CN203847294U - 内燃机进气管 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种内燃机进气管。该内燃机进气管被配置于内燃机进气系统中设置的增压器的进气气流的上游侧，包括管壁的至少一部分为平坦面或平缓曲面的扁平部(3ｃ)，在该扁平部(3ｃ)的形成为平坦面或平缓曲面的平坦状管壁(30ａ)上形成有沿进气气流的方向延伸的拱槽(31、32)，该拱槽(31、32)被形成为从平坦状管壁(30ａ)的管内侧向管外侧拱起。采用该结构，能够抑制进气噪音，且不会使进气压力损失增加。

Description

内燃机进气管

技术领域

本实用新型涉及内燃机进气管，特别是装备有增压器的内燃机的进气管。

背景技术

目前，很多汽车等用的内燃机中，都装备有用于将进气压缩之后送入内燃机气缸的增压器。然而，增压器会引起进气脉动而造成进气噪音。具体而言，在增压器的压缩机上游侧连接有弯曲状进气管的情况下，由于该进气管的弯曲部分的内侧壁部发生进气气流剥离，所以流速分布差异较大，使得压缩机的压力脉动增大。对此，专利文献1中公开了一种增压器的气流音降低装置。该气流音降低装置通过对从弯曲状进气管流到压缩机叶轮上的进气气流进行整流而使流速分布变得均匀，来抑制压力的脉动。在该气流音降低装置中，进气管的弯曲部分的内侧壁部上形成有突起，该突起能使因气流剥离而产生的乱流扩大，所以能使流速分布变得均匀。

然而，如上所述那样，通过形成突起来促进气流的剥离，使进气管内的乱流扩大的话，会带来压力损失增大、内燃机输出降低等问题。

另一方面，为了确保进气管的刚性，进气管的截面多采用圆形，但为了便于车内安装，进气管的某些部分被加工为扁平状，即，截面成为长圆形或长方形等。在此情况下，进气管的某些部分的管壁成为平坦状管壁，当进气气流过该平坦状管壁时，会引起膜振动而发出较大的噪音。为了抑制这种因进气管管壁振动而引起的噪音(进气噪音)，可以增大进气管管壁的壁厚、或在进气管管壁上贴减振片。另外，还可以在进气管的相向而对的平坦状管壁之间设置支柱来抑制平坦状管壁的振动。

然而，这些方法均会导致造价升高及重量增加，而且还会因进气通道的截面面积减小而使压力损失增大。

【专利文献1】：日本特开2007-77860号公报

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于，提供一种既能降低进气噪音又能避免进气压力损失增大的内燃机进气管。

作为解决上述技术问题的技术方案，本实用新型提供一种内燃机进气管，该内燃机进气管配置于内燃机进气系统中设置的增压器的进气气流的上游侧，包括管壁的至少一部分为平坦面或平缓曲面的扁平部，其特征在于：在所述扁平部的形成为平坦面或平缓曲面的平坦状管壁中，至少有一个所述平坦状管壁上形成有沿进气气流的方向延伸的至少一条拱槽，该拱槽被形成为从所述平坦状管壁的管内侧向管外侧拱起。

如上所述的本实用新型的内燃机进气管具有以下优点。即，由于在进气管的扁平部的至少一个平坦状管壁上形成有，至少一个沿着进气气流的方向延伸的、从平坦状管壁的内侧向外侧拱起拱槽，所以，进气管的扁平部的刚性得到提高的同时，该扁平部中容易产生膜振动的平坦状管壁的固有共振频率得到调节，从而能够有效地降低由进气脉动引起的噪音。

详细而言，在内燃机运行中若进气的脉动频率(振动次数的倒数)与进气管的扁平部的平坦状管壁的固有共振频率重合，则平坦状管壁会产生共振而使噪音增大。对此，通过在平坦状管壁上形成从管内侧向管外侧拱起的拱槽，能够使平坦状管壁的固有振动频率与进气的脉动频带错开。其结果，能够防止平坦状管壁发生共振，从而有效地降低由进气脉动引起的进气噪音。同时，由于拱槽被形成为从平坦状管壁的管内侧向管外侧拱起，不会增加管壁厚度，也不会使进气通道的截面面积减小，所以，不会使进气压力损失增大。

