进气系统构造的制作方法

1.本实用新型涉及一种进气系统构造(intake system structure)。


背景技术：

2.近年来，考虑到交通参与者中的老年人、残疾人和儿童等弱势群体，而努力提供可持续交通系统。为了实现这一点，正在着力研发关于提升车辆的居住性的技术，进一步提高交通的安全性和便利性。
3.以往，涡轮需远离发动机(振动源)而配置，而使得涡轮具有耐用性和可靠性。然而，涡轮的基本结构(即，将压缩机的重量物进行悬臂支撑的悬臂结构)仍然会引起共振的问题，因此，有必要通过增加制振机构(具有动态阻尼效果)，来减少振动。
4.在以往的技术中，与涡轮和压缩机连接的进气接头的进气管的长度是固定的，通过具有弯曲刚性的悬臂结构的弹簧刚性和零件重量，来调整进气接头的固有频率，并且，通过与涡轮的固有频率相匹配，而采取减少涡轮的共振的对策。
5.另一方面，由于涡轮与压缩机的高速旋转，而产生高阶且宽频带的进气管的压力变动，这会引起空气承载噪声被放射到发动机的外部，因此，存在从发动机室产生噪声的问题。作为减少所述噪声的对策，以往的技术是，通过在位于涡轮与压缩机的上游的进气接头处，设置具有隔音性能的隔音罩来提高隔音性能，而降低噪声。
6.[现有技术]：
[0007]
[专利文献1]：日本专利特开平7-251628
[0008]
[专利文献2]：日本专利特开2002-309948


技术实现要素：

[0009]
[实用新型所要解决的问题]
[0010]
当涡轮直接安装在发动机上时，特别是，当涡轮直接安装或对于压缩机进行悬臂支撑时，由于压缩机本身的重量，而会引起振动问题，因此，有必要采取减少振动的措施；此外，由于涡轮的高速运行，而会引起噪声问题，因此，有必要采取降低噪声的措施。
[0011]
在以往的技术中，为了应对涡轮的振动问题，需要使进气接头的进气管的长度变长，因此整体的结构会变大。此外，为了应对噪声问题，需要空间来设置隔音罩，也就是说，发动机室内需要足够空间来放置进气接头和隔音罩，因此，在不具有足够空间的小型车辆中，难以进行相关的安装。同时，由于进气接头的零件结构的尺寸的大型化、及隔音罩和隔音零件的增加，造成了零件的数量增加，因此，存在成本与重量增加的问题。
[0012]
本案为了解决所述课题而以提高车辆的居住性为目的，提供一种进气系统构造，通过第一消音室、第二消音室与加强肋的设置，而能够兼顾减振与降噪，即，可同时减少压缩机与涡轮所产生的噪声与振动。
[0013]
[解决问题的技术手段]
[0014]
依据本实用新型的一实施方式的技术方案所述，本实用新型提供一种进气系统构
造，用于提供进气到发动机中，所述发动机配备有增压器本体，所述增压器本体包括压缩机与涡轮，所述涡轮安装在所述发动机上，所述进气系统构造具有进气管，所述进气管具有中途折返的弯曲部，所述进气管的一端连接到所述压缩机，所述进气管的另一端设置在所述增压器本体的上方，所述进气管的所述一端为固定端，所述进气管的所述另一端为摆动端。所述进气系统构造包括：第一消音室，配置在所述进气管的所述另一端；第二消音室，配置在所述进气管的所述弯曲部内；以及加强肋，设置在所述进气管的从所述第二消音室朝向所述第一消音室的所述弯曲部上。
[0015]
如此，在进气管的另一端(摆动端)，使用配重(即，第一消音室)而进行了实质性的补强，能够减少由增压器本体(来自于固定端)引起的振动；并且，通过第一消音室、第二消音室与加强肋，可在广范围内(尤其是，两个频率范围)降低噪声，因此，能够兼顾减振与降噪。
[0016]
在本实用新型的一实施方式中，所述第一消音室为谐振腔(resonator chamber)。所述第二消音室为分支管(branch tube)。所述加强肋从所述分支管的侧面延伸而出。
[0017]
通过加强肋的设置，可提高进气系统构造的强度，进一步减少振动。
[0018]
