CN222910145U - 高位进气道、进气系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高位进气道、进气系统和车辆。其中，高位进气道包括：进气道壳体和谐振壳体，进气道壳体上设置有进气口和出气口，进气口和出气口连通形成气流通道，进气口和出气口朝向不同方向；谐振壳体连接于进气道壳体且位于进气道壳体的拐角处，谐振壳体内部具有谐振腔，谐振腔和气流通道通过管路相连；其中，谐振腔具有预定谐振频率，预定谐振频率与进气通道频率适于共振消声。既能实现发动机特定频率下的消声功能，还能节省外接结构带来的重量成本的增加，使得高位进气道更具美观性。

Description

高位进气道、进气系统和车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种高位进气道、进气系统和车辆。

背景技术

进气道总成是车辆例如载滤货汽车进气系统的重要组成部分，在进气系统中担负着进气导向、灰尘及水分预滤、为空气总成提供相对较清洁干净空气的作用，同时还起到降低进气噪声的作用。

在现有技术中，高位进气道在整车怠速时，进气噪声超指标，并且现状态高位进气道内部结构为整体大的空腔体，进气阻力较小，对进气传递损贡献度不大。以及，以往车辆进气系统的消音多数借用外接结构实现消声作用，但是采用设计外接结构来降噪的方式会增加高位进气道的重量和成本，影响高位进气道的整体布置和美观性。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的第一个目的在于提出一种高位进气道，既能实现发动机特定频率下的消声功能，还能节省外接结构带来的重量成本的增加，使得高位进气道更具美观性。

本实用新型的第二个目的在于提出一种进气系统。

本实用新型的第三个目的在于提出一种车辆。

为了达到上述目的，本实用新型第一方面实施例提出的高位进气道，包括：进气道壳体，所述进气道壳体上设置有进气口和出气口，所述进气口和所述出气口连通形成气流通道，所述进气口和所述出气口朝向不同方向；谐振壳体，所述谐振壳体连接于所述进气道壳体且位于所述进气道壳体的拐角处，所述谐振壳体内部具有谐振腔，所述谐振腔和所述气流通道通过管路相连；其中，所述谐振腔具有预定谐振频率，所述预定谐振频率与所述进气通道频率适于共振消声。

根据本实用新型实施例提出的高位进气道，结合消声器原理，通过在高位进气道的本体中增加谐振腔结构，且谐振腔具有预定谐振频率，且该预定谐振频率与进气通道频率适于共振消声，从而能够实现发动机特定频率下的消声功能，将谐振壳体设置在进气道壳体的拐角处，并且将进气道壳体与谐振壳体相连接，以及，谐振腔和气流通道通过管路相连，能够避免采用外接结构所带来的空间紧张、不好布置等问题，还能节省外接结构带来的重量成本的增加，通过合理设计高位进气道的整体造型，既保证了消声效果，也保证了高位进气道的美观性。

在本实用新型的一些实施例中，所述谐振壳体和所述进气道壳体之间连接有连接筋，所述连接筋分隔出所述气流通道和所述谐振腔。

在本实用新型的一些实施例中，所述进气道壳体、所述谐振壳体、所述管路以及所述连接筋一体成型相连。

在本实用新型的一些实施例中，所述进气口处设置有进气格栅；其中，所述进气格栅包括：多个格栅板，多个所述格栅板彼此平行且均相对进气方向倾斜设置以在进气方向的投影覆盖所述进气口；多个连接板，所述格栅板和所述连接板彼此垂直延伸，所述连接板连接于多个所述格栅板。

在本实用新型的一些实施例中，所述高位进气道还包括：排尘排水阀，所述排尘排水阀邻近所述出气口且与所述气流通道连通，所述排尘排水阀用于排出所述气流通道内的杂质。

在本实用新型的一些实施例中，所述进气道壳体的外表面构造有加强凹槽，所述加强凹槽位于所述进气道壳体的邻近所述出气口的一侧，所述进气道壳体的内表面在与所述加强凹槽的对应位置构造有加强凸起。

