CN101806262A - 一种汽油发动机进气系统的降噪结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种汽油发动机进气系统的降噪结构，其特征在于：本体为一导流结构，该导流结构设在汽油机进气系统的阀片之后至进气道与谐振腔交接口之前的S区域内；所述的汽油机进气系统包括节气门体和与连接的进气歧管以及设在节气门体与进气歧管之间的通道内的节气门体阀片。主要优点有：结构简单，降噪能力强，成本低；能最大限度的降低发动机在急加速时产生“嗖嗖”的进气啸叫声；通过CAE分析，可以明确降噪导流结构的位置与最优结构，可以在传统进气系统上进行最细小的优化以达到较高的降噪效果；导流结构大多可直接与传统进气系统集成设计及生产，不影响发动机性能、装配性及可靠性。

Description

一种汽油发动机进气系统的降噪结构

技术领域

本发明涉及一种汽油发动机进气系统的降噪结构。

背景技术

汽油发动机是通过调整节气门开度来调节进入气缸的空气量，再经过电喷控制系统控制喷油量，以控制发动机的输出功率。在发动机运行过程中，由于发动机的高速运转，进气系统时时处于负压状态；在发动机急加速时，随着节气门体的快速打开，空气进入节气门后会产生“嗖嗖”的啸叫声，此声音严重影响发动机的NVH性能。产生这种进气“嗖嗖”的啸叫声的根源在于：在节气门体开度在5-25度范围时，发动机节气门体前后的管路内存在较大的压力差，由于节气门体的快速开启，压差将导致流过节气门体阀片后的气流产生极高的涡流，导致管路内气流及压力波动过强，发出“嗖嗖”的啸叫。目前，大部分汽油发动机在急加速时都存在“嗖嗖”的啸叫声，在采用机械式节气门体的发动机上尤为突出。人们为了解决发动机在急加速时发出“嗖嗖”的啸叫问题，曾采用过多种措施，诸如：改变节气门体阀片结构、改变节气门体阀片开度、在节气门体上增加导流槽、采用电子节气门体并通过软件更改节气门的响应速度、通过在空滤器上增加谐振腔、改变节气门体各通道管径比，等等。但这些措施对降低发动机急加速时发出的“嗖嗖”啸叫声的效果均不理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽油发动机进气系统的降噪结构，它能改变汽油发动机在急加速时穿过节气门体进入进气歧管谐振腔的气体流动的方向和流场能量，进而降低进气管路的压力波动，显著降低汽油发动机在加速时节气门体后产生的“嗖嗖”的啸叫声，提升发动机的NVH性能。

通过CAE分析汽油发动机进气系统在节气门体后的气流流场和能量波动情况证明，汽油发动机在急加速时节气门体后发出“嗖嗖”的啸叫声与气体流动的方向和流场能量密切相关。因此，在进气系统的节气门体后设置“导流结构”，通过导流结构可以改变节气门体后进气歧管气道内气流流动方向，从而改变大压下的气体流场的能量波动范围及能量值，同时降低进气管路的气体压力波动。当气体的流动方向、流场能量、气体压力流动发生显著变化时，即可显著降低节气门体后产生的“嗖嗖”的啸叫声，提升发动机的NVH性能。

本发明所述的一种汽油发动机进气系统的降噪结构，其特征在于：本体为一导流结构，该导流结构设在汽油机进气系统的阀片之后至进气道与谐振腔交接口之前的S区域内；所述的汽油机进气系统包括节气门体和与连接的进气歧管以及设在节气门体与进气歧管之间的通道内的节气门体阀片。

所述的一种汽油发动机进气系统的降噪结构，其所述的导流结构可设计为挡板式、平行半齿式、平行全齿式、半网格式、全网格式、圆环楔式、或者圆环导管式等多种结构。

所述的一种汽油发动机进气系统的降噪结构，其所述的导流结构与汽油机进气系统的部件为一整体，在进气系统部件生产时直接采用模具浇铸或注塑成型；或者单独成型，并与进气歧管或节气门体固定连接。

本发明为在原有汽油发动机进气系统内设置导流结构，布置在节气门阀片后到进气道与谐振腔接口前的S区域内，以降低流场的能量波动。通过CAE分析气流流场及能量波动情况，在较大压差情况下在发动机进气系统中布置合适的导流结构后，当节气门体开度在5-25度范围时，气体由节气门阀片两侧缝隙高速流过，再经过导流结构的引导及调整，原进气涡流流场被破坏，流场涡流能量降低，节气门体后的“嗖嗖”进气啸叫声音也随之消失或减小。

