专利名称：用于发动机的空气导管组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于发动机的进气系统，并且更具体地提供ー种新的改进型导管组件用于适应发动机与空气滤清 器之间的相对运动并且用于衰减发动机噪声。
背景技术：
汽车内燃机使用节气门体调节发动机功率设定值。一些发动机具有附加的充气设备，包括在节气门体上游压缩进气以提高发动机性能的涡轮和增压器机构。所有内燃机必须接收新鲜空气的持续供应以便实现燃料的燃烧。发动机进气系统位于发动机进气管的上游，并且其主要功能是空气过滤和噪声衰減。进气系统从把干燥冷空气引入该系统的进气导管开始。进气导管将输送空气到空气滤清器外壳中，空气滤清器外壳具有内部滤清器以捕集进来的颗粒而保护发动机。空气滤清器外壳还将通常具有在滤清器下游的质量空气流量计量孔和传感器以计量用于燃烧的空气。出气导管将连在空气滤清器外壳与发动机进气管之间。空气滤清器外壳能够安装到发动机或者在车身结构上。如果安装在车身结构上，导管将需要适应的部件例如柔性波纹管来消除正常发动机运转与安装有空气滤清器外壳的车身间的相互影响。进气系统提供向发动机输送滤过的干燥冷空气的通道。进气系统还必须衰减发动机产生的噪声。车辆必须遵守限制车辆通过噪声的联邦法規。发动机将从节气门体释放具有约为发动机转速的谐波分量的噪声。它还可能包含由高RPM部件像涡轮和增压器产生的更高频率含量。进气系统将使用空气滤清器外壳大小、几何结构和高低频率调谐器达到规定的子系统性能噪声目标。联邦政府已经颁布了车辆排放标准。一些发动机在进气系统中使用在关键地方放置的碳氢化合物吸附剂来截住停车发动机泄露的碳氢化合物。碳氢化合物吸附剂使用碳或其它材料来在碳氢化合物逸出进气系统和进入外界之前捕集它们。吸附剂通常封装在进气系统的净化滤过侧并且在进入气流附近具有ー些暴露表面区域。这个暴露允许一旦发动机停车就捕集碳氢化合物，然后在发动机开动时从吸附剂材料清除。进气系统压カ损失对产生最大发动机功率非常重要。导管内的内部气流将增加递增限制，是在这个区域收敛或边界条件不规则或粗糙的条件下。研究已经表明导管组件的波纹管区域内的内部空气流动比经过光滑管道的流动显出更大的限制。新鮮空气气管必须装在空气滤清器外壳与发动机进气ロ之间的距离以内。ー些应用能够呈现非常短的导管长度，因为发动机进气ロ与空气滤清器外壳的近距离。高频调谐器的并入将减小可用于波纹管的长度。更短的长度将消除回旋，这会增加毎次回旋的应力，减少导管的使用寿命。在长度被波纹管和调谐器消耗的情况下具有短的纵向长度的应用限制碳氢化合物过滤空间。将希望提供ー种新的改进型空气导管组件，用于在有限的封装空间里有效地从空气滤清器外壳传递空气到发动机进气管
发明内容
一种空气导管组件从空气滤清器外壳供应空气给发动机节气门并且包括连接到空气滤清器外壳的第一导管和连接到发动机进气管的第二导管。第一和第二导管的开ロ端彼此间隔开，并且第二导管的开ロ端具有扩张的喇叭ロ。第二导管包括限定出衰减腔的套筒。柔性波纹管覆在第一、第二导管和套筒上面并且延伸穿过第一和第二导管之间的空间以提供它们之间的气密连接和在空气滤清器外壳与发动机进气管之间的相对运动期间的伸縮。碳氢化合物吸附材料能够装在衰减腔内。本发明还提供了以下方案
I.一种用于从空气滤清器外壳输送空气给发动机的空气导管组件，其包括
具有与所述空气滤清器外壳连通的空气流道的第一导管；
具有与所述发动机连通的空气流道的第二导管，所述第二导管具有限定出所述空气流道的第一圆柱形壁并且具有沿径向位于所述第一圆柱形壁的外侧的第二圆柱形壁以在所述第一和第二圆柱形壁之间形成腔；
所述第一圆柱形壁中的多个开ロ，以在所述第二导管的所述空气流道与所述腔之间连通；以及
