CN106321302A - 发动机进气系统波长管及发动机进气歧管 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机进气系统波长管及发动机进气歧管，其中该波长管包括管体、柱塞和弹簧；其中，管体设置在发动机的进气管上，且管体的一端与进气管连通，管体的另一端设置有盖板；柱塞滑动设置在管体中，且柱塞与盖板之间形成气腔；弹簧设置在气腔中，且弹簧的一端抵顶在盖板上，弹簧的另一端抵顶在柱塞上。本发明提供的发动机进气系统波长管及发动机进气歧管，通过在管体中设置柱塞和弹簧，使柱塞和管体进气端之间形成反射腔，实现了在不更换波长管的情况下可以调整反射腔的长度，以消除不同频率的声波，同时也减少了现有发动机系统中波长管的数量，降低了其制造成本。

Description

发动机进气系统波长管及发动机进气歧管

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机进气系统波长管及发动机进气歧管。

背景技术

以内燃机为动力的汽车已经发展了100多年，为人类社会的发展和进步产生了深远的影响，人们通过使用内燃机提供的动力进行物质生产和财富创造。内燃式发动机利用燃料的化学能产生机械动能，在此过程中，需要不断向发动机输送燃料，同时也要不断向发动机进行新鲜空气的配给，与此同时，还要进行燃烧废气的排放。在发动机的进气和排气阶段，由于气体的周期性压力脉动，以及管路中气柱共振等现象的存在，致使进气管路和排气管路中产生噪声，并通过声场辐射至外部环境。

随着排放法规和整车油耗的不断升级，发动机的设计趋于小型化，用小排量取代大排量，使二氧化碳排放量不断的降低，燃油消耗率不断减少；同时为了弥补排量降低后动力性能的损失，现代发动设计普遍采用增压技术，常见的以涡轮增压为主。增压发动机的进气压力相较于自然吸气发动的进气压力提升较大，气流流速的加快，运行工况的复杂，使得增压发动机的进排气噪声明显增大，为系统设计和NVH的水平提出了更高的要求。

波长管是进气系统的主要消声元件，通常布置在进气道之前，位于节气门和空气过滤器之间，用于消除特定频率段的气体噪声。1/4波长管是一种典型的被动消声器，结构简单，由一根安装在主管道上的旁支管构成，旁支管的尾端封闭。当声波从主管道进入旁支管后，声波被旁支管的的尾端反射回来，进入主管道中，与主管道中存在的声波产生叠加；由于反射波与主波的频率相同，两声波的相位恰好相反，叠加后幅值相互抵消，达到了消声的目的。在利用1/4波长管消声时，需要考虑波长管的消声频率，该频率称为中心频率，在此中心频率处消声量最大，消声效果最佳。

然而，由于1/4波长管的消声特性存在中心频率，对靠近中心频率的声波具有有效的抑制和消减作用，而对远离该中心频率的声波作用甚微。因此在系统设计时，通常需要布置较多的波长管，不同的波长管具有不同的中心频率，并联后实现多频率的覆盖，以此达到系统工作的要求。由于波长管布置于进气管路上，进气管路位于汽车发动机舱内，除了进气管路，发动机舱内还布置有发动机、空气滤清器、电瓶、水箱补液罐、继电器盒等许多零部件，空间有限，布置难度较大。另外，布置较多的波长管后，增加了进气管的铸造难度和成本，铸造难度的增加会降低产品合格率，使产品质量出现风险，成本的增加会导致产品竞争力下降，影响企业效益。此外，同一发动机在匹配不同的车型时，由于管路布置和边界的差异，进气系统的噪声也会发生变化，因此，需要对波长管参数进行调整，调整费用高，研发周期长。

发明内容

本发明的目的是提供一种发动机进气系统波长管及发动机进气歧管，通过设置具有长度可变的反射腔的波长管，以减少现有发动机系统中波长管的数量，降低其制造成本；此外，在发动机匹配不同车型时，无需调整模具以开发新的波长管，仅需调整波长管内部零件即可，缩短调整周期，降低研发成本。

