CN105971783A - 车辆的进气音传递装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆的进气音传递装置。防止回流到了进气系统的气体燃料经过声音发生系统而流入车厢内。将搭载于车辆上的内燃机(3)的进气音向车厢(4)传递的进气音传递装置(1)具有与内燃机连接的第1进气系统(10)和第2进气系统(20)。燃料回流系统(30、40)的一端(30a、40a)与内燃机(3)或燃料箱(35)连接，燃料回流系统(30、40)的另一端与第1进气系统(10)连接。声音发生系统(50)具有被设置成隔开导入通路(51a)与传递通路(53a)、且通过进气脉动而振动的声音发生器(52)，声音发生系统(50)的一端与第2进气系统连接，声音发生系统(50)的另一端(50b)与车厢(4)连通的。由此，即使声音发生器(52)破损，也能够抑制从燃料回流系统回流的气体燃料流入车厢内。

Description

车辆的进气音传递装置

技术领域

本发明涉及将搭载于车辆上的内燃机的进气音传递到车厢的车辆的进气音传递装置。

背景技术

已知将由于内燃机的进气脉动而发生的声波(以下称作“进气音”)传递到车厢内的进气音传递装置(例如，专利文献1)。专利文献1记载的进气音传递装置具有：导入管，其与内燃机的进气通路连接以引导进气系统内的进气脉动；振动体(声音发生器)，其具有通过进气脉动而振动的振动面和促进振动面的振动的褶皱部，且被设置为覆盖导入管的一端；以及共鸣管，其通过振动体而与导入管连接，并且增大通过该振动体的振动而产生的进气音中的规定频带的声压，放出进气音的共鸣管的开口部被配置于发动机室内的不易被遮住声音的位置处，以使得在车厢内容易听见进气音。

此外，还公知这样的进气音传递装置，其构成为在从进气管分支并引导进气脉动的导入管的末端设有通过进气脉动而振动的声音发生器，与导入管连接以传递声音发生器发出的进气音的传递管同车厢连通(例如，专利文献2)。在该进气音传递装置中，声音发生器发出的声音从传递管直接放出到车厢内，因此进气音被更为有效地传递到车厢内。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4993755号公报

专利文献2：日本特开2014-185602号公报

另外，进气管上有时连接着用于供来自燃料箱的蒸发燃料或通过内燃机产生的窜漏气体等气体燃料回流的燃料回流管。声音发生器以随着进气脉动而振动的方式，被设置为堵住从进气管分支出的导入管的末端。在未设有增压器的内燃机中，通常，进气管的内部在内燃机运转过程中始终处于负压状态，因此在例如由于劣化而在声音发生器上开孔或声音发生器脱落的情况下，包含气体燃料的空气也不会流入到传递管侧。

然而，在声音发生器破损而在导入管上开孔的状态下，存在内燃机停止后残留于进气管内的气体燃料会通过进气音传递装置(声音发生系统)的传递管而流入车厢内的可能性。

发明内容

本发明就是鉴于这种背景而完成的，其课题在于防止回流到进气系统的气体燃料经过声音发生系统而流入车厢内。

为了解决这种课题，本发明提供一种进气音传递装置1，其将搭载于车辆的发动机室2内的内燃机3的进气音传递到车厢4，其特征在于，具有：与所述内燃机连接的第1进气系统10和第2进气系统20；燃料回流系统30、40，其具有与所述内燃机或燃料箱35连接的一端30a、40a以及与所述第1进气系统连接的另一端30b、40b；以及声音发生系统50，其具有与所述第2进气系统连接的一端50a、与所述车厢连通的另一端50b、和通过进气脉动而振动的声音发生器52，该声音发生器52被设置成将所述第2进气系统侧51a与所述车厢侧52a隔开。

根据这种结构，燃料回流系统与第1进气系统连接，而声音发生系统与第2进气系统连接，因此可防止从燃料回流系统起回流到了进气系统的气体燃料经过声音发生系统而流入到车厢内。

此外，上述发明可以构成为，所述第1进气系统10和第2进气系统20分别从上游侧起依次具有增压器13、23、中冷器14、24、节气门15、25和进气歧管16、26，并且所述第1进气系统10和第2进气系统20在进气歧管处彼此连通，所述声音发生系统的所述一端连接于所述中冷器24与所述节气门25之间。

根据这种结构，声音发生系统连接于比中冷器靠下游侧的位置处，通过增压器而被加压并升温后的空气不会流入到声音发生系统，因此可抑制声音发生器因热而导致的劣化和破损。因此，可抑制从燃料回流系统起回流向第1进气系统的气体燃料经过破损的声音发生系统而流入到车厢内。