在本实用新型的一实施方式中，所述第一消音室构成为：所述第一消音室具有预定的振动频率，根据所述预定的振动频率来设定所述第一消音室的质量，根据所述第一消音室的质量来设定所述加强肋的长度，其中，随着所述第一消音室的质量增加，所述加强肋的长度变长，随着所述第一消音室的质量减少，所述加强肋的长度变短。
[0019]
如此，能够简单地基于第一消音室的预定的振动频率，来设定第一消音室的质量与加强肋的长度，进而能够良好地兼顾减振和降噪。
[0020]
[实用新型的效果]
[0021]
本实用新型的进气系统构造，至少具有以下的技术效果：
[0022]
在进气管的另一端(摆动端)，使用配重(即，第一消音室)而进行了实质性的补强，能够减少由增压器本体(来自于固定端)引起的振动；并且，通过第一消音室、第二消音室与加强肋，可在广范围内(尤其是，两个频率范围)降低噪声，因此，能够兼顾减振与降噪。
[0023]
通过加强肋的设置，可提高进气系统构造的强度，进一步减少振动。
[0024]
能够简单地基于第一消音室的预定的振动频率，来设定第一消音室的质量与加强肋的长度，进而能够良好地兼顾减振和降噪。
[0025]
与以往的技术相比，本实用新型的进气系统构造，可缩短进气管的长度，且不需要以往的隔音罩。此外，本实用新型的进气系统构造除了可减小进气管的长度外，还可简化结构和减少零件数量，进而能够降低成本与重量。
[0026]
为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施方式，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
[0027]
图1是本实用新型的一个实施方式的用于提供进气到发动机中、且安装在增压器本体上的进气系统构造的示意图。
[0028]
图2是本实用新型的一个实施方式的增压器本体的示意图。
[0029]
图3是本实用新型的一个实施方式的进气系统构造的示意图。
[0030]
图4a是本实用新型的一个实施方式的进气系统构造的正面示意图。
[0031]
图4b是图4a的进气系统构造的侧面示意图。
[0032]
图4c是沿着图4b的a-a线的剖面示意图。
[0033]
图4d是沿着图4a的b-b线的剖面示意图。
[0034]
图5是图4a～图4d的进气系统构造的弹簧-质量系统模式的示意图。
[0035]
图6a是本实用新型的一个实施方式的进气系统构造的加强肋的长度为l1的示意图。
[0036]
图6b是本实用新型的一个实施方式的进气系统构造的加强肋的长度为l2的示意图。
[0037]
图6c是本实用新型的一个实施方式的进气系统构造的加强肋的长度为l3的示意图。
[0038]
图6d是本实用新型的一个实施方式的进气系统构造的加强肋的长度为l4的示意图。
[0039]
图7是本实用新型的一个实施方式的进气系统构造的第一消音室的设定质量的示意图。
[0040]
图8是第一消音室的预定的振动频率、加强肋的强度与第一消音室的质量彼此之间的关系图。
[0041]
[附图标记说明]：
[0042]
100：进气系统构造
[0043]
110：进气管
[0044]
110a：进气管的一端(固定端)
[0045]
110b：进气管的另一端(摆动端)
[0046]
112：弯曲部
[0047]
120：第一消音室
[0048]
130：第二消音室
[0049]
140：加强肋
[0050]
200：发动机
[0051]
300：增压器本体
[0052]
310：压缩机
[0053]
320：涡轮
[0054]
322：发动机固定部
[0055]
330：排气泄压阀(waste gate valve)
[0056]
340：空气旁通阀(air bypass valve)
[0057]
410、420、430、510、520、530：多项式曲线
[0058]
a-a、b-b：线
[0059]
k2：第二消音室与加强肋的弹簧常数
[0060]
l1、l2、l3、l4：长度
[0061]
m120：第一消音室的质量
[0062]
wt：第一消音室的质量
[0063]
u：上方
[0064]
d：下方