在上述本实用新型的内燃机进气管中，较佳为，所述拱槽的深度被设定为所述扁平部的高度的五分之一以上；所述拱槽的宽度被设定为所述平坦状管壁的宽度的三分之一以上，其中，所述扁平部的高度是指，所述平坦状管壁与其对面的管壁之间的最长距离。采用该结构，能够确保平坦状管壁的固有振动频率与进气的脉动频带错开，因而能够切实防止因平坦状管壁的共振而引起进气噪音增大的情况发生。

在上述本实用新型的内燃机进气管中，较佳为，在所述平坦状管壁上，还形成有与所述拱槽相交叉的、从所述平坦状管壁的管内侧向管外侧拱起的交叉拱槽。采用该结构，由于除了沿进气气流延伸的拱槽之外，在平坦状管壁上还形成有与拱槽相交叉的交叉拱槽，所以平坦状管壁的刚性进一步得到提高的同时，更易于改变平坦状管壁的固有振动频率，使进气噪音抑制效果进一步得到提高。

附图说明

图1是本实用新型的实施方式所涉及的内燃机进气管的斜视图。

图2是图1所示的内燃机进气管的反面侧的斜视图。

图3是图2中的III-III线上的截面图。

图4是表示噪音的频率特性的曲线图。

图5是表示噪音与发动机转速之间的关系的曲线图。

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型的具体实施方式进行说明。该实施方式所涉及的内燃机装备有涡轮增压器1(也可以是机械式增压器)，其进气系统采用本实用新型的结构。

如图1和图2所示，在涡轮增压器1的压缩机2的进气气流上游侧，配置有由树脂制成的进气管3。进气管3的上游端3ａ与装设有空气净化器及空气流量计等的上游侧进气管(未图示)相连接。进气管3的下游端3ｂ与涡轮增压器1的压缩机2相连接。进气管3在上游端3ａ平缓地向图2中的右侧弯曲之后一直延伸至压缩机2附近，然后在到达下游端3之前Ｃ字形地向图2中的左侧弯曲。

涡轮增压器1具备涡轮4和压缩机2，涡轮4受来自排气歧管(未图示)的排气气流驱动而带动压缩机2旋转。从涡轮4通过后的排气气流进入催化净化装置5得到净化。被压缩机2压缩后的进气经由下游侧的进气管6而被强制送往进气歧管(未图示)。

进气管3的上游端3ａ的开口具有圆形截面(如图2所示)，进气管3的下游端3ｂ的开口也具有圆形截面。但是，为了提高内燃机在车内的安装性能，进气管3的上游端3ａ之后的弯曲部与下游端3ｂ之前的弯曲部之间的部分被形成为扁平状的扁平部3ｃ。

图3是图2中的III-III线上的截面图，如图3所示，扁平部3ｃ的截面形状为，高度ｈ0小于宽度ｗ0的长圆形(即，具有两个直线边和两个曲线边的长圆形)。

更具体而言，进气管3的扁平部3ｃ具有两个平坦状管壁30ａ，该两个平坦状管壁30ａ平行于扁平部3ｃ的宽度(ｗ0)方向，并在高度(ｈ0)方向上相向而对，该两个平坦状管壁30ａ之间分别由弯曲面连接。

图1和图2中分别示出的扁平部3ｃ的两个平坦状管壁30ａ的外壁面。由于平坦状管壁30ａ的平面面积较大，所以扁平部3ｃ如鼓一样容易发生膜振动。为此，本实施方式中，在扁平部3ｃ的两个平坦状管壁30ａ上分别加工了拱槽31和拱槽32。

详细而言，如图1所示，在进气管3的一侧的平坦状管壁30ａ(以下也称上侧平坦状管壁30ａ)上形成了两条沿进气气流方向延伸的拱槽32、及一条与靠近上游端3ａ的拱槽32相交叉的交叉拱槽34。两个拱槽32之间有一定间隔，各自的长度为平坦状管壁30ａ(扁平部3ｃ)长度的40％左右。

