CN103590936A - 进气管组件及具有该进气管组件的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种进气管组件及具有该进气管组件的车辆。该进气管组件包括：进气管；谐振腔体，谐振腔体内设置有活塞，活塞与谐振腔体之间限定出密闭的谐振腔，谐振腔与进气管内部连通；以及驱动件，驱动件用于驱动活塞沿谐振腔体的轴向移动以改变谐振腔的体积。本发明的进气管组件上设置有谐振腔体，该谐振腔体具有体积可变的谐振腔，并且该谐振腔体结构简单、成本低。

Description

进气管组件及具有该进气管组件的车辆

技术领域

本发明涉及汽车构造技术领域，尤其是涉及一种进气管组件及具有该进气管组件的车辆。

背景技术

随着汽车研发技术和人们生活水平不断地提高，人们对汽车的乘坐舒适性要求也越来越高，噪声和振动是影响舒适性的重要因素，而发动机进气***是汽车噪声的最主要噪声源之一，有必要对进气***的噪声进行控制。

目前在进气***上常用的消音元件有谐振腔和1/4波长管。传统的谐振腔与1/4波长管只能消除单频或者窄频段噪声，在对宽频噪声问题的解决上存在很大不足，消声效果差，而对于一些体积可变的谐振腔，结构和控制过于复杂，成本高。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种进气管组件，该进气管组件上设置有谐振腔体，该谐振腔体具有体积可变的谐振腔，并且该谐振腔体结构简单、成本低。

本发明的另一个目的在于提出一种车辆，该车辆包括上述的进气管组件。

根据本发明实施例的进气管组件，包括：进气管；谐振腔体，所述谐振腔体内设置有活塞，所述活塞与所述谐振腔体之间限定出密闭的谐振腔，所述谐振腔与所述进气管内部连通；以及驱动件，所述驱动件用于驱动所述活塞沿所述谐振腔体的轴向移动以改变所述谐振腔的体积。

根据本发明实施例的进气管组件，通过改进谐振腔体的结构，同时设置驱动件驱动活塞移动，从而可改变谐振腔的体积，使得谐振腔的体积可根据进气管内压力的变化而适应性变化以达到良好的消声、减振功能，同时谐振腔的体积连续可变，因此谐振腔的消声频率也是连续可变的，从而实现发动机全工况下谐振腔均能很好地降低进气管内气动噪声的目的。

另外，根据本发明实施例的进气管组件，还可以包括如下附加技术特征：

根据本发明的一些实施例，所述驱动件包括直线电机，所述直线电机的输出轴与所述活塞相连以驱动所述活塞沿所述轴向往复运动。

根据本发明的一些实施例，所述驱动件包括电机和传动部件，所述传动部件设在所述活塞与所述电机之间，所述电机包括定子和可转动地设在所述定子内侧的转子。

根据本发明的一些实施例，所述驱动件与所述活塞之间设置有减速机构。

根据本发明的一些实施例，所述驱动件包括液压油缸，所述液压油缸的油缸杆与所述活塞相连以驱动所述活塞沿所述轴向往复运动。

根据本发明的一些实施例，所述活塞由磁性材料制成；

所述驱动件还包括：第一电磁线圈和第二电磁线圈，所述第一电磁线圈和所述第二电磁线圈在所述轴向上分别位于所述活塞的两侧，所述第一电磁线圈和所述第二电磁线圈分别与所述活塞磁性配合以分别产生磁性斥力，所述第一电磁线圈和所述第二电磁线圈分别适于与可变输出电压的电源相连。

根据本发明的一些实施例，所述活塞由磁性材料制成；

所述驱动件还包括：第一电磁线圈和弹性件，所述弹性件设在所述谐振腔内且所述弹性件与所述第一电磁线圈在所述轴向上分别位于所述活塞的两侧，所述第一电磁线圈与所述活塞磁性配合以产生磁性斥力，所述第一电磁线圈适于与可变输出电压的电源相连。

根据本发明的一些实施例，所述活塞上设置有定位柱，所述定位柱位于所述谐振腔内，所述弹性件为弹簧，所述弹簧套在所述定位柱上。

根据本发明的一些实施例，所述谐振腔体上设置有连通孔，所述进气管组件还包括止挡部，所述止挡部设在所述谐振腔体的内壁面上且位于所述连通孔与所述活塞之间。

根据本发明实施例的车辆，包括根据本发明上述实施例中的进气管组件。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的进气管组件的示意图；

图2是根据本发明又一个实施例的进气管组件的示意图；

图3是根据本发明另一个实施例的进气管组件的示意图；

图4是根据本发明再一个实施例的进气管组件的示意图；

图5是根据本发明再一个实施例的进气管组件的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，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”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发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，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。而且，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。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参照图1-图5详细描述根据本发明实施例的进气管组件，该进气管组件与发动机适配，用于向发动机的燃烧室供给空气。

