汽车发动机的进气装置、发动机系统及汽车的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种汽车发动机的进气装置、发动机系统及汽车。所述进气装置包括空气过滤器、出气管和第一进气管，空气过滤器包括出气口和第一进气口，出气管的第一端连接在出气口，出气管的第二端延伸至汽车发动机所在区域，第一进气管的第一端连接在第一进气口，第一进气管的第二端与外部空气连通，进气装置还包括用于调节所述第一进气管的开口大小的调音阀，所述调音阀安装在所述第一进气管的第二端。所述发动机系统安装有上述进气装置，所述汽车安装有上述发动机系统。本实用新型的汽车发动机的进气装置、发动机系统及汽车具有占用空间小、成本较低、降噪效果好的特点。
【专利说明】
汽车发动机的进气装置、发动机系统及汽车
【技术领域】
[0001]本实用新型设计一种汽车发动机的进气装置、发动机系统及汽车。
【背景技术】
[0002]汽车发动机的进气装置用于为发动机提供清洁的空气，是发动机运转过程中必不可少的装置，发动机转速越高，所需的进气量越大，而进气量主要是由进气口的大小所决定的，进气口越大，进气量就越大，反之，进气量就越小。
[0003]对于传统的汽车发动机的进气装置，为了保证为发动机提供足够的进气量，进气口的大小是根据发动机的最高转速所设计的，这种设计的进气口一般较大，但是较大的进气口在进气过程中会产生较大的噪音，因此还必须设计专门的降噪部件来消除因进气口过大所产生的噪音。
[0004]图1是现有技术汽车发动机的进气装置的示意图。如图1所示，所述进气装置包括进气管40'、空气过滤器10和出气管20。所述进气管40'的第一端与所述空气过滤器10的进气口连接，所述进气管40'的第二端与外部空气连通；所述出气管20的第一端与所述空气过滤器10的出气口连接，所述出气管20的第二端延伸到发动机所在区域。在发动机运行过程中，外部空气通过所述进气管40'进入所述空气过滤器10中，经所述空气过滤器10过滤后的清洁空气通过所述出气管20进入发动机所在区域，为发动机的运行提供清洁的空气。图1中所述的进气装置还包括降噪部件70，在传统的设计中，所述降噪部件70一般通过谐振器、1/4波长管或吸声材料等实现。但是这种降噪方式通常只对单一频次或者固定范围频次的噪音进行降噪，若要得到较好的降噪效果，需要布置多种不同频次范围的降噪部件70，不仅结构比较复杂、成本较高，而且这种设计还受到汽车内部空间的限制，一般无法布置多个降噪部件70。
[0005]因此，有必要设计一种占用空间小、成本较低、降噪效果好的汽车发动机进气装置、发动机系统及汽车。
实用新型内容
[0006]有鉴于此，本实用新型提供一种占用空间小、成本较低、降噪效果好的汽车发动机的进气装置、发动机系统及汽车，旨在解决现有技术中的缺陷。
[0007]本实用新型所提供的汽车发动机的进气装置，包括空气过滤器、出气管和第一进气管，所述空气过滤器包括出气口和第一进气口，所述出气管的第一端连接在所述出气口，所述出气管的第二端延伸至汽车发动机所在区域，所述第一进气管的第一端连接在所述第一进气口，所述第一进气管的第二端与外部空气连通，所述进气装置还包括用于调节所述第一进气管的开口大小的调音阀，所述调音阀包括:
[0008]阀体，所述阀体的形状是圆柱体，所述阀体沿轴向设置有圆形通孔，所述阀体的第一端连接在所述第一进气管的第二端，所述阀体的第二端与外部空气连通。
[0009]阀片，所述阀片是圆形，其直径小于或等于所述圆形通孔的直径，所述阀片设置在所述圆形通孔中。
[0010]转轴，所述转轴的第一端连接在所述阀片的边缘，所述转轴的中心轴线的延长线经过所述阀片的圆心，所述转轴的第二端沿所述圆形通孔的法向延伸至所述阀体的外部。
[0011]用于驱动所述转轴转动的伺服电机，所述伺服电机的机轴与所述转轴的第二端连接。
