CN216044115U - 进气系统及车辆 - Google Patents

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李秋雨
吴文静
宋玉波
肖金涛
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Abstract

本实用新型公开了一种进气系统及车辆,该进气系统包括消音组件、引气管和进气管,其中,消音组件包括内插管、谐振腔和四分之一波长管。当噪声通过引气管进入到进气系统后,通过内插管、谐振腔、以及四分之一波长管的消声作用,可有效降低进气噪音,从而为驾驶员提供更为舒适的驾驶环境。此外,谐振腔将内插管罩设在腔体内部,并连接到引气管的管体上,可以大大地减少进气系统在内插管延伸方向上的占用空间,使整个进气系统的结构更加紧凑。

Description

进气系统及车辆
技术领域
本申请涉及车辆噪声消除技术领域,具体涉及一种进气系统及车辆。
背景技术
随着顾客对车辆舒适性的要求越来越高,当前车辆噪声与振动已是衡量车辆性能好坏的一项重要指标。同时,国家对噪声污染控制也越来越严格。
进气系统作为车辆的重要组成部分之一,直接关系到车辆的NVH(Noise、Vibration、Harshness)性能。进气噪声在发动机总噪声中占有重要分量,并且随着发动机性能的逐步提高,进气系统内气流速度也随之加大,导致进气噪声也日益增大。因此,有必要在进气系统上设置合理结构的消音组件来降低进气噪声。
实用新型内容
针对上述问题,本实用新型提供了一种结构紧凑的进气系统,可以有效降低进气噪音。本实用新型具体采用如下技术方案:
一种进气系统,所述进气系统包括引气管、进气管和消音组件;
所述消音组件包括具有开口的谐振腔、两端开口的引气管和一端封闭且另一端开口的四分之一波长管;
所述引气管的进气口与所述引气管的管体上的侧出气口连接,以使所述引气管与所述引气管连通;
所述谐振腔的开口连接到所述引气管的管体上,且所述谐振腔罩设住所述引气管,使所述引气管位于所述谐振腔和所述引气管的管体形成的空间内;
所述引气管的出气口与所述进气管的进气口连接;
所述四分之一波长管的进气口与所述进气管的管体上的侧出气口连接,以使所述进气管与所述四分之一波长管连通。
可选地,所述谐振腔通过焊接与所述引气管连接。
可选地,所述四分之一波长管包括第三管体和第四管体;
所述第三管体的进气口连接到所述进气管的管体上的侧出气口;
所述第四管体的进气口连接到所述第三管体的出气端,且所述第四管体与所述第三管体之间形成90°夹角,所述第四管体的与进气端相对的另一端是封闭的。
可选地,所述四分之一波长管通过弹性卡箍与所述进气管连接。
可选地,所述内插管(12)的内径大小范围为12~14mm,所述内插管(12) 的长度范围为81-87mm;
所述谐振腔(11)的腔体体积大小为980-1000cm3
所述四分之一波长管(13)的内径大小为28-32mm,所述四分之一波长管 (13)的长度为165-175mm。
可选地,所述进气系统还包括空气滤清器;
所述空气滤清器的进气端与所述引气管的出气口连接,所述空气滤清器的出气端与所述进气管的进气口连接。
可选地,所述空气滤清器的出气端设有卡接部,所述进气管通过所述卡接部与所述空气滤清器连接。
可选地,所述进气管通过蜗杆卡箍与所述空气滤清器连接。
可选地,所述引气管包括第一管体和第二管体,其中,所述第一管体为注塑件,所述第二管体为吹塑件;
所述第一管体上设置有所述引气管,且所述引气管与所述第一管体被构造为一体;
所述第二管体的进气端与所述第一管体连接,所述第二管体的出气口与所述进气管的进气口连接。
一种车辆,所述车辆包括上述进气系统。
本申请实施例的有益效果至少在于:
本实用新型公开了一种进气系统及车辆,该进气系统包括消音组件、引气管和进气管,其中,消音组件包括内插管、谐振腔和四分之一波长管。当噪声通过引气管进入到进气系统后,通过内插管、谐振腔、以及四分之一波长管的消声作用,可有效降低进气噪音,从而为驾驶员提供更为舒适的驾驶环境。此外,谐振腔将内插管罩设在腔体内部,并连接到引气管的管体上,可以大大地减少进气系统在内插管延伸方向上的占用空间,使整个进气系统的结构更加紧凑。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型一个实施例提供的进气系统的示意图;
图2为本实用新型另一实施例提供的进气系统的示意图;
