CN105089878A - 具有可变阀的可变进气系统 - Google Patents

Abstract

具有可变阀的可变进气系统可以包括空气管道和可变阀从而调整进气量，所述空气管道引导进气进入发动机，所述可变阀具有可变的开放程度，其中空气管道包括可以对外界开放的第一入口和第二入口，其中空气管道具有一端与第一入口连接的第一流动路径和一端与第二入口连接的第二流动路径，其中第二流动路径共享第一流动路径的一部分，其中第一流动路径的另一端和第二流动路径的另一端共享相同的出口，且其中第二流动路径的长度可以长于第一流动路径的长度。

Description

具有可变阀的可变进气系统

与相关申请的交叉引用

本申请要求2014年5月19日提交的韩国专利申请第10-2014-0059679号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种可变进气系统，更具体地涉及一种具有可变阀的可变进气系统，可变阀的开放程度根据车辆发动机进气量的变化而改变。

背景技术

一般地，在车辆发动机的可变进气系统中，通过空气管道抽取的空气由配置在空气净化器中的过滤器进行过滤，且提供多个空气管道用于在发动机高转速高负载运转时对进气量不足进行补偿。

空气通过进气系统被吸入到发动机中，且发动机噪声通过进气系统被排出至空气管道的进气口。

所以，进气系统一般设计用于减小流入发动机空气的流动阻力从而提高发动机的输出，且在一定程度上减小被传播至空气管道入口的发动机噪声。

车辆内部的噪声来自于多种噪声，例如路面噪声、发动机辐射出的噪声、风噪声以及车身结构的振动，且上述噪声的改变与发动机RPM和车辆的速度成比例，但是发动机噪声排放的声音不一定与发动机RPM成比例。

因此，在低发动机RPM时，发动机噪声排放的声音对车辆内部噪声的影响程度较大。

所以，在相关技术中的可变进气系统中，为了在低RPM下减小排放声音并在高RPM下减小进气流动阻力，会提供两个或更多的空气管道，并且使用在一些空气管道中安装阀的方法，在低RPM下选择性地关闭阀且在高RPM下选择性地开启阀。

相关技术中的可变进气系统具有用于选择性地开启和关闭多个空气管道中的一部分空气管道的阀组件以及为阀组件提供驱动力的致动器，且具有半主动式致动器和主动式致动器。

这里，作为半主动式致动器，可以将利用螺线管的真空式致动器和利用磁体自发开启和关闭式的致动器作为例子，且主动式致动器使用DC电动机。

相关技术中存在的问题是，由于采用了多个空气管道而导致的空间问题，且由于多个空气管道和昂贵的致动器而导致成本和重量增加。

公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面旨在提供一种可变进气系统，所述可变进气系统可以利用没有安装致动器的单空气管道，通过控制进气流动阻力和发动机噪声排放的声音而有效地处理发动机RPM的变化。

本发明的示例性实施方案提供了一种可变进气系统，所述可变进气系统包括引导进气进入发动机的空气管道和具有可变开放程度的可变阀，从而调整进气量，其中空气管道包括对外界开放的第一入口和第二入口，空气管道具有一端与第一入口连接的第一流动路径和一端与第二入口连接的第二流动路径，第二流动路径共享第一流动路径的一部分，第一流动路径的另一端和第二流动路径的另一端共享相同的出口，且第二流动路径的长度长于第一流动路径的长度。

在这种情况下，第一流动路径的横截面可以大于第二流动路径中不与第一流动路径共享部分的横截面。

另外，可变阀的开放程度可以通过空气管道中压力的变化而改变，空气管道中的压力根据进气量的变化而改变。

可变阀可以被安装于第一流动路径的一端从而开启和关闭第一流动路径中不与第二流动路径共享的部分。

根据本发明的示例性实施方案的可变进气系统中，当可变阀开启时，通过第一入口和第二入口流入的所有空气均被供应至发动机，且当可变阀关闭时，只有通过第二入口流入的空气被供应至发动机。