此外，上述发明可以构成为，在所述声音发生系统中的比所述声音发生器靠所述第2进气系统侧51a的位置处，设置有根据发动机转速而限制通路面积As的控制阀55。

根据这种结构，在比声音发生器靠第2进气系统侧的位置处，根据发动机转速而通过控制阀限制声音发生系统的通路面积，因此能够将向车厢传递的进气音的声压调整为期望程度。此外，在声音发生器破损的情况下，也能够抑制气体燃料向第2进气系统逆流。

此外，上述发明可以构成为，所述控制阀的开度被设定为如下的值：小于使得所述声音发生器破损时来自所述第1进气系统的空气能够经过所述进气歧管16、26而逆流到所述声音发生系统的值A。

根据这种结构，可防止第1进气系统的空气向第2进气系统逆流，因此气体燃料不会到达声音发生系统。

此外，上述发明可以构成为，所述声音发生系统中的从所述一端到所述声音发生器为止的距离L大于空气通过所述第2进气系统的1次脉动而能够从所述一端50a起在所述声音发生系统中逆流的最大逆流到达距离。

根据这种结构，即使万一通过扩散等而使得气体燃料在第2进气系统中逆流，并到达了声音发生系统的一端，也能够防止空气通过第2进气系统的1次脉动而从一端起在声音发生系统中逆流并到达声音发生器。因此，气体燃料不会经过声音发生系统而流入车厢内。

发明的效果

这样，根据本发明，能够防止回流到了进气系统的气体燃料经过进气音传递装置而流入车厢内。

附图说明

图1是实施方式的进气音传递装置的概要结构图。

图2是表示声音发生器破损时的气体燃料向进气音传递装置的流入状态的说明图。

图3是表示在声音发生器上开的孔的直径与空气的质量流量的相关的曲线图。

图4是表示发动机转速与产生逆流的开口的直径的相关的曲线图。

图5是表示发动机转速与产生逆流的开口面积和控制阀开口面积的相关的曲线图。

标号说明

1：进气音传递装置，2：发动机室，3：内燃机，4：车厢，10：第1进气装置(第1进气系统)，20：第2进气装置(第2进气系统)，13、23：增压器，14、24：中冷器，15、25：节气门，16、26：进气歧管，30：窜漏气体回流装置(燃料回流系统)，30a：一端，30b：另一端，35：燃料箱，40：燃料蒸发气体排出防止装置(燃料回流系统)，40a：一端，40b：另一端，50：声音发生装置(声音发生系统)，50a：一端，50b：另一端，51：导入管，51a：导入通路，52：声音发生器，53：传递管，53a：传递通路，55：控制阀，Ab：发生逆流的破损部的开口面积，As：导入通路51a的通路面积(控制阀55的开度)，L：导入管51的长度。

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明本发明的实施方式。

如图1所示，进气音传递装置1是用于将搭载于汽车的发动机室2内的内燃机3的进气音传递到车厢4的装置，其以大部分位于发动机室2内的方式搭载于汽车上。发动机室2与车厢4通过横隔板(前置发动机汽车)或后部面板或分隔板(中置发动机汽车)等车体构成部件5而划分开来。在车体构成部件5的车厢4侧，安装有仪表板和内衬材料等内装部件6。车厢4内配置有右坐席7R和左坐席7L。

本实施方式的内燃机3是在左侧组8和右侧组9上分别形成有3个汽缸C的V型6汽缸汽油发动机。在左右侧组8、9的彼此相邻的一侧的侧面上，分别开设有3个进气口，在右侧组9的进气口连接有第1进气装置10，在左侧组8的进气口连接有第2进气装置20。第1和第2进气装置10、20分别形成一系列的进气通路，并且第1和第2进气装置10、20从上游侧起依次具有进气入口11、21、空气滤清器12、22、增压器13、23(涡轮增压器)的压缩机、中冷器14、24、节气门15、25、进气歧管16、26。第1进气装置10的进气歧管16与第2进气装置20的进气歧管26彼此连通，以使得进气压均一化并降低进气脉动。

虽然省略了图示，然而在左右侧组8、9的彼此相背离的一侧的侧面上，分别开设有3个排气口，在右侧组9的排气口连接着未图示的右排气装置，在左侧组8的排气口连接着未图示的左排气装置。左右的排气装置分别形成一系列的排气通路，并且从上游侧起依次具有排气歧管、增压器13、23的涡轮、催化转换器、消音器、排气出口等。左右的排气装置在增压器13、23的涡轮和催化转换器的下游侧可以是公共的。