根据本发明实施例的进气管组件可以包括进气管1、谐振腔体2和驱动件。

进气管1上可以设置有空气滤清器5，空气滤清器5用于过滤空气中的杂质。进气管1的一端可连通气缸盖的进气通道，进气通道与燃烧室连通，进气通道的末端可由气门封闭。

谐振腔体2内设置有活塞3，活塞3与谐振腔体2之间限定出密闭的谐振腔21，谐振腔21仅与进气管1内部连通，活塞3在谐振腔体2内可沿谐振腔体2的轴向（图1-图5中的左右方向）移动，从而改变谐振腔21体积的大小。

驱动件用于驱动活塞3沿谐振腔体2的轴向移动以改变谐振腔21的体积。例如，以具有根据本发明实施例的进气管组件的发动机为例，如可根据发动机不同工况下的进气参数（包括但不限于进气速度、进气压力、进气温度等）等来适应性设定活塞3的对应位置，例如可以将发动机预先划分为五个工况，如低速负荷、中低速负荷、中速负荷、中高速负荷和高速负荷，在发动机处于不同工况时，活塞3的位置可以对应该工况下进气管1内的压力而预先设定好，使得该工况下活塞3所处位置对应的谐振腔21的体积最适于降低进气管1内的噪音。

由此在发动机工作时，如从低速负荷变为中低速负荷后，驱动件将驱动活塞3从对应低速负荷的位置向中低速负荷的位置移动并保持稳定，再如发动机从高速负荷变为中高速负荷，则驱动件将驱动活塞3从对应高速负荷的位置向中高速负荷的位置移动并保持稳定。

需要说明的是，发动机工况划分的越细致，谐振腔21的消声频率划分的也就越细致，因此根据本发明实施例的进气管组件的谐振腔体2可以实现谐振腔21消声频率的连续可调。

应当理解的是，上述以发动机具有五个工况为例说明仅是示意性的，不能理解为是对本发明的一种限制。

由此，根据本发明实施例的进气管组件，通过改进谐振腔体2的结构，同时设置驱动件驱动活塞3移动，从而可改变谐振腔21的体积，使得谐振腔21的体积可根据进气管1内压力的变化而适应性变化以达到良好的消声、减振功能，同时谐振腔21的体积连续可变，因此谐振腔21的消声频率也是连续可变的，从而实现发动机全工况下谐振腔21均能很好地降低进气管1内气动噪声的目的。

根据本发明的一个实施例，如图1所示，驱动件包括直线电机41，直线电机41的输出轴411与活塞3相连以驱动活塞3沿谐振腔体2的轴向往复运动。应当理解的是，直线电机41已为现有技术，且为所属领域的技术人员所熟知，因此这里对于直线电机41的具体构造和工作原理不作特殊说明。

根据本发明的又一个实施例，如图2所示，驱动件包括电机421和传动部件，传动部件设在活塞3与电机421之间用于传递动力，电机421包括定子和可转动地设在定子内侧的转子，换言之，电机421为普通的旋转式电机421。应当理解，在该实施例中，传动部件是可以将旋转运动转换为直线运动的机构，例如传动部件可以包括丝杠4221和齿轮4222，电机421的输出轴与齿轮4222同轴刚性连接，齿轮4222与丝杠4221啮合，从而齿轮4222的转动可以实现丝杠4221的轴向移动。但是，传动部件并不限于此。

在上述两个实施例中，驱动件与活塞3之间优选设置有减速机构。减速机构可以是单排单级行星齿轮机构、拉维娜行星齿轮机构或齿轮组，这样可以降低普通电机421或直线电机41的输出速度，提高调节精度，增加谐振腔体2的寿命。

根据本发明的再一个实施例，如图3所示，驱动件包括液压油缸43，液压油缸43的油缸杆431与活塞3相连以驱动活塞3沿轴向往复运动。

根据本发明的再一个实施例，如图4所示，活塞3由磁性材料制成，换言之，活塞3具有磁性，可以产生磁场。驱动件包括第一电磁线圈441和第二电磁线圈442，第一电磁线圈441和第二电磁线圈442在轴向上分别位于活塞3的两侧，第一电磁线圈441和第二电磁线圈442分别与活塞3磁性配合以分别产生磁性斥力，第一电磁线圈441和所述第二电磁线圈442分别适于与可变输出电压的电源相连。

换言之，通过供给第一电磁线圈441和第二电磁线圈442不同的电流，从而第一电磁线圈441和第二电磁线圈442产生的磁场强度不同，这样第一电磁线圈441与活塞3之间的磁性斥力以及第二电磁线圈442与活塞3之间的磁性斥力的大小分别可调，以活塞3处于平衡状态为例，若加大第二电磁线圈442中的电流，则第二电磁线圈442产生的磁场变强，第二电磁线圈442与活塞3之间的斥力增大，从而活塞3向靠近第一电磁线圈441的方向运动，在运动一定行程后，活塞3与第一电磁线圈441距离减小而使得二者间斥力增大，并且活塞3与第二电磁线圈442由于距离增大而使得二者间斥力减小，活塞3受力重新达到平衡，实现活塞3位置的可调。

