专利名称：进气设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于内燃机的进气管道，其能够消散进气管道中的压力波以减少通过空气进入产生的噪声。
背景技术：
当空气被吸入进气通路的进气口并被输送至发动机入口时，内燃机(ICE)的进气通路将会产生大量噪声。典型的进气通路一般包括空气入口、空气过滤器或清洁器以及用于将入口、空气清洁器与内燃机的进口连接的通路或管道。在将内燃机安装至客运车辆时，内燃机所产生的噪声是非常不期望的。在购买汽车或任何其它类型的车辆时，消费者的舒适度和驾驶体验常常成为决定性因素。已经进行了许多尝试来消除或取消由机动车辆的发动机舱发出的这些多余的声音。许多尝试包括并入进气系统的消音装置，诸如共鸣器或消音器。车辆发动机舱内的空间在某种程度上受到了限制并必须以合理方式来使用。许多这 些装置本质上消耗大量的宝贵空间，这将使得通常位于发动机室内的其它关键部件被重新设计或移除。现有技术的描述Kino等人的第6，517，595号美国专利公开了用于将外部空气引入内燃机的空气清洁器的进气管道。该进气管道包括具有开口的中空管道体和形成为平面形状的一块非织布，该块非织布与管道体接合以封闭开口。管道体包括由树脂形成的圆周壁，沿延伸穿过圆周壁的一部分的平面形成开口。该块非织布固定至管道体，从而使管道体的一些树脂进入非织布。Fujihara的第6，553, 953号美国专利公开了由非织布的模制体形成的吸入管道的至少一部分管道壁。非织布包含热塑性树脂粘结剂。Kino等人的第6，622，680号美国专利公开了在管道壁中以纵向方向形成的开口。整个开口由非织布覆盖，开口的侧向宽度被设定成不短于管道壁的圆周长度的1/20。可替换地，多孔部件与具有从管道体的管道壁伸出的小圆柱形部分的开口头部热焊接在一起，同时防止管道体变形。在进气管道的制造方法中，高熔点的模制件与加热板相接触以被加热。低熔点的模制件与加热板相隔一定距离布置以通过来自加热板的热辐射进行加热。L印outre的第6，877，472号美国专利公开了将空气传送至内燃机(尤其是汽车的发动机)的进气管道。该管道包括由多孔材料制成的第一壁，其中，使用足够薄的膜以避免对声学特性造成任何影响。该管道具有少于每平方米100克的表面质量。膜被固定至多孔壁上，从而使面对多孔壁的膜的至少50%的表面不会固定至多孔壁。Kino等人的第6，959，678号美国专利公开了制造进气设备的方法。该方法包括保持部形成步骤、临时固定步骤以及接合步骤。在保持部形成步骤中，形成了保持部。在临时固定步骤中，多孔部件由保持部保持。在接合步骤中，保持部和多孔部件接合在一起。在通过该制造方法制造的进气设备中，多孔部件的外周部分与作为开口的外边缘部分的保持部双重密封。因此，开口由多孔部件可靠地覆盖，以可靠地降低进气噪声。
Kino等人的第7，107，959号美国专利公开了用于抑制噪声的进气设备。开口设置在与进气通路的总长度中的驻波的共振模式的波腹区域相对应的进气壁的一部分处，或设置在进气通路中噪声压力水平较高的部分处。开口由可渗透部件封闭，噪声隔绝壁设置在可渗透的部件的外部以阻止发出的传导型噪声经过可渗透部件。可替换地，设置了振动控制部件来取代噪声隔绝壁，以阻止可渗透部件的面振动并减少来自可渗透部件辐射噪声。Teeter的第7，086，365号美国专利公开了复合进气集管，其包括带有连通通路的头部和滑道。复合进气集管由碳纤维布料制成，碳纤维布料优选地浸溃有树脂并固化在可熔的芯模与分裂外模之间。碳纤维布料被导向穿过集管，从而以最小的厚度和重量向集管提供最大压力抵抗能力。因为实际上任何形状可适合于头部和滑道的内通路，所以头部和滑道的内通路的形状可以被设计为提高通过集管的空气流。Daly等人的第7，191，750号美国专利公开了进气集管组件，其包括插入外壳中的内壳、密封外壳的开口端的盖。内壳包括形成空气通路的分配器。