CN221120157U - 发动机进气系统及汽车 - Google Patents

Abstract

本申请涉及汽车技术领域，公开了一种发动机进气系统及汽车，发动机进气系统包括：消音器组件、进气组件和排气组件；消音器组件的内部形成有气流通道，气流通道的两端分别与进气组件和排气组件连通，消音器组件的至少一部分位于进气组件的内部，且消音器组件位于进气组件内的部分上设置有第一扰流结构，第一扰流结构用于对流入气流通道的气流进行分流。本申请提供的发动机进气系统及汽车，有效地缓解了发动机进气过程中产生的噪音，提升了汽车的NVH性能。

Description

发动机进气系统及汽车

技术领域

本申请涉及汽车技术领域，具体涉及一种发动机进气系统及汽车。

背景技术

传统及混合动力汽车发动机的噪声与振动是直接影响舒适的重要因素之一。发动机进气系统作为汽车动力系统的重要组成部分之一，影响汽车动力、油耗的同时也直接关系到汽车的NVH(Noise、Vibration、Harshness)性能。

然而，如今的发动机进气系统难以满足汽车的降噪需求，会对汽车的NVH性能产生一定的影响。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供一种发动机进气系统及汽车，有效地缓解了发动机进气过程中产生的噪音，提升了汽车的NVH性能。

具体而言，包括以下的技术方案：

本申请实施例第一方面提供了一种发动机进气系统，所述发动机进气系统包括：消音器组件、进气组件和排气组件；

所述消音器组件的内部形成有气流通道，所述气流通道的两端分别与所述进气组件和所述排气组件连通，所述消音器组件的至少一部分位于所述进气组件的内部，且所述消音器组件位于所述进气组件内的部分上设置有第一扰流结构，所述第一扰流结构用于对流入所述气流通道的气流进行分流。

可选地，所述消音器组件包括消音器壳体和中心管；

所述消音器壳体具有内腔，所述内腔具有相对的第一开口端和第二开口端，所述第一开口端和所述第二开口端分别与所述进气组件和所述排气组件连接；

所述中心管经过所述第一开口端和所述第二开口端贯穿所述内腔，并且所述中心管的两端分别伸入所述进气组件和所述排气组件，所述中心管的外壁与所述内腔的腔壁之间具有间隙，所述气流通道形成于所述中心管的内部，并且所述气流通道通过开设于所述中心管的通孔与所述间隙连通。

可选地，所述第一开口端的开口面积大于所述中心管的横截面积，所述第二开口端的开口面积等于所述中心管的横截面积。

可选地，所述消音器壳体包括多个连接段，多个所述连接段沿所述中心管的轴向依次连接；

在所述多个连接段中，越靠近所述进气组件的所述连接段的截面面积大于越远离所述进气组件的所述连接段的截面面积，其中所述截面为所述连接段沿所述中心管的径向的截面。

可选地，所述进气组件具有进气通道，所述中心管的一部分位于所述进气通道内；

所述消音器组件还包括至少一个隔板，所述至少一个隔板环设并连接于所述中心管的外壁，并与所述进气通道的内壁相连或相抵，从而将所述进气通道分隔成至少两个子通道；

所述第一扰流结构包括至少两个第一通孔，所述至少两个所述第一通孔开设于所述中心管，并分别连通所述气流通道和所述至少两个子通道。

可选地，用于连通所述气流通道和不同的所述子通道的所述第一通孔的孔径不同。

可选地，所述进气组件包括依次连接的进气管、第一软管、空气滤清器和第二软管；

所述第二软管还与所述消音器壳体连接；

其中，所述第一软管的管壁上设置有第二扰流结构，用于对流入所述第一软管的气流进行分流。

可选地，所述第二扰流结构包括第二通孔，所述第二通孔连通所述第一软管的内腔和外界环境。

可选地，所述第一软管为编织管。

本申请实施例第二方面提供了一种汽车，包括上述的发动机进气系统。

本申请实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：

本申请实施例提供的发动机进气系统及汽车中，进气组件、消音器组件和排气组件依次连接，其中消音器组件的至少一部分位于进气组件的内部，并通过该部分上设置的第一扰流结构对流经气流通道的气流进行分流，改变了部分气流的流向并降低了该部分气流的流速，从而降低了噪声的声压，能够有效地消除部分中高频进气噪声，缓解了发动机进气系统的噪声问题，提升了汽车的NVH性能。

