具有可變進氣調整裝置的發動機組件以及調整方法

專利名稱：具有可變進氣調整裝置的發動機組件以及調整方法
技術領域：
本發明涉及包括噪聲衰減裝置的發動機進氣系統。
背景技術：
這部分提供與本公開相關的背景信息，其并不一定為現有技術。發動機組件可包括提供空氣供應與進氣口之間的連通的進氣系統。在發動機操作 期間，有可能基于發動機操作狀態而以各種頻率產生噪聲。噪聲衰減裝置可位于進氣系統 中以減少這種噪聲。這些裝置可包括空氣調整容積部，其分成均調至具體頻率的一系列離 散小容積部。由于包裝約束，這些離散小容積部的尺寸可能受限。各小容積部可通過至各 離散容積部的單獨固定入口與進氣流連通。然而，設置單獨的離散容積部減少了用于給定 頻率的總可用容積，降低了各目標頻率的有效噪聲衰減。

發明內容
這部分提供本公開的總體說明，并不涵蓋其全部范圍或所有特征。根據本發明的第一技術方案，提供一種發動機進氣調整組件可包括殼體組件和氣 流控制構件。殼體組件可包括與空氣供應流體連通的進氣口、與發動機進氣端口流體連通 的出氣口以及在其間延伸的主體部。所述主體部可限定氣流通路和調整腔。所述氣流通路 可提供進氣口與出氣口之間的流體連通。所述氣流控制構件可位于所述主體部內并可相對 于氣流通路在第一位置和第二位置之間移動。所述氣流控制構件可在位于所述第一位置時 提供從所述氣流通路至所述調整腔的第一連通路徑，以及在位于所述第二位置時提供從所 述氣流通路至所述調整腔的第二連通路徑。與所述第一連通路徑相比，所述第二連通路徑 可限定更多個開口。如上述第一技術方案所述的進氣調整組件，在本發明的第二技術方案中，當所述 氣流控制構件處于所述第一位置和所述第二位置時隔離所述調整腔與所述殼體組件的進 氣口和出氣口的直接流體連通。如上述第一技術方案所述的進氣調整組件，在本發明的第三技術方案中，在所述 氣流控制構件處于第一位置時，所述第一連通路徑形成所述空氣供應與所述調整腔之間的 唯一連通路徑。如上述第一技術方案所述的進氣調整組件，在本發明的第四技術方案中，所述調 整腔限定位于所述氣流通路徑向外側的容積部。如上述第四技術方案所述的進氣調整組件，在本發明的第五技術方案中，所述氣 流控制構件徑向位于所述氣流通路與所述調整腔之間。如上述第五技術方案所述的進氣調整組件，在本發明的第六技術方案中，所述氣 流控制構件以可旋轉方式布置在限定所述氣流通路的壁上。如上述第六技術方案所述的進氣調整組件，在本發明的第七技術方案中，限定所 述氣流通路的壁與所述氣流控制構件協作以限定第一開口，該第一開口形成所述第一連通路徑的一部分，并在所述氣流控制構件處于所述第一位置時提供所述氣流通路與所述調整 腔之間的流體連通。如上述第七技術方案所述的進氣調整組件，在本發明的第八技術方案中，限定所 述氣流通路的壁與所述氣流控制構件協作以限定所述第一開口和第二開口，所述第一開口 和第二開口形成所述第二連通路徑的一部分，并在所述氣流控制構件處于所述第二位置時 提供所述氣流通路與所述調整腔之間的流體連通。如上述第八技術方案所述的進氣調整組件，在本發明的第九技術方案中，所述氣 流控制構件可相對于所述氣流通路移動至第三位置，當所述氣流控制構件位于該第三位置 時所述第一開口和第二開口閉合，并隔離所述調整腔與所述空氣供應的流體連通。如上述第九技術方案所述的進氣調整組件，在本發明的第十技術方案中，限定所 述氣流通路的壁限定調整腔開口，當所述氣流控制構件處于所述第一位置和第二位置時所 述第一開口經由該調整腔開口與所述調整腔流體連通，并且當所述氣流控制構件處于所述 第一位置時隔離所述第二開口與所述調整腔開口。