激光装置沿外壳的外表面顺着与内壳相对应的路径横穿以形成激光焊接接合。该发明的进气集管组件包括对用于 组装塑料进气集管组件的激光焊接接合进行改进的组件的特征和方法。Ino等人的第7，207，307号美国专利公开了放置在两个外部树脂模制体之间的中间树脂模制体，熔化的树脂被基本同时注入到两个外部树脂模制体中的一个外部树脂模制体与中间树脂模制体之间的第一界面和两个外部树脂模制体中的另一外部树脂模制体与中间树脂模制体之间的第二界面中，从而使两个外部树脂模制体和中间树脂模制体连接在一起。Kino等人的第7，322，381号美国专利公开了被形成为中空管状的管道主体，该管道主体在其内部具有通过与多个分离体(诸如第一分离体和第二分离体)完整地连接来将外部空气引入内燃机的进气通路，第一分离体和第二分离体由热塑性树脂形成，在第二分离体的管道壁中具有开口，开口将进气通路的内部与外部之间连通。空气可渗透部件以覆盖开口的方式被模制地插入在第二分离体中。空气可渗透部件在其外边缘上具有灌注有热塑性树脂的接合部。第二分离体在开口的内周边缘的至少一部分中具有竖直壁部分，该竖直壁部分沿开口的内边缘从第二分离体的管道壁向外突出，空气可渗透部件的接合部分的至少一部分以在厚度方向上保持在其中的方式嵌入竖直壁部分中。Jones等人的第7，475，664号美国专利公开了发动机进气集管组件，其包括第一部件和第二模制塑料部件，第一部件具有第一配合表面，第二模塑部件具有第二配合表面。使用粘合剂将第二模制塑料部件粘接至第一部件。粘接强度超过第二模制塑料部件的强度。Lewis等人的第7，543，683号美国专利公开了车辆共鸣器结构，其包括共鸣腔，共鸣腔具有与其附接的第一进气管和第一排气管或排放管。这些管中的至少之一包括可模制(例如在管自身被吹模之后通过溢出式模塑)至管的突出部分。共鸣腔可包括上管安装结构和下管安装结构，上管安装结构和下管安装结构可由热板焊接并被夹在管中的突出部分之间。因此，管(多个管)被牢固地保持在与共鸣腔相关的适当的位置处，从而使共鸣器的调谐不会由于管和共鸣腔结构的几何形状的波动而改变，而且也几乎没有或没有振动噪声和/或会导致管相对于共鸣腔自由移动的可能的损害。Kino等人的第2004/0226531号美国公布文献公开了进气设备，其包括进气管道，其设有入口，通过入口弓I入进入的空气；空气清洁器，设置在进气管道的下游侧以过滤进入的空气；以及空气清洁器软管，设置在空气清洁器的下游侧以将过滤后的进入空气提供给发动机的燃烧室，其中，进气通路位于入口与燃烧室之间。还设置有通路壁，环绕与进气通路的整个通路长度相对应的低共振模式的波腹；阀，至少在低共振模式发生时用于打开连通路径以允许进气通路的内部与其外部连通；空气可渗透部件，被布置成阻挡连通路径。Hirose等人的第2004/0226772号美国公布文献公开了由孔和覆盖孔的多孔部件组成的可渗透口，其设置在进气设备的一部分进气通路部中。可渗透口布置在进气管道的总长度的中心位置与进气通路部的总长度的中心位置之间的区域中的至少一部分中。Jones等人的第2004/0231628号美国公布文献公开了发动机进气集管组件，其包括第一部件和第二模制塑料部件，第一部件具有第一配合表面，第二模塑部件具有第二配合表面。第二模制塑料部件用粘合剂粘接至第一部件。粘接强度超过第二模塑部件的强度。
发明内容
本发明涉及用于内燃机的进气管道，其能够抑制空气进入所产生的噪声。进气通路包括进气管道，进气管道具有入口和出口以及位于入口与出口之间的侧壁中的开口。由编织声学材料形成的膜安装在该开口内。声膜通过耗散管道中的压力波来减少入口通气管噪声。声膜由允许足够的空气流入进气管道且阻止水侵入进气管道的编织材料形成。进气口消声装置设计为紧凑的、易于安装和维护、性能优异且制造成本低。因此，本发明的目的在于提供使用编织织物材料的进气口消声器，可有效降低内燃机的进气通路产生的噪声。 本发明的另一目的在于提供使用编织织物的进气口消声器，有效地降低进气口噪 声并且还可阻止水侵入。本发明的又一目的在于提供用于内燃机的进气口消声器，其尺寸较小从而可最小化发动机室利用率。本发明的又一目的在于提供发动机进气口消声器，其有效、耐用且制造、安装和维护的成本低。通过下面结合任意附图的描述，本发明的其它目的和优点将变得显而易见，其中，通过说明和举例列出了本发明的某些实施方式。在本文中所包括的任意附图构成了本说明书的一部分，并包括本发明的示例性实施方式且示出本发明的多个目的和特征。
