多级新鲜空气入口系统的制作方法
【专利摘要】一种新鲜空气入口系统，包括限定第一窗和与第一窗偏开的第二窗的入口板。入口导流板在入口板下方且出口导流板从入口导流板与入口板相对。出口导流板至少部分地限定出口稳压室，其提供与的空气流动连通。纵向流动部分限定在入口导流板和入口板之间。第一竖直流动部分通过第一窗限定且第二竖直流动部分通过第二窗限定。第一竖直流动部分基本上垂直于纵向流动部分且第二竖直流动部分基本上垂直于纵向流动部分。因此，进入空气从纵向流动部分相继流动到第一竖直流动部分，流动到第二竖直流动部分，且流动到吸入管道。
【专利说明】
多级新鲜空气入口系统
技术领域
[0001]本发明通常涉及用于车辆发动机的空气吸入系统。
【背景技术】
[0002]在汽车和其他车辆中，发动机空气吸入系统设计为提供用于与燃料一起燃烧的空气。从车辆外部而来的空气被朝向发动机抽吸。
【发明内容】
[0003]提供了一种用于将进入空气引导到吸入管道的新鲜空气入口系统。新鲜空气入口包括限定多个第一窗和与第一窗偏开的多个第二窗的入口板。入口导流板设置在入口板下方，且出口导流板设置为从入口导流板与入口板相对。出口导流板至少部分地限定出口稳压室(plenum)，其提供入口板和吸入管道之间的空气流动连通。
[0004]纵向流动部分限定在入口导流板和入口板之间。第一竖直流动部分通过入口板的第一窗限定，且横向流动部分通过第一窗和第二窗中间的入口板限定。
[0005]第一竖直流动部分基本上垂直于纵向流动部分，且横向流动部分基本上垂直于纵向流动部分和第一竖直流动部分二者。因此，进入空气从纵向流动部分相继流动到第一竖直流动部分，从第一竖直流动部分相继流动到横向流动部分，且从横向流动部分相继流动到吸入管道。
[0006]—方面，本发明提出一种用于将进入空气引导到吸入管道的新鲜空气入口系统，包括:
[0007]入口板，限定多个第一窗、和从第一窗偏开的多个第二窗；
[0008]入口导流板，在入口板附近；
[0009]出口导流板，从入口导流板与入口板相对，其中出口导流板至少部分地限定出口稳压室，所述出口稳压室提供入口板和吸入管道之间的空气流动连通；
[0010]纵向流动部分，限定在入口导流板和入口板之间；
[0011 ]第一竖直流动部分，通过入口板的第一窗限定，其中第一竖直流动部分基本上垂直于纵向流动部分;和
[0012]第二竖直流动部分，通过入口板的第二窗限定，其中第二竖直流动部分基本上垂直于纵向流动部分，使得进入空气从纵向流动部分相继流动到第一竖直流动部分、到第二竖直流动部分、到吸入管道。
[0013]优选地，新鲜空气入口系统进一步包括:
[0014]横向流动部分，通过在第一窗和第二窗中间的入口板限定，其中横向流动部分基本上垂直于纵向流动部分且基本上垂直于第一竖直流动部分，使得进入空气从纵向流动部分相继流动到第一竖直流动部分、到横向流动部分、到第二竖直流动部分、到吸入管道。
[0015]优选地，其中纵向流动部分的总面积，第一竖直流动部分的总面积，第二竖直流动部分的总面积，和横向流动部分的总面积为吸入管道的横截面面积的至少百分之一百五十。
[0016]优选地，其中第二竖直流动部分基本上平行于第一竖直流动部分。
[0017]优选地，其中第二窗与第一窗横向偏开。
[0018]优选地，其中入口板包括限定第一窗的多个第一纵向键、和限定第二窗的多个第二纵向键，且其中横向流动部分限定在第一纵向键和第二纵向键之间。
[0019]优选地，新鲜空气入口系统进一步包括:
[0020]前部导流板，在入口板前方，其中前部导流板将空气引导到纵向流动部分；
[0021]关闭板，在出口导流板上方;和
[0022]出口稳压室，通过入口板、出口导流板、前部导流板和关闭板限定，其中出口稳压室基本上包封在第二竖直流动部分和吸入管道之间。
[0023]优选地，新鲜空气入口系统进一步包括:
[0024]冷凝器、散热器和风扇模块，