如上述第六技術方案所述的進氣調整組件，在本發明的第十一技術方案中，所述 氣流控制構件以可旋轉方式布置在限定所述氣流通路的壁的徑向內表面上。如上述第一技術方案所述的進氣調整組件，在本發明的第十二技術方案中，所述 氣流控制構件可相對于所述氣流通路移動至第三位置，當所述氣流控制構件位于該第三位 置時隔離所述調整腔與所述空氣供應。如上述第一技術方案所述的進氣調整組件，在本發明的第十三技術方案中，所述 氣流控制構件包括以可旋轉方式布置在限定所述氣流通路的壁上的環形套筒。如上述第一技術方案所述的進氣調整組件，在本發明的第十四技術方案中，所述 調整腔限定固定調整容積部，該固定調整容積部在所述氣流控制構件處于所述第一位置時 在發動機操作期間對第一頻率提供衰減，在所述氣流控制構件處于所述第二位置時在發動 機操作期間對第二頻率提供衰減，所述第二頻率大于所述第一頻率。如上述第一技術方案所述的進氣調整組件，在本發明的第十五技術方案中，該進 氣調整組件還包括致動機構，該致動機構聯接至所述氣流控制構件以提供所述氣流控制構 件與所述氣流通路之間的相對移動。在本發明的第十六技術方案中，還提供一種調整發動 機中的進氣流的方法，可包括在第一發動機操作狀態下提供發動機的進氣流與調整腔之間 的第一連通路徑以衰減第一氣流頻率。在第二發動機操作狀態下可提供進氣流與調整腔之 間的第二連通路徑以衰減第二氣流頻率。所述第二氣流頻率可大于所述第一氣流頻率。與 所述第一連通路徑相比，所述第二連通路徑可包括更多個開口。如上述第十六技術方案所述的方法，在本發明的第十七技術方案中，所述第一發 動機操作狀態對應于第一發動機速度，所述第二發動機操作狀態對應于與所述第一發動機 速度不同的第二發動機速度。如上述第十七技術方案所述的方法，在本發明的第十八技術方案中，所述第二發 動機速度大于所述第一發動機速度。如上述第十六技術方案所述的方法，在本發明的第十九技術方案中，所述調整腔 限定大致連續的流體容積部，在所述第一發動機操作狀態期間所述第一連通路徑與所述流 體容積部流體連通且所述第二連通路徑與該流體容積部隔離，在所述第二發動機操作狀態期間所述第一連通路徑和所述第二連通路徑與所述流體容積部流體連通。如上述第十六技術方案所述的方法，在本發明的第二十技術方案中，所述調整腔 限定在殼體組件內，該殼體組件包括與空氣供應流體連通的進氣口、與發動機的進氣端口 流體連通的出氣口以及在二者之間延伸的主體部，該主體部限定氣流通路且所述調整腔位 于該氣流通路的徑向外側，該氣流通路提供所述進氣口與出氣口之間的流體連通，一氣流 控制構件位于所述主體部內并可相對于所述氣流通路在第一位置與第二位置之間移動以 控制所述氣流通路與所述調整腔之間的流體連通。從這里提供的說明將會清楚其它應用領域。在本發明內容中的說明和具體實施例 僅用于說明之目的，并不意圖限制本公開的范圍。


這里描述的附圖僅用于說明之目的，并不意圖以任何方式限制本公開的范圍。圖1是根據本公開的發動機組件的立體示意圖。圖2是圖1的發動機組件的進氣調整組件的剖視圖；圖3是圖2的進氣調整組件處于第一位置的剖視圖；圖4是圖2的進氣調整組件處于第二位置的剖視圖；圖5是圖2的進氣調整組件處于第三位置的剖視圖；圖6是圖2的進氣調整組件處于第四位置的剖視圖；圖7是圖2的進氣調整組件處于第五位置的剖視圖；以及圖8是圖2的進氣調整組件處于第六位置的剖視圖。在這幾幅圖中，相應附圖標記表示相應部件。
