。ケーシング1には入
口ポート5が設けられており、底板3には出口ポ
ート6が設けられている。ケーシング1のカバー
2および底板3には、それぞれ孔7および7′が
設けられている。これらの孔7,7′のうち特に
フイルタエレメント4の内部空間内と連通するよ
うに設けられる孔には、第3図に示すように多孔
質エレメント8を設けておき、エンジンの吸気系
への塵埃の進入の防止およびエアクリーナの音響
特性の向上を図るように構成することができる。
これらの孔7,7′は領域A(第4図)内に配置さ
れている。この領域1Aは、ケーシング1の中心
軸線9(第1図)を通りかつ該中心軸線9を出口
ポート6の中心軸線10(第4図)とを結ぶ平面
に対して垂直な平面から±0.1R(Rはケーシング
1の半径)の距離にある2つの平面によつて囲ま
れる領域である。図示の実施例のように孔7,
7′はカバー2および底板3の双方に設けること
ができるが、エアクリーナの設計の特徴によつて
はカバー2のみあるいは底板2のみに設けてもよ
い。孔7,7′は、ケーシング1の幾何学的中心
11(第5図)から(0.58〜0.68)Rの距離に設
けるのが望ましい。
本発明のエアクリーナは次のようにして作動す
る。
エアクリーナのケーシング1の空気導入延長部
12(第4内にある空気体積部は、或るマスとし
て、作動するエンジンの基本周波数で脈動し、一
方、ケーシング1内の空気体積部は弾性ばねとし
て作用する。この場合、空気は空気導入延長部1
2から吸入されることに加え、ケーシング1のカ
バー2および底板3に設けた孔7,7′からも吸
入される。このため、エアクリーナの空気流動抵
抗が全体とし低下し、これによりエンジンの出力
を増大させることができる。一方、これらの孔
7,7′は空気の吸入時における付加的なエネル
ギー損を招くことから、これらの孔7,7′を設
けたことは、ケーシング1内の空気体積部に対し
て振動ダンパを並列に接続したものとみなすこと
ができる。同時に、ケーシング1から周囲の環境
への音エネルギーの放散については、実質的に低
減される。これは、孔7,7′がケーシング1内
の空気体積部の接線方向の脈動の節線上すなわち
空気体積部の脈動の共振成分がゼロであるかゼロ
に近い領域A内に設けられているからである。領
域Aの幅は0.2Rすなわちケーシング1の中心軸
線9を通りかつ該中心軸線9と出口ポート6の中
心軸線10とを結ぶ平面に対して垂直な平面の両
側に0.1Rずつの幅を有している。前記平面(す
なわちケーシング1の中心軸線9を通りかつ該中
心軸線9と出口ポート6の中心軸線10とを結ぶ
平面に対して垂直な平面)から遠く離れた場所で
は、接線方向フオームB内の圧力はもはや小さい
ものではなくなり、孔7,7′を通してかなり大
きな音が伝播されるようになる。(第4図)。
孔7,7′は、増分活性損があるために、エン
ジンの吸入工程における共振系のQ及び低周波数
の共振音の放散を著しく低減させることができ
る。また、孔7,7′が、ケーシング1内での圧
力の脈動の接線方向フオームからの付加的な音を
放散することはない。
また、カバー2に孔7を設けることによつて、
カバー2の両側に生じる圧力パルスが等しくなる
ため、カバー2の振動により発生する音の放散を
低減することができる。
第5図に示すように、カバー2の孔7および底
板3の孔7′は、ケーシング1の幾何学的中心1
1から(0.58〜0.68)Rの距離にある領域D(す
なわちケーシング1内での圧力の脈動の第1の半
径方向フオームCの低音圧領域)内に設けるのが
望ましく、このようにすれば、孔7,7′を通る
第1の半径方向フオームCの脈動エネルギの伝播
が防止される。孔7,7′を中心11からの距離
が0.58R以内の位置および0.68Rよりも離れた位
置に設けた場合には上記のような効果を生じさせ
ることができない。なぜならば、領域D以外の領
域における半径方向フオームCの脈動による圧力
はもはや充分に小さいものとはいえないからであ
る。
孔7,7′に多孔質エレメント8を設けること
によつて、別の有効な効果を得ることができる。
多孔質エレメント8は、例えば、フツ化銅と陰極
銅との合金又は多孔質ポリエチレンから作ること
ができる。理論的解析および実験により証明され
ているように、最良の多孔質エレメント8は下記
の式(1)から求められる音波透過係数Vgを有する。
Vg=(0.5〜2.0)F1/ρωl ……(1) ここで、ρは空気の密度 (Kg/m2)、 ωは、エンジンの最高出力回転時におけ
る1次の高調波角振動数
(sec-1)、 lは、ケーシング1の空気導入延長部1
2の長さ(m2)、 F1は、ケーシング1の空気導入延長部1
2の断面積(m2)、 である。
かような特性をもつ多孔質エレメント8は、エ
アクリーナへの空気の吸込時のノイズの低周波数
成分の抑制効率を高めることができる。
高速エンジン用のエアクリーナについても、孔
7,7′が設けてあり(多孔質エレメント8は設
けない)かつ下記の式(2)で求められる全断面積
F2をもつ空気導入延長部12を備えたエアクリ
ーナにより同様の効果を得ることができた。
F2=F1(0.01〜0.08)1/ωl/c ……(2) ここで、cは音速(m/s)である。
第6図〜第10図は、種々のエンジン回転数に
おけるノイズを周波数分析して、本発明によるエ
アクリーナにより得られる効果を比較して示すも
のである。これらの図面における実線aは、孔
7,7′を設けていない場合において吸気系から
発生するノイズのスペクトルを示し、点線bは、
孔7,7′が設けられている場合の吸気系から発
生するノイズのスペクトルを示している。これら
の周波数分析結果から明らかなように、本発明の
エアクリーナによりノイズレベルを約10dB程度
低減することができる。
第11図は、孔7,7′が設けられている場合
(点線dで示す)と設けられていない場合(実線
cで示す)について、エンジンの出力特性を示す
グラフであり、本発明により孔7,7′を設けた