[0025]其中入口导流板在所述冷凝器、散热器和风扇模块上方，使得纵向流动部分从所述冷凝器、散热器和风扇模块上方接收空气。
[0026]另一方面，本发明提出一种用于车辆的新鲜空气入口系统，包括:
[0027]发动机；
[0028]吸入管道，与发动机气流连通；
[0029]冷凝器、散热器和风扇模块，在发动机前方；
[0030]入口板，限定多个第一窗、和从第一窗偏开的多个第二窗；
[0031 ]出口导流板，在入口板上方，其中出口导流板至少部分地限定出口稳压室，所述出口稳压室在入口板和吸入管道之间提供空气流动连通；
[0032 ]入口导流板，在入口板下方和所述冷凝器、散热器和风扇模块上方；
[0033]纵向流动部分，限定在入口导流板和入口板之间；
[0034]第一竖直流动部分，通过入口板的第一窗限定，其中第一竖直流动部分基本上垂直于纵向流动部分；
[0035]第二竖直流动部分，通过入口板的第二窗限定，其中第二竖直流动部分基本上垂直于纵向流动部分，使得进入空气从纵向流动部分相继流动到第一竖直流动部分、到第二竖直流动部分、到吸入管道。
[0036]优选地，其中纵向流动部分面向车辆的前方。
[0037]优选地，新鲜空气入口系统进一步包括:横向流动部分，通过在第一窗和第二窗中间的入口板限定，其中横向流动部分基本上垂直于纵向流动部分且基本上垂直于第一竖直流动部分，使得进入空气从纵向流动部分相继流动到第一竖直流动部分、到横向流动部分，到第二竖直流动部分，到吸入管道。
[0038]优选地，其中纵向流动部分的总面积，第一竖直流动部分的总面积，第二竖直流动部分的总面积，和横向流动部分的总面积为吸入管道的横截面面积的至少百分之一百五十。
[0039]优选地，其中入口板包括限定第一窗的多个第一纵向键、和限定第二窗的多个第二纵向键，且其中横向流动部分限定在第一纵向键和第二纵向键之间。
[0040]优选地，其中纵向流动部分在发动机前方和所述冷凝器、散热器和风扇模块上方。
[0041]从用于执行所公开结构、方法或二者的一些最佳模式和其他实施例的下列详细描述可以理解本发明主体的上方特征和优点以及其他特征和优点。
【附图说明】
[0042]图1是空气进入系统和车辆的一部分的示意性等轴分解视图；
[0043]图2是图1的车辆和空气进入系统一部分的示意性截面视图，显示了发动机和冷凝器、散热器和风扇模块的相对位置；
[0044]图3是用于空气进入系统的入口导流板、入口板和出口导流板的示意性等轴视图；
[0045]图4是图3所不的入口板的一部分的不意性等轴视图；
[0046]图5是图3-4所示的入口导流板、入口板和出口导流板的示意性正视图；和
[0047]图6是大致沿图4的线6-6截取的示意性部分截面图。
【具体实施方式】
[0048]参见附图，其中在几幅图中在任何可能的情况下相同的附图标记对应相同的或相似的部件，在图1和图2中显示了用于车辆12的空气进入系统或新鲜空气入口 10的一些部分。图1显示了相对于关闭面板18的新鲜空气入口 10的一些部分的分解视图，所述关闭面板18在新鲜空气入口 10上方。关闭面板18可以代表发动机罩内板、发动机罩外板、任何关闭机构、视镜护罩或其组合。
[0049]图2显示了新鲜空气入口10和车辆12的一部分的部分截面图。截面图的相对位置在图3中显示为线2-2。图2显示了相对于发动机14的新鲜空气入口 10(示意性地显示)和与发动机14气流连通的吸入管道16。冷凝器、散热器和风扇模块(CRFM)20也示意性地显示在图2中。空气经过CRFM20进入装有发动机14的发动机舱。
[0050]尽管本发明可能针对具体应用或行业而进行描述，但本领域技术人员应理解本发明的更宽适用性。本领域技术人员应理解术语例如“上方”、“下方”、“向上”、“向下”等等用于描述附图，且不代表对本发明范围的限制。任何数字设定，例如“第一”或“第二”仅是说明性的且目的不是以任何方式限制本发明的范围。