具體實施例方式以下將參照附圖更充分地描述本公開的實施例。以下說明在本質上僅是說明性 的，并不意圖限制本公開及其應用或使用。現在參照圖1，示意性示出了示例性發動機組件10。發動機組件10可包括發動機 缸體12、氣缸蓋14、進氣系統16以及控制模塊18。發動機缸體12可限定與氣缸蓋14中的 進氣端口(未示出)連通的氣缸孔(未示出)。進氣系統16可包括第一管道20、第二管道 22以及第一進氣調整組件24和第二進氣調整組件26。第一管道20可提供進氣供應與第一進氣調整組件24和第二進氣調整組件26之 間的流體連通。第二管道22可提供第一進氣調整組件24與第一進氣端口以及第二進氣調 整組件26與第二進氣端口之間的流體連通。第一進氣調整組件24和第二進氣調整組件26 可基本相似。因此，將具體描述第一進氣調整組件24，應理解該說明同樣適用于第二進氣調 整組件26。而且，盡管結合V型發動機構造示出，但是應理解本教導不限于V型發動機，并 且同樣可應用于各種其它發動機構造，包括但不限于直列發動機。參照圖2至圖8，第一進氣調整組件24可包括殼體組件28、氣流控制構件30以及 致動組件32。殼體組件28可包括具有第一構件34和第二構件36的主體部。第一構件34 可包括入口 38、出口 40以及其間的腔42。入口 38可與第一管道20流體連通，出口 40可 與第二管道22流體連通。第二構件36可包括軸向延伸主體，其限定在第一軸向端具有入口 46并在第二軸向端具有出口 48的環形壁44。第二構件36可另外包括貫通環形壁44徑 向延伸的第一開口 50和第二開口 52，該環形壁44具有周向布置在該第一開口 50和第二開 口 52之間的第一實心區51和第二實心區53。第二構件36可在入口 38和出口 40之間延伸，并可與入口 38和出口 40協作而限 定穿過殼體組件28的氣流通路54。第一構件34和第二構件36可附加限定位于氣流通路 54的徑向外側的空氣調整腔56。以非限制性實施例方式，空氣調整腔56可繞第二構件36 的外周延伸而形成環形腔。盡管描述為包括第一構件34和第二構件36，但是應理解本公開 絕不局限于這樣的構造，并可以以非限制性實施例方式包括形成第一構件34和第二構件 36的單件式主體部。氣流控制構件30可包括限定環形壁58的軸向延伸主體，該環形壁58在第一軸向 端具有入口 60，在第二軸向端具有出口 62。氣流控制構件30的環形壁50可包括第一周向 區域范圍(extent)，該第一周向區域范圍具有徑向貫通延伸的第一組軸向成行的開口 64、 66、68、70、72;第二周向區域范圍，該第二周向區域范圍具有徑向貫通延伸的第二組軸向成 行的開口 74、76、78、80、82 ；以及在周向上位于第一組軸向成行開口 64、66、68、70、72與第 二組軸向成行開口 74、76、78、80、82之間的第一實心區84和第二實心區86。氣流控制構件 30可徑向位于氣流通路54與空氣調整腔56之間。在當前非限制性實施例中，氣流控制構 件30示出為在氣流通路54內與第二構件36的徑向內表面滑動接合。然而，應當理解，氣 流控制構件30可另選地在空氣調整腔56內與第二構件36的徑向外表面(或外周)滑動 接合。以非限制性實施例方式，第二構件36和氣流控制構件30均可具有大致柱狀的主 體。氣流控制構件30可形成以可旋轉方式布置在第二構件36內的環形套筒。致動組件32 可包括致動機構88以及致動構件90 (例如桿臂)。致動構件90可旋轉固定至氣流控制構 件30并可與致動機構88接合以有選擇地使氣流控制構件30相對于第二構件36旋轉。控 制模塊18可與致動機構88以及發動機組件10電連通，以基于發動機操作狀態有選擇地旋 轉氣流控制構件30。如圖3至圖8中所見，氣流控制構件30可通過致動組件32在各種位置之間旋轉。 