可变阀可以包括在轴上转动的阀瓣，所述轴垂直于第一流动路径的长度方向，且所述阀瓣的外形选择性地大致相同于第一流动路径的横截面。

可变阀可以进一步包括阀铰链和阀弹簧，所述阀铰链为阀瓣转动的轴，所述阀弹簧的一端由阀瓣支撑且另一端由空气管道支撑，且为将阀铰链作为转动轴而在其上转动的阀瓣提供回复力。

可变阀可以进一步包括阀挡块，在第一流动路径长度方向上的可变阀的横截面中，所述阀挡块形成或安装在位于阀铰链左端的部分或右端的部分。

在第一流动路径的长度方向上，阀铰链可以位于横截面的上部，且阀挡块可以是安装在阀瓣靠近阀铰链的端部分的弹性构件。

阀瓣的形状可以为在第一流动路径长度方向上的阀瓣横截面中，阀瓣的下部弯曲从而与阀瓣的上部形成预定角度，或可以为在第一流动路径长度方向上的阀瓣横截面中，阀瓣逐渐向其下部弯曲，从而使阀瓣的下端分隔于连接阀铰链中心的延长线，且使阀瓣上部的方向在阀瓣的开启方向上。

在空气管道的长度方向上，停止突出或停止凹槽可以形成或安装于空气管道横截面的上侧或下侧，从而使阀瓣的上端或下端被停止突出或停止凹槽捕获而导致阀瓣停止。

根据本发明的示例性实施方案的可变进气系统中，当可变阀关闭或当可变阀开启时，可以根据如下公式调整气柱共振频率使其增加或减小。

其中，第一流动路径的长度为L1，第二流动路径中不与第一流动路径共享部分的长度为L2，第二流动路径的长度为L1+L2，第一流动路径的横截面直径为D1，第二流动路径中不与所述第一流动路径共享部分的横截面直径为D2，当可变阀关闭时，气柱的长度为L1+L2且气柱的直径为有关于D1和D2的任意值，且当可变阀开启时，气柱的长度为L1且气柱的直径为D1。

相应地可以形成多个第一入口，多个第一流动路径，且至少一个可变阀可以被选择性地安装在多个第一流动路径中的至少一个第一流动路径中。

此外，可以提供多个根据本发明的示例性实施方案的空气管道。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将变得清楚或更为具体地得以阐明。

附图说明

图1为根据本发明的示例性实施方案显示从可变进气系统入口流至发动机的气流的视图。

图2为根据本发明的示例性实施方案显示从发动机传播至可变进气系统入口的噪声的视图。

图3为根据本发明的示例性实施方案的可变进气系统的组成部件的示意图。

图4为根据本发明的示例性实施方案显示可变阀组成部件的视图。

图5A和5B为显示根据本发明的示例性实施方案显示可变阀工作原理的视图。

图6为根据本发明的示例性实施方案显示空气管道入口处气流波动的曲线图。

图7为根据本发明的示例性实施方案的安装有可变阀的空气管道的长度方向上的横截面图。

图8为根据本发明的示例性实施方案的安装有阀挡块的可变阀的立体图。

图9为根据本发明的另一个示例性实施方案的安装有阀挡块的可变阀的立体图。

图10为根据本发明的示例性实施方案的在空气管道长度方向上的横截面图，所述横截面图显示流动路径的横截面积如何根据阀瓣形状而改变。

图11为根据本发明的另一个示例性实施方案的具有曲线形状的阀瓣的侧视图。

图12为根据阀瓣的形状用于比较空气流动阻力的曲线图。

图13为显示声音在进气系统中的传播原理的示意图。

图14为根据本发明的另一个示例性实施方案显示安装多个可变阀的状态的示意图。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将变得清楚或更为具体地得以阐明。