[0051]一个附图所示的特征可以与任何附图中所示的特征组合、对其替换或改变。除非特别说明，没有特征、元件或限定与任何其他特征、元件或限定相互排斥。进而，特征、元件或限定不是用于操作所必须的。附图所示的任何具体构造仅是说明性的且所示的具体构造不是权利要求或描述的限制。
[0052]相对于三轴线坐标系示出了新鲜空气入口 10和车辆12。纵向方向22反映了相对于车辆12的前方和后方的运动、位置或方位;横向方向24反映了相对于车辆12的左侧和右侧的运动、位置或取向；和竖直方向26反映了相对于车辆12的底部和顶部(由重力或车行道限定)的运动、位置或取向。
[0053]通过新鲜空气入口10提供的空气用于被发动机14燃烧。如压力降、入口空气温度、空气出口温度、噪声、杂质阻挡、和湿气分离这样的因素被认为能实现新鲜空气入口 10的最佳设计。通常，在新鲜空气入口 10以新鲜空气入口 10的入口和出口之间的最小压力降输送最低温度空气时，发动机14的性能得以改善。从发动机舱抽取的空气通常处于比从其他位置(例如车辆12的前部)抽取的空气更高的温度，因为发动机舱具有比外部环境空气更高的空气温度。然而，环境空气更可能包括湿气，包括雨、雪、或道路飞溅。
[0054]在许多构造下，未示出的过滤器被置于吸入管道16和发动机14之间。新鲜空气入口 10通过以小的压力降输送大量的相对干净、干燥的空气而改善车辆12的性能。来自过滤器上游的空气(例如经过新鲜空气入口 10)可以被称为脏空气，且过滤器下游的空气可以被称为干净空气。
[0055]图2显示了车辆12的一部分的截面图，包括大致沿图3的线2-2截取的新鲜空气入口 10。新鲜空气入口 10包括多个级，其每一个改变流过新鲜空气入口 10的方向。随着空气朝向吸入管道运动通过新鲜空气入口 10，气流方向的改变促进湿气的去除，例如雨和雪。
[0056]如图1和2所示，新鲜空气入口10包括前部导流板30，其将从车辆12的前部而来的空气重新导向新鲜空气入口 10的第一级。新鲜空气入口 10的第一级形成在入口导流板32和入口板34之间。
[0057]第一级发生在入口稳压室35中，所述入口稳压室被限定在入口导流板32和入口板34之间且基本上以二者为边界或由二者形成。如在本文使用的，稳压室是一空间容积部(space volume)，其基本上被包封且可用作用于被分布到车辆12其他区域的空气的保持或接收腔室。
[0058]新鲜空气入口 10的第二级通过入口板34形成，且新鲜空气入口 10的第三级通过限定在入口板34上方的出口稳压室36形成。出口稳压室36是提供入口板34和吸入管道16之间气流连通的空间或容积部。
[0059]出口导流板38在入口板34上方延伸。在一些构造下，出口导流板38可以形成为与入口板34为一个部件。
[0060]入口导流板32被显示为在入口板34下方、且出口导流板38被显示为在入口板34的上方，使得空气通过入口板34从底部流动到顶部。然而，入口导流板32和出口导流板38的相对位置可以倒过来设置，使得空气通过入口板34从顶部流动到底部。
[0061]出口稳压室36是保持用于吸入管道16的空气的基本被包封的容积部。在所示的构造中，出口稳压室36通过入口板34、出口导流板38、前部导流板30和关闭板18限定或以其为边界。然而，额外密封件、板、或其他结构可以进一步限定出口稳压室36。
[0062]应注意，从车辆12的前部而来的新鲜空气从CRFM20上方进入新鲜空气入口 10的入口稳压室35，且有很少或没有从发动机14附近而来的气流。因此，通过发动机14产生的热量和通过CRFM 20辐射出的热量不进入新鲜空气入口 10。