在第一位置，如圖3中所示，第一實心區84可與第二構件36中的第一開口 50對準并使其 閉合，第二實心區86可與第二構件36中的第二開口 52對準并使其閉合，從而隔離氣流通 路54與空氣調整腔56流體連通。在第二至第六位置，如圖4至圖8中所示，第一組軸向成 行開口 64、66、68、70、72中的各個開口示出為與第二構件36中的第一開口 50流體連通，第 二組軸向成行開口 74、76、78、80、82中的各個開口示出為與第二構件36中的第二開口 52 流體連通，從而提供氣流通路54與空氣調整腔56之間的可變流體連通程度。然而，在第一 至第六位置的各位置中，可隔離空氣調整腔56與第一構件34的入口 38和出口 40的直接 流體連通。在第二位置，如圖4中所示，第一行開口 64與第二構件36中的第一開口 50對準 并與空氣調整腔56流體連通，同時通過第二構件36的第一實心區51隔離其余第一組軸向 成行開口 66、68、70、72與空氣調整腔56的流體連通。第一行開口 74與第二構件36中的 第二開口 52對準并與空氣調整腔56流體連通，同時通過第二構件36的第二實心區53隔 離其余第二組軸向成行開口 76、78、80、82與空氣調整腔56的流體連通。開口 64、74可形
6成氣流通路54與空氣調整腔56之間的流體連通路徑。更具體地說，當氣流控制構件30處 于第二位置時，開口 64、74可形成氣流通路54與空氣調整腔56之間的唯一連通路徑。在第三位置，如圖5中所示，第一行開口 64和第二行開口 66與第二構件36中的 第一開口 50對準并與空氣調整腔56流體連通，同時通過第二構件36的第一實心區51隔 離其余第一組軸向成行開口 68、70、72與空氣調整腔56的流體連通。第一行開口 74和第 二行開口 76與第二構件36中的第二開口 52對準并與空氣調整腔56流體連通，同時通過 第二構件36的第二實心區53隔離其余第二組軸向成行開口 78、80、82與空氣調整腔56的 流體連通。開口 64、66、74、76可形成氣流通路54與空氣調整腔56之間的流體連通路徑。 更具體地說，當氣流控制構件30處于第三位置時，開口 64、66、74、76可形成氣流通路54與 空氣調整腔56之間的唯一連通路徑。在第四位置中，如圖6中所示，第一行開口 64、第二行開口 66和第三行開口 68與 第二構件36中的第一開口 50對準并與空氣調整腔56流體連通，同時通過第二構件36的第 一實心區51隔離其余第一組軸向成行開口 70、72與空氣調整腔56的流體連通。第一行開 口 74、第二行開口 76和第三行開口 78與第二構件36中的第二開口 52對準并與空氣調整 腔56流體連通，同時通過第二構件36的第二實心區53隔離其余第二組軸向成行開口 80、 82與空氣調整腔56的流體連通。開口 64、66、68、74、76、78可形成氣流通路54與空氣調 整腔56之間的流體連通路徑。更具體地說，當氣流控制構件30處于第四位置時，開口 64、 66、68、74、76、78可形成氣流通路54與空氣調整腔56之間的唯一連通路徑。在第五位置中，如圖7中所示，第一行開口 64、第二行開口 66、第三行開口 68和第 四行開口 70與第二構件36中的第一開口 50對準并與空氣調整腔56流體連通，同時通過第 二構件36的第一實心區51隔離其余成行開口 72與空氣調整腔56的流體連通。第一行開 口 74、第二行開口 76、第三行開口 78和第四行開口 80與第二構件36中的第二開口 52對 準并與空氣調整腔56流體連通，同時通過第二構件36的第二實心區53隔離其余成行開口 82與空氣調整腔56的流體連通。