具体实施方式

现在将详细地参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。

接下来，在下文中将参考所附附图具体描述本发明的示例性实施方式，从而使本发明所属领域的技术人员可以容易地实现本发明。

所述示例性实施方案是根据本发明示例性实施方案的示例性实施方案，且由于本发明所属领域的技术人员可以以各个不同方式实现本发明，本发明并不限于如下所述的实施方案。

在整个说明书和权利要求书中，除了明确地说明意思相反，否则词语“包括”以及诸如“包括”的第三人称形式或者“包括”的现在分词形式将被理解为意指包括声明的元件，但不排除任何其他的元件。

另外，术语组成部件不限制组成部件的相应功能。

图1为根据本发明的示例性实施方案显示从可变进气系统入口流至发动机的气流的视图。

图2为根据本发明的示例性实施方案显示从发动机传播至可变进气系统入口的噪声的视图。

在图1中，空气通过进气系统被吸入发动机中，且在图2中，发动机噪声通过进气系统被排出至入口。

进气系统的目的是减小对抗流入发动机的空气流动的阻力从而提高发动机的输出，且减小从发动机传播至入口的噪声。

根据图1和图2中显示的示例性实施方案中的可变进气系统具有空气管道10，这与相关技术中的可变进气系统不同。

空气管道10为引导进气至发动机燃烧室的单管道结构。

对外界开放的入口在空气管道10的一端形成，且空气净化器50可以被连接至另一端。

所以，进气从空气管道10的入口沿着空气管道10中形成的单流动路径流动，且在通过空气净化器50过滤杂质后流入发动机。

在相关技术中使用了多个空气管道10，但是根据本发明的示例性实施方案的可变进气系统意在利用单空气管道10减小空气流动阻力和发动机的噪声传播。

为此，根据本发明的示例性实施方案的可变进气系统包括两个入口，即在单空气管道10中形成的第一入口21和第二入口22。

第一入口21形成得比其他流动路径更接近空气净化器50，且第二入口22形成得距离空气净化器50最远，且可以形成于空气管道10的一端。

所以，通过第一入口21和第二入口22单流动路径可以被分为两条流动路径。

即，有一端与第一入口21连接的第一流动路径31和有一端与第二入口22连接的第二流动路径32可以一起形成。

这种情况下，第二流动路径32可以共享第一流动路径31的一部分。

原因是由于结构具有单空气管道10，当第一入口21关闭时需要保持单流动路径结构。

第二流动路径32共享第一流动路径31的一部分而不是整个第一流动路径31的原因是，第一流动路径31的一端直接指向对外界开放的第一入口21，且可以被第二流动路径32共享的第一流动路径31的开口只是直接指向第二入口22的开口。

即第二流动路径32不能共享在第一流动路径31中的直接指向第一入口21的开口。

在结构上，第二流动路径32的长度大于第一流动路径31的长度，且第二流动路径32包括第一流动路径31的一部分，所以第一流动路径31的另一端和第二流动路径32的另一端共享相同的空气出口。

