CN115217695A - 进气管总成、进气系统以及车辆 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种进气管组件、进气系统以及车辆,所述进气管总成,包括:进气管组件和谐振体,所述进气管组件适于引导气流自所述进气管组件的一端流入,并由另一端流出,且在进气管组件的进气方向上,进气管组件的管径先减小后增大;所述谐振体设置在所述进气管组件内,谐振体呈环形,谐振体的内壁与外壁之间形成有若干谐振腔,谐振体的内壁开设有均与谐振腔相连通的多个谐振孔。由此,一方面,通过将进气管组件的管径在进气方向先减小后增大,可以有效降低进气噪声;另一方面,谐振体限定出具有谐振孔的谐振腔,谐振体位于进气管组件内,即可以降低进气噪声,并可以有效降低进气管组件的长度,改善空间占用,降低布置难度。
Description
技术领域
本申请涉及车辆进气领域,尤其是涉及一种进气管总成、进气系统以及车辆
背景技术
随着车辆不断普及,人们对车辆品质要求不断提高,车辆乘坐舒适性成为各车企竞争的重点。车辆加速过程中发动机、进气系统和排气系统是车辆主要噪声激励源,尤其是发动机和进气系统位于车辆前方,距离驾驶员较近,其噪声能量直接通过空气、结构路径传递至驾驶员。
在现有技术中,一般通过加长引气管长度或在进气管增加赫姆霍兹谐振腔等方式衰减噪声,噪声衰减频率单一且固定,难以满足使用需求。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本申请的一个目的在于提出一种进气管总成,所述进气管总成能够在不影响发动机舱布置空间的前提下降低进气噪声,降低布置难度,提高车内声品质。
本申请进一步提出了一种采用上述进气管总成的进气系统。
本申请进一步提出了一种采用上述进气系统的车辆。
根据本申请第一方面实施例的进气管总成,包括:进气管组件和谐振体,所述进气管组件适于引导气流自所述进气管组件的一端流入,并由另一端流出,且在所述进气管组件的进气方向上,所述进气管组件的管径先减小后增大;所述谐振体设置在所述进气管组件内,所述谐振体呈环形,所述谐振体的内壁与外壁之间形成有若干谐振腔,所述谐振体的内壁开设有均与所述谐振腔相连通的多个谐振孔。
根据本申请实施例的进气管总成,一方面,通过将进气管组件的管径在进气方向先减小后增大,可以有效降低进气噪声,提高车内声品质;另一方面,谐振体限定出具有谐振孔的谐振腔,谐振体位于进气管组件内,无需单独设置赫姆霍兹谐振腔、波长管等结构,即可以降低进气噪声,并可以有效降低进气管组件的长度,改善空间占用,降低布置难度。
在一些实施例中,所述进气管组件包括:依次连通的引气管、连通管以及进气管,所述气流适于从所述引气管流入,并由所述进气管流出,所述谐振体设置在所述引气管或所述进气管内。
进一步地,所述引气管包括:连接管段和导流管段,所述导流管段与所述连接管段的一端连接,且所述连接管段在远离所述导流管段的方向上管径逐渐减小;所述连通管的一端与所述连接管段的另一端连通,所述连通管的另一端与所述进气管的一端连通,且所述连通管在远离所述连接管段的方向上管径逐渐增大;所述进气管的另一端与空滤盒连通,且所述进气管在远离所述连通管的方向上管径逐渐增大。
在一些实施例中,所述连接管段的最大管径D1与所述连接管段的最小管径D2满足D1≥1.1D2;所述连通管的最大管径D3与所述连通管的最小管径D4满足D3≥1.1D4;所述进气管的最大管径D5与所述进气管的最小管径D6满足D5≥1.1D6,且D2=D4,D3=D6;所述连接管段的延伸长度>D2,所述连通管的延伸长度>D4,所述进气管的延伸长度>D6。
在一些实施例中,所述连接管段的轴线与所述导流管段的轴线之间具有角度,所述导流管段内设置有第一导流片,且所述第一导流片构造为柔性件。
根据本申请的一些实施例,所述谐振体包括:均呈环形的第一板部和第二板部,所述第一板部的外壁与引气管的内壁相对应或所述第一板部的外壁与进气管的内壁相对应,所述第二板部位于所述第一板部的内侧,所述第二板部在进气方向上的两端与所述第一板部连接,且所述第二板部的中间区域与所述第一板部间隔开,以在所述第二板部与所述第一板部之间构造出谐振腔,所述第二板部上开设有均与所述谐振腔相连通的多个谐振孔。
根据本申请的一些实施例,所述谐振体上设置有第二导流片,所述第二导流片设置在所述第一板部的内壁上,沿所述引气管的径向延伸以穿设所述第二板部,并将所述谐振腔分隔为多个子谐振腔,且多个所述子谐振腔的容积各不相同。
进一步地,所述第一板部和所述第二板部在长度方向上同侧一端所成的角度小于,所述第一板部与所述第二板部在长度方向上同侧另一端所成的角度,以使所述第二板部的截面呈锥筒形。。