[0063]还参见图3和4，且参见图5和6，并继续参考图1-2，示出了新鲜空气入口 10的一些部分的额外视图。图3显示了入口导流板32，入口板34和出口导流板38的等轴视图；图4显示了入口板34的详细视图。图5显示了入口导流板32、入口板34、和出口导流板38的正视图；图6显示了大致沿图4的线6-6截取的入口板34的部分横截面。
[0064]如图3和4所示，入口板34包括多个第一纵向键或第一键42、和多个第二纵向键或第二键44。第一键42和第二键44是细长的板条、条带、带子或肋。第二键44与第一键42竖直地偏开，且还相对于第一键42横向偏开。
[0065]第一键42在它们之间限定多个第一槽道或第一窗46。第二键44在它们之间限定多个第二槽道或第二窗48。第一窗46和第二窗48每一个是以入口板34的一些部分为边界或边框的大致平面的开口。因为第一键42和第二键44横向地偏开，第二窗48从第一窗46横向偏开。在正常运行期间，第一窗46和第二窗48对准进入车辆12前部的气流方向。
[0066]入口导流板32在入口板34下方且从车辆12的前部接收空气，例如通过格栅。空气进入新鲜空气入口 10，在入口板34下方纵向运动到入口导流板32中，可能是在被前部导流板30重新导向之后。在新鲜空气入口 10的前部是被限定在入口导流板32和入口板34之间的纵向流动部分50。
[0067]如在本文使用的，流动部分通过经过每一个相应流动部分的大致方向而限定和识另II。例如，在空气运动经过纵向流动部分50时，其基本上在纵向运动(S卩基本上平行于纵向方向22)。流动部分是窗口或区域，空气通过其在新鲜空气入口 10中流动。本文所述的每一个流动部分限定基本上垂直于流动方向的一总横截面面积。
[0068]如在本文使用的，术语“基本上”表示相对于确切或理想值的差异。本领域技术人员应理解，关系、比例或方位是不太精确的。例如，因此，“基本上等于”可以是指相比于精确(百分之一百)具有百分之五的差异。
[0069]在包括在新鲜空气入口 10中时，前部导流板30将空气引导到限定在入口导流板32和入口板34之间的纵向流动部分50。然而，应注意，一些空气可以直接流动到纵向流动部分50中，且新鲜空气入口 1的一些构造可以简单地包括闭合出口稳压室36的壁。纵向流动部分50以入口导流板32和入口板34为界。
[0070]在进入入口导流板32之后，空气必须从基本上纵向地运动转为基本上竖直地运动，以便进入入口板34，所述入口板34限定新鲜空气入口 10的第二级。入口板34的第一窗46限定了第一竖直流动部分52，其基本上垂直于纵向流动部分50，且入口板34的第二窗48限定第二竖直流动部分54，其基本上垂直于纵向流动部分50。第一竖直流动部分52和第二竖直流动部分54基本上垂直于竖直方向26，使得通过其中的空气竖直地运动。
[0071 ] 第一竖直流动部分52是第一窗46的组合，使得第一竖直流动部分52的总面积基本上等于每一个第一窗46的面积之和。类似地，第二竖直流动部分54是第二窗48的组合，使得第二竖直流动部分54的总面积基本上等于每一个第二窗48的面积之和。
[0072]出口稳压室36是在第二竖直流动部分54和吸入管道16之间的基本上被包封的空间。进入空气相继地从纵向流动部分50流动到第一竖直流动部分52，随后流动到第二竖直流动部分54，且流动到吸入管道16。在新鲜空气入口 10的一些构造中，第二竖直流动部分54基本上平行于第一竖直流动部分52。
[0073]横向流动部分56可以通过在第一窗46和第二窗48中间的入口板34限定。因此，空气在第一竖直流动部分52和第二竖直流动部分54之间经过横向流动部分56。通过在第一键42和第二键44之间竖直偏开而限定所述横向流动部分56，且横向流动部分56基本上垂直于纵向流动部分50和第一竖直流动部分52。横向流动部分56是第一键42和第二键44的边缘之间的窗的组合面积，且还是第一窗46和第二窗48的边缘之间的空间的组合。