具体实施方式
[0065]
以下，基于附图来说明本实用新型的实施方式。需要说明的是，在以下说明的各实施方式中，对于共同部分标注同一附图标记，省略重复的说明。以下，参照附图，对本实用新型的实施方式进行说明。
[0066]
图1是本实用新型的一个实施方式的用于提供进气到发动机中、且安装在增压器本体上的进气系统构造的示意图。图2是本实用新型的一个实施方式的增压器本体的示意图。图3是本实用新型的一个实施方式的进气系统构造的示意图。在图1中，示出了进气系统构造100的上方u与下方d。
[0067]
请参照图1～图3，进气系统构造100用于提供进气到发动机200中。发动机200配备有增压器本体300。增压器本体300包括压缩机310与涡轮320。涡轮320安装在发动机200上。进气系统构造100具有进气管110。进气管110具有中途折返的弯曲部112。进气管110的一端110a连接到压缩机310。进气管110的另一端110b设置在增压器本体300的上方。进气管110的所述一端110a为固定端。进气管110的所述另一端110b为摆动端。进气系统构造100包括：第一消音室120，配置在进气管110的所述另一端110b；第二消音室130，配置在进气管110的弯曲部112内(请参照图3)；以及加强肋140，设置在进气管110的从第二消音室130朝向第一消音室120的弯曲部112上(请参照后续的图4a～图4d)。
[0068]
如此，在进气管110的另一端110b(摆动端)，使用配重(即，第一消音室120)而进行了实质性的补强，能够减少由增压器本体300(来自于固定端)引起的振动；并且，通过第一消音室120、第二消音室130与加强肋140，可在广范围内(尤其是，两个频率范围)降低噪声，因此，能够兼顾减振与降噪。
[0069]
请参照图2，涡轮320还可包括：发动机固定部322。涡轮320是通过所述发动机固定部322，而被固定到发动机200上。另外，增压器本体300还可包括：排气泄压阀330与空气旁通阀340。来自于排气泄压阀330与空气旁通阀340的振动问题，也能够通过第一消音室120、第二消音室130与加强肋140来进行减振。
[0070]
图4a是本实用新型的一个实施方式的进气系统构造的正面示意图。图4b是图4a的进气系统构造的侧面示意图。图4c是沿着图4b的a-a线的剖面示意图。图4d是沿着图4a的b-b线的剖面示意图。
[0071]
请同时参照图1～图3、图4a、图4b、图4c与图4d，在进气系统构造100中，加强肋140设置在进气管110的从第二消音室130朝向第一消音室120的弯曲部112上；其中，第一消音室120(在图4a与图4b中以虚线表示的部分)作为质量系统而发挥功能。另外，第二消音室130与加强肋140(在图4a与图4b中以虚线表示的部分)作为刚性系统而发挥功能。
[0072]
请参照图4a，第一消音室120可为谐振腔。第二消音室130可为分支管。加强肋140从所述分支管130的侧面延伸而出。通过加强肋130的设置，可提高进气系统构造100的强度，进一步减少振动。
[0073]
图5是图4a～图4d的进气系统构造的弹簧-质量系统模式的示意图。请参照图5，第一消音室120的质量m120(配重)是可以改变的，且第二消音室130与加强肋140的弹簧常数
k2(与刚性相关)是可以改变的，其中，通过加强肋140的设置，可以使弹簧常数k2在更广的范围内进行变化。通过所设定的第一消音室120的质量m120、与所设定的第二消音室130与加强肋140的弹簧常数k2，而能够根据以下的式(1)，来计算出图4a～图4d的进气系统构造100的共振频率f0：
[0074][0075]
在图4a～图4d的进气系统构造100中，将第二消音室130与加强肋140，连接到第一消音室120，利用这样的结构，而可通过自由地改变加强肋140的长度(或是厚度)，而使得弹簧常数k2(与刚性相关)可以在更广的范围内进行变化。如此，图4a～图4d的进气系统构造100的共振频率(相近于增压器本体300的衰减频率)可以在更广的范围内进行变化。