根据本申请的一些实施例,所述第二板部包括:依次连接的第一连接部,中间部以及第二连接部,所述第一连接部与所述第一板部长度方向上的一端连接,所述中间部与所述第一板部间隔开,所述第二连接部与所述第一板部长度方向上的另一端连接。
进一步地,所述第二连接部的邵氏硬度小于所述第二导流片的邵氏硬度,所述第二导流片的邵氏硬度小于所述中间部、所述第一连接部的邵氏硬度,所述第一连接部与所述中间部的邵氏硬度相同。
根据本申请另一实施例的进气系统,包括上述实施例所述的进气管总成和与所述进气管总成连通的空滤盒。
根据本申请另一实施例的车辆,包括上述实施例所述的进气系统。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本申请实施例的进气系统的立体示意图。
图2是本申请实施例的进气系统的空滤盒和进气管的立体示意图。
图3是本申请实施例的进气系统的引气管的立体示意图。
图4是本申请实施例的进气系统的引气管的侧视图。
图5是图4中A-A处的剖视图。
图6是本申请实施例的进气系统的连通管的立体示意图。
图7是本申请实施例的进气系统的连通管的直径示意图。
图8是本申请实施例的进气系统的引气管与连通管的直径示意图。
图9是本申请实施例的进气系统的空滤盒与进气管连接的俯视图。
图10是本申请实施例的引气管与空滤盒连接的局部剖视图。
图11是本申请实施例的引气管的立体示意图。
图12是本申请实施例的引气管的侧视图。
图13是图12中B-B处的剖视图。
图14是本申请实施例的引气管的谐振体的立体示意图。
图15是本申请实施例的引气管的谐振体的侧视图。
图16是图15中C-C处的剖视图。
图17是本申请实施例的进气噪声阶次能量图。
附图标记:
进气系统1,
进气管组件100,
引气管10,连接管段11,导流管段12,第一导流片121,进口122,
连通管20,
进气管30,
谐振体200,谐振腔210,子谐振腔211,第一板部220,第二板部230,第一连接部231,中间部232,第二连接部233,谐振孔234,第二导流片240,
空滤盒300。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例,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,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
下面参考图1-图17描述根据本申请实施例的进气管总成、进气系统1以及车辆。
根据本申请实施例的进气管总成包括:进气管组件100和谐振体200。
如图1和图2所示,进气管组件100适于引导气流自进气管组件100的一端流入,并由另一端流出,且在进气管组件100的进气方向上,进气管组件100的管径先减小后增大。
具体而言,进气管组件100与空滤盒300连通,并用于向发动机引入新鲜空气,当空气被发动机从进气管组件100吸入时,由于进气管组件100的管径先减小后增大,气流在进气方向上先不断被收束,导致气流的流速不断增加,由此可以增加空气在进气管组件100内的流动效率,使进气系统1在相同时间内为发动机供给更多空气,增加进气系统1的进气效率;更为重要的是,进气管组件100的管径先减小后增大,变管径结构的进气管组件100,可以避免共振现象的出现,进一步降低进气噪声。
需要指出的是,气流声波在不同直径的管段内的驻波频率不同,可以避免气流波动过程中出现频率耦合,以避免共振现象出现,以进一步降低进气噪声,且与现有技术中增加进气管30的长度或设置其他部件以降低进气噪声的方案相比,对发动机舱的空间布置的影响更低。
如图12-图14所示,谐振体200设置在进气管组件100内,谐振体200呈环形,谐振体200的内壁与外壁之间形成有若干谐振腔210,谐振体200的内壁开设有均与谐振腔210相连通的多个谐振孔240。
具体而言,本申请的谐振体200可以设置在进气管组件100上,并具有谐振腔210,开设有多个与谐振腔210连通的谐振孔234,以通过形成在进气管路内的谐振体200进行噪声能量的衰减,有效降噪。
根据本申请实施例的进气管总成,一方面,通过将进气管组件100的管径在进气方向先减小后增大,可以有效降低进气噪声,提高车内声品质;另一方面,谐振体200限定出具有谐振孔234的谐振腔210,谐振体200位于进气管组件100内,无需单独设置赫姆霍兹谐振腔、波长管等结构,即可以降低进气噪声,并可以有效降低进气管组件100的长度,改善空间占用,降低布置难度。
在一些实施例中,进气管组件100包括:依次连通的引气管10、连通管20以及进气管30,气流适于从引气管10流入,并由进气管30流出,谐振体200设置在引气管10或进气管30内。