图3为根据本发明的示例性实施方案的可变进气系统的组成部件的示意图。

参考图3，根据本发明的示例性实施方案的可变进气系统包括可变阀40和包括第一入口21和第二入口22的单空气管道10。

可变阀的开放程度可以由空气管道10中压力的变化而改变，空气管道10中的压力根据进气量的变化而改变。

即，可变阀40可以通过致动器开启和关闭，但是也可以根据进气流动速度自动地被开启和关闭，所述进气流动速度在车辆加速或减速时根据发动机RPM而变化。

原因是当发动机RPM增大时，吸气力变大且进气流速度增大。

为此，根据本发明的示例性实施方案的可变阀40可以利用弹簧。

可变阀40可以被安装在第一流动路径31中连接至第一入口21的一端。

通过可变阀40使第一流动路径31中不与第二流动路径32共享的部分被开启和关闭。

当可变阀40开启时，第一流动路径31与第一入口21相通从而吸入空气，且当可变阀40关闭时，可以切断第一流动路径31和第一入口21之间的空气流入和流出。

即使在可变阀40被安装在第二流动路径32中连接至第二入口22的一端的情况下，执行的动作也相同。

第一流动路径31的长度为L1，且第二流动路径32中不与第一流动路径31共享部分的长度为L2。

所以，第二流动路径32的长度为L1+L2。

这里，L1和L2的概念与距离的概念不同，且即使在流动路径是弯曲的情况下，弯曲部分的长度也被包括在内。

参考图3，第一流动路径31的横截面为A1，且第二流动路径32中不与第一流动路径31共享部分的横截面为A2。

形成的流动路径可以使A1的面积大于A2的面积。

当可变阀40开启时，通过第一入口21和第二入口22流入的全部空气被供应至发动机，且当可变阀40关闭时，只有通过第二入口22流入的空气被供应至发动机。

由于当发动机RPM较低时发动机的输出较小，所以即使在第二流动路径32的横截面较小且第二流动路径32较长的情况下，进气流动阻力也不是很大的问题，且通过第二入口22使发动机噪声被排出而减小，所述第二入口22位于距噪声源最远的位置。

当发动机RPM较高时，吸气进入发动机的力变大，且通过可变阀40前侧和后侧的压力差而使可变阀40缓慢开启，这样空气同时通过第一流动路径31和第二流动路径32而被吸入。

在低RPM时发动机噪声排出声音对车内噪声的影响程度较小，即使第一入口21和第二入口22同时开启，排出声音也不会对车内噪声造成很大的影响。

所以，在根据本发明的示例性实施方案的可变进气系统中即使提供单空气管道10，且不使用昂贵的致动器，也可以减小空气流动阻力且减小发动机噪声传播。

图4为根据本发明的示例性实施方案显示可变阀组成部件的视图。

参考图4，根据本发明的示例性实施方案的可变阀40包括阀瓣41，所述阀瓣41是开启或关闭流动路径一端的一种结构。

在阀瓣41安装在第一流动路径31的一端的情况下，阀瓣41在轴上转动，所述轴垂直于第一流动路径31的长度方向，从而可以开启或关闭第一流动路径31的一端。

所以，在其初始位置阀瓣41需要具有可以覆盖第一流动路径31的大部分横截面的形状。

即，阀瓣41形成的形状可以为与第一流动路径31的横截面形状几乎相同的形状。

另外，根据本发明的示例性实施方案的可变阀40可以进一步包括作为轴使阀瓣41在其上转动的阀铰链42和为阀瓣41的转动运动提供回复力的阀弹簧43。

阀弹簧43的一端由阀瓣41支撑，且阀弹簧43的另一端由空气管道10支撑，从而当阀瓣41转动时，根据转动位移生成方向与阀瓣41转动方向相反的回复力。

即，阀弹簧43可以是一种扭力弹簧。

当进气量随着发动机RPM的增加而增加时，由于第一流动路径31的长度方向上的阀瓣41的前侧和后侧之间的压力差而使可变阀40逐渐开启，同时克服阀弹簧43的弹性力(或回复力)。

当驾驶员将脚离开油门踏板的时候，通过阀弹簧43的回复力阀瓣41可以回到初始位置。

在图4中，阀铰链42穿过固定地支撑在空气管道10上的阀弹簧43和阀瓣41而被安装，且阀铰链42可以支撑阀瓣41从而使阀瓣41转动。

图5A和5B为根据本发明的示例性实施方案显示可变阀工作原理的视图。

分别显示阀在低RPM时和在高RPM时的运行机制。

如上所述，在低RPM时，阀弹簧43的弹性力克服源于阀瓣41前侧和后侧之间的压力差的转动方向上的力且导致阀瓣41关闭，所述阀弹簧43的弹性力作用方向与阀瓣41的转动方向相同。