本发明提供了一种发动机进气系统波长管，其中，包括：

管体，所述管体设置在发动机的进气管上，且所述管体的一端与所述进气管连通，所述管体的另一端设置有盖板；

柱塞，所述柱塞滑动设置在所述管体中，且所述柱塞与所述盖板之间形成气腔；

弹簧，所述弹簧设置在所述气腔中，且所述弹簧的一端抵顶在所述盖板上，所述弹簧的另一端抵顶在所述柱塞上。

如上所述的发动机进气系统波长管，其中，优选的是，所述盖板上设置有通孔。

如上所述的发动机进气系统波长管，其中，优选的是，所述柱塞与所述管体为间隙配合。

如上所述的发动机进气系统波长管，其中，优选的是，所述柱塞上设置有密封槽，所述密封槽设置在所述柱塞与所述管体相配合的周侧。

如上所述的发动机进气系统波长管，其中，优选的是，还包括压力控制装置，所述压力控制装置设置在所述盖板上，并通过所述通孔监测和控制所述气腔内的气体压力。

如上所述的发动机进气系统波长管，其中，优选的是，所述弹簧的两端通过焊接的方式分别固定连接在所述盖板和所述柱塞上。

如上所述的发动机进气系统波长管，其中，优选的是，所述弹簧具有设定的刚度。

如上所述的发动机进气系统波长管，其中，优选的是，所述盖板焊接在所述管体上。

本发明还提供了一种发动机进气歧管，包括进气管，其中，所述发动机进气歧管还包括本发明提供的所述发动机进气系统波长管，所述发动机进气系统波长管固定设置在所述进气管上，且所述发动机进气系统波长管与所述进气管相互连通。

本发明提供的发动机进气系统波长管及发动机进气歧管，通过在管体中设置柱塞和弹簧，使柱塞和管体进气端之间形成反射腔，实现了在不更换波长管的情况下可以调整反射腔的长度，以消除不同频率的声波，同时也减少了现有发动机系统中波长管的数量，降低了其制造成本。

进一步地，在发动机匹配不同车型时，无需调整模具以开发新的波长管，可以通过调整波长管内的弹簧刚度以及通孔的大小来实现反射腔长度的调节，有效缩短了调整周期，降低了波长管的研发成本。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例提供的发动机进气系统波长管装配到发动机进气管上的剖视图；

图2为本发明实施例提供的发动机进气系统波长管的分解示意图；

图3为本发明实施例提供的发动机进气系统波长管的剖视图；

图4为本发明实施例提供的发动机进气系统波长管的轴测图。

附图标记说明：

100-进气管 200-波长管 210-管体 220-柱塞

221-密封槽 230-弹簧 240-盖板 241-通孔

250-进气端 300-气腔 400-反射腔

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

图1为本发明实施例提供的发动机进气系统波长管装配到发动机进气管上的剖视图，图2为本发明实施例提供的发动机进气系统波长管的分解示意图，图3为本发明实施例提供的发动机进气系统波长管的剖视图。

本发明实施例提供了一种发动机进气系统波长管，该波长管200装配到发动机的进气管100上，如图1所示。

其中，如图2和图3所示，该波长管200包括管体210、柱塞220和弹簧230；其中，管体210设置在发动机的进气管100上，且管体210的一端与进气管100连通，管体210的另一端设置有盖板240；柱塞220滑动设置在管体210中，且柱塞220与盖板240之间形成气腔300；弹簧230设置在气腔300中，且弹簧230的一端抵顶在盖板240上，弹簧230的另一端抵顶在柱塞220上。

在发动机工作过程中，由于活塞的作用使发动机进气歧管中产生压力波和声波，由此会产生噪声并向外部传播；其中，柱塞220与管体210的进气端250形成反射腔400，声波会通过进气管100进入反射腔400中，并通过柱塞220的反射而再次返回到进气管100中，使被反射的声波和进气管100中的声波叠加，若被反射的声波的行程为波长的1/2，那么被反射的声波的相位和进气管100中的声波的相位会相差半个周期，两波叠加后，波幅为0，由此中和了由于波幅的存在而导致的噪声。

此外，压力波通过进气管100也会进入到反射腔400中，若进气管100中的压力上升，压力波可以推动柱塞220使弹簧230从与柱塞220保持平衡的状态收缩，气腔300容积减小，气腔300中的空气被压缩，进而可以使反射腔400的长度增加；若进气管100中的压力降低，由于气腔300中压缩空气的作用以及柱塞220的重力和弹簧230的弹力作用，可以推动柱塞220使反射腔400长度减小；从而实现了对反射腔400的调整，进而调整了中心频率以中和不同波长的声波。

图4为本发明实施例提供的发动机进气系统波长管的轴测图。

请同时参照图3和图4，盖板240上设置可以设有通孔241，当压力波推动柱塞220运动使气腔300压缩时，气腔300内的空气被压缩而使气压升高，通过在盖板240上设置通孔241，可以释放出气腔300中的部分空气，调整气腔300压力以调整柱塞220平衡位置，从而使反射腔400获得合适的长度，相应地，当由于柱塞220的运动使气腔300释放时，空气也可以通过通孔241进入气腔300，以调整气腔300压力进而调整柱塞220平衡位置。