在本实用新型的一些实施例中，所述管路为圆柱形，所述管路的内直径为24mm～26mm，所述管路的长度为24mm～25mm，所述谐振腔的腔体的体积为0.5L～1.5L。

在本实用新型的一些实施例中，所述进气道壳体的厚度为3mm～4mm，所述进气口沿第一方向的宽度为120mm～130mm，所述进气口沿与所述第一方向垂直的第二方向的高度为820mm～830mm；所述进气口的截面积为0.10㎡～0.11㎡，所述出气口的截面积不大于0.1㎡。

为了达到上述目的，本实用新型第二方面实施例提出一种进气系统，包括上面任一项所述的高位进气道。

根据本实用新型实施例提出的进气系统，通过采用上面任一项实施例的高位进气道，通过在高位进气道的本体以上增加谐振腔结构，结合消声器原理，能够实现发动机特定频率下的消声功能，并且通过合理设计高位进气道的整体造型，能节省进气系统整体的空间，便于空间布置，还能避免采用外接结构对进气系统所造成的重量成本的增加的问题，既保证了进气系统的消声效果，也保证了进气系统整体的美观性。

为了达到上述目的，本实用新型第三方面实施例提出的车辆，包括车体和上面第二方面实施例所述的进气系统，所述进气系统设置在所述车体上。

根据本实用新型实施例提出的车辆，通过采用上面第二方面实施例进气系统，通过在现有整车边界下对高位进气道结构进行改进，增加谐振腔结构，无需增加车辆的成本，还能够实现发动机特定频率下的消声功能，增强整车消声性能，提升用户的驾驶体验感。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本实用新型一个实施例的高位进气道的剖面图；

图2为根据本实用新型一个实施例的发动机阶次频率和分贝的关系图；

图3为根据本实用新型一个实施例的亥姆霍兹共振消声器的示意图；

图4为根据本实用新型一个实施例的发动机阶次频率为180Hz时的分贝的放大图；

图5为根据本实用新型一个实施例的进高位进气道的侧视图；

图6为根据本实用新型一个实施例的进气系统的框图；

图7为根据本实用新型一个实施例的车辆的框图。

附图标记：

车辆1000；

进气系统100；

高位进气道10

进气道壳体1、谐振壳体2、进气口3、出气口4、气流通道5、谐振腔6、管路7、连接筋8、排尘排水阀9；

加强凸起11、进气格栅31；

格栅板311、连接板312。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。

在现有技术中，出于防水结构以及进气阻力方面的考虑，通常设计高位进气道内部腔体呈倒U型结构，该种结构的气流通道相对顺畅，但是此种结构设计的缺点是进气传递损失小，无法消除进气噪声，导致高位进气道的进气口噪声较大。而进气空气动力噪声是进气系统主要的噪声源。其中，可根据公式(1-1)理解发动机所产生的噪声，其中，f1为进气空气动力噪声的频率，n为发动机转速，z为发动机缸数，i为发动机的冲程系数，例如四冲程的发动机其冲程系数为2，k为谐波次数，该谐波次数为阶次数。

例如本实用新型开发匹配的发动机怠速转速n为550rpm，这种情况下，发动机阶次频率180Hz处进气系统的传递损失值略低。本实用新型的目的是通过在高位进气道增加谐振腔设计，以改善高位进气道口噪声，并且旨在解决发动机阶次频率180Hz处进气系统的传递损失值，下面参考图1-图5描述根据本实用新型实施例的高位进气道。

如图1所示，为根据本实用新型一个实施例的高位进气道的剖面图，其中，高位进气道10包括进气道壳体1和谐振壳体2。

进气道壳体1上设置有进气口3和出气口4，进气口3和出气口4连通形成气流通道5，进气口3和出气口4朝向不同方向。其中，考虑到进气道壳体1以及气流通道5的防水以及进气阻力的情况，本实用新型实施例中可以设置进气口3和出气口4的朝向可以相互垂直，则进气口3和出气口4连通形成气流通道5为“L”型，该形状的气流通道5中的气体流通阻力小，更加通畅，则进气道壳体1上存在一个拐角。