图I是包括声膜的进气通路的一部分的立体图。图2是包括声膜的进气通路的分解的底视立体图。图3是包括声膜的进气通路的分解的顶视立体图。图4是进气通路的入口部件的出口侧的立体图。图5是进气管道的侧视立体图。图6是描述用于编织声膜的四种示例性材料的物理性质的图表。图7是气流阻力测试数据的图示，示出四种示例性编织成膜中每一种的随气流变化的压力降。图8是测试数据的图示，示出四种示例性编织成膜中每一种的随频率变化的噪声传输损耗。图9是四种示例性编织成膜中每一种的防水性的图示。
具体实施例方式在下文中将参照附图对本发明进行更全面地描述，其中示出了本发明的优选实施方式。然而，本发明可以许多不同形式实施，不应解释为仅限于本文所列的实施方式。相反地，提供了这些实施方式以使本公开更加周详和完整，并向本领域技术人员全面地表达了本发明的范围。图I是包括声膜的进气通路的一部分的立体图。进气口消声组件包括入口部件2，入口部件2具有纵向延伸的通路3，通路3在入口侧4与出口侧10之间延伸。入口部件 2通过任意的常规塑性成形技术形成。入口部件2的入口侧4配置成与车辆金属片有效接合。位于入口部件2的入口侧4处的通路一般呈椭圆形；但是，椭圆形并不是必需的；在不背离本发明的情况下，横截面为圆形或矩形的通路也是满足需要的。入口部件2的入口侧4包括L形的壁6，壁6包括引导(indexing)、强化和附接部件8。部件8与位于车辆结构上的部件相配合。L形的壁6的较长边形成为相对于纵向延伸的通路3的轴线成斜角。在该实施方式中，入口部件2的出口侧10—般也呈椭圆形；但是，该形状以如参照入口所讨论的方式根据具体应用而定。出口侧10的尺寸和形状设计成与进气管道部分20相连接。图2是进气通路的底视立体图，其中，为了清楚起见，以分解的方式示出其中一部分。优选地，当声膜I安装在车辆发动机室内时，声膜I位于进气管道20的下侧上。图3是进气通路的顶部视立体图，其中，为了清楚起见，以分解的方式示出其中一部分。如图2和图3所示，进气口消声器组件还包括进气管道20。在该实施方式中，进气管道20包括横截面一般呈椭圆形的入口 22 ;实际的形状根据具体应用而定。入口 22还包括凸缘24，凸缘24从进气管道20的表面壁径向地向外伸出。凸缘24与位于入口部件2的出口侧10上的槽26有效地接合。当凸缘24位于槽26内时，进气管道20与入口部件2机械地且流体地连接。如图所示，前锥形口(bell mouth)包括入口前端的柔软部，其结合至入口部件或还可与入口部件模制为单个部件，这根据具体应用而定。进气管道20包括开口 28，开口 28的外表面通常为为矩形。连续的直立凸缘30环绕矩形的开口 28，凸缘30形成在进气管道20的外表面上。凸缘30被从进气管道20的表面径向地向外引导。声膜I的尺寸设计成适合安装在于凸缘30内并覆盖矩形开口 28。矩形网格件32具有外围框架，外围框架与由凸缘30形成的内部矩形周边相对应，矩形网格件32将编织声膜I保持在进气管道20的适当位置处。网格件32还包括多个成类似角度的气窗(louver) 34。通过机械紧固件、热焊接或模制于适当位置的方式，将声膜I和网格件32固定在进气管道20上的适当位置处。如图2和图3所示，矩形声膜I包括孔36，孔36形成在四个角中的每个角的附近。同样，矩形网格件具有形成在网格件32的四个角中每个角处形成的圆形凹口 38。