CN113864089B - 一种发动机进气歧管、进气系统及其控制方法 - Google Patents

一种发动机进气歧管、进气系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及发动机设备技术领域，公开了一种发动机进气歧管、进气系统及其控制方法，所述进气系统包括进气机构、多通管以及进气歧管，所述进气歧管包括稳压腔及若干个与所述稳压腔连通的气道，所述气道出气端相应设有出气口，所述稳压腔上还设有至少两个进气口，所述多通管的一端连通所述进气机构，所述多通管的其余各端一一相对应连通于各所述进气口且所述多通管与各所述进气口的连接处均设置有节气门。利用多通管使进气到进气歧管实现多样性，多个方向或多个角度的进气可以使进气歧管内产生不同的进气声品质，让不同的驾驶模式及不同的驾驶环境下的匹配不同风格的进气声品质，以提升汽车整体的驾驶感。

Description

一种发动机进气歧管、进气系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及发动机设备技术领域，特别是涉及一种发动机进气歧管、进气系统及其控制方法。
背景技术
空气是发动机缸内燃烧最重要的成分之一，空气从进气系统进入发动机气缸，与燃油混合，点火后燃油在空气中燃烧释放出化学能，化学能转变为热能，然后再转化为机械能。进气系统是发动机重要的组成结构之一，起到为发动机缸内燃烧提供新鲜空气的作用，对自然吸气发动机来说，进入的空气越多，燃烧的效率越高。另外进气系统的噪声也是汽车最主要的噪声源之一，因此良好的进气声品质对发动机来说也是重要的。目前自然吸气发动机的声品质开发路线也多是基于进排气系统进行调节。
发动机进气系统通常包括前进气导流管、赫姆霍兹谐振腔、空气滤清器、1/4波长管、后进气导流管、电子节气门及进气歧管等组成部分。对一款自然吸气发动机来说，进气歧管的结构对进气系统的声品质有着至关重要的影响。
从声品质的角度考虑，进气歧管分支管的不同连接方式和长度决定了进气总管处的声压阶次的组成。如果把进气系统与进气歧管连接，进气口处的声压阶次与进气歧管总管处的声压阶次是一样的。阶次不同决定了进气口处的声品质，因此进气歧管的设计对进气系统声品质影响巨大。
侧端进气和中间进气两种进气歧管对进气系统声品质的影响各异。由于从中间进气的进气歧管的对称关系，中间进气歧管的各支管的发火阶次声压相位相互增强，而半阶次声压会相互抑制、彼此抵消。对于侧端进气的进气歧管，由于每个分管的路径长度不一样，而且不对称，所以所有的整阶次声波和半阶次声波全部保留。
中间进气歧管的点火阶次以及其谐阶次处的声压级高于侧端进气的进气歧管，只有发火阶次，音色纯净单调，使进气噪声听起来更加浑厚；而侧端进气的进气歧管在半阶次组成上高于中心进气歧管，丰富的半阶与整阶产生调制，进气声会更具有阶跃感与运动感。
现在中高端汽车上，均有多种驾驶模式可以选择，比如舒适模式和运动模式，动力性、操控性等在不同模式下各不相同，但是发动机的声音作为驾驶乐趣的影响因素之一，却是单一不变的，并没有随着驾驶模式的转变而转变。
发明内容
本发明的目的是：可以根据驾驶者的需求切换不同的进气声品质风格，使得进气声音风格与汽车的驾驶模式相匹配，达到提高汽车驾驶乐趣的目的。
为了实现上述目的，本发明提供了一种发动机进气歧管，包括稳压腔及若干个与所述稳压腔连通的气道，所述气道出气端相应设有出气口，所述稳压腔上还设有至少两个进气口。通过设置至少两个进气口，一个进气口可以匹配一种驾驶模式，即可以根据不同驾驶模式之间的切换实行调整发动机的声品质以匹配当前驾驶模式。
进一步的，所述稳压腔上设有两个所述进气口，两个所述进气口分别为第一进气口及第二进气口，所述第一进气口设于所述稳压腔的任一端部，所述第二进气口设于稳压腔的顶部中间位置。根据需求可以设计两个进气口，实现发动机在两种不同模式之间的声品质切换。
进一步的，所述气道设有四个且以相同间隔平行设置。
一种发动机进气系统，包括进气机构、多通管以及如以上任一项所述的进气歧管，所述多通管的一端连通所述进气机构，所述多通管的其余各端一一相对应连通于各所述进气口且所述多通管与各所述进气口的连接处均设置有节气门。利用多通管使进气到进气歧管实现多样性，多个方向或多个角度的进气可以使进气歧管内产生不同的进气声品质，让不同的驾驶模式及不同的驾驶环境下的匹配不同风格的进气声品质，以提升汽车整体的驾驶感。