在高RPM时，源于阀瓣41前侧和后侧之间的压力差的转动方向上的力克服阀弹簧43的回复力且导致阀瓣41开启，所述阀弹簧43的弹性力作用方向与阀瓣41的转动方向相反。

在可变阀40开启时，可以通过改变阀瓣41的形状(例如阀瓣41弯曲的程度或是否存在表面突起)，阀瓣41的重量以及阀弹簧43的特性而调节可变阀40的开放程度。

与相关技术不同，根据本发明的示例性实施方案，可变阀40开启和关闭的操作只取决于弹簧力，相比于使用磁体或螺线管阀的情况，成本和重量有所降低。

与此相比，本发明存在额外的问题。

即在低RPM高负载情况下(例如在低档位下将油门踏板全部踩下)，可变阀由于发动机中进气的波动而振动，并且当可变阀40回到初始位置时会产生非常强烈的碰撞声。

这是由可变阀40中阀瓣41的下端与空气管道10之间的碰撞引起的，尽管在安装在阀瓣41的下部的弹性构件的厚度增加的情况下噪声会减小，但由于碰撞能量很大噪声不会消失。

图6为根据本发明的示例性实施方案显示空气管道入口处气流波动的曲线图。

如图6所示，在空气管道10中的测量流动速度而识别空气波动的点是位于第一入口21附近的特定点。

图6中的曲线图显示在完全加速时第一入口21中的一个周期的空气流动，即，由于发动机具有四个汽缸所以有四个循环。负号(-)表示流向发动机的流，且大于零的值表示从发动机流向第一入口21的流。

曲线图的长度在高RPM时较短的原因是一个循环完成的时间更短。

应注意的是气流的速度是变化的，即，随着吸气、压缩、燃烧和排气的顺序冲击波动，且流速变化的最大范围为在1000RPM时为15m/s且在5500RPM时为8m/s，并且导致波动的大小随着RPM的增大而稍微减小。

特别地，考虑到在5500RPM时的平均流速是15m/s，可以认为波动的大小可以极大地影响可变阀40的工作。

此外，在低RPM时波动的范围很大，且产生波动的流动方向与指向第一入口21方向的+方向是相反的。

所以，可以推断出关于撞击声音的问题是由低RPM时波动幅度的增大而引起的，且波动相反于第一入口21的方向，所述撞击声音问题发生在阀瓣41回复到初始位置时且即使在阀瓣41的下端上添加弹性构件也不能解决此问题。

为了妥善地处理上述情况，考虑当阀瓣41变得距离阀铰链42较远时阀瓣41的转动速度增大且导致撞击次数增加，可以通过移除位于阀瓣41远离阀铰链42的下端的挡块，并在阀铰链42的附近安装尺寸合适的挡块，解决撞击声音的问题。