连接所述第一和第二导管的柔性波纹管，所述柔性波纹管覆在所述第二圆柱形壁上面。2.如方案I所述的空气导管组件，其还包括所述第二导管，所述第二导管具有限定出所述第二导管的所述空气流道的开ロ端的喇叭ロ。3.如方案I所述的空气导管组件，其还包括所述第一和第二圆柱形壁，所述第一和第二圆柱形壁中的ー个延伸至连接所述发动机，并且所述第一和第二圆柱形壁中的另ー个由管状套筒提供。4.如方案3所述的空气导管组件，其还包括所述套筒，所述套筒提供所述第一圆柱形壁。5.如方案3所述的空气导管组件，其还包括所述套筒，所述套筒提供所述第二圆柱形壁。6.如方案3所述的空气导管组件，其还包括所述套筒，所述套筒提供把所述腔分成多个腔的径向延伸壁。7.如方案6所述的空气导管组件，其还包括设置在所述多个腔的至少ー些中的碳氢化合物吸附材料。8.如方案I所述的空气导管组件，其还包括设置在所述腔中的碳氢化合物吸附材料。9.如方案I所述的空气导管组件，其还包括所述腔，所述腔被分成多个腔，并且碳氢化合物吸附材料设置在所述多个腔的至少ー些中。10.如方案I所述的空气导管组件，其还包括所述导管的空气流道、所述腔、所述第一和第二圆柱形壁以及所述波纹管彼此同轴地定位。11. 一种用于从空气滤清器外壳输送空气给发动机进气管的空气导管组件，其包括
具有连接到所述空气滤清器外壳的圆柱形壁且具有开ロ端的第一导管；
具有连接到所述发动机进气管的圆柱形壁且具有开ロ端的第二导管；以与所述第二导管间隔开的方式包围所述第二导管以在所述套筒与所述第二导管的所述圆柱形壁之间限定出衰减腔的套筒；
柔性波纹管；
设置在所述第二导管中且与所述衰减腔连通的多个气流开ロ ；以及，
所述柔性波纹管、所述套筒以及所述贯通孔彼此同轴，并且所述柔性波纹管覆在所述第一导管的所述开ロ端和所述套筒上面。12.如方案11所述的空气导管组件，其还包括所述第二导管的所述圆柱形壁，所述第二导管的所述圆柱形壁在其开ロ端具有喇叭ロ。13.如方案11所述的空气导管组件，其还包括所述波纹管，所述波纹管具有夹在所述第一导管的所述圆柱形壁上的第一端和夹在所述套筒上的第二端。14.如方案11所述的空气导管组件，其还包括装在所述衰减腔内的碳氢化合物吸附材料。15.如方案14所述的空气导管组件，其还包括所述衰减腔，所述衰减腔配有足够的体积以既提供用于声音衰减的中空腔部分又提供用于装所述碳氢化合物吸附材料的腔部分。16.如方案11所述的空气导管组件，其还包括设在所述第二导管的所述开ロ端的喇叭ロ和设在所述衰减腔内的碳氢化合物吸附材料。17.如方案11所述的空气导管组件，其还包括设在所述第二导管的所述开ロ端的喇叭ロ，并且所述波纹管具有连在所述第一导管上的第一端和连在所述套筒上的第二端。18. 一种用于从空气滤清器外壳输送空气给发动机进气管的空气导管组件，其包括
具有连接到所述空气滤清器外壳的圆柱形壁且具有开ロ端的第一导管；
具有连接到所述发动机进气管的圆柱形壁的第二导管；
所述第二导管具有与其协作以限定出声音衰减腔的套筒；
传送空气给所述衰减腔的多个开ロ ；以及
覆在所述第一和第二导管的圆柱形壁上面且覆在所述套筒上面的柔性波纹管，所述柔性波纹管延伸穿过所述第一和第二导管之间的空间并且具有连在所述第一导管上的第一端和连在所述套筒上的第二端以提供第一和第二导管之间的柔性气密连接从而适应空气滤清器外壳与所述发动机进气管之间的相对运动。19.如方案18所述的空气导管组件，其还包括装在所述声音衰减腔的全体或部分内的碳氢化合物吸附材料。20.如方案18所述的空气导管组件，其还包括所述套筒，所述套筒位于所述第二导管的内侧或外側。
通过详细描述和附图将更完整地理解本发明，其中
图I是现有技术的且具有波纹管和声音衰减调谐器的进气系统的立体图。图2是从本发明的空气导管组件截取的横截面图。图3是从本发明的第二实施例的空气导管组件截取的横截面图。