图3为车辆上设置本实用新型实施例提供的进气系统和未设置该进气系统两种情况下的噪声强度-发动机转速的关系曲线图。
其中,附图标记分别表示:
1-消音组件;
11-谐振腔;
12-内插管;
13-四分之一波长管;
131-第三管体;
132-第四管体;
2-引气管;
21-第一管体;
22-第二管体;
3-进气管;
4-空气滤清器;
41-卡接部。
具体实施方式
在对本申请实施方式作进一步地详细描述之前,需要说明的是,在本申请中,术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。并且,除非另有定义,本申请实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。使本申请的技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
为改善发动机噪声问题,本实用新型实施例提供了一种进气系统,如图1 所示,该进气系统包括引气管2、进气管3和消音组件1,其中,引气管2的出气口与进气管3的进气口连接,从而空气通过引气管2进入进气系统,与此同时也产生进气噪声。
应当理解的是,引气管2的进气口用于从车身外部吸入空气,从而空气流经整个进气系统,最终通过进气管3输送至发动机,从而发动机对空气做功,使内能转化为机械能来为车辆提供动力。
消音组件1包括具有开口的谐振腔11、两端开口的内插管12和一端封闭且另一端开口的四分之一波长管13。
内插管12的进气口与引气管2的管体上的侧出气口连接,以使内插管12 与引气管2连通。谐振腔11的开口连接到引气管2的管体上,且谐振腔11罩设住内插管12。内插管12可以改变引气管2内噪声的流动路径,噪声可在内插管12的引导作用下进入到谐振腔11内,从而谐振腔11可以对中低频噪音进行消音。并且,谐振腔11罩设住内插管12并连接到引气管2的管体上,使得内插管12位于谐振腔11和引气管2的管体形成的空间内,这样既能通过内插管使噪声进入到谐振腔11内进行消音,又能有效减少进气系统在内插管12长度延伸方向上的占用空间,使整个进气系统的结构更加紧凑,这样的进气系统尤其适用于车身安装空间有限的情形。
需说明的是,谐振腔11大体为具有一定体积的箱体结构,该箱体可以是规则形状,比如长方体,但在某些情况下,出于避让考虑,需要将箱体构造为异形,因此,这里对谐振腔11的形状不做具体限定,可以根据实际需求来合理地设计谐振腔11的形状。
作为一种示例,谐振腔11可以通过焊接与引气管1连接,从而实现两者的牢靠连接。
同时,可以理解的是,内插管12的未与引气管2连接的开口是自由的,也就是说,谐振腔11在内插管12的长度延伸方向上的尺寸大于内插管12的长度,从而使内插管12能够被罩设在谐振腔11内部,同时使内插管12的未与引气管2连接的开口不与谐振腔11的内壁相接触,以保证内插管12能够顺利地将噪声引入至谐振腔11内。
四分之一波长管13的进气口与进气管3的管体上的侧出气口连接,以使进气管3与四分之一波长管13连通,也即是,四分之一波长管13的开口的一端与进气管3连接,从而流经进气管3的噪声可以进入到四分之一波长管13内,由于四分之一波长管13的另一端是封闭的,所以进入到四分之一波长管13的噪声声波遇到阻碍后会被反射回进气管3内,且被反射回的噪声声波与进气管3 管道内的噪声声波形成对流,从而消除高频率噪声。
这里需要说明的是,四分之一波长管13是根据声学原理进行降噪而采用的一种结构设计,之所以被称之为“四分之一波长管”是因为声波在四分之一波长处为波峰或波谷,通过合理的管体结构设计使被反射的声波与进气声波刚好在波峰和波谷处相遇,以达到最佳消音效果。
四分之一波长管13体积较小,成形较为容易,因此,作为一种示例,四分之一波长管13可以为吹塑件,并且塑料件也可以缓解振动传递,有利于消音。
作为一种示例,四分之一波长管13通过弹性卡箍与进气管3连接。
下面对消音组件1的消音原理进行介绍:噪音通过引气管1进入进气系统,并在管道内进行传播,当声波到达内插管12处时,传播路径发生变化,一部分通过内插管12进入到谐振腔11内,另一部分继续在引气管1的管道内传播,并且,进入到谐振腔11内的声波遇到腔体内壁后会有部分被反射回来,由于管道交界处声阻抗的变化,从而达到消音目的。引气管1的管体内的那部分声波继续向前传播,当声波通过进气管3上的侧出气口进入到四分之一波长管13后,声波被四分之一波长管13的封闭端反射回到进气管3的管道内,被反射回去的高频噪声声波与进气管3的管道内同频率的声波由于相位相反而相互抵消,从而达到消音目的。可见,通过消音组件1的谐振腔11、内插管12和四分之一波长管13的共同作用,可以有效地消除进气噪音,从而为驾驶者提供一个较为舒适的驾驶环境。