[0012]优选地，所述进气装置还包括第二进气管，所述空气过滤器还设置有第二进气口，所述第二进气管的第一端与所述第二进气口连接，所述第二进气管的第二端与外部空气连通。
[0013]优选地，所述伺服电机的控制输入端与汽车发动机ECM或者行车电脑通信连接。
[0014]优选地，所述伺服电机的控制输入端通过电子线束插头与所述汽车发动机ECM或行车电脑的信号输出端连接。本实用新型所提供的发动机系统安装有如上所述的任意一种汽车发动机的进气装置。
[0015]本实用新型所提供的汽车安装有如上所述的发动机系统。
[0016]采用本实用新型的汽车发动机的进气装置、发动机系统及汽车，通过自动调节进气量来实现降噪的效果，同时满足发动机不同转速的进气量需求，该进气装置不需增加多个降噪装置，具有占用空间小、成本较低、降噪效果好的特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]下面将通过附图详细描述本实用新型中优选实施例，将有助于理解本实用新型的目的和优点，其中:
[0018]图1是现有技术汽车发动机的进气装置的示意图；
[0019]图2是本实用新型汽车发动机的进气装置优选实施例的结构示意图；
[0020]图3是本实用新型汽车发动机的进气装置优选实施例的控制框图；
[0021]图4是图2中调音阀的立体结构示意图；
[0022]图5是图4的正面视图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合实施例对本实用新型进行详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
[0024]图2是本实用新型汽车发动机的进气装置优选实施例的结构示意图。如图2所示，在优选实施例中，汽车发动机的进气装置包括空气过滤器10、出气管20和第一进气管30。
[0025]所述空气过滤器10包括出气口和第一进气口，所述第一进气管30的第一端(图2中上端)连接在所述第一进气口，所述第一进气管30的第二端(图2中下端)与外部空气连通，外部空气通过所述第一进气管30的第二端进入所述第一进气管30，通过所述第一进气管30的第一端进入所述空气过滤器10中进行过滤。所述出气管20的第一端(图2中左端)连接在所述出气口，所述出气管20的第二端(图2中右端)延伸至汽车发动机所在区域，经所述空气过滤器10中过滤后的清洁空气通过所述第二进气管40的第一端进入所述第二进气管40，由于所述第二进气管40的第二端延伸至发动机所在区域，所述清洁空气通过所述第二进气管40的第二端进入发动机所在区域，为发动机正常运行提供清洁空气。
[0026]如图2所示，所述汽车发动机的进气装置还包括调音阀60，所述调音阀60安装在所述第一进气管30的第二端，用于控制所述第一进气管30的开口大小，从而控制进气量，可以根据实际需求通过调节所述调音阀60的开口大小，以控制所述第一进气管30的进气量，也可以优选地根据发动机的不同转速设置不同的开口大小，以满足发动机正常运行所需的清洁空气。具体地，当发动机转速较大时，所需清洁空气的量较大，这种情况下所述调音阀60增大所述第一进气管30的开口，使更多的空气通过所述第一进气管30进入所述空气过滤器10中；反之，当发动机转速较小时，所述调音阀60减小所述第一进气管30的开口，从而减少进气量。
[0027]图3是本实用新型汽车发动机的进气装置优选实施例的控制框图。如图3所示，所述汽车发动机的进气装置还包括控制器50，所述控制器50用于检测发动机转速信号，并将所述发动机转速信号发送到所述调音阀60，所述调音阀60根据所述转速信号控制所述第一进气管30的开口大小。所述控制器50与所述调音阀60通讯连接，以实现信号的传输。优选地，所述控制器50可以是汽车发动机ECM (发动机控制模块)或者行车电脑，所述调音阀60利用汽车发动机ECM和行车电脑中所检测的发动机转速信号实现对所述第一进气管30开口大小的控制。优选地，所述调音阀60的信号输入端可以通过电子线束插头连接到所述汽车发动机ECM或者行车电脑的信号输出端。