由此,将进气管组件100设置为多个管段,能够降低进气管组件100在发动机舱内的安装难度,节省安装时间,并且将进气管组件100分为多个管段,能够降低运输难度,进而降低运输成本,而谐振体200可以在进气管组件100的进气侧或出气侧进行降噪,也可以提高降噪效果。
当然,谐振体200也可以设置在连通管20内。
进一步地,引气管10包括:连接管段11和导流管段12,导流管段12与连接管段11的一端连接,且连接管段11在远离导流管段12的方向上管径逐渐减小;连通管20的一端与连接管段11的另一端连通,连通管20的另一端与进气管30的一端连通,且连通管20在远离连接管段11的方向上管径逐渐增大;进气管30的另一端与空滤盒300连通,且进气管30在远离连通管20的方向上管径逐渐增大。
具体而言,气流在不同管径内进行流动时具有不同的驻波频率,将引气管10、连通管20和进气管30均设计为变管径能够避免气流在波动中频率相同,以避免出现共振现象,进而降低进气噪声。
如图3所示,在一些实施例中,连接管段11与导流管段12的连接区域、连接管段11与连通管20的连接区域、连通管20与进气管30的连接区域均圆弧过渡。
将各个管段之间设置圆弧过渡能够减少气流流过时对管壁的碰撞,减少气流出现涡流和紊流的概率,也可以降低噪声,并可以避免产生啸叫,从而提高进气系统1的降噪效果。
如图1、图6-图7所示,在一些实施例中,引气管10与进气管30通过连通管20连通,连通管20与引气管10连通的一端的管经、小于连通管20与进气管30连通的一端的管径,即连通管20在朝向进气管30的延伸的方向上管径逐渐增大。
由此,空气在不同直径的管道内流动时具有不同的驻波频率,将连通管20做变径处理,能够使连通管20内不同位置的空气的驻波频率不同,从而避免相同频率的振动引气共振,以起到降低噪声的目的,提高车内的声品质。
并且,通过在引气管10与进气管30之间设置连通管20,能够使引气管10的布置更加方便,可根据发动机舱内的空间对引气管10位置以及连通管20长度进行设置。
如图2所示,进一步地,进气管30在朝向空滤盒300的方向上横截面积逐渐增大。空气从引气管10经过连通管20进入进气管30内,在通过进气管30后则为空滤盒300的滤芯,进气管30朝向空滤盒300的横截面积不断增大能够使气流在进气管30内逐渐扩散开,以增大空滤盒300内滤芯与空气的接触面积,进而增加空滤盒300的进气效率。
如图7-图9所示,在一些实施例中,连接管段11的最大管径D1与连接管段11的最小管径D2满足:D1≥1.1D2;连通管20的最大管径D3与连通管20的最小管径D4满足:D3≥1.1D4;进气管30的最大管径D5与进气管30的最小管径D6满足:D5≥1.1D6,且D2=D4,D3=D6。
由此,将管道设计成不同直径,能够避免引气管10、连通管20内的空气频率与进气系统1内的其他部位产生的频率相近导致共振,从而降低进气噪声,提升车内的声品质,提高用户使用体验。
需要指出的是,连通管20的管径、引气管10的管径和进气管30的管径可以根据进气系统1其他部件的模态频率进行设计,与其他部件的固有频率规避开,以避免出现共振甚至拍振现象。
并且,在引气管10与连通管20相连接处、连通管20与进气管30相连接处的管径相同,能够使各个管段之间的连接更容易,且相邻管段连接处的管径相同,能够减少气流流过连接处时对管壁的碰撞,减少气流出现涡流或紊流的情况,可以避免出现啸叫现象,降低进气噪声。
在一些实施例中,连接管段11的延伸长度>D2,连通管20的延伸长度>D4,进气管30的延伸长度>D6。并且D1≥1.1D2、D3≥1.1D4、D5≥1.1D6,以使相邻两管段之间平滑过渡,且管段长度更加合理。由此,能够避免进气系统1在进气时产生啸音,进而降低进气噪声。
在一些具体实施例中,D1=80mm、D2=70mm、D3=78mm、D4=89mm。如图2所示,连接管段11的轴线与导流管段12的轴线之间具有角度,导流管段12内设置有第一导流片121,且第一导流片121构造为柔性件。
在发动机工作过程中,进气门的周期性开闭会导致进气系统1内的气体压力和密度出现波动变化,形成空气波动噪声,而本申请设置构造为柔性件的第一导流片121,在引气管10内对空气进行导流,在可以对杂乱气流进行梳理、约束的前提下,通过第一导流片121的弹性波动对气流的波动进行缓冲、衰减,可以降低气流激励,以降低气流波动,从而有效地降低进气噪声。
具体地,在发动机启动时,发动机在不同转速时的进气量需求不同,且进气门周期性开闭,不同工况下的气流流速不同,气流在进入引气管10时的方向杂乱无序,不同方向的气流在引气管10处碰撞也会产生更大噪声。在引气管10内沿进气方向设置第一导流片121,能够在气流在进入引气管10时被梳理,使方向杂乱无序的气流沿引气管10的延伸方向流动,无序的气流被导流成方向相同的气流,气流之间的碰撞减少,进而可以降低气流摩擦产生的噪声。
