CN101153572A

CN101153572A - 进气装置

Info

Publication number: CN101153572A
Application number: CN200710161891.9A
Authority: CN
Inventors: 林和宏
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2007-09-27
Publication date: 2008-04-02
Also published as: JP2008082312A; US20080156579A1; DE102007000793A1

Abstract

一种进气装置包括内管元件(31)和外管元件(32)，所述内管元件具有基本柱形的形状，并且在其中通过内管元件(31)的壁部限定进气通道(25)，所述外管元件围绕内管元件(31)的周边侧，以在它们之间限定空间(35)。进气通道(25)使稳压箱(21)与大气进气口(33)连通，通过所述进气口，空气被导入稳压箱(21)中。内管元件(31)的壁部具有至少一个声音透过部分(37，38)，通过所述声音透过部分，与壁部的其它部分相比，声音更容易传播。空间(35)具有一端和另一端，所述一端是开口的，并且位于大气进气口(33)侧，所述另一端是封闭的，并且位于稳压箱(21)侧。

Description

进气装置

技术领域

本发明涉及一种进气装置。

背景技术

通常，适合的是减轻进气通道中的进气噪声(进气声音)，被抽吸到内燃机中的进气空气在所述进气通道中流动。例如参考JP-56-138108A，旁支路(side branch)设置在形成进气通道的管元件的周边侧处，从而共振频率对应于旁支路的轴向方向的长度而改变。因此，具有在进气通道中流动的进气空气的固有频率的噪声被减轻。

然而，随着进气空气的温度变得较低，将进气空气(被抽吸到内燃机)填充到内燃机中的效率将随着变得高。因此，需要冷却被吸入内燃机的空气，以改善内燃机的输出。

根据JP-10-274044A，冷却通道设置成位于进气通道附近，以改善被抽吸到内燃机中的进气空气的冷却，并且增加内燃机的输出，其中被抽吸到内燃机中的进气空气在进气通道中流动。另外，随着进气空气的温度变低，爆震(knocking)可受到限制，并且点火正时可以被向前移动到最佳正时以改善输出。

然而，在JP-56-138108A中，旁支路的所述两个轴向端部是封闭的。因此，空气不能在旁支路和管元件之间流动。在这种情况中，难以显著冷却在进气通道中流动的空气。另外，由旁支路的总长度确定的旁支路的共振频率的声音被减小。因此，难以降低所确定频率以外的频率的声音

另一方面，根据JP-10-274044A，虽然改善了进气空气的冷却，但是难以降低进气空气的声音(噪声)。

发明内容

考虑上述缺点，本发明的目的是提供一种进气装置，其中，宽频带的进气噪声的降低和进气空气的冷却是一致的。

根据本发明，进气装置包括内管元件和外管元件，所述内管元件具有基本柱形的形状，并且在其中通过内管元件的壁部限定进气通道，所述外管元件围绕内管元件的周边侧(periphery side)，以在它们之间限定一空间。进气通道使稳压箱与大气进气口连通，空气通过所述大气进气口被引入稳压箱中。内管元件的壁部具有至少一个声音透过部分，通过该声音透过部分，与壁部的其它部分相比，声音更容易传播。该空间具有一端和另一端，所述一端是开口的，并且定位在大气进气口一侧处，所述另一端是封闭的，并且定位在稳压箱一侧处。

因此，在由内管元件形成的进气通道中流动的进气空气被引入到该空间中的空气冷却。另外，内管元件具有声音透过部分，所述声音透过部分形成在限定进气通道的壁部处。在进气通道中流动的进气空气的声音从声音透过部分被发射到所述空间。从声音透过部分发射的声音的一部分从声音透过部分被传播到大气进气侧的开口端，并且声音的其它部分在被从声音透过部分传播到稳压箱一侧(封闭的)之后，被传播到声音透过部分的所述侧。通过设置该空间的声音透过部分和大气进气侧之间的距离以及声音透过部分和稳压箱侧之间的距离，具有不同频率的声音被传播路径衰减。因此，具有宽频带的进气声音可以减小，同时在进气通道中流动的进气空气的温度可以降低。

附图说明

通过下面参考附图做出的详细说明，本发明的上述和其它目的、特征和优点将变得显而易见，附图中：

图1是示出空气吸入系统的示意性剖视图，其中，适合地使用根据本发明典型实施例的进气装置；

图2A是沿着图1的线IIA-IIA截取的示意性剖视图，图2B是沿着图1的线IIB-IIB截取的示意性剖视图，图2C是沿着图1的线IIC-IIC截取的示意性剖视图，并且图2D是沿着图1的线IID-IID截取的示意性剖视图；