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示出了本申请实施例提供的发动机进气系统的第一结构示意图；

图2示出了本申请实施例提供的发动机进气系统的第二结构示意图；

图3示出了本申请实施例提供的发动机进气系统的排气噪声的声压分布示意图；

图4示出了本申请实施例提供的发动机进气系统的排气噪声测试曲线图；

图5示出了本申请实施例提供的汽车内噪声测试曲线图；

图6示出了本申请实施例提供的发动机进气系统的进气噪声测试曲线图。

附图标记：

10、消音器组件；11、第一扰流结构；12、消音器壳体；121、连接段；122、第一开口端；123、第二开口端；13、中心管；14、隔板；

20、进气组件；21、进气管；22、第一软管；23、空气滤清器；24、第二软管；

30、排气组件；31、进气软管；32、连接件；33、胶管；

40、第一区域；41、第二区域。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。为使本申请的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对该发动机进气系统及汽车等进行详细描述。

传统及混合动力汽车发动机的噪声与振动是直接影响舒适的重要因素之一。发动机进气系统作为汽车动力系统的重要组成部分之一，影响汽车动力、油耗的同时也直接关系到汽车的NVH性能。

然而，如今的发动机进气系统难以满足汽车的降噪需求，会对汽车的NVH性能产生一定的负面影响。

对此，本申请实施例提供了一种发动机进气系统，如图1所示，发动机进气系统可以包括：消音器组件10、进气组件20和排气组件30；消音器组件10的内部形成有气流通道，气流通道的两端分别与进气组件20和排气组件30连通，消音器组件10的至少一部分位于进气组件20的内部，且消音器组件10位于进气组件20内的部分上设置有第一扰流结构11，第一扰流结构11用于对流入气流通道的气流进行分流。

本申请实施例提供的发动机进气系统中，进气组件20、消音器组件10和排气组件30依次连接，其中消音器组件10的至少一部分位于进气组件20的内部，并通过该部分上设置的第一扰流结构11对流经气流通道的气流进行分流，改变了部分气流的流向并降低了该部分气流的流速，从而降低了噪声的声压，能够有效地消除部分中高频进气噪声，缓解了发动机进气系统的噪声问题，提升了汽车的NVH性能。

在本申请的一些实施例中，如图2所示，消音器组件10可以包括消音器壳体12和中心管13；消音器壳体12具有内腔，内腔具有相对的第一开口端122和第二开口端123，第一开口端122和第二开口端123分别与进气组件20和排气组件30连接；中心管13经过第一开口端122和第二开口端123贯穿内腔，并且中心管13的两端分别伸入进气组件20和排气组件30，中心管13的外壁与内腔的腔壁之间具有间隙，气流通道形成于中心管13的内部，并且气流通道通过开设于中心管13的通孔(图中未示出)与间隙(图中未示出)连通。

中心管13的两端分别从消音器壳体12的第一开口端122和第二开口端123伸出，并且分别与进气组件20和排气组件30连接。由于消音器壳体12的内壁与中心管13之间具有间隙，且该间隙通过通孔与气流通道连通，因此该间隙的作用相当于谐振腔。气流通过进气组件20进入中心管13的第一开口端122后，一部分气流直接沿中心管13的轴向穿过中心管13，从中心管13的第二开口端123流入排气组件30；而另一部分的气流则改变流向，通过通孔流入消音器壳体12和中心管13之间的间隙内，由于通孔处的气流从气流通道内较小的空间流入间隙内较大的空间，相当于瞬时的气流流域面积变大，气流流速减小，降低了噪声声压，缓解了部分噪声；而气流通道内的气流流速较大，会产生一定的负压，间隙内的气流在负压的作用下重新流回气流通道，并输送至发动机。

在可能的实施方式中，多个通孔沿中心管13的周向均布设置；和/或，多个通孔沿中心管13到的轴向间隔设置。本领域技术人员可以根据需求对通孔的布置方式、数量和大小进行选择和调整。