本发明与现有的发动机进气系统技术相比，其主要优点有以下几个方面：

(1)本发明的结构简单，降噪能力强，成本低，对发动机性能影响较小，能最大限度的降低发动机在急加速时产生“嗖嗖”的进气啸叫声；

(2)通过CAE分析，可以明确降噪导流结构的位置与最优结构，可以在传统进气系统上进行最细小的优化以达到较高的降噪效果；

(3)降噪结构大多可直接与传统进气系统集成设计及生产，不影响发动机性能、装配性及可靠性。

附图说明

图1为传统进气歧管结构图。

图2为发动机急加速时进气口噪声图。

图3为齿型式导流结构的截面图。

图4为图3的A-A剖视图。

图5为挡板式导流结构的截面图。

图6为图5的B-B剖视图。

图7为平行全齿式导流结构的截面图。

图8为半网格式导流结构的截面图。

图9为全网格式导流结构的截面图。

图10为圆环楔式导流结构的截面图。

图11为圆环导管式导流结构的截面图。

图12为设置有导流结构的发动机急加速时进气口噪声图。

具体实施方式

参见图1所示的传统汽油机进气系统，包括节气门体1和与连接的进气歧管3，节气门体1通过阀片2的旋转开度控制进入进气歧管3的气体流量。由于发动机运行时，在节气门体1前后存在较大压差，当快速开启节气门体阀片2时，在节气门体1与进气歧管3内产生高速气流流场。通过CAE分析在节气门阀片后发现异常流场区域，其气体流动能量值较高、范围广，极易产生“嗖嗖”的进气啸叫声。

参见图2，通过对进气口急加速噪声测试可以发现，传统汽油机进气系统在异常流场区域的发动机在急加速进气口噪声测试曲线中出现“嗖嗖”的啸叫声峰值5和发动机噪声峰值6的两个时间较分离的双峰噪声。

实施例一：参见图1、图3、图4所示的一种汽油发动机进气系统的降噪结构，其本体为一种导流结构7，该导流结构为平行半齿式，设在汽油机进气系统的阀片2之后至进气道与谐振腔交接口之前的S区域内，该导流结构为单独成型，设在汽油机进气系统的阀片2之后至进气道与谐振腔交接口之前的S区域内，并通过焊接与进气歧管3固定连接。

实施例二：参见图1、图5、图6所示的一种汽油发动机进气系统的降噪结构，其本体为另一种导流结构7，该导流结构独立板式，与进气歧管3为一个整体，注塑或铸造成型。

实施例三：参见图1、图7所示的一种汽油发动机进气系统的降噪结构，其本体为一种导流结构7，该导流结构为全网格式，单独成型，通过焊接或与密封圈集成后装配在节气门体1与进气歧管3之间。

实施例四：参见图1、图8所示的一种汽油发动机进气系统的降噪结构，其本体为一种导流结构7，该导流结构为半网格式，单独成型，设在汽油机进气系的阀片2之后至进气道与谐振腔交接口之前的S区域内，并通过焊接或装配等方式节气门体1固定连接。

实施例五：参见图1、图9所示的一种汽油发动机进气系统的降噪结构，其本体为一t导流结构7，该导流结构为平行全齿式，单独成型，设在汽油机进气系统的阀片2之后至进气道与谐振腔交接口之前的S区域内，并通过螺栓与进气歧管3固定连接。

实施例六：参见图1、图10所示的一种汽油发动机进气系统的降噪结构，其本体为一导流结构7，该导流结构为圆环楔式，该导流结构为单独成型，设在汽油机进气系统的阀片2之后至进气道与谐振腔交接口之前的S区域内，并通过焊接或螺栓与进气歧管3固定连接。

实施例七：参见图1、图11所示的一种汽油发动机进气系统的降噪结构，其本体为一导流结构7，该导流结构为圆环导管式，单独成型，设在汽油机进气系统的阀片2之后至进气道与谐振腔交接口之前的S区域内，并通过焊接或螺栓与进气歧管3固定连接。

本发明是在进气系统中节气门体阀片2后至进气道与谐振腔交接口前的进气系统S区域内增加导流结构7，通过调整各种结构的宽度M和长度L、齿数n及在进气管道内的分布来改变导常流场的范围和能量值，干扰并降低异常流场区域的范围和能量值。

参见图12，通过CAE分析，改变导流结构的形状、结构及在进气系统S段的位置选择最终方案，通过导流结构有效的降低了发动机在急加速时的异常流场区域的范围和能量。通过发动机急加速进气口噪声测试检查发现“嗖嗖”的啸叫峰值5与发动机噪声峰值6相比较已基本消失。

Claims (3)

1.一种汽油发动机进气系统的降噪结构，其特征在于：本体为一导流结构(7)，该导流结构设在汽油机进气系统的节气门阀片(2)之后至进气道与谐振腔交接口之前的S区域内；所述的汽油机进气系统包括节气门体(1)和与连接的进气歧管(3)以及设在节气门体与进气歧管之间的通道内的节气门体阀片(2)。

2.根据权利要求1所述的一种汽油发动机进气系统的降噪结构，其特征在于：所述的导流结构(7)为挡板式、平行半齿式、平行全齿式、半网格式、全网格式、圆环楔式、或者圆环导管式。

3.根据权利要求1或2所述的一种汽油发动机进气系统的降噪结构，其特征在于：所述的导流结构(7)与汽油机进气系统的部件为一整体，在进气系统部件生产时直接采用模具浇铸或注塑成型；或者单独成型，并与进气歧管(3)或节气门体(1)固定连接。

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