CN101776031B - 内燃机的噪音衰减产品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于内燃机的噪音衰减。一种部件，例如进气歧管或节气门本体，具有空气通道。结构可延伸到空气通道中使得结构与通过空气通道的总空气流的一部分相交。结构可具有第一通孔和第二通孔。所述通孔中的每个限定在通过空气通道的空气流的方向上渐缩的截面面积，使得相应通孔的入口的截面面积大于相应通孔的出口的截面面积。所述结构有助于衰减在部件中可由于空气流引起的噪音。

Description

内燃机的噪音衰减产品
相关申请的交叉引用
本申请是2008年10月15日提交的美国专利申请No.12/251,692的延续部分。 
技术领域
本发明总体上涉及的领域包括内燃机和衰减内燃机中由空气流引起的噪音的方法。 
背景技术
在机动车的燃料喷射内燃机中，节气门本体和进气歧管用于将空气朝发动机的燃烧室引导。节气门本体中的节气门阀通常被旋转打开，以使得空气通过由燃烧室引起的抽吸力而进入进气歧管。在一些情况下，所谓的空气冲击噪音和其它噪音可在发动机外部听到，例如由于节气门阀突然打开，当节气门阀保持部分打开时，和高抽吸力的其它情况。这种噪音也能够由于例如由涡轮增压器和增压器引起的强制空气抽吸而在发动机中发生。 
发明内容
一个示例性实施例可包括部件和结构。所述部件可具有空气通道。所述结构可延伸到所述空气通道中。所述结构可具有第一通孔和第二通孔。每个通孔可限定在行进通过所述空气通道的空气流的方向上渐缩的截面面积。由此，相应通孔的入口的截面面积的值大于相应通孔的出口的截面面积。所述结构可与总空气流的一部分相交且可以帮助衰减所述部件中由空气流引起的噪音。 
一个示例性实施例可包括进气歧管和结构。所述进气歧管可具有限定空气通道的空气通道壁。所述结构可从所述空气通道壁延伸到所述空气通道中，且可以与行进通过所述空气通道的总空气流的一部分相交。所述结构可帮助衰减进气歧管中由空气流引起的噪音。所述结构可具有第一通孔和第二通孔。每个通孔可限定在行进通 过所述空气通道的空气流的方向上渐缩的截面面积。由此，相应通孔的入口的截面面积的值大于相应通孔的出口的截面面积。 
一个示例性实施例可包括节气门本体和结构。所述节气门本体中可限定空气通道。所述结构可延伸到所述空气通道中，且可以与行进通过所述空气通道的总空气流的一部分相交。所述结构可帮助衰减节气门本体中由空气流引起的噪音。所述结构可具有第一通孔和第二通孔。每个通孔可限定在行进通过所述空气通道的空气流的方向上渐缩的截面面积。由此，相应通孔的入口的截面面积的值大于相应通孔的出口的截面面积。 
一个示例性实施例可包括内燃机和结构。所述内燃机中可限定空气通道。所述结构可延伸到所述空气通道中，且可以与行进通过所述空气通道的总空气流的一部分相交。所述结构可帮助衰减内燃机中由空气流引起的噪音。所述结构可具有第一通孔和第二通孔。每个通孔可限定在行进通过所述空气通道的空气流的方向上渐缩的截面面积。由此，相应通孔的入口的截面面积的值大于相应通孔的出口的截面面积。 
本发明的其它示例性实施例从下文提供的详细说明显而易见。应当理解的是，所述详细说明和具体示例虽然公开了本发明的示例性实施例，但是仅仅用于说明目的而不旨在限制本发明的范围。 
附图说明
从详细说明和附图将更充分地理解本发明的示例性实施例，在附图中： 
图1是进气歧管的示例性实施例的透视图。 
图2是可用于图1的进气歧管中的噪音衰减结构的示例性实施例的截面透视图。 
图3是图2的噪音衰减结构的前视图。 
图4是图2的噪音衰减结构的截面侧视图。 
具体实施方式
实施例的以下说明本质上仅仅是示例性的(说明性的)，且绝不旨在限制本发明、其应用或使用。 