在本实用新型的一些实施例中，可设置进气道壳体1的厚度为3mm～4mm，进气口3沿第一方向的宽度为120mm～130mm，进气口3沿与第一方向垂直的第二方向的高度为820mm～830mm；进气口3的截面积为0.10㎡～0.11㎡，出气口4的截面积不大于0.1㎡。其中，进气道壳体1的厚度、进气口3沿第一方向的宽度、进气口3沿第二方向的高度、进气口3的截面积以及出气口4的截面积等此处可不做具体限定，例如本实用新型实施例可设置进气道壳体1的厚度为3.5mm。

进一步地，进气口3的形状可以为椭圆形或者圆角矩形等，出气口4的形状可以为椭圆形或者圆形等，圆角矩形或者圆形等，以进气口3的形状为圆角矩形、以出气口4形状为椭圆形为例，可设置进气口3的宽度为128mm、高度为829mm，进气口3的截面积可以为0.106㎡，以及设置出气口4截面积为0.033㎡。

在一些实施例中，谐振壳体2连接于进气道壳体1且位于进气道壳体1的拐角处，谐振壳体2内部具有谐振腔6，谐振腔6和气流通道5通过管路7相连，该管路7即为谐振腔6的入口。具体地，谐振壳体2和进气道壳体3之间连接有连接筋8，连接筋8分隔出气流通道5和谐振腔6。可以理解的是，进气道壳体1为由聚乙烯HDPE吹塑成型的空腔管体，进气道壳体1、谐振壳体2、管路7以及连接筋8一体成型相连。由此在制造高位进气道10时，进气道壳体1、谐振壳体2、管路7以及连接筋8可直接由聚乙烯HDPE吹塑一体成型。将谐振腔6的位置布置在气流通道5的拐角处的外部，能够在不影响气流通道5的基础上，留出谐振腔6的空间，连接筋8为加强筋，谐振壳体2和进气道壳体3采用加强筋连接，既保证高位进气道10整体的强度，也不影响外观。

其中，谐振腔6具有预定谐振频率，预定谐振频率与进气通道频率适于共振消声。具体地吗，可结合图2理解本实用新型实施例的高位进气道10的传递损失等情况，图2为根据本实用新型一个实施例的发动机阶次频率和分贝的关系图，其中图2中的曲线1为未设置谐振腔6时的发动机阶次频率和分贝的关系曲线，曲线2为设置了本实用新型实施例的谐振腔6后的发动机阶次频率和分贝的关系曲线。由图2可知，发动机阶次频率180Hz处进气系统的传递损失值略低。

基于以上，本实用新型实施例的谐振腔6的入口也就是管路7以及谐振腔6主要针对发动机阶次频率180Hz处进气系统的传递损失而设计，可利用亥姆霍兹共振消声器原理，实现高位进气道10的特定频率的共振消声功能。亥姆霍兹共振消声器通过利用共振吸声，当声波入射到共振腔口时，因为声阻抗的突然变化，一部分声能将反射回声源。同时在声波的作用下，孔径中的空气柱产生振动，振动时摩擦阻尼又使一部分声能转变为热能而耗散掉，仅有少量声能辐射出去，从而达到了消声的目的。

具体地，可结合图3和公式(1-2)理解利用亥姆霍兹共振消声器消除特定频率噪声的消声原理。图3为根据本实用新型一个实施例的亥姆霍兹共振消声器的示意图，其中，Lc表示谐振腔6上午入口长度也就是管路7的长度，单位为m；c表示声速，单位为m/s；Sc为腔口截面积也就是管路7的截面积，单位为㎡，V为谐振腔6的腔体的体积，单位为m³，f为谐振腔6所产生的噪声频率，单位为Hz。