其中,杂乱无序的气流在被第一导流片121导流时会与第一导流片121发生碰撞,碰撞会产生噪声,本申请将第一导流片121设置为柔性件,在气流与第一导流片121发生碰撞时,第一导流片121可以发生弹性形变以将碰撞产生的噪声抵消,从而增加引气管10的降噪效果。
由此,通过设置构造为柔性件的,沿进气方向延伸的第一导流片121,可以进一步提高降噪效果。
第一导流片121可以设置为弧形导流片,气流在流过导流管段12与连接管段11时的方向发生改变,使更多气流受第一导流片121梳理后,沿进气方向流动,提高了第一导流片121对气流的导流效果,使进气系统1的降噪效果更好。可选地,引气管10的管口处设有过滤网。由此,能够在不影响发动机进气效率的同时阻挡较大的杂物进入进气系统1,提高车辆驾驶感受。
进一步地,导流管段12上具有进口122,第一导流片121的首端位于进口122,第一导流片121沿进气方向延伸,且尾端与导流管段12的内壁间隔开。
具体而言,在气流从导流管段12的进口122进入引气管10时,首先经过第一导流片121的导流使气流改变流动方向,第一导流片121的尾端与导流管段12内壁间隔开,气流可以被第一导流片121分隔为两部分,从第一导流片121两侧穿过,两侧的气流在第一导流片121的两侧向第一导流片121传递能量,而两股能量可以实现相互抵消。
其中,引气管10从车辆外部引入空气,将空气通过进气管30输送至空滤盒300,空滤盒300将空气过滤后输送至发动机,以供车辆发动机启动。在引气管10内设置的第一导流片121,能够在气流进入时对空气进行导流,沿进气方向对气流进行梳理。将第一导流片121构造为弹性件,在气流撞击在第一导流片121上后,第一导流片121的弹性振动能够对气流振动产生的能量进行衰减,从而降低进气系统1在吸入空气时的噪声,并且本申请通过在引气管10内设置第一导流片121的方式降低进气噪声,与现有技术中增加进气管30长度或设置其他部件以降低进气噪声的方案相比,对发动机舱的空间布置的影响更低。
可选地,引气管10内的第一导流片121数量为多个。当发动机转速逐渐升高时,发动机吸入的空气也逐渐增多,将第一导流片121设置为多个,能够在发动机吸入更多空气时保证气流导流的效果,并且发动机吸入更多空气会导致气流流速更快,噪声更大,多个第一导流片121能够起到更好的降噪效果,进而提高车内的声品质。
需要说明的是,这里对第一导流片121的材质不做具体限制,第一导流片121的材质可以包括橡胶、塑料或其他柔性材料,可根据实际需要进行选择。
优选地,第一导流片121的材质为橡胶。橡胶具有良好的柔顺性以及弹性,在高速气流与橡胶材质的第一导流片121碰撞时第一导流片121能够吸收更多振动,从而增加降噪效果。
可选地,第一导流片121的邵氏硬度小于度。由此,可以保证第一导流片121在应对高速气流冲击时具有良好的导流效果,并且对空气与第一导流片121碰撞时产生的能量进行抵消,从而增加进气系统1的降噪效果。
如图2-图3所示,在一些实施例中,进气管30设置在空滤盒300的侧向。
具体而言,空滤盒300内具有滤芯,滤芯用于过滤空气中的杂质,以保证进入发动机空气的洁净度,为了保证发动机具有良好的燃油经济性以及工况,滤芯在长时间使用后需要进行更换,进气管30设置在空滤盒300的侧向,不会影响空滤盒300的开闭,增加了空滤盒300内滤芯的更换便利性,提高用户使用体验。
如图13和图14所示,谐振体200包括:均呈环形的第一板部220和第二板部230,第一板部220的外壁与引气管10的内壁相对应或第一板部220的外壁与进气管30的内壁相对应,第二板部230位于第一板部220的内侧,第二板部230在进气方向上的两端与第一板部220连接,且第二板部230的中间区域与第一板部220间隔开,以在第二板部230与第一板部220之间构造出谐振腔210,第二板部230上开设有均与谐振腔210相连通的多个谐振孔234。
具体而言,本申请的谐振体200可以设置在进气管路的引气管10或进气管30上,并通过第一板部220与第一板部220限定出谐振腔210,在第二板部230上开设多个谐振孔234,以通过形成在进气管路内的谐振体200进行噪声能量的衰减,有效降噪。
进一步地,谐振体200构造为弹性件,以使谐振腔210的容积可在气体压力的作用下改变。
也就是说,谐振体200设置在连接管段11上,谐振腔210具有弹性,在气流经过谐振体200进入空滤盒300过程中,气流会与第一板部220发生碰撞,第一板部220由于自身弹性会产生弹性振动,以抵消气流振动产生的能量,降低气流在谐振体200内的噪声,进而使进气噪声减弱,即进气紊流波动激励可以压缩第二板部230,通过简谐振动进行能量衰减,且进入到谐振体200内的气流流速不同时,对第二板部230产生的压力不同,谐振腔210容积对应会发生变化,而不同容积下谐振腔210对应的降噪频率不同,可以实现变频降噪。