[0028]在一个优选实施例中，本实用新型汽车发动机的进气装置可以根据发动机的转速实时调节所述第一进气管30的开口大小，以改变进气量，使发动机转速高时进气量大，发动机转速低时进气量小，从而实时、合理地调整进气量的大小，有效地防止了因过大的进气量所造成的强噪声。
[0029]如图2所示，优选地，所述进气装置还包括第二进气管40，所述空气过滤器10还设置有第二进气口，所述第二进气管40的第一端(图2中的右端)与所述第二进气口连接，所述第二进气管40的第二端(图2中的左端)与外部空气连通。具体地，所述第二进气管40的开口大小固定，其进气量小于发动机最大转速时所需的进气量，优选地，所述第二进气管40的口径可以根据发动机低转速时所需的进气量设置。其有益效果是:当发动机转速较低时，不需要启动所述调音阀60来控制所述第一进气管30的开口大小，所述第一进气口可以保持关闭，此时发动机所需的清洁空气仅通过所述第二进气管40的进气就可满足，因所述第二进气管40的开口较小，并不会产生很强的噪声。只有当发动机转速较高，所述第二进气管40的进气量无法满足发动机正常运行的需求时，再启动所述调音阀60来控制所述第一进气管30的开口大小，满足进气量的需求。
[0030]图4是图2中调音阀60的结构立体示意图；图5是图4的正面视图。如图2、图4或图5所不,所述调音阀60包括阀体61、阀片63、转轴64和伺服电机65。
[0031]所述阀体61的形状是圆柱体，所述阀体61沿轴向设置有圆形通孔62，所述阀体
61的第一端连接在所述第一进气管30的第二端，所述阀体61的第二端与外部空气连通。优选地，所述圆形通孔62的直径与所述第一进气管30的第二端的内径相同。
[0032]所述阀片63是圆形，其直径小于或等于所述圆形通孔62的直径，所述阀片63设置在所述圆形通孔62中。优选地，所述阀片63的直径等于所述圆形通孔62的直径，当所述阀片63垂直于所述圆形通孔62的轴向时，能够完全封闭所述圆形通孔62，从而使外部空气无法通过所述圆形通孔62进入所述第一进气管30 ；当所述阀片63不垂直于所述圆形通孔62的轴向时，外部空气能够通过所述圆形通孔62进入所述第一进气管30。
[0033]所述转轴64的第一端连接在所述阀片63的边缘，所述转轴64的中心轴线的延长线经过所述阀片63的圆心，所述转轴64的第二端沿所述圆形通孔62的法向延伸至所述阀体61的外部。当所述转轴64转动时，能够带动所述阀片63转动，由于所述转轴64沿所述圆形通孔62的法向设置，因此在所述转轴64的带动下，所述阀片63可以绕所述圆形通孔62的法线转动，从而调节所述阀片63与所述圆形通孔62的轴向的夹角，调节了圆形通孔
62的开口大小和所述第一进气管30的进气量。当所述阀片63转动到与所述圆形通孔62的轴向垂直时，所述阀片63完全封闭了所述圆形通孔62 ;当所述阀片63转动到与所述圆形通孔62的轴向平行时，所述圆形通孔62的开口处于最大值。优选地，所述转轴64上设置有弹簧66，用于使所述阀片63的初始位置与所述圆形通孔62的轴向平行，初始位置是指所述弹簧66在自由长度或松弛状态下，所述阀片63的位置。具体而言，当不启动对所述调音阀60的控制时，所述阀片63垂直于所述圆形通孔62的轴向，使所述圆形通孔62完全封闭；当转动所述阀片63时，需要克服所述弹簧66的弹力。其有益效果是:在未启动对所述调音阀60的控制时，自动封闭所述圆形通孔62，减小进气量，降低噪音。