附图示出了设计成衰减由通过内燃机15(示意性地示出)的进气歧管12或节气门本体13的空气流引起的噪音(例如空气冲击和振鸣噪音)的结构10的示例性实施例。这种噪音可在瞬时和稳态状况下发生，例如突然的发动机加速、恒定的发动机速度、以及计量发动机的空气流的其它情形。例如，空气流可由于燃烧室的抽吸或者来自于涡轮增压器或增压器的强制空气抽吸引起。在某些实施例中，噪音衰减结构10可最小程度地影响空气流的性质，如速度和压降，同时保持其刚度和结构完整性。此外，如本文使用的那样，术语“轴向”、“径向”和“周向”指的是相对于进气歧管的空气通道的大致圆柱形形状的方向，从而径向方向大致沿圆柱形形状的假想半径中的任何一个延伸，轴向方向大致平行于圆柱形形状的中心轴线，且周向方向大致沿圆柱形形状的假想周边中的任何一个延伸。另外，虽然在内燃机的上下文中被描述，但是应当理解的是，结构10可用于空气流引起噪音的其它应用和部件。例如，结构10可用于空气(如燃料电池系统中、涡轮增压器系统中、增压器系统中或者机动车气候控制系统中的强制空气)被强制通过带有节流或者没有节流的通道的部件中。因此，如本文使用的那样，术语“部件”包括所有这种应用和部件。 
进气歧管12可将空气向下游引导通过节气门阀14(在图4中虚线示出)，引向内燃机15的一个或多个燃烧室。内燃机15可配备有燃料喷射系统，所述燃料喷射系统将燃料直接喷射到燃烧室中，使得节气门本体13和进气歧管12仅引导空气到燃烧室。内燃机15可限定多个空气通道，包括进气歧管12的空气通道、节气门本体13的空气通道、或其它部件的空气通道。参考图1和2，进气歧管12可具有空气入口16，空气入口与节气门本体13连接和密封，且最初从节气门本体接收空气。空气入口16通向由空气通道壁20界定的空气通道18。进气歧管12也可以具有与燃烧室连通的空气通风隔室。在一个示例性实施例中，进气歧管12的全部或一部分可由复合材料(如聚合物，例如但不限于Nylon-6)通过模制过程制成。当然，可以使用其它合适的制造过程和材料。此外，没有示出或描述的进气歧管的其它结构和设置是可能的。例如，具有不同形状和几何尺寸的进 气歧管是可能的，包括具有不同发动机所需要的不同直径、空气通风体积等的进气歧管。参考图4，节气门本体13可容纳节气门阀14。 
噪音衰减结构10有助于抑制和减少由进气歧管12和/或节气门本体13中的空气流引起的噪音。噪音衰减结构10可与进气歧管12或节气门本体13制成一体，因而可以与其相同的制造过程形成，或者噪音衰减结构可制成独立的部件，随后附接到进气歧管或节气门本体。与进气歧管12类似，噪音衰减结构10可由复合材料(如聚合物，例如但不限于Nylon-6)或任何其它合适材料制成。噪音衰减结构10可位于节气门阀14下游且在空气入口16的稍内侧，如图4所示，可位于节气门本体13中节气门阀14的下游，如图4中虚线所示，可位于节气门阀的表面上，且可位于空气通风隔室的下游在燃烧室入口的稍上游。在后一情况下，一个噪音衰减结构10可位于每个燃烧室处。当然，其它位置是可能的。 
参考图2和3且在一个实施例中采用进气歧管位置作为示例，噪音衰减结构10可从空气通道壁20的一部分径向延伸到空气通道18中，使得噪音衰减结构仅与行进通过空气通道的总空气流中的一部分相交。例如，噪音衰减结构10可从空气通道壁20的上部22延伸。噪音衰减结构10可突出到空气通道18中设定距离，所述设定距离小于空气通道的测量半径。在周向上，噪音衰减结构10可跨越空气通道壁20的总测量周长的约三分之一，或者总360°中的120°。轴向上，噪音衰减结构10可具有从约2至约11毫米范围内的长度，且在一个实施例是约5毫米。在一个示例性实施例中，噪音衰减结构10可具有第一槽或通孔24、第二槽或通孔26、第三槽或通孔28、第四槽或通孔30和第五槽或通孔32。 
在选择的实施例中，噪音衰减结构10可包括第一弓形槽或通孔和第二弓形槽或通孔。在此，第一和第二通孔可沿大致通过通孔的中心的共同假想周边设置。在另一个实施例中，第一和第二弓形通孔可同心设置，沿具有共同中心点的半径形成。在又一个实施例中，噪音衰减结构可包括多个同心的渐缩弓形槽或通孔，其中，噪音衰减结构延伸经过设置该结构的空气通道的全部直径。 
参考图3，第一、第二和第三通孔24、26、28可每个沿第一假想周边C1的一部分设置，第一假想周边C1可与空气通道18 的假想周边同心。每个通孔可与相邻的通孔周向偏置且由横向连接器隔开。例如，第一横向连接器34可隔开第一和第二通孔24、26，第二横向连接器36可隔开第二和第三通孔26、28。第一和第二横向连接器34、36可朝空气通道18的中心点P成角度，从而第一横向连接器34沿第一假想半径线R1设置，第二横向连接器36沿第二假想半径线R2设置。第一和第二假想半径线R1、R2可汇合在中心点P。类似地，一对外部横向连接器38、40可分别沿第三假想半径线R3和第四假想半径线R4设置，第三假想半径线R3和第四假想半径线R4朝中心点P成角度。不同的横向连接器不需要相对于彼此等间隔。 