如图15-图16所示,在一些实施例中,谐振体200上设置有第二导流片240,第二导流片240设置在第一板部220的内壁上,沿引气管10的径向延伸以穿设第二板部230,并将谐振腔210分隔为多个子谐振腔211,且多个子谐振腔211的容积各不相同。
具体而言,发动机从车辆外部引入空气,将空气通过进气管30输送至空滤盒300,空滤盒300将空气过滤后输送至发动机,以供车辆发动机启动。在谐振体200内设置第二导流片240,以提高降噪效果,且第二导流片240设置在第一板部220上,可以提高第二导流片240的固定稳定性,在第二导流片240受气流冲击变形时,可以避免脱落,提高降噪稳定性。
其中,谐振体200上设置有第二导流片240,第二导流片240将谐振腔210分隔为多个子谐振腔211,在第二导流片240将谐振腔210分隔为多个子谐振腔211后,在第二板部230上设置多个谐振孔234,假设一个子谐振腔211的容积为V,当气流通过谐振体200时,第二板部230与气流碰撞形成弹性形变,该子谐振腔211的容积V发生变化,以使任一子谐振腔211在不同气体流速下的降噪不同,实现变频降噪,而多个子谐振腔211的容积不同,使每个子谐振腔211具有不同的降噪频率,从而可以对进气时产生的多种频率的噪声的能量进行衰减,以有效降低进气噪声,提升车内声品质。
可以理解的是,引气管10上设置的谐振孔234,能够在气流流过谐振体200时,使气流可以进入到谐振腔210内,第二导流片240能够将谐振腔210分隔为多个子谐振腔211,以使每个子谐振腔211的容积均可变,即在谐振体200内限定出多个容积可变的谐振腔210,
进一步地,第二导流片240沿第一板部220的长度方向延伸,且第二导流片240伸出第二板部230的部分形成为导流翅片。
具体地,在发动机启动时,发动机在不同转速时的吸气量不同,在发动机转速较高时,吸入的空气更多,在引气管10处的气流流速更大,从而产生更大的噪声,且气流在进入引气管10时的方向杂乱无序,不同方向的气流在引气管10处碰撞也会产生更大噪声。将第二导流片240设置为伸出第二板部230的导流翅片,能够在气流进入引气管10时被第二导流片240强制改变方向,以使方向杂乱无序的气流沿引气管10的延伸方向流动,无序的气流被导流成方向相同的气流,空气之间的碰撞减少,进而可以降低空气摩擦产生的噪声。
可选地,第一板部220和第二板部230在长度方向上同侧一端所成的角度小于,第一板部220与第二板部230在长度方向上同侧另一端所形成的角度,以使第二板部230的截面呈锥筒形。
具体而言,气流在通过谐振体200时,截面呈锥筒形的第二板部230能够对气流起到收束作用,增加气流通过谐振体200的流速,进而增加进气效率。同时,气流在流过第二板部230时,会撞击第二板部230的上表面,锥筒形的第二板部230能够使气流流过时更平滑,以防出现哨音现象。如图14-图16所示,在一些实施例中,谐振孔234为多个,并与多个子谐振腔211对应设置。
可选地,每个子谐振腔211对应的谐振孔234数量至少为两个,且至少两个子谐振腔211对应的谐振孔234数量不同。由此,气流可以由子谐振腔211的一个谐振孔234进入,并由另一个谐振孔234流出,以实现谐振降噪效果,而将不同子谐振腔211对应的谐振孔234数量设置不同,可以在气流流过谐振体200时对不同频率气流的能量进行衰减,以使进气噪声降低。
具体而言,每个子谐振腔211上对应谐振孔234数量不同,而开口数量不同,可以形成针对不同频率的子谐振腔211,以针对性实现多频降噪,对多频率能量进行衰减,即在变频降噪的基础上,进一步可以实现多频、变频降噪,以有效降低发动机在不同转速、不同工况下的进气噪声,提升车内声品质。
如图13所示,具体地,第二板部230包括:依次连接的第一连接部231,中间部232以及第二连接部233,第一连接部231与第一板部220长度方向上的一端连接,中间部232与第一板部220间隔开,第二连接部233与第一板部220长度方向上的另一端连接。
需要指出的是,第一连接部231与第一板部220之间的角度,小于第二连接部233与第一板部220之间的角度,以使所述第二板部230的截面呈锥筒形,进而使得谐振体200的内壁形成锥形的空气流道,空气流道的横截面积在进气方向上的逐渐减小,空气流道的大端进气,空气流道的小端出气。
