(57)【要約】【課題】試験の取得データに影響することなく、騒音を防止できる内燃機関の試験装置を提供する。【解決手段】エンジン１の回転軸１０を駆動する外部モータ１１及びトルクトランスデューサ１３と、エンジン１の複数の気筒２の全ての吸気ポート４を連通する吸気側タンク５と、エンジン１の複数の気筒２の全ての排気ポート７をそれぞれ独立して密閉する排気側密閉管８と、排気側密閉管８にそれぞれ設けられ、排気ポート７の圧力を検知する圧力センサ９とを備え、外部モータ１１の駆動による圧縮行程の気筒２内の空気を、吸気側タンク５を介して吸気行程の他の気筒２へ導くようにした内燃機関の試験装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の回転軸を外部モータで駆動して、前記内燃機関の試験を行う内燃機関の試験装置において、
前記内燃機関の複数の気筒の全ての吸気ポートを連通して密閉する連通密閉手段と、
前記複数の気筒の全ての排気ポートをそれぞれ独立して密閉する独立密閉手段と、
前記独立密閉手段にそれぞれ設けられ、前記排気ポートの圧力を検知する圧力センサとを備え、
前記外部モータの駆動による圧縮行程の気筒内の空気を、前記連通密閉手段を介して吸気行程の他の気筒へ導くようにしたことを特徴とする内燃機関の試験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン等の内燃機関の試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジン等の内燃機関の試験装置として、着火を行うことなく、その替わりに外部モータにより内燃機関の回転軸を回転させて試験を行うものがある（特許文献１参照）。上記試験装置では、例えば、シリンダーブロックとシリンダーヘッド等の主要部品のみを組み立てたショートエンジン状態のエンジンを用いて試験を行うことが可能である。上記試験装置は、具体的には、エンジンが有する複数の気筒の各吸気ポート、各排気ポートをそれぞれ独立させた構成であり、又、密閉された各排気ポート側にそれぞれ圧力センサが設けられた構成である。このような構成であるため、圧力センサにより排気側だけでなく、吸気側のバルブの開閉のタイミングがわかり、品質管理上の有用なデータを取得することが可能となる。
【０００３】
更に詳細に説明すると、エンジンの性能を保証する上で、重要な要素は吸気バルブ、排気バルブの開閉タイミングであり、これを検出するには、吸気側開放、排気側密閉の状態で排気圧力の変動を計測するのがよい。この状態では、開閉タイミングのみならず圧縮トルクのデータをも取得することができ、これらのデータにより、エンジンのカム、バルブ、ピストンの動作状態、傷等の部品不良が無いか、圧縮比が正しいか等を確認することができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１５５０７５号公報（第２−３頁、第１−２図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記試験装置は、各排気ポートに独立して圧力センサが設けられた構成であるため、吸気バルブ及び排気バルブの開閉のタイミングがよくわかる反面、各排気ポート側が密閉されているため、圧縮行程で圧縮された気筒内の空気が、排気行程において他に逃げるところがなく、吸気バルブが開くと同時に吸気ポートへ吹き返し、１００ｄＢ近くの非常に大きな騒音が発生していた。騒音を防止する方法としては、例えば、吸気ポート側を全部密閉することも考えられるが、この場合、試験への影響があり、正確なデータが取得できない。従って、上記試験装置のための防音装置等、何らかの防音対策が必要とされていた。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、試験の取得データに影響することなく、騒音を防止できる内燃機関の試験装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明に係る内燃機関の試験装置は、エンジン等の内燃機関の回転軸を駆動する外部モータと、内燃機関の複数の気筒の全ての吸気ポートを連通する連通密閉手段と、複数の気筒の全ての排気ポートをそれぞれ独立して密閉する独立密閉手段と、独立密閉手段にそれぞれ設けられ、排気ポートの圧力を検知する圧力センサとを備える。上記構成により、外部モータの駆動により圧縮行程にある気筒内の空気が、排気バルブが開くと連通密閉手段を通過して、外部モータの駆動により吸気行程にある他の気筒へ導かれることとなる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、内燃機関の試験装置において、試験に影響を及ぼすことなく、騒音を防止することが目的である。そこで、圧縮行程で圧縮され、吸気側に吹き返された空気と同量の空気が、次の吸入行程で必要になることに着目し、全ての吸気ポートを連通して閉塞することで、圧縮行程の気筒内の空気を吸気行程の他の気筒へ導くような構成とした。このような構成とすることで、品質管理上の有用な試験データを損なうことなく、騒音を下げることができる。上記特徴を有する本発明に係る内燃機関の試験装置の実施形態例を以下に説明する。
【０００９】
図１は、本発明に係る実施形態の一例を示す内燃機関の試験装置の概略構成図である。
【００１０】
図１に示すように、本発明に係る内燃機関の試験装置は、内燃機関であるエンジン１の複数の気筒２の全吸気ポート４を互いに連通し、外気から密閉した吸気側タンク５（連通密閉手段）と、複数の気筒２の全排気ポート７をそれぞれ独立して密閉した排気側密閉管８（独立密閉手段）と、排気側密閉管８にそれぞれ設けられ、圧力を検出する圧力センサ９と、エンジン１の回転軸１０を駆動させる外部モータ１１とを有している。