在本实用新型的一些实施例中，管路7为圆柱形，管路7的内直径为24mm～26mm，管路7的长度为24mm～25mm，谐振腔6的腔体的体积为0.5L～1.5L，此处不对管路7的内直径、管路7的长度以及谐振腔6的腔体的体积等做具体限定。例如在本实用新型的实施例中，可设置管路7的内直径R为25mm，由于管路7为圆柱形，则根据内直径R可计算出管路7的截面积Sc，管路7的长度Lc为24.5mm，谐振腔6的腔体的体积为1L。进一步地，可针对上述谐振腔6和管路7的规格进行仿真实验，参考图2和图4理解高位进气道10传递损失的改善效果，其中，图4为根据本实用新型一个实施例的发动机阶次频率为180Hz时的分贝的放大图，其中图4中的曲线1为未设置谐振腔6时的发动机阶次频率和分贝的关系曲线，曲线4为设置了本实用新型实施例的谐振腔6后的发动机阶次频率和分贝的关系曲线。鉴于未设置谐振腔6时的发动机阶次频率180Hz处进气系统的传递损失值略低，通过仿真分析及实测证实，谐振腔6在发动机阶次频率x＝180Hz处进气系统的传递损失值为y＝10.1629，相较于原来的情况提升了5dB，实现了消音效果。

基于以上，本实用新型对高位进气道10的本体结构进行改进，结合亥姆霍兹共振消声器原理，在现有整车边界下，在高位进气道10中增加谐振腔6的设计，并且通过设计谐振腔6的规格，在满足高位进气道10的本体性能的情况下，改善发动机阶次频率180Hz时的进气传递损失，降低高位进气道10的进气口3处的噪声。

在一些实施例中，如图5所示，为根据本实用新型一个实施例的进高位进气道的侧视图，其中，进气口3处设置有进气格栅31。具体地，进气口3处的进气格栅31可由聚乙烯HDPE注塑成型，其中，进气格栅31包括多个格栅板311和多个连接板312，多个格栅板311彼此平行且均相对进气方向倾斜设置以在进气方向的投影覆盖进气口3；格栅板311和连接板312彼此垂直延伸，连接板312连接于多个格栅板311。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，高位进气道10还包括排尘排水阀9，排尘排水阀9邻近出气口4且与气流通道5连通，排尘排水阀9用于排出气流通道5内的杂质。可以理解的是，高位进气道10作为进气系统的重要组成部分，起到除尘除水效果，相当于进气系统中的初级过滤器。当有灰尘、雨水等进入气流通道5后，能够从排尘排水阀9处及时排出，进而不会进入发动机中而对发动机造成损害。并且将排尘排水阀9设置在临近出气口4的位置，不会影响整个进气系统的进气量，也不会对气流通道5气流产生阻力，从而也不会影响发动机的动力。

以及，进气道壳体1的外表面构造有加强凹槽，加强凹槽位于进气道壳体1的邻近出气口4的一侧，进气道壳体1的内表面在与加强凹槽的对应位置构造有加强凸起11。其中图1为进气道壳体1的内部剖面图，由此图1中仅示出加强凸起11。

具体地，可设置进气道壳体1的邻近出气口4一侧的内表面上有两条加强凸起11，该凸起结构实际为加强筋，具有加强进气道壳体1，增加进气道壳体1的可靠性和抗压性。进一步地，加强凸起11以及排尘排水阀9与进气道壳体1、谐振壳体2、管路7以及连接筋8均为一体成型结构，由此在工业生产过程中，可将进气道壳体1、谐振壳体2、管路7、连接筋8、加强凸起11以及排尘排水阀9由聚乙烯HDPE吹塑成型。

根据本实用新型实施例提出的高位进气道10，结合消声器原理，通过在高位进气道10的本体中增加谐振腔6结构，能够实现发动机特定频率下的消声功能，并且，将谐振壳体2设置在进气道壳体1的拐角处，谐振腔6和气流通道5通过管路7相连，能够避免采用外接结构所带来的空间紧张、不好布置等问题，并且将进气道壳体1、谐振壳体2、管路7、连接筋8、加强凸起11以及排尘排水阀9设置为一体成型结构，还能节省外接结构带来的重量成本的增加，通过合理设计高位进气道10的整体造型，既保证了消声效果，也保证了高位进气道10的美观性。