其中,通过设置第一连接部231、中间部232和第二连接部233,能够形成谐振体200的谐振腔210,又由于谐振体200为弹性体,故第二板部230在第一板部220长度方向上的截面为向内拱起的锥筒形。当气流流过谐振体200时,第一连接部231能够将气流向轴心方向收束(即空气流道的大端进气、而空气流道的小端出气),在气流穿过中间部232的过程中,气流会与中间部232发生摩擦碰撞,第二板部230由于自身具有弹性,在受到碰撞后会发生弹性形变,由此可以抵消气流振动产生的能量,降低气流流动的噪声,从而降低进气噪声,提高车内声品质。
进一步地,第二连接部233的邵氏硬度小于第二导流片240的邵氏硬度,第二导流片240的邵氏硬度小于中间部232、第一连接部231的邵氏硬度,第一连接部231与中间部232的邵氏硬度相同。
具体而言,在车辆实际行驶中,有时为平稳驾驶,有时需要在较短时间内提高车辆速度,在车辆平稳驾驶时,车辆的进气量保持在稳定水平,空气进入引气管10时流动较平缓,气流对谐振体200的碰撞力度较低,由于第二连接部233的硬度较小,在气流与第二板部230发生碰撞时,硬度较小的第二连接部233能够保证谐振体200具有良好弹性,以吸收气流振动产生的噪声,进而提升车内声品质。
其中,当车辆短时间内提速时,发动机进气量急剧增加,空气进入引气管10时流速加快,气流对谐振体200的碰撞力度较大,比第二板部230硬度较大的中间部232和第一连接部231能够保证谐振体200具有良好的弹性,以吸收气流振动产生的噪声,提升车内声品质。
如图16所示,在一些实施例中,第二导流片240在朝向第二板部230延伸的方向上,横截面积逐渐减小。
由此,在谐振体200径向截面上,第二导流片240形成为由第一板部220向第二板部230方向延伸的三角形或梯形,当空气从引气管10进入后,第二导流片240能够对气流进行梳理,三角形的第二导流片240能够减少气流与第二导流片240之间的碰撞,从而降低空气振动产生的噪声,即通过自身阻尼对波动能量进行衰减,将进气紊流波动能量转化为热量进行衰减。
可选地,杂乱无序的气流在被第二导流片240导流时会与第二导流片240发生碰撞,碰撞会产生噪声,本申请通过将第二导流片240设置为弹性件,在空气与第二导流片240发生碰撞时,第二导流片240可以发生弹性形变以将碰撞产生的噪声抵消,从而增加引气管10的降噪效果。
如图10-图11所示,谐振体200设置在引气管10或进气管30的内壁上,谐振体200的外壁与引气管10或进气管30的内壁相贴合,且谐振体200的内壁形成锥形的空气流道,空气流道的大端靠近在引气管10的进口122,空气流道的小端靠近空滤盒300设置。
具体而言,引气管10与空滤盒300的进气管30连通,并适于将新鲜空气引入到空滤盒300内,引气管10的一端为进口122,另一端与进气管30连通,谐振体200的内壁限定出锥形的空气流道(基于第二板部230的形状),进而使空气流道直径较大的一端(大端)临近进口122设置,并与引气管10或进气管30的内壁硫化固定,空气流道直径较小的一端(小端)延伸至靠近空滤盒300设置,以使谐振体200的延伸长度更长,气流收束效果更好,降噪效果更好。
可以理解的是,当车辆加速时,引气管10进入的紊乱气流,流经谐振体200时,通过大端进、小端出对气流进行梳理,使进入到空滤盒300的气流平顺、波动能量低,同时谐振体200在紊乱气流的波动激励下,可以通过第一连接部231、第二连接部233压缩第二连接部233产生波动,将气流波动能量转化为热量进行衰减,以通过简谐振动吸振实现降噪。
示例性地,第一连接部231、中间部232可以构造为70度(邵氏硬度)橡胶片体,而第二连接部233可以构造为50度(邵氏硬度)橡胶片体。
本申请实施例的谐振体200可以为多段,多段谐振体200间隔布置在引气管10、进气管30内,或谐振体200构造为整体件,且自引气管10的进口122向进气管30与空滤盒300连通的一端延伸。
需要指出的是,如图17所示,图中白线为进气噪声阶次能量,例如:二阶、四阶、六阶等阶次能量。进气噪声的能量随着发动机转速的增加而增加,当转速低时进气压力小,进气噪声二阶、四阶、六阶等阶次能量频率低,当转速高时进气压力随之增大,进气噪声二阶、四阶、六阶等阶次能量频率也随之增大,针对不同转速,谐振体200需要衰减的主要阶次能量的衰减频率也会不同。
基于此,本申请在引气管10内设置构造为弹性件且具有谐振腔210的谐振体200,在气流流过谐振体200时,气流会对谐振体200的表面进行压迫,由于谐振体200构造为弹性件,在气流碰撞时谐振体200会发生弹性形变,此时谐振腔210内的容积均会发生变化,谐振腔210的谐振频率也会随之变化,进而实现适应性降低不同阶次噪声的效果。
