ディーゼルエンジンにおける燃焼衝撃音の発生機構に関する研究

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04650192
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 小嶋 直哉 山口大学, 工学部, 教授 (40091186)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 和泉 晴夫 山口大学, 工学部, 助手 (80035047)
• Keywords: 内燃機関 / 騒音 / 燃焼衝撃 / 相関解析 / 振動インテンシティ / 伝達関数

Research Abstract

ディーゼルエンジンは,その高い省エネルギ性から用途が広まっているが、その燃焼の衝撃性が強いことや、さらなる低燃費化への要求に伴って、特に自動車用エンジンの構造の薄肉化、アルミ化による軽量化が進められることが相まって、騒音低減に対する技術的課題には益々厳しい状況にあると言える。
エンジン構造において燃焼衝撃と強い関連を持つと考えられる加振源としては、(1)燃焼室内の急激な圧力上昇による燃焼室壁面の直接加振をはじめとして、(2)軸受部や歯車の打撃、(3)ピストンスラップ、等の二次的な衝撃の発生が考えられ、これらによって誘起される振動が外壁面を振動させ騒音が放射される。そこで、この主な三つの衝撃応答とエンジン騒音との多次元相関解析を行ない、それぞれのエンジン騒音に対する寄与度を明らかにするとともに、燃焼衝撃により誘起される機械騒音の発生について量的な解析を試みた。この際、コヒーレンス解析や残差スペクトル等について、信号処理技術の改善を行なった。その結果、騒音の中・低周波数域の成分は(1)寄与度が大きいのに対し、高周波数域の成分に対しては(2)(3)が支配的であること等を明らかにできた。
エンジン構造における衝撃応答の伝播経路、および加振源を明らかにする手法の一つとして、振動インテンシティ計測を導入した。一度の計測により、振動インテンシティベクトルの大きさと方向を特定することができる三チャンネル法を提案し、その検出限界について基礎実験を行なった。これらの結果に基づき、本手法をエンジン構造の一部に適用することを試み、振動インテンシティベクトルの時間変化量を検出することに成功した。
また、軸受部における潤滑油膜が燃焼騒音に及ぼす影響を調査するための潤滑油供給系の製作を進めつつある。

Research Products

• [Publications] 小嶋 直哉・常 建宇 三井 靖之: "3チャンネル法によるエンベロプ振動インテンシティの計測" 日本機械学会 振動・音響新技術シンポジウム講演論文集. 920-69. 94-97 (1992)
• [Publications] 周 海・小嶋 直哉 加藤 正名: "三加速度ピックアップ法による振動インテンシティの計測" 日本機械学会 論文集C編. 59-558. 445-451 (1993)
• [Publications] 小嶋 直哉・田村 浩文: "相関法によるディーゼルエンジンの燃焼衝撃音の解析" 日本機械学会 中国・四国支部講演論文集. 935-1. 97-99 (1993)
• [Publications] Naoya KOJIMA Jian Yu CHANG Yasutomo FUJIMURA: "The Measurement of Transient Vibration Intensity Using Three Channel Method" Society of Automobile Engineers (SAE), Proc. 1993 Noise & Vibration Conference. 1-10 (1993)