在本实用新型一个实施例中，还提出一种进气系统，如图6所示，为根据本实用新型一个实施例的进气系统的框图，其中，进气系统100包括上面任一项实施例的高位进气道10。

根据本实用新型实施例提出的进气系统100，通过采用上面任一项实施例的高位进气道10，通过在高位进气道10的本体以上增加谐振腔6结构，结合消声器原理，能够实现发动机特定频率下的消声功能，并且通过合理设计高位进气道10的整体造型，能节省进气系统100整体的空间，便于空间布置，还能避免采用外接结构对进气系统100所造成的重量成本的增加的问题，既保证了进气系统100的消声效果，也保证了进气系统100整体的美观性。

在本实用新型一个实施例中，还提出一种车辆，如图7所示，为根据本实用新型一个实施例的车辆的框图，其中，车辆1000包括车体200和上面第二方面实施例的进气系统100，进气系统100设置在车体200上。

根据本实用新型实施例提出的车辆1000，通过采用上面第二方面实施例进气系统100，通过在现有整车边界下对高位进气道10结构进行改进，增加谐振腔6结构，无需增加车辆1000的成本，还能够实现发动机特定频率下的消声功能，增强整车消声性能，提升用户的驾驶体验感。

根据本实用新型实施例的车辆1000以及进气系统100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种高位进气道，其特征在于，包括：

进气道壳体，所述进气道壳体上设置有进气口和出气口，所述进气口和所述出气口连通形成气流通道，所述进气口和所述出气口朝向不同方向；

谐振壳体，所述谐振壳体连接于所述进气道壳体且位于所述进气道壳体的拐角处，所述谐振壳体内部具有谐振腔，所述谐振腔和所述气流通道通过管路相连；

其中，所述谐振腔具有预定谐振频率，所述预定谐振频率与所述进气道频率适于共振消声。

2.根据权利要求1所述的高位进气道，其特征在于，所述谐振壳体和所述进气道壳体之间连接有连接筋，所述连接筋分隔出所述气流通道和所述谐振腔。

3.根据权利要求2所述的高位进气道，其特征在于，所述进气道壳体、所述谐振壳体、所述管路以及所述连接筋一体成型相连。

4.根据权利要求1所述的高位进气道，其特征在于，所述进气口处设置有进气格栅；

其中，所述进气格栅包括：

多个格栅板，多个所述格栅板彼此平行且均相对进气方向倾斜设置以在进气方向的投影覆盖所述进气口；

多个连接板，所述格栅板和所述连接板彼此垂直延伸，所述连接板连接于多个所述格栅板。

5.根据权利要求1所述的高位进气道，其特征在于，还包括：

排尘排水阀，所述排尘排水阀邻近所述出气口且与所述气流通道连通，所述排尘排水阀用于排出所述气流通道内的杂质。

6.根据权利要求1所述的高位进气道，其特征在于，所述进气道壳体的外表面构造有加强凹槽，所述加强凹槽位于所述进气道壳体的邻近所述出气口的一侧，所述进气道壳体的内表面在与所述加强凹槽的对应位置构造有加强凸起。

7.根据权利要求1所述的高位进气道，其特征在于，所述管路为圆柱形，所述管路的内直径为24mm~26mm，所述管路的长度为24mm~25mm，所述谐振腔的腔体的体积为0.5L~1.5L。

8.根据权利要求6所述的高位进气道，其特征在于，所述进气道壳体的厚度为3mm~4mm，所述进气口沿第一方向的宽度为120mm~130mm，所述进气口沿与所述第一方向垂直的第二方向的高度为820mm~830mm；

所述进气口的截面积为0.10㎡~0.11㎡，所述出气口的截面积不大于0.1㎡。

9.一种进气系统，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的高位进气道。

10.一种车辆，其特征在于，包括车体和权利要求9所述的进气系统，所述进气系统设置在所述车体上。