即不同的发动机转速对应的进气流速不同,当发动机转速较低时,进气流速较低,进气噪声的二阶、四阶、六阶等阶次能量频率低,此时谐振体200受气流压迫产生的弹性形变较小,谐振腔210容积较大,此时谐振腔210频率较低,能有效吸收低流速气流产生的低频噪声;当发动机转速较高时,进气流速较高,进气噪声的二阶、四阶、六阶等阶次能量频率高,主要产生高频噪声,此时谐振体200受气流压迫产生的弹性形变较大,谐振腔210容积较小,此时谐振腔210频率较低,能有效吸收高流速气流产生的高频噪声。由此,基于谐振体200可以根据发动机转速变化,基于气体压力作用,实现变频降噪,即谐振腔210容积可变,能够在不同工况下对不同阶次频率噪声进行衰减,降低进气噪声。
其中,在发动机工作过程中,进气门的周期性开闭会导致进气系统1内的气体压力和密度出现波动变化,形成空气波动噪声,而本申请设置构造为弹性件的谐振体200,在气流进入引气管10或进气管30时,可以通过谐振体200自身的弹性对气流的波动进行缓冲、衰减,也可以降低气流激励,以降低气流波动,从而有效地降低进气噪声。
具体而言,引气管10与进气管30连通以引导空气进入空滤盒300,当气流由引气管10的进口122进入时,与谐振体200发生接触,当气流与谐振体200发生碰撞时,谐振体200发生弹性振动,以抵消空气振动产生的能量,削减空气振动产生的噪声,从而降低进气噪声;另一方面,本申请通过在引气管10或进气管30内设置谐振体200的方式降低进气噪声,与现有技术中增加进气管30长度或设置其他部件以降低进气噪声的方案相比,对发动机舱的空间布置的影响更低。
可以理解的是,当气流流过谐振体200时,由大端进入谐振体200并由小端流出谐振体200,谐振体200能够将气流向引气管10的轴心方向收束,在气流穿过谐振体200的过程中,谐振体200可以对方向杂乱的气流进行梳理,使进入空滤盒300的气流流动方向一致,波动较低,进而降低进气噪声。
可选地,第二连接部233构造为向远离中间部232方向拱起的弧形片体。在车辆进行急加速时,发动机的进气量增加,气流流过谐振体200的流速增大,第一连接部231和中间部232在气流的撞击作用下会受到相对于引气管10轴向以及径向的压力,此时由于弧形的第二连接部233的邵氏硬度较低,在受到第一连接部231和中间部232的压力后会发生轴向和径向压缩,以实现谐振腔210容积的改变,进而降低进气噪声,而在转速较为稳定时,此时以径向压缩为主。
需要说明的是,这里对谐振体200与引气管10内壁、与进气管30的内壁的连接方式不做具体限制,谐振体200可以通过粘接、硫化等方式固定在引气管10的内壁上。
根据本申请第二方面实施例的引气管10,通过设置构造为弹性件且具有谐振腔210的谐振体200,可以根据发动机工况,在发动机的进气速度以及进气量不同时,通过谐振腔210的容积变化,针对不同阶次的能量频率不同的噪声进行适应性降噪,实现变频降噪,以有效降低进气噪声,提高车内声品质。此外,通过设置在引气管10内构造为弹性件的谐振体200,无需设置赫姆霍兹谐振腔、波长管等结构,可以降低进气噪声,还可以有效降低进气系统1的管道长度,改善空间占用,降低布置难度。
根据本申请第三方面实施例的车辆,车辆具有上述实施例的引气管10。
如图1-图2和图10所示,根据本申请实施例的进气系统1,进气系统1包括:进气管总成和与进气管总成连通的空滤盒300。
其中,空滤盒300与发动机连通以向发动机供给空气,空滤盒300与进气管总成连通,引气管10与进气管30连通,引气管10的连接管段11在远离导流管段12的方向上管径逐渐增大,且导流管段12内设置有第一导流片121,连接管段11内设置谐振体200,无需设置赫姆霍兹谐振腔、波长管等结构,即可降低进气噪声,不仅可以提高声学品质,还可以有效降低进气系统1的管道长度,改善空间占用,降低布置难度。
根据本申请实施例的车辆,车辆包括上述实施例的进气系统1。
根据本申请实施例的车辆,在车辆内设置上述实施例的进气系统1,能够降低车辆的进气噪声,提升车内的声品质。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中,“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。
在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中,第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。
在本申请的描述中,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本申请的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本申请的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (12)
1.一种进气管总成,其特征在于,包括:
进气管组件(100),所述进气管组件(100)适于引导气流自所述进气管组件(100)的一端流入,并由另一端流出,且在所述进气管组件(100)的进气方向上,所述进气管组件(100)的管径先减小后增大;
谐振体(200),所述谐振体(200)设置在所述进气管组件(100)内,所述谐振体呈环形,所述谐振体(200)的内壁与外壁之间形成有若干谐振腔(210),所述谐振体(200)的内壁开设有均与所述谐振腔(210)相连通的多个谐振孔(234)。
2.根据权利要求1所述的进气管总成,其特征在于,所述进气管组件(100)包括:依次连通的引气管(10)、连通管(20)以及进气管(30),所述气流适于从所述引气管(10)流入,并由所述进气管(30)流出,所述谐振体(200)设置在所述引气管(10)或所述进气管(30)内。
3.根据权利要求2所述的进气管总成,其特征在于,所述引气管(10)包括:连接管段(11)和导流管段(12),所述导流管段(12)与所述连接管段(11)的一端连接,且所述连接管段(11)在远离所述导流管段(12)的方向上管径逐渐减小;所述连通管(20)的一端与所述连接管段(11)的另一端连通,所述连通管(20)的另一端与所述进气管(30)的一端连通,且所述连通管(20)在远离所述连接管段(11)的方向上管径逐渐增大;所述进气管(30)的另一端与空滤盒(300)连通,且所述进气管(30)在远离所述连通管(20)的方向上管径逐渐增大。
4.根据权利要求3所述的进气管总成,其特征在于,所述连接管段(11)的最大管径D1与所述连接管段(11)的最小管径D2满足D1≥1.1D2;
所述连通管(20)的最大管径D3与所述连通管(20)的最小管径D4满足D3≥1.1D4;
所述进气管(30)的最大管径D5与所述进气管(30)的最小管径D6满足D5≥1.1D6,且D2=D4,D3=D6;所述连接管段(11)的延伸长度>D2,所述连通管(20)的延伸长度>D4,所述进气管(30)的延伸长度>D6。
5.根据权利要求3所述的进气管总成,其特征在于,所述连接管段(11)的轴线与所述导流管段(12)的轴线之间具有角度,所述导流管段(12)内设置有第一导流片(121),且所述第一导流片(121)构造为柔性件。
6.根据权利要求2所述的进气管总成,其特征在于,所述谐振体(200)包括:均呈环形的第一板部(220)和第二板部(230),所述第一板部(220)的外壁与引气管(10)的内壁相对应或所述第一板部(220)的外壁与进气管(30)的内壁相对应,所述第二板部(230)位于所述第一板部(220)的内侧,所述第二板部(230)在进气方向上的两端与所述第一板部(220)连接,且所述第二板部(230)的中间区域与所述第一板部(220)间隔开,以在所述第二板部(230)与所述第一板部(220)之间构造出谐振腔(210),所述第二板部(230)上开设有均与所述谐振腔(210)相连通的多个谐振孔(234)。
7.根据权利要求6所述的进气管总成,其特征在于,所述谐振体(200)上设置有第二导流片(240),所述第二导流片(240)设置在所述第一板部(220)的内壁上,沿所述第一板部(220)的径向延伸穿设所述第二板部(230),并将所述谐振腔(210)分隔为多个子谐振腔(211),多个所述子谐振腔(211)的容积各不相同。
8.根据权利要求6所述的进气管总成,其特征在于,所述第一板部(220)和所述第二板部(230)在长度方向上同侧一端所成的角度小于,所述第一板部(220)与所述第二板部(230)在长度方向上同侧另一端所成的角度,以使所述第二板部(230)的截面呈锥筒形。
9.根据权利要求6所述的进气管总成,其特征在于,所述第二板部(230)包括:依次连接的第一连接部(231),中间部(232)以及第二连接部(233),所述第一连接部(231)与所述第一板部(220)长度方向上的一端连接,所述中间部(232)与所述第一板部(220)间隔开,所述第二连接部(233)与所述第一板部(220)长度方向上的另一端连接。
10.根据权利要求9所述的进气管总成,其特征在于,所述第二连接部(233)的邵氏硬度小于所述第二导流片(240)的邵氏硬度,所述第二导流片(240)的邵氏硬度小于所述中间部(232)、所述第一连接部(231)的邵氏硬度,所述第一连接部(231)与所述中间部(232)的邵氏硬度相同。
11.一种进气系统,其特征在于,包括:
权利要求1-10中任一项所述的进气管总成;
空滤盒(300),所述空滤盒(300)与所述进气管总成连通。
12.一种车辆,其特征在于,所述车辆包括权利要求11所述的进气系统(1)。
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