进一步的，所述稳压腔上设有两个所述进气口，两个所述进气口分别为第一进气口及第二进气口，所述第一进气口设于所述稳压腔的任一端部，所述第二进气口设于稳压腔的顶部中间位置；所述多通管为三通管，所述三通管包括进气端、第一出气端和第二出气端，所述进气端连接所述进气机构，所述第一出气端连接所述第一进气口，所述第二出气端连接所述第二进气口。三通管实现了可以在两种不同的驾驶模式之间匹配两种对应的进气声品质。
进一步的，所述稳压腔内设有压力传感器。通过压力传感器实时地检测稳压腔内的进气温度压力，可以根据检测的压力值进行相应的调整以保证稳压腔内压力值稳定。
进一步的，所述进气机构包括前进气导流管、赫姆霍兹谐振腔、空气滤清器、波长管和后进气导流管，所述前进气导流管连接所述空气滤清器，所述赫姆霍兹谐振腔设置于所述前进气导流管上，所述空气滤清器连接所述后进气导流管，所述后进气导流管连接所述多通管，所述波长管设置于所述后进气导流管上。
一种基于如以上任一项所述的发动机进气系统的控制方法，其特征在于，检测车辆所处的具体驾驶模式，依据检测到的具体驾驶模式控制空气从不同的进气口进入进气歧管的稳压腔并从出气口排出。
进一步的，所述稳压腔内设有压力传感器，所述控制空气从不同的进气口进入进气歧管的切换过程中，通过所述压力传感器实时检测进气歧管的稳压腔的压力值，在保证进气歧管内的压力值保持不变的情况下通过ECU控制原进气口逐渐关闭，新进气口逐渐打开。
本发明提出的一种发动机进气歧管、进气系统及其控制方法与现有技术相比，其有益效果在于：突破了常规情况下发动机进气系统的声品质是一成不变的限制，通过设置的多通管控制不同方向的进气到进气歧管中，可以让不同的驾驶模式及不同的驾驶环境下的匹配不同风格的进气声品质，以提升汽车整体的驾驶感。
附图说明
图1是本发明发动机进气歧管结构示意图；
图2是本发明发动机进气系统结构示意图；
图3是本发明发动机进气系统控制方法流程示意图。
图中，1、进气歧管；101、稳压腔；102、第一进气口；103、第二进气口；104、气道；105、出气口；2、前进气导流管；3、赫姆霍兹谐振腔；4、空气滤清器；8、后进气导流管；6、三通管；7、节气门；701、第一节气门；702、第二节气门；5、波长管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1：一种发动机进气歧管。
如图1所示，本发明实施例优选实施例的一种发动机进气歧管，包括稳压腔101，四个与所述稳压腔101连通且以相同间隔平行设置的气道104，所述气道104出气端相应设有出气口105，所述稳压腔101上还设有两个用于与节气门7连接的进气口，分别是设置于稳压腔101顶部中间位置的第一进气口102，设于稳压腔101任一端部的第二进气口103。
基于上述方案，本实施例中进气口包括第一进气口102和第二进气口103，从第一进气口102或第二进气口103进入稳压腔101的空气产生的声音不相同，可以实现发动机在两种不同模式之间的声品质切换。
综上，本发明实施例提供一种发动机进气歧管可以使进入发动机的空气发出不一样的进气声品质，以适配不同模式的驾驶体验。
实施例2：一种发动机进气系统。
如图1和图2所示，本发明实施例优选实施例的一种发动机进气系统，包括进气机构、三通管6以及进气歧管1，所述三通管6连通所述进气机构和所述进气歧管1，进气歧管1包括稳压腔101，四个与所述稳压腔101连通且以相同间隔平行设置的气道104，所述气道104出气端相应设有出气口105，所述稳压腔101上还设有与三通管6连接的进气口。三通管6包括进气端、第一出气端和第二出气端，进气口包括第一进气口102和第二进气口103，所述进气端连接所述进气机构，所述第一出气端连接所述第一进气口102，所述第二出气端连接所述第二进气口103，第一出气端上设有第一节气门701，第二出气端上设有第二节气门702。系统还包括ECU（车载电脑），所述ECU分别与第一节气门701、第二节气门702信号连接，用于控制第一节气门701和第二节气门702的打开或关闭。稳压腔101内部还设有压力传感器，实时地检测稳压腔内的进气温度压力，检测到的压力值信号发送至ECU，ECU根据检测的压力值进行相应的节气门控制调整以保证稳压腔内压力值稳定。
基于上述方案，本实施例利用三通管6使空气到进气歧管1实现多样性，多个方向或多个角度的进气可以使进气歧管1内产生不同的进气声品质，让不同的驾驶模式及不同的驾驶环境下的匹配不同风格的进气声品质，以提升汽车整体的驾驶感。