[0076]
图6a是本实用新型的一个实施方式的进气系统构造的加强肋的长度为l1的示意图。图6b是本实用新型的一个实施方式的进气系统构造的加强肋的长度为l2的示意图。图6c是本实用新型的一个实施方式的进气系统构造的加强肋的长度为l3的示意图。图6d是本实用新型的一个实施方式的进气系统构造的加强肋的长度为l4的示意图。
[0077]
请参照图6a，加强肋140的长度l1可为11mm。请参照图6b，加强肋140的长度l2可为36mm。请参照图6c，加强肋140的长度l3可为44mm。请参照图6d，加强肋140的长度l4可为65mm。
[0078]
图7是本实用新型的一个实施方式的进气系统构造的第一消音室的设定质量的示意图。请参照图7，第一消音室120的质量wt可为50g、75g或100g。
[0079]
在本实用新型的一实施方式中，第一消音室120构成为：第一消音室120具有预定的振动频率，根据预定的振动频率来设定第一消音室120的质量，根据第一消音室120的质量来设定加强肋140的长度，其中，随着第一消音室120的质量增加，加强肋140的长度变长，随着第一消音室120的质量减少，加强肋140的长度变短。
[0080]
图8是第一消音室的预定的振动频率、加强肋的强度与第一消音室的质量彼此之间的关系图。请参照图8，可通过探讨第一消音室120的预定的振动频率、加强肋140的强度与第一消音室120的质量之间的关系，来求得进气系统构造100的共振频率(相近于增压器本体300的衰减频率)的最适当条件。
[0081]
以下，说明图8中的符号所表示的意义：
[0082]
△
表示：第一消音室120的质量设定为50g的状况；
[0083]
〇表示：第一消音室120的质量设定为75g的状况；
[0084]
□
表示：第一消音室120的质量设定为100g的状况；
[0085]
+表示：加强肋140的长度设定为36mm的状况；
[0086]
×
表示：加强肋140的长度设定为11mm的状况；
[0087]
◆
表示：加强肋140的长度设定为44mm的状况；
[0088]
曲线410表示：第一消音室120的质量设定为75g时的多项式曲线；
[0089]
曲线420表示：第一消音室120的质量设定为100g时的多项式曲线；
[0090]
曲线430表示：第一消音室120的质量设定为50g时的多项式曲线；
[0091]
曲线510表示：加强肋140的长度设定为36mm时的多项式曲线；
[0092]
曲线520表示：加强肋140的长度设定为44mm时的多项式曲线；
[0093]
曲线530表示：加强肋140的长度设定为11mm时的多项式曲线。
[0094]
当目标的共振频率为300hz时(如图8中的经过300hz的直线)，可选择：所述直线、第一消音室120的质量的曲线、与加强肋140的长度的曲线进行交叉处(如图8中的星号标记处)的数值的组合，来作为进气系统构造100的共振频率(相近于增压器本体300的衰减频率)的最适当条件。
[0095]
如此，能够简单地基于第一消音室120的预定的振动频率，来设定第一消音室120的质量与加强肋140的长度，进而能够良好地兼顾减振和降噪。
[0096]
综上所述，在本实用新型的实施例的进气系统构造100中，通过在进气管110中安装多个谐振器(即，第一消音室120、第二消音室130)，可通过优化进气管110的刚性的弹簧质量平衡来减少涡轮320的振动，且可同时解决压缩机310所引起的高阶且宽频带的噪声问题。
[0097]
详细而言，在较短的弯曲的进气管110(具有中途折返的弯曲部112)中，进气管110的固有振动频率，往往会偏离发动机200与涡轮320的共振频率而调谐到高频侧，因此，通过在尽可能远离涡轮320的结合侧的弯曲的进气管110的上游部分设置谐振器(即，第一消音室120)，由于第一消音室120的重量效应，使得进气管110的固有振动频率移动到低频侧。
[0098]