为使进气系统整体结构更加紧凑,作为一种示例,如图2所示,四分之一波长管13可以包括第三管体131和第四管体132,其中,第四管体132的与进气端相对的另一端是封闭的。第三管体131的进气口连接到进气管3的管体上的侧出气口,从而噪声可以通过进气管3上的侧出气口进入到四分之一波长管13内,而第四管体132的进气口连接到第三管体131的出气口,且第四管体132 与第三管体131之间形成90°夹角,也就是说,四分之一波长管13整体是弯折管,与直管相比,弯折管可以减少四分之一波长管13在某一延伸方向上的长度,从而减少在该方向上的占用空间,使进气系统整体结构更加紧凑。并且,若四分之一波长管13整体为吹塑件,第四管体132与第三管体131之间形成90°夹角这样的结构会更加利于成型。
需说明的是,在四分之一波长管13包括第三管体131和第四管体132的情况下,为消除不同频率噪声而设计四分之一波长管13的尺寸时,主要考虑的是四分之一波长管13的整体长度和内径大小,整体长度也即是第三管体131和第四管体132的长度之和。至于第三管体131和第四管体132各自管体的长度可以根据实际情况进行调整,比如在第三管体131长度延伸方向上的空间很有限情况下,可以将第三管体131的长度设置得短一些。
可以理解的是,当四分之一波长管13包括第三管体131和第四管体132时,四分之一波长管13可以通过弹性卡箍与进气管3连接。
被进气系统吸入的空气中往往含有杂质或者灰尘颗粒,如果这样的空气直接被吸入发动机的气缸中,空气中的颗粒会加速活塞组及气缸的磨损,更为严重的是,较大的颗粒可能进入活塞与气缸之间,造成“拉缸”现象,将严重影响发动机的正常工作。为提高进气系统吸入空气的质量,作为一种示例,如图2 所示,进气系统还可以包括空气滤清器4,它的进气端与引气管2的出气口连接,它的出气端与进气管3的进气口连接。空气滤清器4内部设有用来过滤空气中的杂质及灰尘的空气滤芯,防止较大的灰尘颗粒被吸入到发动机中。同时,为了进一步降低进气噪声,可以在空气滤清器4内部设置隔板,从而减小空气的振动。
作为一种示例,如图2所示,空气滤清器4的进气端可以设有卡接部41,从而引气管2通过卡接部41与空气滤清器4进行连接。
作为一种示例,进气管3通过蜗杆卡箍与空气滤清器4进行连接。
出于不同的使用需求,引气管2的进气端常被构造为不同的形状结构,因此,引气管2一般为注塑件,这样可以灵活地成形出具有不同形状结构的引气管2。为了简化制造工艺,同时节省组装成本,作为一种示例,引气管2和内插管12可以被构造为一体,也就是说,引气管2和内插管12可以通过注塑成形工艺被一体制造出来。
进一步地,为提高引气管2的使用灵活性,作为一种示例,如图2所示,引气管2可以包括第一管体21和第二管体22,其中,第一管体21为注塑件,第一管体21上设置有上述内插管12,且内插管12与第一管体21被构造为一体。而第二管体22为吹塑件,其设置在第一管体21和空气滤清器4之间,也即第二管体22的进气口与第一管体21连接,第二管体22的出气口与空气滤清器4 连接。这样,注塑件第一管体21能够满足形状和强度上的使用需求,而吹塑件第二管体22相比于注塑件具体更好的柔韧性和延展性,从而可以更加灵活地与其他组件进行连接。
当第一管体21为注塑件时,谐振腔11也可以为注塑件,这样通过塑料焊接工艺就可以将谐振腔11牢固地连接到引气管1或者第一管体21上。
作为一种示例,进气管3为软橡胶管,可以通过模压工艺成形而成。
通过合理设定谐振腔11的体积大小、内插管12的尺寸以及四分之一波长管的尺寸可以有效地消除特定频率的噪声。通过计算和模拟软件仿真分析得出:当内插管12的内径大小范围为12~14mm,比如13.6mm,且它的长度范围为 81-87mm,比如84mm,同时谐振腔11的腔体体积大小为980-1000cm3时,比如991mm,利用谐振腔11可以有效消除67Hz的低频噪声。当四分之一波长管 13的内径大小为28-32mm,比如30mm,且它的长度为范围165-175mm时,比如170mm,可以有效消除470Hz的高频噪声。