エアクリーナを装着したエンジンでは高回転域に
おいて出力を約3馬力(hp)増大させることが
できる。
第12図は、エアクリーナのカバー2に孔7が
設けられている場合(点線fで示す)と設けられ
ていない場合(実線eで示す)について、カバー
2から放散されるノイズを周波数分析した結果を
示すものである。孔7を設けた本発明のエアクリ
ーナによれば、1000Hz以下の低周波帯域および中
周波数帯域のノイズを低減することができ、特に
250〜1000Hzの範囲の帯域においてはノイズレベ
ルを約4〜7dB低減させることができる。
以上から明らかなように、本発明による内燃機
関用のエアクリーナは、吸気系で発生するノイズ
をかなり低減することができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明による内燃機関用のエアクリ
ーナの概略構成を示す側面図である。第2図は、
第1図の―線に沿う断面図である。第3図
は、第1図の―線に沿う拡大断面図である。
第4図は、エアクリーナのチヤンバ内での音圧の
接線方向成分の分布を示すものである。第5図
は、エアクリーナのチヤンバ内での音圧の半径方
向成分の分布を示すものである。第6図〜第10
図は、種々のエンジン回転数におけるノイズを周
波数分析して、本発明によるエアクリーナのノイ
ズ低減効果を従来のエアクリーナと比較して示す
グラフであり、ここで「A」及び「LIN」は、
夫々A曲線の補正を行つた場合と行わない場合の
ノイズのレベルを表示するものである。第11図
は、本発明によるエアクリーナと従来のエアクリ
ーナとについてエンジンの出力特性を比較して示
すグラフである。第12図は、エアクリーナのカ
バーから発生するノイズを、本発明のエアクリー
ナと従来のエアクリーナについて周波数分析した
結果を示すグラフである。 1…ケーシング、2…カバー、3…底板、4…
フイルタエレメント、5…入口ポート、6…出口
ポート、7,7′…孔、8…多孔質エレメント、
9…ケーシングの中心軸線、10…出口ポートの
中心軸線、11…ケーシングの幾何学的中心、1
2…ケーシングの空気導入延長部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 円筒状をなしておりかつカバーと底板とを備
    えたケーシングを有し、該ケーシング内にはフイ
    ルタエレメントがケーシングに対して同心状に配
    置されており、前記ケーシングおよび底板にはそ
    れぞれ入口ポートおよび出口ポートが設けてあ
    り、出口ポートの中心軸線がケーシングの中心軸
    線に対して偏心して配置されている内燃機関用の
    エアクリーナーにおいて、前記カバー2又は底板
    3の少くとも一方には孔7,7′が設けてあり、
    これらの孔7,7′は、ケーシング1の前記中心
    軸線9を通りかつ該中心軸線9と前記出口ポート
    6、軸線10とを結ぶ平面に対して垂直から±
    0.1R(Rはケーシング1の半径)の距離にある2
    つの平面によつて囲まれる領域内に設けられてい
    ることを特徴とする内燃機関用のエアクリーナ。 2 前記孔7,7′が、前記カバー2および底板
    3の双方に設けられてい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用のエアクリ
    ーナ。 3 前記孔7,7′が、前記ケーシング1の幾何
    学的中心11から(0.58〜0.68)Rの距離だけ離
    れた位置に設けられていることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項又は第2項に記載の内燃機関用
    のエアクリーナ。 4 前記孔7,7′には、多孔質エレメント8が
    設けられていることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項〜第3項のいずれか1項に記載の内燃機関
    用のエアクリーナ。
JP6441083A 1982-04-12 1983-04-12 内燃機関用のエアクリ−ナ Granted JPS58202354A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU3420919 1982-04-12
SU3420919 1982-04-12
SU3424801 1982-05-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58202354A JPS58202354A (ja) 1983-11-25
JPS6340939B2 true JPS6340939B2 (ja) 1988-08-15

Family

ID=21005845

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6441083A Granted JPS58202354A (ja) 1982-04-12 1983-04-12 内燃機関用のエアクリ−ナ

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0410835Y2 (ja) * 1986-10-24 1992-03-17
JPH0528342U (ja) * 1991-09-25 1993-04-16 川澄化学工業株式会社 プロテクタ−

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Citations (1)

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JPS5637085U (ja) * 1979-08-29 1981-04-09

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