在声膜I与网格件32放入进气管道20上的凸缘30内时，位于每个角的孔36与凹口 38对准。声膜I可通过合适的紧固方式(诸如嵌件注塑、粘合剂或机械紧固件)附接至网格件32。图4是进气通路的入口部件2的出口侧的立体图。如图4所示，进气口部件2包括椭圆形的出口侧10和槽26。紧固部件和定位部件8以及L形的壁6的尺寸和形状设计成将入口部件2紧固至车辆结构。图5是进气管道20的侧视立体图。如图5所示，进气管道20具有在进气管道20的入口侧与出口侧之间延伸的椭圆形的通路。入口侧包括安装凸缘24，安装凸缘24被配置成与入口部件2上的槽26相匹配。进气管道20的上部包括矩形凸缘30。进气管道20通过任意常规的塑性成形技术形成。进气管道20的出口侧被固定且配置成与进气集管系统的其它部分适当连接，例如以在外表面中模制的紧固部件和引导部件40所遮盖的空气清洁器壳、另一进气管道、进气集管或节气门体壳。声膜I由编织材料形成,例如由SaatiTech 制造的商标为SaatifilAcoustex 的材料。这种材料由单丝纤维精确地编织以产生相同的网孔,从而产生一致的声阻。纤维可由聚酯、金属酯或任何其它合适的合成材料制成。在进气管道内形成的声膜I的编织材料具有在38um至18um范围内的孔径尺寸以及在40um至125um范围内的厚度。声膜I的材料使用能够使膜防水的涂层来处理。 声膜具有需要通过耗散管道中的压力波来减少进气通路内生成的噪声的物理性质。声膜还提供所需的气流阻力以允许通过声膜进入进气通路的空气的适当平衡，声膜还必须阻止水侵入进气系统。下面进行了关于上述标准的测试。图6示出用于进行测试的四种样品材料的物理性质。为了测量气流阻力，材料的测试样品安装在气流通道上，并且从校准的源中引入多个等级的气流。在不同流速下测量样品两端的压力降。图7中的图表示出了四种示例性材料的每一种的结果。为了测量噪声传输损耗，一部分侧壁被移除的测试导管由声膜覆盖，导管的一端安装在扬声器箱上。采用安装在声膜上游的导管上的一对麦克风和位于声膜下游的另一对麦克风进行四极传输损耗测试。白噪声被引入扬声器处的导管，声膜下游的噪声减少被记录为频率的函数。图8中的图表示出四种示例性材料的每一种的噪声传输损耗。为了测量抗水阻力，构造了 U形测试导管。U形测试导管的水平段的上壁的一部分被移除并用抗水声膜覆盖。然后，U形导管被浸没在水槽中，从而使样品在IOOmm的水柱中暴露30秒；U形导管的各个竖直段的上端位于水线之上。如图9中以图表方式示出的，对于每个样品，记录经过声膜的水量。本说明书中提到的所有专利和公开文献代表了本发明所属领域的技术人员的水平。所有专利和公布文献通过引用并入本文，这种引用也表示各公开文献被具体且单独地通过引用并入本文中。应当理解，虽然示出了本发明的某一形式，但本发明并不限于本文中描述的和示出的具体形式或布置。对于本领域技术人员显而易见的是，在不背离本发明的范围的情况下，可进行多种改变，且本发明不应视为限制于本文所包括的说明书和附图中示出的或描述的内容。本领域技术人员将易于理解，本发明可以很好地适于实现本发明的目标及获得本文提及的和固有的结果和优点。本文描述的实施方式、方法、程序和技术仅表示优选实施方式，其旨在作为示例而不用于限制本发明的范围。在本发明的精神所包括的和权利要求的范围所限定的范围内，本领域技术人员可以进行多种改变和用于其它用途。尽管已结合特定优选实施方式对本发明进行了描述，但还应理解，所主张的本发明不应过分限制于上述具体实施方式
。事实上，用于实施本发明所描述的模式的对本领域技术人员显而易见的多 种修改都落入权利要求的范围内。
权利要求
1.一种用于内燃机的进气通路，包括 进气管道，所述进气管道具有入口端和出口端以及通过在所述入口端与所述出口端之间延伸的侧壁限定的通路， 所述进气管道包括在所述壁的一部分中形成的开口， 所述进气通路还包括安装在所述开口内的声膜， 所述声膜由编织材料形成，所述编织材料允许足够的空气流入所述进气管道并且阻止水侵入到所述进气管道中， 其中，所述声膜通过耗散所述进气管道中的压力波来减少入口噪声。