本发明的工作流程：进气机构输送空气经过三通管6进行导通，根据接收到的信号指令控制第一节气门701打开或第二节气门702打开，使空气由第一进气口102或第二进气口103进入稳压腔101中产生不同的进气声，进而空气经由气道104从出气口105排出。
综上，本发明实施例提供一种发动机进气系统可以实现发动机针对不同的驾驶模式发出相匹配的声音品质，提升汽车整体的驾驶感的同时也增加了用户驾驶的乐趣。
优选地，所述进气机构包括前进气导流管2、赫姆霍兹谐振腔3、空气滤清器4、波长管5和后进气导流管8，所述前进气导流管2连接所述空气滤清器4，所述赫姆霍兹谐振腔3设置于所述前进气导流管2上，所述空气滤清器4连接所述后进气导流管8，所述后进气导流管8连接所述多通管6，所述波长管5设置于所述后进气导流管8上。
上述方案中，空气经由前进气导流管2进入赫姆霍兹谐振腔3中，继而进入空气滤清器4中进行过滤再进入到后进气导流管8中，再经由后进气导流管8输送至三通管6导通至进气歧管1中产生不同的进气声品质。
实施例3：一种发动机进气系统控制方法。
如图3所示，本发明实施例优选实施例的一种发动机进气系统控制方法，应用于如实施例2所述的一种发动机进气系统，具体方法步骤如下：
系统发动机默认工作在舒适模式的驾驶模式下，此时第二节气门702处于关闭状态，只有第一节气门701参与工作，节气门状态标志位flag1=0,通过ECU对第一节气门701开度的调节来调整发动机工作的负荷，此模式下进气系统中只有发火阶次的声音，音色纯净单调，使进气噪声听起来更加浑厚。当ECU检测到驾驶员按下运动驾驶模式时,此时风格切换信号flag2=1,第二节气门702开始工作，第一节气门701关闭。
为了避免切换过程中，由于进气量变化导致的抖动，切换过程中，以进气歧管1上的进气温度压力信号作为反馈量，第二节气门702逐渐开启，第一节气门701逐渐关闭，全程保证进气歧管1内的压力保持不变，直到第一节气门701完全关闭，此时flag1=1，第二节气门702开度达到目标值，保证车辆在切换过程中平稳运行。此时进气系统的声品质是运动风格的。
综上，本发明实施例提供一种发动机进气系统控制方法可以根据驾驶者的需求切换两种不同的进气声品质风格，使得进气声音风格与汽车的驾驶模式相匹配，即舒适的驾驶模式对应舒适的进气声音，运动的驾驶模式对应激进、运动的声品质，达到提高汽车驾驶乐趣的目的。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种发动机进气歧管，其特征在于，包括稳压腔及若干个与所述稳压腔连通的气道，所述气道出气端相应设有出气口，所述稳压腔上还设有两个用于与节气门连接的进气口；所述进气口分别为第一进气口及第二进气口，所述第一进气口设于所述稳压腔的任一端部，所述第二进气口设于稳压腔的顶部中间位置。
2.如权利要求1所述的一种发动机进气歧管，其特征在于，所述气道设有四个且以相同间隔平行设置。
3.一种发动机进气系统，其特征在于，包括进气机构、三通管以及如权利要求1或2所述的进气歧管；
所述三通管包括进气端、第一出气端和第二出气端，所述进气端连接所述进气机构，所述第一出气端连接所述第一进气口，所述第二出气端连接所述第二进气口；
所述第一出气端与所述第一进气口的连接处、所述第二出气端与所述第二进气口的连接处均设置有节气门。
4.如权利要求3所述的一种发动机进气系统，其特征在于，所述稳压腔内设有压力传感器。
5.如权利要求3所述的一种发动机进气系统，其特征在于，所述进气机构包括前进气导流管、赫姆霍兹谐振腔、波长管和后进气导流管，所述前进气导流管连接空气滤清器，所述赫姆霍兹谐振腔设置于所述前进气导流管上，所述空气滤清器连接所述后进气导流管，所述后进气导流管连接所述三通管，所述波长管设置于所述后进气导流管上。
6.一种基于如权利要求3-5中任一项所述的发动机进气系统的控制方法，其特征在于，检测车辆所处的具体驾驶模式，依据检测到的具体驾驶模式控制空气从不同的进气口进入进气歧管的稳压腔并从出气口排出；所述稳压腔内设有压力传感器，所述控制空气从不同的进气口进入进气歧管的切换过程中，通过所述压力传感器实时检测进气歧管的稳压腔的压力值，在保证进气歧管内的压力值保持不变的情况下通过ECU控制原进气口逐渐关闭，新进气口逐渐打开。
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