具体实施例方式下面对某些示范性实施例的描述本质上仅仅是示范性的，并且决不用来限制本发明、其应用或用途。现在參照图1，现有技术的进气系统提供新鲜空气给发动机进气管。该进气系统包括装着未示出的空气滤清器的空气滤清器外壳14。周围空气通过进气导管16进入空气滤清器外壳14。在经过装在外壳14内的滤清器之后，空气通过总体上用20指示的出气导管组件排出。气流将继续进入发动机进气ロ，这能够 是节气门体、涡轮或增压器入口。如图I所示，导管组件20包括空气滤清器外壳24、柔性波纹管26、声音衰减调谐器28和柔性波纹管30。波纹管26连在具有软管夹34的空气滤清器外壳24上。波纹管26通过软管夹36连在调谐器28上。波纹管30通过软管夹38连在调谐器28上。波纹管30通过软管夹40连在发动机进气管上。调谐器28是围住多孔导管部分46的塑料或金属调谐器外壳44。用多个开ロ 50穿过多孔导管部分46。调谐器28用来衰减发动机发出的噪声。图2示出新的改进型空气导管组件，总体上用56指示。第一导管58具有限定出空气流道61的管壁60并且连接到未示出的空气滤清器外壳。第一导管58和空气流道61具有开ロ端62。第二导管66直接或通过柔性连接器连接到发动机进气管，这能够是节气门体、涡轮增压器或增压器。第二导管66具有限定出具有开ロ端70的空气流道69的管壁68。管壁68在开ロ端70向外扩张以形成喇叭ロ 72。如图2所示，第一导管58的开ロ端62与第二导管66的开ロ端70的喇叭ロ 72间隔开。还如图2所示，第二导管66的一部分长度，通常是接近开ロ端70的部分，被穿孔以在第二导管66的管壁68中提供多个开ロ 76。图2示出开ロ 76为圆孔，然而，开ロ 76能够是孔、槽或任何形状。第一导管58和第二导管66优选为模制塑料的，但是可替代地，能够是金属结构的。第二导管66包括形成环形声音衰减腔80的套筒78。套筒78包括同轴壁82和端壁84、86。端壁84和86从同轴壁82沿径向向内延伸并且适合地连在管壁68上。如图2所示，声音衰减腔80在空气流道69的径向外側。衰减腔80的大小将由套筒78的同轴壁82以及端壁84与86之间的距离決定。具体地，端壁84与86之间的距离决定衰减腔80的长度，端壁84与86的径向伸长将限定衰减腔80的径向深度。通过空气导管组件56发出的以高频气流波动为形式的声音通过穿过贯通开ロ 76且进入衰减腔80得到衰减。衰减腔80的声音衰减特性能够通过适当地制定衰减腔80的体积大小以及贯通开ロ 76的大小、形状和数量得到调谐。第一导管58和第二导管66通过柔性波纹管90连在一起。柔性波纹管90在第二导管66及其套筒78和衰减腔80的径向外側。如图2所示，波纹管90的左端92通过夹子94连在第一导管58上，波纹管90的右端96连接到套筒78的端壁86并且通过夹子98连上。套筒78具有位于夹子98之下的支撑肋100，以便夹子98的安装将不会使套筒78变形。运转吋，发动机进气管将通过导管组件56且通过空气滤清器外壳14吸入空气。气流过第一导管58的空气流道61，然后穿过第一导管58与第二导管66之间的空间并进入第ニ导管66。导管58和66的端部之间的空间将允许这两个导管58和66在发动机运转期间相对于彼此移动。喇叭ロ 72将使气流流畅穿过导管58和66的端部之间的空间并且使进气气流流畅进入导管66的开ロ端70。波纹管90是柔性的并且能够按照需求屈服以适应第ー导管58与第二导管66之间的相对运动。通过导管66发出的以高频空气振动为形式的发动机噪声能够借助于通过开ロ 76逸出进入到衰减腔80得到衰减。因此，如图2所示，衰减腔80和波纹管90设置成彼此同轴并且与空气流道69同轴。通过以这种方式布置衰减腔80和波纹管90，波纹管90提供的柔性功能和衰减腔80提供的衰减功能能够在104标出的整个长度内执行。