2.如权利要求I所述的用于内燃机的进气通路，其中，所述声膜的所述编织材料具有38um至18um范围内的孔径尺寸。
3.如权利要求I所述的用于内燃机的进气通路，其中，所述声膜的所述编织材料具有40um至125um范围内的厚度。
4.如权利要求3所述的用于内燃机的进气通路，其中，所述声膜的所述编织材料具有38um至18um范围内的孔径尺寸。
5.如权利要求4所述的用于内燃机的进气通路，其中，利用能够使所述声膜抗水的涂层来处理所述声膜的所述编织材料。
6.如权利要求I所述的用于内燃机的进气通路，还包括入口部件，所述入口部件具有空气入口侧、空气出口侧和位于所述空气入口侧与所述空气出口侧之间的纵向通路，所述空气入口侧包括引导和附接部件以将所述入口部件固定到车辆结构上。
7.如权利要求6所述的用于内燃机的进气通路，其中，所述入口部件的所述空气出口侧包括圆周槽，所述圆周槽的尺寸和形状设计成接收径向的凸缘，所述凸缘位于所述进气管道的所述入口端上。
8.如权利要求I所述的用于内燃机的进气通路，其中，在所述进气管道的外表面上形成有环绕所述开口的凸缘，所述凸缘被从所述进气管道的所述壁向外径向地定向。
9.如权利要求8所述的用于内燃机的进气通路，其中，所述声膜的尺寸设计成使所述声膜安装到所述凸缘中且安装到所述开口中。
10.如权利要求9所述的用于内燃机的进气通路，还包括网格件，所述网格件具有外周框架，所述外周框架与所述凸缘形成的内周相对应，所述声膜的所述编织材料放置在所述网格件与所述进气管道的所述外表面之间，由此，通过固定至所述进气管道的所述网格件将所述声膜的所述编织材料保持在所述进气管道上。
11.如权利要求10所述的用于内燃机的进气通路，其中，所述外周框架是矩形的，通过所述凸缘形成的所述内周是矩形的。
12.如权利要求10所述的用于内燃机的进气通路，其中，所述网格件包括多个成角度放置的气窗。
13.如权利要求I所述的用于内燃机的进气通路，其中，所述开口位于所述侧壁的底部上。
14.如权利要求10所述的用于内燃机的进气通路，其中，所述声膜的所述编织材料具有38um至18um范围内的孔径尺寸。
15.如权利要求10所述的用于内燃机的进气通路，其中，所述声膜的所述编织材料具有40um至125um范围内的厚度。
16.如权利要求10所述的用于内燃机的进气通路，其中，所述声膜的所述编织材料具有38um至18um范围内的孔径尺寸以及40um至125um范围内的厚度。
17.如权利要求10所述的用于内燃机的进气通路，其中，所述声膜的所述编织材料具有25g/m2至85g/m2范围内的重量。
18.如权利要求10所述的用于内燃机的进气通路，其中，所述声膜的所述编织材料由单丝纤维编织，因此产生相同的网孔并形成一致的声阻。
19.如权利要求16所述的用于内燃机的进气通路，其中，所述声膜的所述编织材料具有25g/m2至85g/m2范围内的重量。
20.如权利要求I所述的用于内燃机的进气通路，其中，与所述出口端相邻的所述进气管道具有紧固和引导部件，所述紧固和引导部件形成在所述进气管道的外表面上。
全文摘要
本发明涉及用于内燃机的进气管道(20)，其能够减少与空气进入相关的噪声。进气管道(20)包括入口(22)和出口以及位于入口(22)与出口之间的侧壁中的开口(28)。在该开口(28)内安装有编织声膜(1)。声膜(1)通过耗散管道(20)中的压力波来减少入口通气管噪声。编织声膜(1)由允许足够的空气流入进气管道并且还阻止水侵入进气管道(20)的材料形成。
文档编号F02M35/12GK102741539SQ201080058705
公开日2012年10月17日 申请日期2010年11月9日 优先权日2009年11月11日
发明者杰弗里·拉普, 查尔斯·塞塔立诺 申请人:托莱多铸模公司