在可能的实施方式中，消音器壳体12可以包括第一壳体和第二壳体，第一壳体和第二壳体通过焊接、卡接或其他连接方式进行连接，拼装后成为一个整体。

可选地，中心管13为PET(Polyethylene terephthalate)涤纶树脂管。

可选地，消音器壳体12为耐高温壳体。例如，可以为PA66(Polyadiohexylenediamine)-GF(Glass Fiber)30，尼龙加玻璃纤维材料制成的耐高温壳体。

在本申请的一些实施例中，第一开口端122的开口面积大于中心管13的横截面积，第二开口端123的开口面积等于中心管13的横截面积；消音器的第二开口端123套接于中心管13的外壁，为中心管13提供了部分支撑力。从第二开口端123指向第一开口端122，该消音器壳体与中心管之间的间隙具有宽度变大段。其中，间隙的宽度指的是消音器壳体的内壁与中心管的外壁之间的距离。

在本申请的一些实施例中，如图2所示，消音器壳体12可以包括多个连接段121，多个连接段121沿中心管13的轴向依次连接；在多个连接段121中，越靠近进气组件20的连接段121的截面面积大于越远离进气组件20的连接段121的截面面积，其中截面为连接段121沿中心管13的径向的截面。

如今的消音器外壳一般为圆柱形，占用空间较大。本申请实施例提供的消音器壳体12由多个连接段121依次连接组成，多个连接段121的截面积依次减小，并且截面形状呈非圆形，因此该消音器10整体呈扁长形状，节省了布置空间。

进一步地，消音器壳体12与中心管13之间具有间隙，由于多个连接段121的截面面积依次减小，每段连接段121对应的间隙的大小也不同；通过调整间隙的大小、通孔的孔径以及连接段121的段数，可以消除不同频率的噪声，并且能够实现不同程度的降噪效果。本领域技术人员可以根据需求对连接段121的段数和截面面积进行选择和调整。

在本申请的一些实施例中，如图2所示，进气组件20具有进气通道，中心管13的一部分位于进气通道内；消音器组件10还可以包括至少一个隔板14，至少一个隔板14环设并连接于中心管13的外壁，并与进气通道的内壁相连或相抵，从而将进气通道分隔成至少两个子通道；第一扰流结构11包括至少两个第一通孔111，至少两个第一通孔111开设于中心管13，并分别连通气流通道和至少两个子通道。

为了能够更好对进气噪声进行缓解，在中心管13伸入进气组件20的部分上环设并连接有隔板14，隔板14一方面实现了对中心管13的支撑固定；另一方面，将进气通道分隔为多个子通道，与上述通过消音器壳体12和中心管13之间所形成的间隙进行消音的原理相同，气流换向并经过第一通孔111时，瞬时的流域面积增大，气流的流速减小；而噪声的声压随气流速度的减小而减小，缓解了部分中高频噪声。

进一步地，由于多个隔板14将气流通道分隔为多个子通道，可以通过多个子通道以及对应的第一通孔111消除不同频率的进气噪声。

本领域技术人员可以根据需求对隔板14的数量以及第一通孔111的数量进行选择和调整。

可选地，用于连通气流通道和不同的子通道的第一通孔111的孔径不同。第一通孔111的孔径不同，影响着进入不同的子通道的气流流量以及流速，进而可以对不同频率的进气噪声进行消除。本领域技术人员可以根据需求对第一通孔111的孔径进行选择和调整。

在本申请的一些实施例中，如图1所示，进气组件20可以包括依次连接的进气管21、第一软管22、空气滤清器23和第二软管24；第二软管24还与消音器壳体12连接；其中，第一软管22的管壁上设置有第二扰流结构，用于对流入第一软管22的气流进行分流。

发动机通过进气管21将外界空气吸入，经过空气滤清器23的过滤后，再输送至发动机参与燃烧。由于进气组件20在吸气时也会产生噪声，在第一软管22上设置第二扰流结构，对吸入的外界空气进行分流，降低了气流的流速，进而降低了声压，较好地实现了降噪功能。

需要说明的是，空气滤清器23本身具有低频消音功能，配合第二软管24和消音器组件10，对各个频段的噪声都具有一定的消除作用。

在可能的实施方式中，空气滤清器23布置在机舱的靠近大灯位置，空气滤清器23内部装有空气滤芯，对进入发动机的空气进行过滤；空气滤清上下壳体用两个定位插销做卡接结构，多个螺钉连接上下壳体，方便对空气滤清器23总成的滤芯更换。