相反地，再次參照图1，我们看得到，现有技术空气导管组件已经串联地布置波纹管26和30以及调谐器28，并且需要更大的长度106以便执行柔性和声音衰减功能。另外，把图I的现有技术与图2的本发明作比较，看得出，在图I的现有技术空气导管组件中，经过导管组件20的空气直接受到波纹管26和30内侧上的回旋的影响，这又形成递增限制。相反地，在图2的新的改进型空气导管中，气流能够直接从第一导管58的开ロ端62通过并进入第二导管66，而不受到波纹管90的回旋壁 的影响。另外，喇叭ロ 72帮助维持通过导管组件56的空气的成一直线的流动，即使在由发动机运转引起的导管58和60之间的相对运动期间。參照图3，示出本发明的另ー实施例。图3中，第一导管158具有限定出空气流道161的管壁160。第二导管166具有限定出空气流道169的管壁168。第二导管166的管壁168在凸缘端壁186处向外带凸缘以形成与圆柱形壁168 —体的管壁182。波纹管190包围管壁182并且包括连接到第一导管158且连有夹子194的左端192。波纹管190具有通过夹子198连在管壁182上的右端196。如图3所示，环形套筒200安装在管壁182内側。套筒200具有与第二导管166对齐的内部通道202并且具有与第二导管166的管壁168相同的直径，以便套筒200变成第二导管166的整体延伸。套筒200的右端具有合适地连在凸缘186上的凸缘206。套筒200的左端具有连接到管壁182的端部的向外扩张壁208。内部径向延伸的分隔壁210和212设置在导管182与套筒200之间由此限定出分开的腔216、218和220。腔218是衰减腔并且在套筒200中设置多个开ロ 176以提供导管166与衰减腔218之间的气流传送。图3示出碳氢化合物吸附材料214装在腔216和220之内。碳氢化合物吸附材料能够是活性炭或能够吸附碳氢化合物的其它材料。槽224设置在套筒200中以从导管166传送气流给装在腔216中的碳氢化合物吸附材料214。类似的槽226设置在套筒200中以从装在腔220中的碳氢化合物吸附材料214传送气流给腔220。碳氢化合物吸附材料在腔内的存在可能影响声音衰减特性，因此，碳氢化合物吸附材料能够适当地设置在仅仅ー些腔或全部腔中，以实现所需水平的声音衰减和碳氢化合物吸附。在发动机的正常运转期间，声音将通过气流扰动向衰减腔218的传送得到衰减。大家都知道，一旦发动机关闭，一些碳氢化合物燃烧产物将通过节气门体或涡轮增压器往回泄露到导管166中。这些碳氢化合物将暴露给存在于腔216和220中的碳氢化合物吸附材料214并且将被吸附。之后，一旦重新起动发动机，碳氢化合物将从碳氢化合物吸附材料释放出来并且回流到发动机中，在此，这些污染产物能够重新燃烧并且然后通过发动机排气污染控制系统进行处理。前述的附图和描述公开了本发明的典型实施例。本领域普通技术人员可以在本发明的范围内进行改型。例如，在图2中，附图示出波纹管90的右端96连在套筒78的外表面上。作为替代的，波纹管96的右端96能够连在第二导管66的外表面上。虽然本文的这些附图示出软管夹用于连接波纹管，但是将理解到，能够采用其它机械紧固件、粘合剂、摩擦或搭扣连接。另外，将理解，声音衰减腔与碳氢化合物吸附腔的相对尺寸能够按照要求进行修正以最优化本发明导管组件的性能，并且能够采用许多腔。本文的导管和套筒示为圆 柱体，然而，导管和套筒能够是其它管状，例如八边形、六方形、椭圆形或方形断面。因此，本发明提供ー种方法以沿纵向集中新鲜空气进气导管波纹管和高频调谐器。现今，这些部件是沿着导管串联封装的。这个布置将沿轴向集中这些部件并且在波纹管内提供流纹。这个特征将通过改善边界形状来減少内部流动限制。替代地，高频调谐器腔的全部或一部分还可以用来封装碳氢化合物吸附材料。这个用于碳氢化合物吸附材料的腔很好地安置成捕获碳氢化合物并且还具有接近流场的内表面以使吸附材料再生。