[0074]第一竖直流动部分52是第一窗46的组合面积，且第二竖直流动部分54是第二窗48的组合面积。类似地，横向流动部分56通过第一键42和第二键44之间的各竖直偏开面积的组合面积限定。
[0075]在新鲜空气入口10的运行期间，空气进入车辆12的前部，经过纵向流动部分50，且运动进入入口导流板32，如示例性流动路径60所示。在入口导流板32中，空气基本上纵向运动，但是需要进行直角偏转，以进入入口板34。该方向改变使得湿气(例如雨和雪)从空气分离。在空气朝向入口板34竖直地运动时，湿气继续纵向运动。
[0076]在第一键42之间，空气基本上竖直地运动通过第一竖直流动部分52。第二键44迫使空气进行另一直角转弯(朝向车辆12的左侧或右侧)并经过横向流动部分56。气流随后被迫进行另一直角转弯以经过第二竖直流动部分54。
[0077]因此，作为新鲜空气入口10的第二级的入口板34使得气流形成至少两个直角转弯，其每一个促使湿气从空气的额外分离。随着气流离开入口板34且进入出口稳压室36，作为第三级，形成另一直角转弯或朝向吸入管道16的一百八十度转弯。出口稳压室36包括或限定另一横向流动部分，空气在离开新鲜空气入口 10之前经过该另一横向流动部分。
[0078]通过每一次方向改变移除的湿气向下落且流过入口板34，其有效地具有通过第一窗46和第二窗48形成的排放格栅。另外，新鲜空气入口 10——尤其是入口稳压室35和出口稳压室36——减少在纵向流动部分50和吸入管道16之间经过的气流速度。通常，较低的速度对于降低气流湿气是有益的。
[0079]相对于三轴线系统(即纵向方向22、横向方向24和竖直方向26)描述和称谓通过新鲜空气入口 10限定的每一流动部分。然而，即使流动部分相对于相应轴线倾斜离开，在流动部分之间运动的气流方向的相对改变仍适用。
[0080]换句话说，多级新鲜空气入口10的每一级形成方向的至少一个改变，其促使湿气从气流分离。在通过入口导流板32形成的第一级中，空气从基本上纵向流动改变到基本上竖直流动。在通过入口板34形成的第二级中，空气从基本上竖直流动改变为基本上横向流动，且变回到基本上竖直流动。在通过出口导流板38形成的第三级中，随空气朝向吸入管道16运动，空气从基本上竖直流动改变到基本上横向流动。取决于吸入管道16的取向，可以发生额外的方向改变。
[0081]纵向流动部分50相对于车辆12面向前方。面向前的取向使得进入或填充入口稳压室35的空气压力增加，甚至在车辆12以一定速度运动时接收冲压空气。相对于环境压力增加的压力降低了相对于发动机舱的真空。这种系统可具有更高的真空，其会造成将热空气从发动机舱吸入到吸入管道的结果。
[0082]然而，面向前的取向还可以造成湿气进入新鲜空气入口10的增加可能性，使得通过偏开流动部分造成的方向改变用于将湿气在吸入管道16之前从空气流中移除。噪声、振动、不顺性还通过多个级来减小，因为在吸入管道16和车辆12的外部之间没有直接路径，且通过新鲜空气入口 10的级形成多个预稳压室。
[0083]为了降低气流的收缩，且为了使得压力降最小化，新鲜空气入口10在低速度下维持相对高的体积流量。进而，每一个流动部分的总面积大于吸入管道16的横截面面积。例如，在图所示的构造中，纵向流动部分50、第一竖直流动部分52、第二竖直流动部分54和横向流动部分56每一个的总面积至少是吸入管道16的横截面面积的至少百分之一百五十。在一些构造中，一个或多个流动部分的面积可以高达吸入管道16的横截面面积的百分之五百。
[0084]在未示出的替换实施例中，入口板34可以包括横向键或板条。在这种实施例中，第一和第二竖直流动部分可以纵向偏开且第二纵向流动部分被限定在横向键之间。应注意，该实施例可以形成至少一个更少的气流方向改变，因为横向键将朝向吸入管道16对准。在竖直地离开第二横向键之前，空气可立即开始朝向吸入管道16横向扫掠。