图7为根据本发明的示例性实施方案的安装有可变阀的空气管道的长度方向的横截面图。

图8为根据本发明的示例性实施方案的安装有阀挡块的可变阀的立体图。

图9为根据本发明的另一个示例性实施方案的安装有阀挡块的可变阀的立体图。

参考图7，根据本发明的示例性实施方案的可变进气系统的可变阀40可以进一步包括阀挡块44。

在图7中，在第一流动路径31长度方向上的可变阀40的横截面中，阀挡块44形成或安装在位于阀铰链42左端的部分。

但是，本发明的示例性实施方案不限于此，且阀挡块44也可以形成或安装在右端的部分。

但是，如上所述在阀挡块44形成或安装在左端部分的情况下撞击次数减小，因此相比于阀挡块44形成或安装在右端部分的情况更加有效地解决撞击噪声的问题。

在图7中，可变阀40的左端部分在阀铰链42附近的原因是，阀铰链42为了容易地开启流动路径而位于第一流动路径31的长度方向横截面的上部。

若阀铰链42在流动路径高度方向上位于中部，阀挡块44的位置或结构可以被改变。

阀挡块44的示例性实施方案显示在图8和图9中。

一般地，阀挡块44可以为安装在阀瓣41靠近阀铰链42的端部分上的弹性构件。

本发明另一个额外的问题是在发动机的进气量最大时，通过阀瓣41的重量和弹簧力，阀瓣41的开放程度可能是不足的。

在这种情况下，当进气流动阻力变高，发动机的输出可以被减小。

尽管阀弹簧43的弹簧力减小一半，但问题并未被解决，且当弹簧力较大地减小时，阀瓣41无法回复。

图10为根据本发明的示例性实施方案的在空气管道长度方向的横截面图，所述横截面图显示流动路径的横截面积如何根据阀瓣形状而改变。

图11为根据本发明的另一个示例性实施方案的具有曲线形状的阀瓣的侧视图。

参考图10，根据本发明的示例性实施方案的可变进气系统中，由于通过吸气至发动机的力而在空气管道10长度方向上的阀瓣41后侧形成的负压力是关系阀瓣41的转动运动的重要因素，阀瓣41的边部形状是弯曲的从而使转动运动能更加容易地进行，且能使流动路径的横截面积的变化最大。

图10显示在流动路径长度方向上阀瓣41的横截面中，阀瓣41下部的形状是弯曲的从而与阀瓣41的上部形成预定角度，且图11显示在流动路径长度方向上的阀瓣41的横截面中，阀瓣41的形状为从上部逐渐向下部弯曲。

如图10和图11所示，阀瓣41的形状中，阀瓣41的下端与连接阀铰链42中心的延长线隔开且阀瓣41的上部在阀瓣41的开启方向上。

通过根据本发明的示例性实施方案的各个示例性实施方案，阀瓣41的形状可以进行各种各样的变化，可以根据进气流动性能和噪声衰减性能的目标而调整流动路径的横截面积的变化。

图10根据本发明的示例性实施方案显示停止突出60和停止凹槽61。

在空气管道的长度方向上，停止突出60或停止凹槽61形成或安装于空气管道10横截面的上侧或下侧，从而当阀瓣41回复到初始位置时，阀瓣41的上端和下端被停止突出60或停止凹槽61捕获而使阀瓣41停止。

此外，停止突出60或停止凹槽61也被用于确定阀瓣41的初始位置。

在图10中分别显示了形成于在空气管道10的下部的停止突出60和停止凹槽61的外形。

图12为根据阀瓣的形状用于比较空气流动阻力的曲线图。

参考图12，当弹簧力减小一半时进气流动阻力最多减少0.5KPa，但是当阀瓣41的形状改变时(当阀瓣41是弯曲的时)进气流动阻力最多能够减小1.3KPa。

图13为显示在进气系统中声音传播原理的示意图。

参考图13，在横截面迅速增大的空气净化器50中，从发动机传出的声波由于声阻抗不同而引起声反射，且反射波可以通过声干扰或通过与从发动机发出的入射波叠加而被减弱。

在通过空气净化器50时，被减弱后继续传播的剩余声波通过空气管道10被排出至入口，且在此情况下，剩余声波在空气管道10中存在声场，从而由于几何形状在特性的频率区域中可以产生气柱共振。

这是额外的噪声源。

气柱共振频率通过公式1决定，即理论上的声音公式，且气柱共振频率主要决定于空气管道10中流动路径的长度而不是空气管道10中流动路径的直径。

公式1为假设空气管道的横截面为圆形的情况下的关系公式，但是即使在横截面不是圆形的情况下，气柱共振频率变化的趋势也取决于公式1。

根据公式1可以看出，尽管最大声压等级之间的差距不是很大，但发动机RPM产生噪声的位置，即共振频率，可以被改变。

例如，当气柱长度变长，由于公式1中的分母变大而使气柱共振频率变小。

再参考图3，当第一流动路径31的长度为L1，第二流动路径32的长度为L1+L2时，第一流动路径31横截面的直径为D1，且第二流动路径32中不与第一流动路径31共享的部分横截面直径为D2，位于第一流动路径31一端的朝向第一入口21的可变阀40在低RPM时关闭，且在公式1中，气柱的长度为L1+L2，且气柱的直径是有关于D1和D2的任意值。