此外，为了使曲轴箱内产生的窜漏气体回流成进气，而内燃机3上附设有窜漏气体回流装置30(通气装置)，该窜漏气体回流装置30的一端30a连接于内燃机3，而另一端30b连接于第1进气装置10。窜漏气体回流装置30由以下等部分构成：通气室，其以与曲轴箱内连通的方式设置于汽缸盖罩等上，将发动机油从窜漏气体中分离；通气通路31，其连接通气室与第1进气装置10上的节气门15下游侧的部分；以及PCV阀32，其插装于通气通路31中。此外，此处虽省略了图示，但在第1进气装置10上的空气滤清器12与增压器13之间的部分连接着用于向内燃机3的曲轴箱内送入新鲜空气的新鲜空气通路。

在汽车的适当位置(坐席的下方等)搭载有燃料箱35。燃料箱35内的燃料被燃料泵压送至燃料配管36，并且被设置于内燃机3的燃料喷射阀37而供给至各汽缸C的燃烧室。此外，为了防止燃料箱35内的蒸发气体被放出到大气中，而在燃料箱35上附设有燃料蒸发气体排出防止装置40，该燃料蒸发气体排出防止装置40的一端40a连接于燃料箱35，而另一端40b连接于第1进气装置10。燃料蒸发气体排出防止装置40由以下等部分构成：设置于燃料箱上部的未图示的浮子阀；将浮子阀与第1进气装置10中的空气滤清器12和增压器13之间的部分连接起来的弯曲通路41；以及介入安装于弯曲通路41中、在内部收纳活性炭的吸附罐42和净化控制用的未图示的电磁阀。燃料蒸发气体排出防止装置40通过吸附罐42的活性炭而吸附燃料蒸气，在内燃机3的运转时由电磁阀开放弯曲通路41以使得燃料蒸气回流至内燃机3。

另一方面，在第2进气装置20上附设有将内燃机3的进气音传递到车厢4的声音发生装置50。声音发生装置50具有：导入管51，其一端(50a)连接于第2进气装置20上的中冷器24与节气门25之间的部分，导入管51形成导入进气脉动的导入通路51a；声音发生器52，其安装于导入管51的另一端，通过进气脉动而振动；以及传递管53，其经由声音发生器52而与导入管51的另一端连接并与车厢4连通，形成将声音发生器52发出的进气音传递到车厢4的传递通路53a。亦即，声音发生装置50具有与第2进气装置20连接的一端50a和与车厢4连通的另一端50b。

在本实施方式中，传递管53分支为2股而向左右延伸，左右的分支管部54L、54R分别到达车厢4。更具体而言，左右的分支管部54L、54R的终端与车厢4内的形成于车体构成部件5与内装部件6之间的中间层4a连通。右方的分支管部54R的终端被配置于右坐席7R(例如驾驶席)的附近，左方的分支管部54L的终端被配置于左坐席7L(例如副驾驶席)的附近。

声音发生器52的结构与专利文献1所述的结构相同，具体来说是具有褶皱部52a、和设置于褶皱部52a的末端的振动板52b的树脂制部件，且设置为将导入管51形成的导入通路51a与传递管53形成的传递通路53a分隔开来。声音发生器52通过由褶皱部52a支承的振动板52b承受被导入到导入通路51a内的进气脉动而进行振动，并将进气音放出到传递通路53a。传递管53的终端(声音发生装置50的另一端50b)与车厢4连通，从而将进气音有效地传递给乘客。另外，传递管53还可以作为使用气柱的固有振动来增加低音域的压力的共鸣管而发挥功能。

导入管51具有后述的规定长度L，在导入管51上的接近与第2进气装置20的连接部(声音发生装置50的一端50a)的位置处，设置有变更导入通路51a的通路面积As(开度)、调整传递给声音发生器52的进气脉动的振幅(声压)的控制阀55。此外，发动机室2内设有控制控制阀55的开度的阀控制单元56。进气脉动的频率根据发动机转速而变化。在声音发生器52中，褶皱部52a作为阻尼器工作，由于存在易于发出进气音的频率和不易发出进气音的频率，因此不会从声音发生器52发出对应于发动机转速的进气音。因此，阀控制单元56根据设置于内燃机3的曲轴角传感器57的输出(发动机转速)来对控制阀55的开度进行控制，将施加给声音发生器52的进气脉动调整为规定的声压，从而使被传递至车厢4内的进气音的声压对应于发动机转速。