另一方面，当进气管110的固有振动频率，位在比所需的调谐频率还低的低频侧时，通过在弯曲的进气管110的弯曲部112设置谐振器(即，第二消音室130)而可以增加进气管110的刚性，使得进气管110的固有振动频率移动到高频侧。
[0099]
进而，在进气管110的从第二消音室130朝向第一消音室120的弯曲部112上设置加强肋140，且可自由设定加强肋140的长度(或厚度)，因此，可以更精细地调整进气管110固有振动频率，且使进气管110的长度可以设置得较短，因此，不但可以减少弯曲的较短的进气管110中的振动问题，还可以使进气系统构造100小型化，而适于安装在小型车辆上。
[0100]
与以往的技术相比，本实用新型的进气系统构造100的结构较简单，不需要使用隔音罩，而可减少零件数量，并降低成本与重量。
[0101]
基于上述，本实用新型的进气系统构造至少具有以下的技术效果：
[0102]
在进气管的另一端(摆动端)，使用配重(即，第一消音室)而进行了实质性的补强，能够减少由增压器本体(来自于固定端)引起的振动；并且，通过第一消音室、第二消音室与加强肋，可在广范围内(尤其是，两个频率范围)降低噪声，因此，能够兼顾减振与降噪。
[0103]
通过加强肋的设置，可提高进气系统构造的强度，进一步减少振动。
[0104]
能够简单地基于第一消音室的预定的振动频率，来设定第一消音室的质量与加强肋的长度，进而能够良好地兼顾减振和降噪。
[0105]
与以往的技术相比，本实用新型的进气系统构造，可缩短进气管的长度，且不需要以往的隔音罩。此外，本实用新型的进气系统构造除了可减小进气管的长度外，还可简化结构和减少零件数量，进而能够降低成本与重量。
[0106]
最后应说明的是：以上实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型的实施方式的技术方案的范围。

技术特征：
1.一种进气系统构造，其特征在于，用于提供进气到发动机中，所述发动机配备有增压器本体，所述增压器本体包括压缩机与涡轮，所述涡轮安装在所述发动机上，所述进气系统构造具有进气管，所述进气管具有中途折返的弯曲部，所述进气管的一端连接到所述压缩机，所述进气管的另一端设置在所述增压器本体的上方，所述进气管的所述一端为固定端，所述进气管的所述另一端为摆动端，所述进气系统构造包括：第一消音室，配置在所述进气管的所述另一端；第二消音室，配置在所述进气管的所述弯曲部内；以及加强肋，设置在所述进气管的从所述第二消音室朝向所述第一消音室的所述弯曲部上。2.根据权利要求1所述的进气系统构造，其特征在于，所述第一消音室为谐振腔，所述第二消音室为分支管，所述加强肋从所述分支管的侧面延伸而出。3.根据权利要求1或2所述的进气系统构造，其特征在于，所述第一消音室构成为：所述第一消音室具有预定的振动频率，根据所述预定的振动频率来设定所述第一消音室的质量，根据所述第一消音室的质量来设定所述加强肋的长度，其中，随着所述第一消音室的质量增加，所述加强肋的长度变长，随着所述第一消音室的质量减少，所述加强肋的长度变短。

技术总结
本实用新型提供一种进气系统构造，用于提供进气到发动机中。发动机配备有增压器本体。增压器本体包括压缩机与涡轮。涡轮安装在发动机上。进气系统构造具有进气管。进气管具有中途折返的弯曲部。进气管的一端连接到压缩机，进气管的另一端设置在增压器本体的上方。进气管的所述一端为固定端，进气管的所述另一端为摆动端。进气系统构造包括：第一消音室，配置在进气管的所述另一端；第二消音室，配置在进气管的弯曲部内；以及加强肋，设置在进气管的从第二消音室朝向第一消音室的弯曲部上。本实用新型的进气系统构造，通过第一消音室、第二消音室与加强肋的设置，而能够兼顾减振与降噪，即，可同时减少压缩机与涡轮所产生的噪声与振动。动。动。


技术研发人员：吉田迅文 清水大志 工藤贵久
受保护的技术使用者：本田技研工业株式会社
技术研发日：2023.01.31
技术公布日：2023/6/7