第一、第二和第三通孔24、26、28中的每个可具有沿第一假想周边C1弯曲的类似细长椭圆形。参考图2和4，通孔中的每个可具有顶壁42、底壁44、第一侧壁46和第二侧壁48。顶壁42和底壁44可朝彼此倾斜，且当用假想线延长时可汇合在位于通孔出口50下游的点P2处。换句话说，通孔可从入口52向出口50在截面面积上渐缩或变窄。入口52处测量的截面面积可具有比出口50处测量的截面面积更大的值。截面面积可在从入口52到出口50的空气流A的总体方向上连续渐缩。 
在不同的实施例中，顶壁42和底壁44可相对于彼此以相同的角度倾斜，可以相对于彼此以不同的角度倾斜，且可以与附图所示不同的角度倾斜。在其它实施例中，顶壁42和底壁44不需要从入口52到出口50连续渐缩，相反，入口和出口之间的一部分例如在设定距离上可直径相等。第一和第二侧壁46和48可大致与空气流A的方向平行且对齐。当由模制过程制造时，第一和第二侧壁46和48可朝彼此稍微倾斜，以提供合适量的拔模斜度来将部件移出成型模。 
参考图3，第四和第五通孔30、32可与第一、第二和第三通孔24、26、28径向偏置，且每个可以沿第二假想周边C2的一部分设置，第二假想周边C2可与空气通道18的假想周边同心。第四和第五通孔30、32可周向偏置且由第三横向连接器54彼此隔开，第三横向连接器54可沿第五假想半径线R5设置。第四和第五通孔30、32可由第一纵向连接器56从第一、第二和第三通孔24、26、28隔开，第一纵向连接器56可与空气通道18的假想周边同心。第二纵向连接器58可限定噪音衰减结构10的径向最内边界，且第三纵向连接器60 可限定噪音衰减结构的径向最外边界。第二和第三纵向连接器58、60两者都可与空气通道18的假想周边同心。 
第四和第五通孔30、32中的每个可具有沿第二假想周边C2弯曲的类似细长椭圆形。参考图2和4，通孔中的每个可具有顶壁62、底壁64、第一侧壁66和第二侧壁68。所述壁中的全部可大致与空气流A的方向平行且对齐。第四和第五通孔30、32可各具有从入口70到出口72相等的或恒定的截面面积。在图4所示的截面图中，顶壁62和底壁64可相对于彼此平行，且可以相对于第一、第二和第三通孔24、26、28的顶壁42和底壁44不平行。顶壁62和底壁64也可以与上部22的相邻截面表面平行。当由模制过程制造时，顶壁62和底壁64、第一和第二侧壁66和68可从入口70到出口72朝彼此稍微倾斜，以提供合适量的拔模斜度来将部件移出成型模。 
噪音衰减结构10的其它实施例是可能的。例如，噪音衰减结构10可不必具有所示的精确数量的通孔，相反，可具有更多或更少的通孔。作为一个示例，第一和第二通孔可沿第一假想周边C1设置，同时第三通孔可沿第二假想周边C2设置。此外，四个通孔可沿第一假想周边C1设置，同时三个通孔可沿第二假想周边C2设置。 
在另一个实施例中，具有从中穿过形成的孔的板可螺栓连接在进气歧管12和节气门本体13之间。噪音衰减结构10可从板的孔壁延伸。在又一个实施例中，噪音衰减结构10可从突片延伸，突片螺栓连接到进气歧管12和节气门本体13或者在进气歧管12和节气门本体13之间，或者突片可摩擦地接收在进气歧管和/或节气门本体中或者锁定到进气歧管和/或节气门本体。且在另一个实施例中，噪音衰减结构10可从接收在进气歧管12和/或节气门本体13中的环结构或部分环结构延伸。 
在使用中，噪音衰减结构10抑制由进气歧管12中的空气流引起的噪音。例如，参考图4，当节气门阀14开始打开时，空气流冲过空气通道18且通过噪音衰减结构10。空气流可行进通过第一、第二、第三、第四和第五通孔24、26、28、30、32中的全部，且噪音衰减结构10可以在节气门阀14打开时稍微减少空气流的速度。成漏斗状通过第一、第二和第三通孔24、26、28的空气流可在离开通孔时远离上部22引导。此外，一个理论表明，噪音衰减结构10可减 少空气流中的紊流，从而减少噪音，同时另一个理论表明，噪音衰减结构可引起空气流中的紊流，从而减少噪音。噪音衰减结构10可执行上述功能中的一个或多个以减少噪音，或者可执行一个或多个不同的未阐述的功能以减少噪音。 