图3是示出根据典型实施例的进气装置的部分剖视图；

图4是示出根据典型实施例的声音传播路径的示意性剖视图；和

图5是这样的图形，该图形示出了分别在根据本发明典型实施例的进气装置和根据比较实例的进气装置中的频率和声压级之间的关系。

具体实施方式

下面将参考附图描述典型实施例。

(典型实施例)

下面将参考图1-5描述根据本发明典型实施例的进气装置20。图1示出了进气系统10，其中适合地使用了进气装置20。

如图1所示，进气系统10包括进气装置20、空气滤清器11、和发动机12(例如内燃机)。进气装置20具有稳压箱21，稳压箱21与多个进气歧管22连通。也就是说，进气歧管22从稳压箱21分支，并且具有与发动机12的气缸13的数目相对应的数目，从而分别与气缸13连接。

空气滤清器11安装到进气装置20的端部，并且在其中容纳空气滤清器元件(未示出)。该端部位于进气装置20的与发动机12相反的一侧处。吸入发动机12中的空气穿过空气滤清器11，从而可以去掉异物。

进气装置20具有进气管23，节气门24设置在进气管23中从而打开和闭合由进气管23限定的进气通道25。因此，在进气通道25中流动的进气空气的流量可以通过节气门24调节。

进气装置20设置有内管元件31和外管元件32。内管元件31具有基本柱形的形状等，并且具有一轴向端，该轴向端通向空气滤清器11侧的大气。内管元件31的另外的轴向端通过进气管23与稳压箱21连接。

进气通道25由内管元件31的壁部和进气管23的壁部限定。进气通道25的一端构成大气进气口33(进气口)，通过进气口，空气被导入进气通道25中，并且进气通道25的另一端通过节气门24与稳压箱21连接。已经经过空气滤清器11的空气通过进气通道25流动到稳压箱21中，将通过进气歧管22被供应用于发动机12的所述多个气缸13。

外管元件32和内管元件31可以基本共轴设置。也就是说，外管元件32和内管元件31具有基本相同的轴线。外管元件32设置在内管元件31的直径方向的外侧处。也就是说，外管元件32围绕内管元件31。内管元件31轴向部分地容纳在外管元件32中。也就是说，外管元件32相对于轴向方向在内管元件31的外侧处覆盖内管元件31的一部分。

外管元件32具有基本柱形的形状，并且在稳压箱21侧的它的一端处具有底部。也就是说，具有环形形状的底部34设置在外管元件32和内管元件31的外表面之间。因此，稳压箱21侧的外管元件32的一端接触内管元件31。相反，外管元件32的另一端(进气口33侧的)通向大气。可替换的是，内管元件31和外管原件32也可以设置成偏心的状态。也就是说，内管元件31的轴线可以被设置成与外管元件32的轴线不同。

空间35形成在内管元件31和外管元件32之间。在这种情况中，外管元件32在稳压箱21侧设置有底部34，从而空间35的所述一端(稳压箱21侧)闭合。空间35的另一端(进气口33侧)通向大气。也就是说，空间35具有位于稳压箱21侧的闭合端和位于进气口33侧的开口端。可替换的是，进气33侧的空间35的所述端也可以与空气滤清器11连接。

如图2所示，分隔壁36设置在内管元件31和外管元件32之间。在图1和图4中，分隔壁36的图示被省略。分隔壁36接触内管元件31的外表面和外管元件的内表面。分隔壁36将形成在内管元件31和外管元件32之间的空间35分隔成至少两个空间，并且在内管元件31处支撑外管元件32。也就是说，内管元件31和外管元件32可以通过分隔壁36彼此成整体。

参考图3，分隔壁36可以设置有相对于内管元件31和外管元件32的轴线方向的螺旋形状。因此，形成在内管元件31和外管元件32之间的空间35由具有螺旋形状的分隔壁36分隔。

如图1和图3所示，声音透过(sound transmission)部分37和38形成在内管元件31的壁部处(所述壁部限定进气通道25)，以成为这样的部分，通过该部分，与壁部的其它部分相比，声音更容易传播。声音透过部分37和38可以以这样的方式构造，即声音能够在进气通道25(形成在内管元件31中)和形成在内管元件31外侧的空间35之间来回往复(coming and going)。

例如，声音透过部分37、38可以由开口部分构成，例如狭缝或者窗，以沿着内管元件31的厚度方向穿透内管元件31，内管元件31在其中限定进气通道25。

可替换的是，声音透过部分37、38也可以由开口部分构成，所述开口部分形成在内管元件31处，并且由多孔元件覆盖，例如海绵或薄膜元件(例如橡皮薄膜和纸薄膜)。在声音透过部分37、39在那里设置有多孔元件的情况中，穿过声音透过部分37、38的声音在宽的频率范围中被衰减。