【００１１】
各々の気筒２において、気筒２と吸気ポート４との間には吸気バルブ３が設けられており、同様に、気筒２と排気ポート７との間には排気バルブ６が設けられている。又、各気筒２には、ピストン、クランクシャフト等（共に図示せず）が設けられており、外部モータ１１により駆動された回転軸１０が回転して、ピストンが気筒２内を上下に動作する。ピストンの上下動作に伴って、各吸気バルブ３、各排気バルブ６の開閉が行われ、各気筒２での吸入行程、圧縮行程、排気行程等のエンジンの模擬動作が行われる。実際には、これらの行程に伴って、空気が各気筒２内へ吸入され、圧縮され、排気されることとなる。なお、吸気ポート４と吸気側タンク５、排気ポート７と排気側密閉管８の接続部分は、空気の漏洩がないように、Ｏリング等のシール材により密閉されている。
【００１２】
外部モータ１１はエンジン１の回転軸１０を直接駆動するようにしてもよいが、適切な負荷をかけられるように、通常は、駆動軸１２、トルクトランスデューサ１３等を介して接続している。
【００１３】
本発明に係る内燃機関の試験装置に用いるエンジン１は、完全に組み立てられたエンジンを用いる必要はなく、シリンダーヘッドとシリンダーブロック等、エンジンの基本的な構成部品が組み立てられた状態（これをショートエンジン状態と呼ぶ。）のエンジンでよい。つまり、本発明に係る内燃機関の試験装置では、エンジンが完成する前のショートエンジン状態のエンジンを用いて、エンジンの重要な特性を取得することが可能であり、この状態で実際のエンジンの動作状態を試験できるため、調整ミスや部品の不良等を早期に発見でき、品質管理の点だけではなく、歩留まりの向上にも貢献する。
【００１４】
なお、本発明に係る内燃機関の試験装置を、コンベア等の所定の位置に設置し、試験を行う際に位置が調整可能な支持台にショートエンジン状態のエンジンを固定し、更に、コンベア上にその支持台を載せて順次移動させることで、エンジンの試験を順次行うことができる試験装置のラインとして稼動させることもできる。この時、複数種のエンジンに対応できるように、複数種の吸気側タンク及び排気側密閉管を備え、各々のエンジンの吸気ポート、排気ポートに合わせて、エアシリンダー等により吸気側タンク及び排気側密閉管を順次切り換えて、自動的に接続するようにすれば、同じ試験装置のラインで複数種のエンジンを試験することが可能となる。
【００１５】
図２は、本発明に係る内燃機関の試験装置で取得されたデータの一例であり、図１に示した４気筒エンジンにおける各気筒の圧力変動を示すグラフである。
【００１６】
内燃機関の試験装置では、内燃機関の各気筒における空気の吸入、圧縮、排気の圧力変化を測定している。具体的には、図２に示すような圧力変動を測定しており、排気バルブが開く（図２中Ａ点）と圧力が減少し、その後圧縮上死点まで空気が圧縮されて圧力が上昇し、更に、その後吸気バルブが開く（図２中Ｂ点）と再び圧力が減少する状態を測定している。この変化のタイミング、圧力などを計測することで品質管理のための有用なデータを取得している。従来の内燃機関の試験装置では、圧縮上死点までに圧縮された空気が、吸気バルブ開と同時に大気へ解放されるために、１００ｄＢ以上の非常に大きい騒音を発生していた。
【００１７】
しかしながら、本発明に係る内燃機関の試験装置では、全気筒の吸気ポートを連通、密閉することで、試験を妨げることなく、この騒音を８０ｄＢ程度まで下げることができた。例えば、図１に示す４気筒のエンジン１の場合では、各気筒２の圧縮上死点は１８０°毎ずれており（図２中の＃１、＃３、＃４、＃２参照）、気筒２から吹き返された空気（図２中Ｂ点において、気筒２から開放された空気）は、各吸気ポート４間をつないだ吸気側タンク５内で行き来して、吸気行程にある他の気筒２へ流入することになる。そして、排気ポート８側も密閉することで、閉じられた系の中で空気が動くことになり、騒音を大幅に下げることとなる。
【００１８】
ここで、吸気側タンク５は、吸気ポート４間を移動する空気の流れを阻害しないように連通すること、つまり、実際のエンジンでの空気の流れの状態になるようにすることが重要であり、そのような構成にすることで、品質管理上の重要な試験データを損なうことなく、騒音を下げることが可能となる。例えば、吸気側タンク５の内部容量を、少なくとも気筒２から吹き返される空気の容量としたり、空気が流入、流出する系のコンダクタンスを、空気の流入、流出を妨げないような設定にしたりすればよい。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、内燃機関の試験装置において、内燃機関の吸気ポートを全て連通して密閉し、かつ排気ポートを全て独立して密閉したので、試験に影響を与えることなく、内燃機関の排出する騒音を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の一例を示す内燃機関の試験装置の概略構成図である。
【図２】本発明に係る内燃機関の試験装置での取得データの一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１    エンジン（ショートエンジン状態）
２    気筒
３    吸気バルブ
４    吸気ポート
５    吸気側タンク
６    排気バルブ
７    排気ポート
８    排気側密閉管
９    圧力センサ
１０  回転軸
１１  外部モータ
１２  駆動軸
１３  トルクトランスデューサ
【図１】
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【図２】
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