进一步地,图3示出了车辆上设置包括上述消音组件的进气系统和未设置该消音组件的进气系统两种情况下的噪声强度-发动机转速的关系曲线图,从图 3可以看出,当车辆的转速在2000rpm-3500rpm范围内时,实线基本都位于虚线下方,也即是当车辆转速在该范围时,设置本申请实施例的进气系统后的进气噪声强度大小要低于未设置该进气系统的进气噪声强度,可见本申请实施例的进气系统明显地改善了噪声问题,有效地解决了2000rpm-3500rpm范围内的轰鸣声问题。
需说明的是,当发动机的转速在2000rpm-3500rpm范围时,占主要影响地位的是67Hz的低频噪声和470Hz的高频噪声,通过在进气系统上集成上述尺寸设定消音组件,可以有效地消除进气噪声,使得驾驶员能够在较为舒适的环境下驾驶。还需说明的是,驶车辆时正常行驶速度所对应的发动机转速一般都处于2000rpm-3500rpm这一范围内,也即是本申请实施例的进气系统实用性较强,能够消除常规行驶速度下的进气噪声。
本申请实施例还提供了一种车辆,该车辆包含上述任一种的进气系统,从而当发动机工作时,噪声伴随空气通过引气管进入到进气系统后,通过内插管、谐振腔、以及四分之一波长管的消声作用,可以有效地降低进气噪声,从而为驾驶员提供一个较为舒适的驾驶环境。
应当理解的是,本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的本申请后,将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的。

Claims (10)

1.一种进气系统,其特征在于,所述进气系统包括引气管(2)、进气管(3)消音组件(1);
其中,所述引气管(2)的出气口与所述进气管(3)的进气口连接;
所述消音组件(1)包括具有开口的谐振腔(11)、两端开口的内插管(12)和一端封闭且另一端开口的四分之一波长管(13);
所述内插管(12)的进气口与所述引气管(2)的管体上的侧出气口连接,以使所述内插管(12)与所述引气管(2)连通;
所述谐振腔(11)的开口连接到所述引气管(2)的管体上,且所述谐振腔(11)罩设住所述内插管(12),使所述内插管(12)位于所述谐振腔(11)和所述引气管(2)的管体形成的空间内;
所述四分之一波长管(13)的进气口与所述进气管(3)的管体上的侧出气口连接,以使所述进气管(3)与所述四分之一波长管(13)连通。
2.根据权利要求1所述的进气系统,其特征在于,所述谐振腔(11)通过焊接与所述引气管(2)连接。
3.根据权利要求1所述的进气系统,其特征在于,所述四分之一波长管(13)通过弹性卡箍与所述进气管(3)连接。
4.根据权利要求1所述的进气系统,其特征在于,所述四分之一波长管(13)包括第三管体(131)和第四管体(132),其中,所述第四管体(132)的与进气端相对的另一端是封闭的;
所述第三管体(131)的进气口连接到所述进气管(3)的管体上的侧出气口;
所述第四管体(132)的进气口连接到所述第三管体(131)的出气口,且所述第四管体(132)与所述第三管体(131)之间形成90°夹角。
5.根据权利要求1所述的进气系统,其特征在于,所述内插管(12)的内径大小范围为12~14mm,所述内插管(12)的长度范围为81-87mm;
所述谐振腔(11)的腔体体积大小为980-1000cm3
所述四分之一波长管(13)的内径大小为28-32mm,所述四分之一波长管(13)的长度为165-175mm。
6.根据权利要求1所述的进气系统,其特征在于,所述系统还包括空气滤清器(4);
所述空气滤清器(4)的进气端与所述引气管(2)的出气口连接,所述空气滤清器(4)的出气端与所述进气管(3)的进气口连接。
7.根据权利要求6所述的进气系统,其特征在于,所述空气滤清器(4)的进气端设有卡接部(41),所述引气管(2)通过所述卡接部(41)与所述空气滤清器(4)连接。
8.根据权利要求6所述的进气系统,其特征在于,所述进气管(3)通过蜗杆卡箍与所述空气滤清器(4)连接。
9.根据权利要求6所述的进气系统,其特征在于,所述引气管(2)包括第一管体(21)和第二管体(22),其中,所述第一管体(21)为注塑件,所述第二管体(22)为吹塑件;
所述第一管体(21)上设置有所述内插管(12),且所述内插管(12)与所述第一管体(21)被构造为一体;
所述第二管体(22)的进气口与所述第一管体(21)连接,所述第二管体(22)的出气口与所述空气滤清器(4)连接。
10.一种车辆,其特征在于,所述车辆包括如权利要求1-9任一项所述的进气系统。
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