[发明专利]气道衰减器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于气道的衰减器，特别地但非排他地，涉及用于车辆内燃发动机的进气道的衰减器。本发明的多个方面涉及衰减器、装置、发动机以及车辆。

背景技术

车辆发动机需要过滤后的进气以使发动机运动部件的磨损最小。通常，空气滤清器安装成与发动机进气歧管隔开一段距离，因此需要封闭的管道以将清洁的空气从空气滤清器传送至发动机。此管道的尺寸、形状和排布由最大发动机气流要求、以及用于其他发动机舱装备的空间和组装要求来确定。

被限制在供气道内的气流倾向于产生噪声，还可能经由管道的安装件产生车辆结构的振动。这种噪声和振动的频率范围倾向于为宽范围，而在某些频率下，管道中的空气和/或管道本身可能共振从而增大噪声和振动。

与发动机进气相关联的噪声和振动对于车辆乘员而言可能是明显能被察觉的，需要提供衰减，特别地，低于2000Hz。隔离和消声提供了一种可能的解决方案，但总体管道尺寸的增加可能难以容置在拥挤的发动机舱中。有可能无法在管道的整个长度上隔离管道，此外由于有被车辆发动机吸入的风险，因而管道内的松散材料是不合乎要求的。

另一解决方案是通过更好地设计供气道来消除噪声和振动，为此已经使用经调谐的四分之一波长谐振器和Helmholtz(赫尔姆霍茨)型谐振器以在窄频带之上——特别是产生共振的频率处——提供衰减。

可以使用若干四分之一波长谐振器或Helmholtz型谐振器以在多个窄频带上提供衰减，但可用的发动机舱空间有限，所有这可能不是实用的可能性，特别是由于每个这种谐振器均倾向于具有相当大的体积。

发明内容

所需要的是用于在宽频带上衰减噪声和振动的紧凑型装置，其制造经济并且能够提供美学上可接受的发动机盖下外观。此外，此紧凑型装置应能够在基本不改变发动机舱内的总体尺寸和位置的情况下容许调谐，优选地适合于具有介于四个与八个之间的气缸的汽油发动机和柴油发动机的所有构型。

本发明的目标是解决一个或多个这些问题。本发明的实施方式可以提供用于流体管道的衰减器，该衰减器实现在紧凑型组件内对进气道中引起的噪声和振动有效的宽频带衰减。根据下文描述、权利要求和附图，本发明的其他目标和优点将变得显而易见。

因此，根据所附权利要求，本发明的多个方面提供衰减器、发动机和车辆。

根据本发明寻求保护的一个方面，提供了一种用于衰减流体管道内的噪声和/或振动的装置，该装置包括具有壁、入口和出口的管、环绕所述管的外罩、以及至少一个环形障板(baffle)，该环形障板将外罩分成位于所述障板一侧的第一腔室或主腔室和位于所述障板另一侧的第二腔室或副腔室，其中，管的内部经由管壁上的孔与主腔室流体连通，而副腔室经由障板上的开口与主腔室连通。

在本说明书中，术语“孔”和“开口”被用作在管壁的通道与障板的通道之间进行区分的便利方式，而无意于限制形状、尺寸或外观。类似地，术语“主”和“副”无意于暗示诸如尺寸、位置或相对的功能重要性之类的任意特别的特性或以任何方式进行限制，且术语“第一”和“第二”可以同等地使用。

在一个实施方式中，除了孔和开口之外，主腔室和副腔室是封闭的。可以设置多个孔和/或多个开口。

本发明的衰减器包括连续设置的主腔室和副腔室，并且已经示出为提供对在进气道内引起的噪声和振动的有效的宽频带——特别地在500-2000Hz范围内——的衰减。此衰减器是紧凑的，并且通常但并非必不可少地包括绕进气道的直部大体同轴地设置的圆形或椭圆形截面的外罩。圆形或椭圆形被认为提供最佳性能。然而，基本上可以是诸如正方形、矩形、六边形等之类的任意其他横截面形状，而进气道和外罩可以基本上不同轴。

本发明的特别特征是衰减器具有许多可调节参数，这允许通过调节其内部部件在允许的安装极限(installation envelope)内进行宽频带响应的调谐。本发明的衰减器已经示出为保证处于4缸至8缸范围内的发动机，并被认为适用于具有多个气缸的所有汽油发动机和柴油发动机。

因此，外罩的外径和长度以及管和外罩的横向尺寸比是可选择的。外罩的外部形状可以沿着其长度而变化，例如从一端连续变窄。

在衰减器内，与主腔室相对应的管的长度是可选择的，因此主腔室和副腔室的相对轴向尺寸是可选择的。此外，孔和开口的面积和数量是可选择的。

在一个实施方式中，开口绕着所述管大致等间隔，例如等角度间隔。

在一个实施方式中，障板大致垂直于进气道的流动方向，使得相对于所述流动方向而言，所述孔是总体沿径向的，而开口是总体沿轴向的。