可选地，第二扰流结构包括第二通孔，第二通孔连通第一软管22的内腔和外界环境。

空气进入第二软管24后，当噪声传入至第二软管24的内表面时，声能一部分被反射，一部分穿透第二软管24；由于第二通孔的存在，声能通过第二通孔时，引起第二通孔内的空气分子振动，空气分子不断撞击第二软管24的材料分子，将部分声能转换成内能或热能声能被损耗，也就是声能被吸收，从而降低了进气噪声。

可选地，第一软管22为编织管，通过设置编织管，将编织管分别与进气管21和空气滤清器23连接，既能缓冲保护空气滤清器23，又可以吸收管路的辐射噪声、消除中高频噪声。

在可能的实施方式中，编织管通过铆钉与进气管21和空气滤清器23连接。

在可能的实施方式中，如图1所示，排气组件30可以包括依次连接的排气软管31、连接件32和胶管33，胶管33与消音器组件10连接，排气软管31还与发动机的泄气阀连接，用于将流经气流通道的气体输送至发动机参与燃烧。

可选地，排气软管31为耐高温软管，并采用挤出工艺生产。

可选地，胶管33为耐高温胶管，并采用模压工艺生产。

可选地，连接件32可以为弹性卡箍。本领域技术人员可以对连接件的类型和数量进行选择和调整。

本申请实施例还提供了一种汽车，包括上述任一实施例所述的发动机进气系统。

图3是本申请实施例提供的发动机进气系统的排气噪声的声压分布示意图，图中左侧纵坐标为时间，右侧纵坐标为声压，横坐标为频率。由图3可见，在1000-1500Hz的频率段内，相较于进气后端，进气前端中第一区域40的面积明显增大，第二区域41的面积明显减小，其中第一区域40表示人耳在对应频率下能听到的最小的声音的分布情况，第二区域41表示人耳在对应频率下能听到的噪音的分布情况。也就是说，发动机进气噪声在通过上述的发动机进气系统后有了明显的削弱。其中DLE指的是驾驶人左耳所听到的噪音情况，由图3可见，在1000-1500Hz频率段内，DLE的第一区域40的面积相较于其他区域的面积较大，说明在该频率段内，驾驶人所听到的噪音有所降低。

根据图4所示，图4的纵坐标为分贝，横坐标为时间。经过数据对比，在时间为13.5s时，噪声达到峰值，进气后端噪声为82.45dB，进气前端噪声为88.12dB，噪声降低了5.67dB；需要说明的是，“进气前端”指的是消音器壳体12的第一开口端122，“进气后端”指的是消音器壳体12的第二开口端123，噪音的传递方向与气流的流动方向相反。本申请实施例提供的发动机进气系统对900-1500Hz频率段的噪声改善效果比较明显，有效的解决了泄气声和轰鸣声。

根据图5和图6所示，图5和图6的左侧纵坐标为分贝，右侧纵坐标为波幅，横坐标为频率；其中曲线44为驾驶人左耳听到的实际噪音情况、曲线45、46和47依次为1.5阶、3阶和4.5阶时驾驶人左耳听到的噪音情况；曲线48为进气管21总阶噪声，曲线49为1.5阶时进气管21总阶噪声，曲线50为3阶时进气管21总阶噪声，曲线51为4.5阶时进气管21总阶噪声，52为目标噪声。需要说明的是，1.5阶指的是发动机的振动频率是发动机转速的1.5倍，3阶和4.5阶同理；“总阶噪声”指的是1.5阶、3阶和4.5阶情况下噪声的集合。

图5中曲线44上的所有点均位于曲线45、曲线46和曲线47的上方，说明该发动机进气系统针对三缸发动机的使用工况，对1000-5000Hz频率分别在1.5阶、3阶以及4.5阶的驾驶人左耳噪声的改善效果比较明显。

图6中曲线48在曲线52附近，说明进气管21噪声在目标值附近；并且曲线49、曲线50和曲线51均位于曲线48下方，说明该发动机进气系统针对三缸发动机的使用工况，对1000-5000Hz频率分别在1.5阶、3阶以及4.5阶的进气管21噪声的改善效果比较明显，有效地改善了发动机进气噪声的问题。