另外，如图2所示，在进气管3的另一侧的平坦状管壁30ａ(以下也称下侧平坦状管壁30ａ)上形成有一条沿进气气流方向延伸的拱槽31、及一条与拱槽31相交叉的交叉拱槽33。拱槽31的长度约为平坦状管壁30ａ长度的80％左右。

如图3所示，拱槽31、拱槽32分别从下侧平坦状管壁30ａ、上侧平坦状管壁30ａ的管内侧向管外侧拱起。拱槽31和拱槽32具有半圆形的截面，各自的高度ｈ被设定为扁平部3ｃ的高度ｈ0的五分之一；各自宽度ｗ被设定为平坦状管壁30ａ的宽度ｗ0的三分之一。另外，交叉拱槽33和交叉拱槽34的截面形状与拱槽31和拱槽32相同。

通过在进气管3的扁平部3ｃ的平坦状管壁30ａ上形成拱槽31、拱槽32以及交叉拱槽33和交叉拱槽34，扁平部3ｃ的刚性得到提高的同时，平坦状管壁30ａ的固有振动频率离开了进气的脉动频带。其结果，能够防止平坦状管壁30ａ发生共振，降低进气噪音。

如上所述那样，在内燃机运行中，进气在被压缩机2压缩的过程中会产生压力脉动(进气脉动)，该压力脉动会传播到进气管3中引起具有平坦状管壁30ａ的扁平部3ｃ振动。尤其是当压力脉动中振幅较高的频率与扁平部3ｃ的平坦状管壁30ａ的固有共振频率重合时，平坦状管壁30ａ会发生共振而出现鼓面振动般的膜振动，使得噪音等级大幅升高。

图4是表示内燃机附近的噪音的频率特性的曲线图。该频率特性示出内燃机运行中，在内燃机右侧相距内燃机1米之处测到的噪音的声压级与频率之间的关系的实验结果的一例。图4中，实线曲线Ａ是在进气管3上未形成拱槽31和拱槽32及交叉拱槽33和交叉拱槽34时噪音的频率特性。从曲线Ａ可知，在进气的脉动频带ｆ1～ｆ2Ｈｚ内噪音的声压级(振动的振幅)急剧升高，这说明因为在频带ｆ1～ｆ2Ｈｚ内进气管3的平坦状管壁30ａ发生了共振，所以使得内燃机附近的噪音的声压级增幅。

图4中，虚线曲线Ｂ是在进气管3上形成有拱槽31和拱槽32及交叉拱槽33和交叉拱槽34时(本实用新型的实施方式的进气管3)噪音的频率特性。如曲线Ｂ所示，与曲线Ａ相比，在进气的脉动频带ｆ1～ｆ2Ｈｚ内，噪音的声压级没有急剧升高，这说明在进气脉动频带ｆ1～ｆ2Ｈｚ内进气管3的平坦状管壁30ａ未发生共振。

这是因为在进气管3的扁平部3ｃ的平坦状管壁30ａ上形成了拱槽31和拱槽32以及交叉拱槽33和交叉拱槽34之后，扁平部3ｃ的结构发生了变化，即原来的平坦管壁变成了带拱槽的管壁，从而扁平部3ｃ的固有振动频率的值发生变化而离开了进气脉动的振动频带ｆ1～ｆ2Ｈｚ，所以能够避免扁平部3ｃ的平坦状管壁30ａ与进气脉动之间产生共振。

为了进一步验证本实用新型的效果，图4中的点线曲线Ｃ还示出了在平坦状管壁30ａ上未形成拱槽31和拱槽32以及交叉拱槽33和交叉拱槽34，但是贴有吸音材料(减振材料)时的噪音的频率特性。如图4所示那样，曲线Ｃ的频率特性与曲线Ｂ的相似，在进气的脉动频带ｆ1～ｆ2Ｈｚ内也未出现声压级变高的情况。即，本实用新型的上述实施方式的结构能够获得与贴吸音材料的结构相同的频率特性。