需要说明的是，通孔241的大小可以控制经过通孔241的空气的流速和流量，可以起到控制气腔300中单位时间内的压力的作用，进而保证柱塞220的平稳运动并控制柱塞220的平衡位置，准确调整反射腔400的长度。

进一步地，本发明实施例提供的发动机进气系统波长管还可以包括压力控制装置，压力控制装置设置在盖板240上，且设置在管体210的外侧，并通过通孔241监测控制气腔300压力，进而控制柱塞220的平衡位置，使波长管200的中心频率可以时刻与系统中噪声的频率相一致，以达到消除噪声的目的。

进一步地，柱塞220与管体210为间隙配合，以便于柱塞220在管体210中的滑动。

进一步地，柱塞220上设置有密封槽221，参照图2和图3，由于柱塞220与管体210之间存在有间隙，导致在柱塞220运动过程中，气腔300与反射腔400中的气体可以相互流动，影响了柱塞在特定时间内移动的位置，密封槽221的设置可以有效防止气腔300与反射腔400中气体的窜动，保证了对声波进行有效的抑制。

进一步地，弹簧230的两端可以通过焊接的方式分别固定连接在盖板240和柱塞220上，以保证发动机在非工作状态时，柱塞220和弹簧230不会由于进气管100中无压力的支撑而掉落。

本领域技术人员可以理解的是，弹簧230具有设定的刚度，弹簧230的刚度影响着反射腔400长度的调节，从而影响波长管200中心频率；若弹簧230的刚度过大，会导致压力波无法推动柱塞220，若弹簧230的刚度过小，则其弹力无法与压力波相抵消，起不到通过弹簧230来调节反射腔400长度的作用；故需要根据噪声频率来选择合适的刚度的弹簧230至关重要。

进一步地，为了加工方便快捷，盖板240可以焊接在管体210的一端，当然，盖板240和管体210的一端可以设置有螺纹，使盖板240与管体210通过螺纹连接的方式紧固，以便于拆卸。

本发明实施例还提供了一种发动机进气歧管，包括进气管100，其中，该发动机进气歧管还包括本发明任意实施例提供的发动机进气系统波长管200，该发动机进气系统波长管200固定设置在进气管100上，且发动机进气系统波长管与进气管相互连通。

本发明实施例提供的发动机进气系统波长管及发动机进气歧管，通过在管体中设置柱塞和弹簧，使柱塞和管体进气端之间形成反射腔，实现了在不更换波长管的情况下可以调整反射腔的长度，以消除不同频率的声波，同时也减少了现有发动机系统中波长管的数量，降低了其制造成本。

进一步地，在发动机匹配不同车型时，无需调整模具以开发新的波长管，可以通过调整波长管内的弹簧刚度以及通孔的大小来实现反射腔长度的调节，有效缩短了调整周期，降低了波长管的研发成本。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种发动机进气系统波长管，其特征在于，包括：

管体，所述管体设置在发动机的进气管上，且所述管体的一端与所述进气管连通，所述管体的另一端设置有盖板；

柱塞，所述柱塞滑动设置在所述管体中，且所述柱塞与所述盖板之间形成气腔；

弹簧，所述弹簧设置在所述气腔中，且所述弹簧的一端抵顶在所述盖板上，所述弹簧的另一端抵顶在所述柱塞上。

2.根据权利要求1所述的发动机进气系统波长管，其特征在于，所述盖板上设置有通孔。

3.根据权利要求1所述的发动机进气系统波长管，其特征在于，所述柱塞与所述管体为间隙配合。

4.根据权利要求3所述的发动机进气系统波长管，其特征在于，所述柱塞上设置有密封槽，所述密封槽设置在所述柱塞与所述管体相配合的周侧。

5.根据权利要求2所述的发动机进气系统波长管，其特征在于，还包括压力控制装置，所述压力控制装置设置在所述盖板上，并通过所述通孔监测和控制所述气腔内的气体压力。

6.根据权利要求1所述的发动机进气系统波长管，其特征在于，所述弹簧的两端通过焊接的方式分别固定连接在所述盖板和所述柱塞上。

7.根据权利要求6所述的发动机进气系统波长管，其特征在于，所述弹簧具有设定的刚度。

8.根据权利要求1所述的发动机进气系统波长管，其特征在于，所述盖板焊接在所述管体上。

9.一种发动机进气歧管，包括进气管，其特征在于，所述发动机进气歧管还包括权利要求1-8任一项所述的发动机进气系统波长管，所述发动机进气系统波长管固定设置在所述进气管上，且所述发动机进气系统波长管与所述进气管相互连通。