另外可替换的是，声音透过部分37、38也可以由薄壁部分构成，所述薄壁部分形成在内管元件31处，并且具有比内管元件31的其它部分更小的厚度。

通过为声音透过部分37、38设置多孔元件、薄膜元件或薄壁部分，阻挡物形成在空间35和进气通道25之间。因此，即使在空气滤清器11设置在进气口33侧的空间35的端部处的情况中，来自空间35的在进气通道25上异物的侵入也可以被限制。

声音透过部分37、38设置在内管元件31的轴向方向的中间部分处。声音透过部分37和声音透过部分38分别设置在内管元件31的两个直径方向的端部处，如图1、2A和图3所示。

在这个实施例中，声音透过部分37和声音透过部分38彼此相对。因此，声音透过部分37和声音透过部分38分别设置在空间35的两个部分处，所述两个部分彼此通过分隔壁36分隔。

接下来将描述用于降低进气系统10中进气噪声的机理。

在由内管元件31限定的进气通道25中流动的进气空气的声音(即进气噪声)通过声音透过部分37被发射到空间35，如图4所示。已经被发射到空间35的声音特别被传播到稳压箱21侧。已经被传播到稳压箱21侧的声音在底部34处被反射，底部34是稳压箱21侧的外管元件32的端部。

已经在底部34处被反射的声音朝着声音透过部分38传播，并且这个声音部分地从声音透过部分38被发射到进气通道25的侧部。在这种情况中，通过底部34从声音透过部分37到声音透过部分38的声音传播路径被限定为第一路径C1。

已经从声音透过部分37被发射到空间35的声音部分地直接传播到进气口33侧的空间35的开口端，没有通过第一路径C1。因此，从声音透过部分37直接到进气口33侧的空间35的开口端的声音传播路径限定为第二路径C2。类似的是，从声音透过部分38直接到进气口33侧的空间35的开口端的声音传播路径限定为第三路径C3。

另外，已经从声音透过部分37通过第一路径C1传播到声音透过部分38的声音部分地通过第二路径C2或第三路径C3传播到进气口33侧的开口端(没有经过声音透过部分38)，从而被发射到外部。

因此，已经从进气通道25通过声音透过部分37和38被发射到空间35的声音通过第一路径C1、第二路径C2和第三路径C3被传播。用于传播声音的第一路径C1、第二路径C2和第三路径C3分别设置有彼此不同的总长度。因此，在第一路径C1、第二路径C2和第三路径C3中的每一个处，具有路径的固有频率的声音被衰减。

另外，通过适合地设置第一路径C1、第二路径C2和第三路径C3的总长度，已经从声音透过部分37被发射到空间35的声音可以具有这样的相位，该相位与已经从声音透过部分38发射到空间35的声音相反。因为发射到空间35的声音的相位相反，因此从声音透过部分37发射到外部的声音以及从声音透过部分38发射到外部的声音可以彼此抵消。因此，从进气通道25发射到外部的声音可以降低。

因为分隔壁36设置有螺旋形状，因此第一路径C1、第二路径C2和第三路径C3的总长度被增大，从而在空间35处被衰减的声音的波长变长，并且声音的频率变低。因此，通过增大第一路径C1、第二路径C2和第三路径C3的总长度，具有位于难以消除的低频范围中的频率的声音(在由于在进气通道25中流动的进气空气产生的声音中)可以被有效限制。

如上所述，响应于第一路径C1、第二路径C2和第三路径C3的总长度，在第一路径C1、第二路径C2和第三路径C3处被衰减的声音的频率彼此不同。在这种情况中，当第一路径C1的总长度被设置为L1时，具有第一路径C1的固有频率f1的奇数倍频率的声音在第一路径C1处被衰减。在这种情况中，频率f1根据公式f1＝(c/2/L1)计算，其中，c表示音速。

如图4所示，第二路径C2和第三路径C3的总长度可以分别以L2和L3表示。第二路径C2和第三路径C3例如可以设置有相同的总长度。在这种情况中，具有第二路径C2的固有频率f2的奇数倍频率的声音在第二路径C2和第三路径C3中被衰减。在这种情况中，频率f2根据公式f2＝(c/2/L2)计算，其中c代表音速。

通过设置L1＝2*L2，具有频率f2(在第二路径C2处被衰减的声音的频率)的偶数倍频率的声音在第一路径C1处被衰减。具有频率f2的奇数倍频率的声音在第二路径C2和第三路径C3处被衰减。

因此，根据这个实施例，如图5所示，可以降低宽频率范围中的声音。图5所示的评估通过下面的方式来进行：在内管元件31的轴向方向的一侧处设置扬声器等，并且在内管元件31的轴向方向的另一侧处设置麦克风等来检测声音。在图5中，根据本实施例具有带螺旋形状的分隔壁36的进气装置20与作为比较实例的具有双柱体(double-cylinder)形状的进气装置(没有设置分隔壁36)进行比较。