[0085]详细的描述和附图是对本文所述主题的支持和叙述。尽管已经详细描述了一些最佳模式和其他实施例，但是存在各种替换设计、构造和实施例。
【主权项】
1.一种用于将进入空气引导到吸入管道的新鲜空气入口系统，包括: 入口板，限定多个第一窗、和从第一窗偏开的多个第二窗； 入口导流板，在入口板附近； 出口导流板，从入口导流板与入口板相对，其中出口导流板至少部分地限定出口稳压室，所述出口稳压室提供入口板和吸入管道之间的空气流动连通； 纵向流动部分，限定在入口导流板和入口板之间； 第一竖直流动部分，通过入口板的第一窗限定，其中第一竖直流动部分基本上垂直于纵向流动部分;和 第二竖直流动部分，通过入口板的第二窗限定，其中第二竖直流动部分基本上垂直于纵向流动部分，使得进入空气从纵向流动部分相继流动到第一竖直流动部分、到第二竖直流动部分、到吸入管道。2.如权利要求1所述的新鲜空气入口系统，进一步包括: 横向流动部分，通过在第一窗和第二窗中间的入口板限定，其中横向流动部分基本上垂直于纵向流动部分且基本上垂直于第一竖直流动部分，使得进入空气从纵向流动部分相继流动到第一竖直流动部分、到横向流动部分、到第二竖直流动部分、到吸入管道。3.如权利要求2所述的新鲜空气入口系统，其中纵向流动部分的总面积，第一竖直流动部分的总面积，第二竖直流动部分的总面积，和横向流动部分的总面积为吸入管道的横截面面积的至少百分之一百五十。4.如权利要求3所述的新鲜空气入口系统， 其中第二竖直流动部分基本上平行于第一竖直流动部分。5.如权利要求4所述的新鲜空气入口系统，其中第二窗与第一窗横向偏开。6.如权利要求5所述的新鲜空气入口系统， 其中入口板包括限定第一窗的多个第一纵向键、和限定第二窗的多个第二纵向键，且 其中横向流动部分限定在第一纵向键和第二纵向键之间。7.如权利要求6所述的新鲜空气入口系统，进一步包括: 前部导流板，在入口板前方，其中前部导流板将空气引导到纵向流动部分； 关闭板，在出口导流板上方;和 出口稳压室，通过入口板、出口导流板、前部导流板和关闭板限定，其中出口稳压室基本上包封在第二竖直流动部分和吸入管道之间。8.如权利要求7所述的新鲜空气入口系统，进一步包括: 冷凝器、散热器和风扇模块， 其中入口导流板在所述冷凝器、散热器和风扇模块上方，使得纵向流动部分从所述冷凝器、散热器和风扇模块上方接收空气。9.一种用于车辆的新鲜空气入口系统，包括: 发动机； 吸入管道，与发动机气流连通； 冷凝器、散热器和风扇模块，在发动机前方； 入口板，限定多个第一窗、和从第一窗偏开的多个第二窗； 出口导流板，在入口板上方，其中出口导流板至少部分地限定出口稳压室，所述出口稳压室在入口板和吸入管道之间提供空气流动连通； 入口导流板，在入口板下方和所述冷凝器、散热器和风扇模块上方； 纵向流动部分，限定在入口导流板和入口板之间； 第一竖直流动部分，通过入口板的第一窗限定，其中第一竖直流动部分基本上垂直于纵向流动部分； 第二竖直流动部分，通过入口板的第二窗限定，其中第二竖直流动部分基本上垂直于纵向流动部分，使得进入空气从纵向流动部分相继流动到第一竖直流动部分、到第二竖直流动部分、到吸入管道。10.如权利要求9所述的新鲜空气入口系统，其中纵向流动部分面向车辆的前方。
【文档编号】B60K11/08GK106042902SQ201610202137
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月1日 公开号201610202137.4, CN 106042902 A, CN 106042902A, CN 201610202137, CN-A-106042902, CN106042902 A, CN106042902A, CN201610202137, CN201610202137.4
【发明人】J.M.索科尔, D.A.舍尼尔
【申请人】通用汽车环球科技运作有限责任公司