可选地，本申请实施例提供的发动机进气系统可以适用于三缸、四缸或其他类型的发动机，本领域技术人员可以根据需求进行选择和调整。

本申请实施例提供的汽车中，进气组件20、消音器组件10和排气组件30依次连接，其中消音器组件10的至少一部分位于进气组件20的内部，并通过该部分上设置的第一扰流结构11对流经气流通道的气流进行分流，改变了部分气流的流向并降低了该部分气流的流速，进而降低了噪声的声压，能够有效地消除部分中高频进气噪声，缓解了发动机进气系统的噪声问题，提升了汽车的NVH性能。

在本申请中，术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，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。

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。

Claims (10)

1.一种发动机进气系统，其特征在于，所述发动机进气系统包括：消音器组件(10)、进气组件(20)和排气组件(30)；

所述消音器组件(10)的内部形成有气流通道，所述气流通道的两端分别与所述进气组件(20)和所述排气组件(30)连通，所述消音器组件(10)的至少一部分位于所述进气组件(20)的内部，且所述消音器组件(10)位于所述进气组件(20)内的部分上设置有第一扰流结构(11)，所述第一扰流结构(11)用于对流入所述气流通道的气流进行分流。

2.根据权利要求1所述的发动机进气系统，其特征在于，所述消音器组件(10)包括消音器壳体(12)和中心管(13)；

所述消音器壳体(12)具有内腔，所述内腔具有相对的第一开口端(122)和第二开口端(123)，所述第一开口端(122)和所述第二开口端(123)分别与所述进气组件(20)和所述排气组件(30)连接；

所述中心管(13)经过所述第一开口端(122)和所述第二开口端(123)贯穿所述内腔，并且所述中心管(13)的两端分别伸入所述进气组件(20)和所述排气组件(30)，所述中心管(13)的外壁与所述内腔的腔壁之间具有间隙；

所述气流通道形成于所述中心管(13)的内部，并且所述气流通道通过开设于所述中心管(13)的通孔与所述间隙连通。

3.根据权利要求2所述的发动机进气系统，其特征在于，所述第一开口端(122)的开口面积大于所述中心管(13)的横截面积，所述第二开口端(123)的开口面积等于所述中心管(13)的横截面积。

4.根据权利要求2或3所述的发动机进气系统，其特征在于，所述消音器壳体(12)包括多个连接段(121)，多个所述连接段(121)沿所述中心管(13)的轴向依次连接；

在所述多个连接段(121)中，越靠近所述进气组件(20)的所述连接段(121)的截面面积大于越远离所述进气组件(20)的所述连接段(121)的截面面积，其中所述截面为所述连接段(121)沿所述中心管(13)的径向的截面。

5.根据权利要求2所述的发动机进气系统，其特征在于，所述进气组件(20)具有进气通道，所述中心管(13)的一部分位于所述进气通道内；

所述消音器组件(10)还包括至少一个隔板(14)，所述至少一个隔板(14)环设并连接于所述中心管(13)的外壁，并与所述进气通道的内壁相连或相抵，从而将所述进气通道分隔成至少两个子通道；

所述第一扰流结构(11)包括至少两个第一通孔(111)，所述至少两个所述第一通孔(111)开设于所述中心管(13)，并分别连通所述气流通道和所述至少两个子通道。

6.根据权利要求5所述的发动机进气系统，其特征在于，用于连通所述气流通道和不同的所述子通道的所述第一通孔(111)的孔径不同。

7.根据权利要求2所述的发动机进气系统，其特征在于，所述进气组件(20)包括依次连接的进气管(21)、第一软管(22)、空气滤清器(23)和第二软管(24)；

所述第二软管(24)还与所述消音器壳体(12)连接；

其中，所述第一软管(22)的管壁上设置有第二扰流结构，用于对流入所述第一软管(22)的气流进行分流。

8.根据权利要求7所述的发动机进气系统，其特征在于，所述第二扰流结构包括第二通孔，所述第二通孔连通所述第一软管(22)的内腔和外界环境。

9.根据权利要求7所述的发动机进气系统，其特征在于，所述第一软管(22)为编织管。

10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1至9任一所述的发动机进气系统。