[0034]所述伺服电机65用于驱动所述转轴64转动，优选地，可以根据所述发动机转速信号驱动所述转轴64转动，所述伺服电机65的机轴与所述转轴64的第二端连接，所述伺服电机65的控制输入端通过电子线束插头与汽车发动机ECM或行车电脑的信号输出端连接，以实现对所述电机进行精确控制。优选地，所述伺服电机65的机轴与所述转轴64的第二端之间的连接方式可以是同轴铰接，也可以通过皮带、齿轮等机械传导装置实现连接。当发动机转速较大时，需要为发动机提供较大的清洁空气，所述伺服电机65驱动所述转轴64转动，使所述阀片63转动到与所述圆形通孔62的轴向平行的位置，或者与所述圆形通孔62的轴向夹角较小的位置，从而增大圆形通孔62的开口，增加所述第一进气管30的进气量；当发动机转速较小时，发动机所需的清洁空气较少，所述伺服电机65驱动所述转轴64转动，使所述阀片63转动到与所述圆形通孔62的轴向垂直的位置，或者与所述圆形通孔62的轴向夹角较大的位置，从而减小所述圆形孔口的开口，减小所述第一进气管30的进气量，降低噪音。所述阀片63与所述圆形通孔62的轴向的夹角可以在0-90度之间调节，该夹角与发动机转速的具体关系可以根据实际应用中不同的需求进行设定。
[0035]本实用新型还提供一种发动机系统，所述发动机系统安装有如上所述的任意一种汽车发动机的进气装置。
[0036]此外，本实用新型还提供一种汽车，所述汽车安装有如上所述的发动机系统。
[0037]采用本实用新型的汽车发动机的进气装置、发动机系统及汽车，通过自动调节进气量来实现降噪的效果，同时满足发动机不同转速的进气量需求，该进气装置不需增加多个降噪装置，具有占用空间小、成本较低、降噪效果好的特点。
[0038]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例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:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分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各实施例技术方案的范围。
【权利要求】
1.一种汽车发动机的进气装置，包括空气过滤器、出气管和第一进气管，所述空气过滤器包括出气口和第一进气口，所述出气管的第一端连接在所述出气口，所述出气管的第二端延伸至汽车发动机所在区域，所述第一进气管的第一端连接在所述第一进气口，所述第一进气管的第二端与外部空气连通，其特征在于，所述进气装置还包括用于调节所述第一进气管的开口大小的调音阀，所述调音阀包括: 阀体，所述阀体的形状是圆柱体，所述阀体沿轴向设置有圆形通孔，所述阀体的第一端连接在所述第一进气管的第二端，所述阀体的第二端与外部空气连通； 阀片，所述阀片是圆形，其直径小于或等于所述圆形通孔的直径，所述阀片设置在所述圆形通孔中； 转轴，所述转轴的第一端连接在所述阀片的边缘，所述转轴的中心轴线的延长线经过所述阀片的圆心，所述转轴的第二端沿所述圆形通孔的法向延伸至所述阀体的外部； 用于驱动所述转轴转动的伺服电机，所述伺服电机的机轴与所述转轴的第二端连接。
2.根据权利要求1所述的汽车发动机的进气装置，其特征在于，所述进气装置还包括第二进气管，所述空气过滤器还设置有第二进气口，所述第二进气管的第一端与所述第二进气口连接，所述第二进气管的第二端与外部空气连通。
3.根据权利要求1所述的汽车发动机的进气装置，其特征在于，所述伺服电机的控制输入端与汽车发动机ECM或者行车电脑通信连接。
4.根据权利要求3所述的汽车发动机的进气装置，其特征在于，所述伺服电机的控制输入端通过电子线束插头与所述汽车发动机ECM或行车电脑的信号输出端连接。
5.一种发动机系统，其特征在于，所述发动机系统安装有如权利要求1-4中任何一项所述的汽车发动机的进气装置。
6.一种汽车，其特征在于，所述汽车安装有如权利要求5所述的发动机系统。
【文档编号】F02M35/12GK204003184SQ201420444308
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月7日 优先权日:2014年8月7日
【发明者】刘凯, 邱群麟, 昝鹏宇 申请人:上海通用汽车有限公司, 泛亚汽车技术中心有限公司