原因是D1可以大于D2。由于气柱长度的影响较大，即使在公式1中D1和D2之间的中间值被应用在气柱直径中，调整气柱共振频率也不是很大的问题。

当气柱长度被延长为L1+L2时，第一气柱共振频率变得相对很小，且在发动机RPM很低的情况下导致第一气柱共振产生。

这种情况下，发动机RPM能够被转换为发动机声音在空气管道10中所存在声场的频率(Hz)。

由于单位转换方法是显而易见，且气柱共振也明显是产生在转换激励频率和第一气柱共振频率相符的情况下，因此将略去其具体描述。

一般地，车辆在开始起动后立即逐渐加速，且在此情况下，发动机发出的声激励的大小很小。

所以，当第一气柱共振频率位于发动机RPM中车辆通过调整L1+L2、D1和D2而逐渐加速的部分，由于低RPM时气柱共振导致的额外噪声的问题能够被有效解决。

特别地，由于发动机发出的声激励的大小随着RPM变低而变小，所以减小第一气柱共振频率是最好的方法。

由于位于第一流动路径31中朝向第一入口21的一端的可变阀40在高RPM时是开启的，所以进气流动阻力变低，发动机输出增加，且空气管道10的流动路径的长度变为L1。

因此，在公式1中，气柱的长度能够用L1代替，且气柱的直径为D1。

根据公式1，在发动机RPM相对较高的情况下发生气柱共振。

原因是根据公式1第一气柱共振频率变得相对较大。为了产生气柱共振，第一气柱共振频率需要位于车辆行驶时常用的RPM部分。

所以，当第一气柱共振频率增大到偏离发动机RPM常用部分，即，通过调整L1和D1达到2000到5000RPM的部分，则能够同时解决排出发动机声音的问题和由气柱共振导致的额外噪声的问题。

解决发动机排出声音问题的原理已经在上述有关图3的描述中解释过。

图14为根据本发明的另一个示例性实施方案显示安装多个可变阀的状态的示意图。

根据本发明的另一个示例性实施方案，可以减弱发动机的排出声音，且可以通过改变可变阀40的位置而开发动感的或动态的声音从而强调期望带宽的频率。

即，由于通过将第一入口21移向第二入口22而使声调被改变，所以可以预先设置期望的声调。

另外，根据图14所示而调整的位置，在单空气管道10中可以应用多个可变阀40，或根据本发明的示例性实施方案，可以提供多个具有可变阀40的空气管道10。从而可以更精确地调整发动机声音。

如上所述，根据本发明的示例性实施方案，能够解决在可变进气系统中配置多个空气管道的难点，由于没有应用致动器所以能够降低成本和重量，且同时能够达到之前设计的在低RPM时减弱发动机排出声音和在高RPM时减小进气流动阻力的目标。

为了便于在所附权利要求中解释和精确定义，术语“上”、“下”、“内”和“外”用于参考在图中所示的示例性实施方案的特征的位置来对这些特征进行描述。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本申请限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择各种实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等效形式所限定。

Claims (14)