接下来将描述用于冷却进气系统10中的进气空气的机理。

如图1、图3和图4所示，形成在内管元件31和外管元件32之间的空间35设置有位于与稳压箱21相反侧处的开口端。因此，空气从开口端一侧被导入空间35中。通过将进气口33(由内管元件31限定)和空间35的开口端分别设置在不同位置处，也就是说，通过将空气从具有与进气口33不同位置的部分导入空间35中，具有与进气通道25不同的温度的空气被导入空间35中。

因此，通过将具有比进气通道25中流动的进气空气更低温度的空气导入空间35中，内管元件31可以被空间35中的空气冷却，并且冷却在进气通道25中流动的进气空气。

根据这个实施例，用于传播已经从内管元件31的声音透过部分37和38被发射的声音的多个传播路径形成在空间35中，空间35设置在内管元件31和外管元件32之间。因此，响应于不同的传播路径，已经从声音透过部分37被发射的声音的衰减特性和已经从声音透过部分38被发射的声音的衰减特性彼此不同，从而宽范围中的进气空气的声音可以被降低。

另外，在其中限定进气通道25的内管元件31被导入空间35中的空气冷却，所述空间35形成在内管元件31和外管元件32之间。因此，在进气通道25中流动的进气空气的温度被降低，从而将进气空气填充到发动机12的气缸13中的效率可以改善。因此，发动机12的输出可以增加。因此，根据这个实施例，在进气通道25中流动的进气空气的声音的降低和进气空气的冷却可以一致。

(其它实施例)

根据上述典型实施例，进气系统10设置有分隔壁36，壁36具有基本螺旋的形状，并且设置在内管元件31和外管元件32之间。然而，分隔壁36的形状不限于螺旋形状，其中角度(相对于内管元件31的轴向方向)沿着它的轴向方向连续改变。例如，分隔壁36也可以由具有相对于轴线方向不连续地改变的角度的多个壁部构成。

另外在典型实施例中，内管元件31设置有基本柱形的形状，所述柱形相对于轴线方向具有恒定直径。然而，内管元件31也可以设置有锥形形状，该锥形形状的直径相对于轴向方向变化。

另外，通过缩短声音传播路径C1、C2和C3，或者通过提供这样的结构，即分隔壁36的角度不改变，那么具有高频的声音可以被降低。

Claims

1.一种进气装置，其特征在于，具有：

内管元件(31)，具有基本柱形的形状，并且在其中通过内管元件(31)的壁部限定进气通道(25)，进气通道(25)使稳压箱(21)与大气进气口(33)连通，空气通过所述进气口(33)被导入稳压箱(21)中，

内管元件(31)的壁部具有至少一个声音透过部分(37，38)，通过所述声音透过部分，与壁部的其它部分相比，声音更容易传播；和

外管元件(32)，围绕内管元件(31)的周边侧，以在它们之间限定空间(35)，空间(35)具有一端和另一端，所述一端是开口的，并且位于大气进气口(33)一侧，所述另一端是封闭的，并且位于稳压箱(21)一侧。

2.如权利要求1所述的进气装置，其特征在于，还包括：

分隔壁(36)，接触内管元件(31)的外表面和外管元件(32)的内表面以将空间(35)分隔成至少两个部分。

3.如权利要求2所述的进气装置，其特征在于，分隔壁(36)具有沿着内管元件(31)和外管元件(32)的轴向方向的螺旋形状。

4.如权利要求2或3所述的进气装置，其特征在于，

由分隔壁(36)分隔的空间(35)的各部分中的每一个设置有所述一个声音透过部分(37，38)。

5.如权利要求4所述的进气装置，其特征在于，

所述声音透过部分(37，38)分别设置在内管元件(31)的两个直径方向端部处。

6.如权利要求4所述的进气装置，其特征在于，

所述空间(35)形成至少两个来自声音透过部分(37，38)的声音传播路径。

7.如权利要求5所述的进气装置，其特征在于，

8.如权利要求6所述的进气装置，其特征在于，

声音传播路径中的一个的总长度以这样一种方式设置，即具有声音传播路径中的所述一个的固有频率的奇数倍频率的声音在声音传播路径中的所述一个处被衰减；和

声音传播路径中的另一个的总长度以这样一种方式设置，即具有声音传播路径中的所述一个的固有频率的偶数倍频率的声音在声音传播路径中的所述另一个处被衰减。

9.如权利要求7所述的进气装置，其特征在于，

10.如权利要求6所述的进气装置，其特征在于，

声音传播路径的总长度以这样一种方式设置，即从多个声音透过部分发射到空间(35)的声音的相位彼此相反。