这里，声音发生器52被设定为当在温度、湿度、压力、脉动等外部环境下使用时不会破损。然而，在超过所设想的使用环境、耐用年数、行驶距离等的条件下使用的话，声音发生器52可能发生破损。如果在声音发生器52上开有孔，则回流至进气系统的气体燃料可能会流入到车厢4内。

在本实施方式中，窜漏气体回流装置30和燃料蒸发气体排出防止装置40都与第1进气装置10连接，声音发生装置50与第2进气装置20连接，因此可抑制从窜漏气体回流装置30和燃料蒸发气体排出防止装置40回流到了第1进气装置10的气体燃料经过声音发生装置50而流入到车厢4内。另外，在本实施方式中，第1和第2进气装置10、20在进气歧管16、26处彼此连通，然而如果它们未连通，则气体燃料不会流入到车厢4内。

此外，声音发生装置50与第2进气装置20中的比中冷器24靠下游侧的位置连接，因此通过增压器23而被加压并升温后的空气不会流入到声音发生装置50，可抑制声音发生器52的因热导致的劣化和破损。因此，即使第1和第2进气装置10、20彼此连通，也可抑制从窜漏气体回流装置30和燃料蒸发气体排出防止装置40回流到了第1进气装置10的气体燃料经过与第2进气装置20连接的声音发生装置50的破损部而流入到车厢4内。

此外，在声音发生装置50的导入管51、即在比声音发生器52靠第2进气装置20侧的位置处设置有控制阀55，在比声音发生器52靠第2进气装置20侧的位置处通过控制阀55限制声音发生装置50的通路面积As，因此可抑制气体燃料向第2进气装置20的逆流。

这里，参照图2，研究包含气体燃料的第1进气装置10内的空气在第2进气装置20中逆流的条件。在未设置增压器13、23(图1)的情况下，内燃机3的运转过程中进气通路内始终为负压。另一方面，在本实施方式中，在第1和第2进气装置10、20上都设置有增压器13、23，增压器13、23的下游侧为正压，且在该部分上连接着声音发生装置50。因此，如果在声音发生器52上开设如虚线所示的孔，则空气可能从该孔中泄漏，并通过传递管53而流入车厢4内。

其中，在孔较小的情况下，仅是不包含被第2进气装置20的增压器23加压后的气体燃料的空气(空白箭头)泄漏，第1进气装置10内的空气全部被吸入到汽缸C内。关于包含第1进气装置10内的气体燃料(黑色箭头)的空气是否会通过进气歧管16、26的连通部而向第1进气装置10逆流，则依赖于破损部的开口面积A和发动机转速。而且，在节气门15、25节流时，节气门15、25的下游侧的压力会变得低于上游侧的压力，因此第1进气装置10内的空气难以越过第2进气装置20的节气门25而逆流。亦即，节气门15、25的开度(通路面积As)越大，则越容易发生从第1进气装置10侧向第2进气装置20侧的空气逆流。

图3是在第1进气装置10的空气最容易发生逆流的节气门全开(WOT)条件下，使发动机转速为1500rpm的情况下，根据曲轴角(度(deg))示出在图2中所示的判定点P(第2进气装置20中的与声音发生装置50的连接部同节气门25之间)流过的空气的质量流量的曲线图。质量流量为正的区域是通常的进气流动(不发生逆流的区域)，而质量流量为负的区域是与通常的进气反向的流动(发生逆流的区域)。这里，将破损的孔的开口面积A换算为与之相应的圆形孔的直径φ来进行表示。细线(实线)表示孔的直径φ为10mm的情况，中间线(实线)表示孔的直径φ为17.3mm的情况，而粗线(实线)表示孔的直径φ为38mm的情况。此外，与各种粗细对应的单点划线表示在各个孔的直径φ时的平均质量流量。亦即，如果平均质量流量为正，则表示在整体上(除去脉动时的瞬间情况以外)不会发生逆流，如果平均质量流量为负，则表示整体上发生逆流。

图4表示这样求出在判定点P处的空气的平均质量流量为负的破损部的孔的直径φ，并根据发动机转速示出了孔的直径φ的曲线图。如图所示可知，发动机转速越低，则越会在小孔中发生逆流。