权利要求
1.一种用于从空气滤清器外壳输送空气给发动机的空气导管组件，其包括 具有与所述空气滤清器外壳连通的空气流道的第一导管； 具有与所述发动机连通的空气流道的第二导管，所述第二导管具有限定出所述空气流道的第一圆柱形壁并且具有沿径向位于所述第一圆柱形壁的外侧的第二圆柱形壁以在所述第一和第二圆柱形壁之间形成腔； 所述第一圆柱形壁中的多个开ロ，以在所述第二导管的所述空气流道与所述腔之间连通；以及 连接所述第一和第二导管的柔性波纹管，所述柔性波纹管覆在所述第二圆柱形壁上面。
2.如权利要求I所述的空气导管组件，其还包括所述第二导管，所述第二导管具有限定出所述第二导管的所述空气流道的开ロ端的喇叭ロ。
3.如权利要求I所述的空气导管组件，其还包括所述第一和第二圆柱形壁，所述第一和第二圆柱形壁中的ー个延伸至连接所述发动机，并且所述第一和第二圆柱形壁中的另ー个由管状套筒提供。
4.如权利要求3所述的空气导管组件，其还包括所述套筒，所述套筒提供所述第一圆柱形壁。
5.如权利要求3所述的空气导管组件，其还包括所述套筒，所述套筒提供所述第二圆柱形壁。
6.如权利要求3所述的空气导管组件，其还包括所述套筒，所述套筒提供把所述腔分成多个腔的径向延伸壁。
7.如权利要求6所述的空气导管组件，其还包括设置在所述多个腔的至少ー些中的碳氢化合物吸附材料。
8.如权利要求I所述的空气导管组件，其还包括设置在所述腔中的碳氢化合物吸附材料。
9.一种用于从空气滤清器外壳输送空气给发动机进气管的空气导管组件，其包括 具有连接到所述空气滤清器外壳的圆柱形壁且具有开ロ端的第一导管； 具有连接到所述发动机进气管的圆柱形壁且具有开ロ端的第二导管； 以与所述第二导管间隔开的方式包围所述第二导管以在所述套筒与所述第二导管的所述圆柱形壁之间限定出衰减腔的套筒； 柔性波纹管； 设置在所述第二导管中且与所述衰减腔连通的多个气流开ロ ；以及， 所述柔性波纹管、所述套筒以及所述贯通孔彼此同轴，并且所述柔性波纹管覆在所述第一导管的所述开ロ端和所述套筒上面。
10.一种用于从空气滤清器外壳输送空气给发动机进气管的空气导管组件，其包括 具有连接到所述空气滤清器外壳的圆柱形壁且具有开ロ端的第一导管； 具有连接到所述发动机进气管的圆柱形壁的第二导管； 所述第二导管具有与其协作以限定出声音衰减腔的套筒； 传送空气给所述衰减腔的多个开ロ ；以及 覆在所述第一和第二导管的圆柱形壁上面且覆在所述套筒上面的柔性波纹管，所述柔性波纹管延伸穿过所述第一和第二导管之间的空间并且具有连在所述第一导管上的第一端和连在所述套筒上的第二端以提供第一和第二导管之间的柔性气密连接从而适应空气滤清器外壳与所述发动机进气管之 间的相对运动。
全文摘要
本发明涉及用于发动机的空气导管组件。具体地，一种空气导管组件从空气滤清器外壳供应空气给发动机节气门并且包括连接到空气滤清器外壳的第一导管和连接到发动机进气管的第二导管。第一和第二导管的开口端彼此间隔开，并且第二导管的开口端具有扩张的喇叭口。第二导管包括限定出衰减腔的套筒。柔性波纹管覆在第一和第二导管以及套筒上面，并且延伸穿过第一和第二导管之间的空间以提供它们之间的气密连接和在空气滤清器外壳与发动机进气管之间的相对运动期间的伸缩。碳氢化合物吸附材料能够装在衰减腔内。
文档编号F02M35/12GK102654089SQ201210052959
公开日2012年9月5日 申请日期2012年3月2日 优先权日2011年3月4日
发明者R. 塔克 E., K. 麦肯兹 S. 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司