本发明的实施例的上述说明本质上仅仅是示例性的，因而，其变型不认为是偏离本发明的精神和范围。 

Claims (14)

1.一种噪音衰减产品，包括：
部件，所述部件中具有限定空气通道的空气通道壁；和
结构，所述结构从所述空气通道壁的一部分延伸到所述空气通道中，所述结构至少具有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和第二通孔中的每个限定在行进通过所述空气通道的空气流的方向上渐缩的截面面积，从而，通孔的入口的截面面积大于通孔的出口的截面面积，其中，所述结构与总空气流的一部分相交且衰减所述部件中由空气流引起的噪音。
2.根据权利要求1所述的产品，其中，所述结构位于内燃机的进气歧管中，靠近进气歧管的空气入口。
3.根据权利要求1所述的产品，其中，所述结构从所述部件的空气通道壁的上部径向延伸到空气通道中。
4.根据权利要求1所述的产品，其中，所述结构跨越空气通道的截面的总周长的约三分之一。
5.根据权利要求1所述的产品，其中，通过第一和第二通孔且离开通孔的空气流远离所述部件的空气通道壁被引导。
6.根据权利要求1所述的产品，其中，所述第一和第二通孔中的每个的截面面积在从入口到出口的空气流方向上连续地渐缩。
7.根据权利要求1所述的产品，其中，所述第一和第二通孔中的每个具有细长的椭圆形形状，带有顶壁和底壁，所述顶壁和底壁分别限定假想线，所述假想线在所述假想线延长时在位于出口下游的点处汇合。
8.根据权利要求1所述的产品，还包括第三通孔，所述第三通孔限定在空气流的方向上渐缩的截面面积，从而，第三通孔的入口的截面面积大于第三通孔的出口的截面面积，其中，第一、第二和第三通孔沿假想周边的一部分设置且由第一横向连接器和第二横向连接器彼此隔开。
9.根据权利要求8所述的产品，其中，第一横向连接器和第二横向连接器沿各自的第一假想半径线和第二假想半径线设置，所述第一假想半径线和第二假想半径线在空气通道的中心点处汇合。
10.根据权利要求8所述的产品，还包括第四通孔和第五通孔，所述第四通孔和第五通孔中的每个限定从通孔入口到通孔出口相等的截面面积，其中，第四通孔和第五通孔沿与第一假想周边径向偏置的第二假想周边的一部分设置，使得第四通孔和第五通孔由纵向连接器与第一通孔、第二通孔和第三通孔隔开。
11.根据权利要求10所述的产品，其中，第四通孔和第五通孔中的每个具有细长的椭圆形形状，带有顶壁、底壁、第一侧壁和第二侧壁，所述顶壁、底壁、第一侧壁和第二侧壁与空气流的方向平行。
12.一种内燃机进气歧管，包括：
本体，所述本体具有限定空气通道的空气通道壁；和
结构，所述结构从所述空气通道壁的一部分延伸到所述空气通道中，且与通过所述空气通道的总空气流的一部分相交，所述结构衰减进气歧管中由空气流引起的噪音，所述结构至少包括第一通孔和第二通孔，第一通孔和第二通孔中的每个限定在通过所述空气通道的空气流的方向上渐缩的截面面积，从而，通孔的入口的截面面积大于通孔的出口的截面面积。
13.一种内燃机节气门本体，包括：
本体，所述本体中具有限定空气通道的空气通道壁；和
结构，所述结构从所述空气通道壁的一部分延伸到所述空气通道中，且与通过所述空气通道的总空气流的一部分相交，所述结构衰减节气门本体中由空气流引起的噪音，所述结构至少包括第一通孔和第二通孔，第一通孔和第二通孔中的每个限定在通过所述空气通道的空气流的方向上渐缩的截面面积，从而通孔的入口的截面面积大于通孔的出口的截面面积。
14.一种内燃机，包括：
本体，所述本体中具有限定空气通道的空气通道壁；和
结构，所述结构从所述空气通道壁的一部分延伸到所述空气通道中，且与通过所述空气通道的总空气流的一部分相交，所述结构衰减内燃机中由空气流引起的噪音，所述结构至少包括第一通孔和第二通孔，第一通孔和第二通孔中的每个限定在通过所述空气通道的空气流的方向上渐缩的截面面积，从而，通孔的入口的截面面积大于通孔的出口的截面面积。
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