另一方面，在本实施方式中，在比声音发生器52靠第2进气装置20侧的位置处设置有控制阀55。通过该控制阀55使得导入通路51a的通路面积As缩小，如果小于发生上述逆流的破损部的开口面积Ab，则例如即使声音发生器52脱落(开设了最大直径的孔)，也不会发生判定点P处的空气逆流。于是，本实施方式的阀控制单元56以使得导入通路51a的通路面积As成为不会发生空气逆流的大小的方式对控制阀55的开度进行控制。由此，可防止第1进气装置10的空气向第2进气装置20逆流，使得气体燃料不会到达声音发生装置50。

图5是对应于发动机转速表示控制阀55的开度(导入通路51a的通路面积As)和发生逆流的开口面积Ab的曲线图。其中，可认为能够发生逆流的开口面积Ab会随着上述以外的条件而发生变化，因而在本实施方式中使该开口面积Ab具备规定的幅度，将比其下限值Abmin靠上侧的部分作为逆流发生区域，控制阀55的开度被设定成收容于下限值Abmin以下的不发生逆流的区域。

这样，将控制阀55的开度设定为如下的值：小于使得在声音发生器52破损时来自第1进气装置10的空气能够经过进气歧管16、26而逆流向声音发生装置50的值，从而可防止气体燃料向第2进气装置20的逆流，使得气体燃料不会到达声音发生装置50。

而且，导入管51的长度L(图1)被设定为大于空气通过第2进气装置20的1次脉动而能够在导入管51中逆流的最大逆流到达距离。另外，最大逆流到达距离是根据导入管51的直径而确定的值，导入管51的直径越小，该最大逆流到达距离越长，而导入管51的直径越大，则该最大逆流到达距离越短。亦即，从声音发生装置50的一端50a起到声音发生器52为止的距离大于最大逆流到达距离。

通过如上所述地设定导入管51的长度L，即使万一由于扩散等而使得气体燃料在第2进气装置20中逆流，并到达声音发生装置50的一端50a，也可防止空气通过第2进气装置20的1次脉动而从一端50a在声音发生装置50中逆流并到达声音发生器52。因此，气体燃料不会经过声音发生装置50而流入到车厢4内。

以上完成了具体实施方式的说明，然而本发明不限于上述实施方式，可以实施较大幅度的变形。例如，在上述实施方式中，内燃机3是具有左右侧组8、9的V型发动机，然而也可以为直列发动机。此外，第1进气装置10和第2进气装置20都分别具有进气入口11、21、空气滤清器12、22、增压器13、23、中冷器14、24，然而它们之中的全部或一部分也可以构成为通用的结构，并且在中冷器的下游侧或压缩机的下游侧分支为第1进气系统和第2进气系统，还可以采用不设置增压器13、23和中冷器14、24的结构。此外，关于各部件和部位的具体结构和配置、数量、数值等，可以在不脱离本发明主旨的范围内适当进行变更。另一方面，上述实施方式所示的各结构要素并非全部必要，可适当进行选择。

Claims (5)

1.一种车辆的进气音传递装置，其将搭载于车辆的发动机室内的内燃机的进气音传递到车厢，其特征在于，具有：

与所述内燃机连接的第1进气系统和第2进气系统；

燃料回流系统，其具有与所述内燃机或燃料箱连接的一端以及与所述第1进气系统连接的另一端；以及

声音发生系统，其具有与所述第2进气系统连接的一端、与所述车厢连通的另一端、和通过进气脉动而振动的声音发生器，该声音发生器被设置成将所述第2进气系统侧与所述车厢侧隔开。

2.根据权利要求1所述的车辆的进气音传递装置，其特征在于，

所述第1进气系统和第2进气系统分别从上游侧起依次具有增压器、中冷器、节气门和进气歧管，并且所述第1进气系统和第2进气系统在进气歧管处彼此连通，

所述声音发生系统的所述一端连接于所述中冷器与所述节气门之间。

3.根据权利要求2所述的车辆的进气音传递装置，其特征在于，

在所述声音发生系统中的比所述声音发生器靠所述第2进气系统侧的位置处，设置有根据发动机转速而限制通路面积的控制阀。

4.根据权利要求3所述的车辆的进气音传递装置，其特征在于，

所述控制阀的开度被设定为如下的值：小于使得所述声音发生器破损时来自所述第1进气系统的空气能够经过所述进气歧管而逆流到所述声音发生系统的值。

5.根据权利要求4所述的车辆的进气音传递装置，其特征在于，

所述声音发生系统中的从所述一端到所述声音发生器为止的距离大于空气通过所述第2进气系统的1次脉动而能够从所述一端起在所述声音发生系统中逆流的最大逆流到达距离。