进一步，图5是表示噪音与发动机转速之间的关系的曲线图。该曲线图示出内燃机运行中，在内燃机右侧相距内燃机1米之处测量到的噪音的声压级与发动机转速之间的关系的实验结果的一例。图5中的实线曲线Ａ、虚线曲线Ｂ、点线曲线Ｃ分别表示，进气管3的平坦状管壁30ａ上未形成任何拱槽(未实施降噪措施的现有技术)时噪音与转速的关系、在平坦状管壁30ａ上形成有拱槽31和拱槽32以及交叉拱槽33和交叉拱槽34(采用拱槽的本实用新型)时噪音与转速的关系、在平坦状管壁30ａ上未形成任何拱槽但贴有吸音材料(采用吸音材料的现有技术)时噪音与转速的关系。如图5所示，发动机转速在ｎｅ1～ｎｅ2，即低中转速区域时，与采用了拱槽的本实用新型(曲线Ｂ所示)、及采用了吸音材料的现有技术(曲线Ｃ所示)相比，未实施降噪措施的现有技术(曲线Ａ所示)的噪音的声压级较高。

因而，在发动机转速为ｎｅ1～ｎｅ2的低中转速区域中，采用本实用新型的上述结构能够获得与贴吸音材料的结构相同的降噪效果。但是，采用本实用新型的上述结构，不会像贴吸音材料那样使进气流通截面的面积减小，因而，不会使进气压力损失增大。另外，通常在进气管中贴吸音材料的情况下，需要在将树脂制的进气管吹成形之后，在其壁面上贴吸音材料，所以会导致材料费和加工费增加，而采用本实用新型的上述结构，则可在制造进气管的同时形成上述各拱槽，因而不会使制造成本增加。

另外，在上述实施方式中，说明了在进气管3的扁平部3ｃ的两侧的平坦状管壁30ａ上分别形成拱槽31和拱槽32以及交叉拱槽33和交叉拱槽34的例子，但本实用新型不局限于此。也可以只在上侧或下侧的平坦状管壁30ａ上形成拱槽32或拱槽31，在此情况下，较佳为，在面向车体外侧的平坦状管壁30ａ上形成拱槽。另外，也可以不设交叉拱槽33和交叉拱槽34。

另外，在上述实施方式中，说明了将拱槽31、拱槽32、交叉拱槽33、和交叉拱槽34的深度ｈ设定为扁平部3ｃ高度ｈ0的五分之一；宽度ｗ设定为平坦状管壁30ａ宽度ｗ0的三分之一的例子，但本实用新型不局限于此。也可以将各拱槽(31、32、33、34)的深度ｈ设定的大于扁平部3ｃ高度ｈ0的五分之一，宽度ｗ设定得大于平坦状管壁30ａ宽度ｗ0的三分之一。只要能够使扁平部3ｃ的平坦状管壁30ａ的固有振动频率离开进气的脉动频带即可。

另外，在上述实施方式中，说明了进气管3的扁平部3ｃ的截面为长圆形(即，有两个平坦状管壁30ａ)的例子，但本实用新型不局限于此。进气管3的扁平部3ｃ只要有一个以上的形成为平坦面或平缓弯曲面的平坦状管壁30ａ，便可在该一个以上的平坦状管壁30ａ上形成上述拱槽。

Claims (3)

1.一种内燃机进气管，配置于内燃机进气系统中设置的增压器的进气气流的上游侧，包括管壁的至少一部分为平坦面或平缓曲面的扁平部，其特征在于：

在所述扁平部的形成为平坦面或平缓曲面的平坦状管壁中，至少有一个所述平坦状管壁上形成有沿进气气流的方向延伸的至少一条拱槽，该拱槽被形成为从所述平坦状管壁的管内侧向管外侧拱起。

2.如权利要求1所述的内燃机进气管，其特征在于：

所述拱槽的深度被设定为所述扁平部的高度的五分之一以上；所述拱槽的宽度被设定为所述平坦状管壁的宽度的三分之一以上，其中，所述扁平部的高度是指，所述平坦状管壁与其对面的管壁之间的最长距离。

3.如权利要求1或2所述的内燃机进气管，其特征在于：

在所述平坦状管壁上，还形成有与所述拱槽相交叉的、从所述平坦状管壁的管内侧向管外侧拱起的交叉拱槽。