1.可变进气系统，所述可变进气系统具有空气管道和可变阀，所述空气管道引导进气进入发动机，所述可变阀具有可变的开放程度，从而调整进气量，

其中，所述空气管道包括对外开放的第一入口和第二入口，

其中，所述空气管道具有一端与所述第一入口连接的第一流动路径和一端与所述第二入口连接的第二流动路径，

其中，所述第二流动路径共享所述第一流动路径的一部分，

其中，所述第一流动路径的另一端和所述第二流动路径的另一端共享相同的出口，以及

其中，所述第二流动路径的长度长于所述第一流动路径的长度。

2.根据权利要求1所述的可变进气系统，其中，所述第一流动路径的横截面大于所述第二流动路径中不与所述第一流动路径共享部分的横截面。

3.根据权利要求1所述的可变进气系统，其中，所述可变阀的开放程度通过所述空气管道中压力的变化而改变，所述空气管道中的压力根据进气量的变化而改变。

4.根据权利要求3所述的可变进气系统，其中，所述可变阀安装在所述第一流动路径的一端，从而开启和关闭所述第一流动路径中不与所述第二流动路径共享的部分。

5.根据权利要求4所述的可变进气系统，其中，当所述可变阀开启时，通过所述第一入口和所述第二入口流入的所有空气均被供应至所述发动机，且当所述可变阀关闭时，只有通过所述第二入口流入的空气被供应至所述发动机。

6.根据权利要求4所述的可变进气系统，其中，所述可变阀包括在轴上转动的阀瓣，所述轴垂直于所述第一流动路径的长度方向，且所述阀瓣的外形选择性地大致相同于所述第一流动路径的横截面。

7.根据权利要求6所述的可变进气系统，其中，所述可变阀进一步包括：

阀铰链，所述阀铰链为所述阀瓣转动的轴；以及

阀弹簧，所述阀弹簧的一端由所述阀瓣支撑，且另一端由所述空气管道支撑，并为将所述阀铰链作为转动轴而在其上转动的所述阀瓣提供回复力。

8.根据权利要求7所述的可变进气系统，

其中所述可变阀进一步包括阀挡块，在所述第一流动路径长度方向上的所述可变阀的横截面上，所述阀挡块形成或安装在位于所述阀铰链的左端的部分或右端的部分。

9.根据权利要求8所述的可变进气系统，

其中，所述阀铰链位于所述第一流动路径长度方向上的所述第一流动路径横截面的上部，以及

其中，所述阀挡块是弹性构件，所述阀挡块被安装在邻近所述阀铰链的所述阀瓣的端部分。

10.根据权利要求7所述的可变进气系统，其中，所述阀瓣的形状为在所述第一流动路径长度方向上的所述阀瓣横截面中，所述阀瓣的下部弯曲从而与所述阀瓣的上部形成预定角度，所述阀瓣的形状或为所述阀瓣逐渐向所述阀瓣的下部弯曲，从而在所述第一流动路径长度方向上的所述阀瓣横截面中，使所述阀瓣的下端分隔于连接所述阀铰链中心的延长线，且使所述阀瓣上部的方向在所述阀瓣的开启方向上。

11.根据权利要求6所述的可变进气系统，其中，在所述空气管道的长度方向上，停止突出或停止凹槽形成或安装在所述空气管道横截面的上侧和下侧，从而使所述阀瓣的上端或下端被停止突出或停止凹槽捕获而导致所述阀瓣停止。

12.根据权利要求5所述的可变进气系统，

其中，当所述可变阀关闭时或当所述可变阀开启时，根据如下公式调整气柱共振频率使其增加或减小

其中，所述第一流动路径的长度为L1，所述第二流动路径中不与所述第一流动路径共享的部分的长度为L2，所述第二流动路径的长度为L1+L2，所述第一流动路径的横截面直径为D1，所述第二流动路径中不与所述第一流动路径共享的部分的横截面直径为D2，当所述可变阀关闭时，所述气柱的长度为L1+L2且所述气柱的直径为有关于介于D1和D2的任意值，且当所述可变阀开启时，所述气柱的长度为L1且所述气柱的直径为D1。

13.根据权利要求4所述的可变进气系统，

其中，相应地形成多个所述第一入口，多个所述第一流动路径，并且

其中，至少将一个所述可变阀选择性地安装在多个所述第一流动路径中的至少一条所述第一流动路径中的一端。

14.根据权利要求4的可变进气系统，其中提供多个所述空气管道。