简言之，通过改变第一电磁线圈441和第二电磁线圈442中的电流可以实现活塞3位置的调节，进而实现谐振腔21体积的调节。

根据本发明的再一个实施例，如图5所示，活塞3由磁性材料制成，换言之，活塞3具有磁性，可以产生磁场。驱动件包括第一电磁线圈441和弹性件443，弹性件443设在谐振腔21内且弹性件443与第一电磁线圈441在轴向上分别位于活塞3的两侧，第一电磁线圈441与活塞3磁性配合以产生磁性斥力，第一电磁线圈441适于与可变输出电压的电源相连。

换言之，通过供给第一电磁线圈441不同的电流，从而第一电磁线圈441可产生不同强度的磁场，这样第一电磁线圈441与活塞3之间的磁性斥力可调，以活塞3处于平衡状态为例，若加大第一电磁线圈441中的电流，则第一电磁线圈441产生的磁场变强，从而活塞3向压缩谐振腔21的方向运动，此时弹性件443被压缩，在活塞3运动一定行程后，活塞3与第一电磁线圈441由于距离增大而使得二者间斥力减小，同时弹性件443作用在活塞3上的克服磁力的弹力变大，活塞3受力重新达到平衡，从而实现活塞3位置的可调。

简言之，通过改变第一电磁线圈441中的电流可以实现活塞3位置的调节，进而实现谐振腔21体积的调节。

进一步，在该实施例中，如图5所示，活塞3上设置有定位柱444，定位柱444位于谐振腔21内，弹性件443为弹簧，弹簧套在定位柱444上。由此，定位柱444可以很好地定位弹簧，防止弹簧在压缩过程中过度扭转变形而失效或移位。

根据本发明的一些实施例，参照图1-图5所示，谐振腔体2上设置有连通孔22，进气管组件还包括止挡部23，止挡部23设在谐振腔体2的内壁面上且位于连通孔22与第一磁性件之间，止挡部23用于止挡活塞3，防止活塞3过分向压缩谐振腔21的方向运动而导致活塞3的一部分卡在连通孔22内而无法复位。

综上，根据本发明实施例的谐振腔21的消声原理为：由谐振腔21频率公式

可知，C为声速，S为谐振腔21截面积，d为谐振腔21直径，L为谐振腔21长度，在发动机某一特定工况下，参数C、S、d、L可以认为基本不变，通过驱动件驱动活塞3的移动，即L变化，从而实现消声频率f的变化。

下面简单描述根据本发明实施例的车辆。

根据本发明实施例的车辆可以包括车架、车身、动力***、传动***等，车身可以设在车架上，动力***和传动***均设置在车架上，动力***可以包括发动机，发动机可以包括根据本发明上述实施例中描述的进气管组件，进气管组件的进气管1可连接缸盖的进气道，用于向燃烧室内供给经空气滤清器5过滤后的空气。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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发明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必须针对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。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种进气管组件，其特征在于，包括：

进气管；

谐振腔体，所述谐振腔体内设置有活塞，所述活塞与所述谐振腔体之间限定出密闭的谐振腔，所述谐振腔与所述进气管内部连通；以及

驱动件，所述驱动件用于驱动所述活塞沿所述谐振腔体的轴向移动以改变所述谐振腔的体积。

2.根据权利要求1所述的进气管组件，其特征在于，所述驱动件包括直线电机，所述直线电机的输出轴与所述活塞相连以驱动所述活塞沿所述轴向往复运动。

3.根据权利要求1所述的进气管组件，其特征在于，所述驱动件包括电机和传动部件，所述传动部件设在所述活塞与所述电机之间，所述电机包括定子和可转动地设在所述定子内侧的转子。

4.根据权利要求2或3所述的进气管组件，其特征在于，所述驱动件与所述活塞之间设置有减速机构。

5.根据权利要求1所述的进气管组件，其特征在于，所述驱动件包括液压油缸，所述液压油缸的油缸杆与所述活塞相连以驱动所述活塞沿所述轴向往复运动。

6.根据权利要求1所述的进气管组件，其特征在于，所述活塞由磁性材料制成；

所述驱动件包括：第一电磁线圈和第二电磁线圈，所述第一电磁线圈和所述第二电磁线圈在所述轴向上分别位于所述活塞的两侧，所述第一电磁线圈和所述第二电磁线圈分别与所述活塞磁性配合以分别产生磁性斥力，所述第一电磁线圈和所述第二电磁线圈分别适于与可变输出电压的电源相连。

7.根据权利要求1所述的进气管组件，其特征在于，所述活塞由磁性材料制成；

所述驱动件包括：第一电磁线圈和弹性件，所述弹性件设在所述谐振腔内且所述弹性件与所述第一电磁线圈在所述轴向上分别位于所述活塞的两侧，所述第一电磁线圈与所述活塞磁性配合以产生磁性斥力，所述第一电磁线圈适于与可变输出电压的电源相连。

8.根据权利要求7所述的进气管组件，其特征在于，所述活塞上设置有定位柱，所述定位柱位于所述谐振腔内，所述弹性件为弹簧，所述弹簧套在所述定位柱上。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的进气管组件，其特征在于，所述谐振腔体上设置有连通孔，所述进气管组件还包括止挡部，所述止挡部设在所述谐振腔体的内壁面上且位于所述连通孔与所述活塞之间。

10.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的进气管组件。

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