開口 64、66、68、70、74、76、78、80可形成氣流通路54與空 氣調整腔56之間的流體連通路徑。更具體地說，當氣流控制構件30處于第五位置時，開口 64、66、68、70、74、76、78、80可形成氣流通路54與空氣調整腔56之間的唯一連通路徑。在第六位置中，如圖8中所示，各第一組軸向成行開口 64、66、68、70、72與第二構 件36中的第一開口 50對準并與空氣調整腔56流體連通。各第二組軸向成行開口 74、76、 78、80、82與第二構件36中的第二開口 52對準并與空氣調整腔56流體連通。開口 64、66、 68、70、72、74、76、78、80、82可形成氣流通路54與空氣調整腔56之間的流體連通路徑。更 具體地說，當氣流控制構件30處于第六位置時，開口 64、66、68、70、72、74、76、78、80、82可 形成氣流通路54與空氣調整腔56之間的唯一連通路徑。氣流控制構件30的第一、第二、第三、第四、第五和第六位置可均對應于不同頻 率。第一位置可對應于第一調整頻率并且是最低調整頻率。第六位置可對應于第六調整頻 率并且是最高調整頻率。第二至第五位置可對應于第二至第五調整頻率。第二至第五調整 頻率可包括第一和第六調整頻率之間的中間頻率，并可從第二頻率向第五頻率增大。如圖3至圖8中所示，當氣流控制構件30從第一位置行進至第六位置時，由第一 組軸向成行開口 64、66、68、70、72和第二組軸向成行開口 74、76、78、80、82提供的氣流通路 54與空氣調整腔56之間的連通路徑增大。更具體地說，提供氣流通路54與空氣調整腔56
7之間的流體連通的開口數量增加。增加的開口數量通常提供增大的頻率衰減。更具體地說， 在修改連通路徑的同時，對各頻率提供頻率衰減的空氣調整腔56的容積可保持恒定。空氣 調整腔的容積可基本連續并且用于衰減第一頻率的容積可以與用于衰減第二、第三、第四、 第五和第六頻率的容積相同。 在發動機操作期間，控制模塊18可確定發動機操作速度。進氣系統16的操作頻率 可基于發動機操作速度變化。以非限制性實施例方式，在操作期間，進氣系統16的操作頻 率可大致隨發動機速度增大。控制模塊18可基于發動機速度指令氣流控制構件30移位。 例如，氣流控制構件30可隨發動機速度的增大而從第一位置前進至第二位置。氣流控制構 件30可基于發動機速度的增減而進一步前進或其后返回第一位置。
權利要求
一種發動機進氣調整組件，該進氣調整組件包括殼體組件，該殼體組件包括與空氣供應流體連通的進氣口、與發動機的進氣端口流體連通的出氣口以及在二者之間延伸的主體部，該主體部限定氣流通路和調整腔，該氣流通路提供所述進氣口與出氣口之間的流體連通；以及氣流控制構件，該氣流控制構件位于所述主體部內并可相對于所述氣流通路在第一位置與第二位置之間移動，該氣流控制構件在位于所述第一位置時提供從所述氣流通路至所述調整腔的第一連通路徑，在位于所述第二位置時提供從所述氣流通路至所述調整腔的第二連通路徑，與所述第一連通路徑相比，所述第二連通路徑限定更多個開口。
2.如權利要求1所述的進氣調整組件，其中當所述氣流控制構件處于所述第一位置和 所述第二位置時隔離所述調整腔與所述殼體組件的進氣口和出氣口的直接流體連通。
3.如權利要求1所述的進氣調整組件，其中在所述氣流控制構件處于第一位置時，所 述第一連通路徑形成所述空氣供應與所述調整腔之間的唯一連通路徑。
4.如權利要求1所述的進氣調整組件，其中所述調整腔限定位于所述氣流通路徑向外 側的容積部。
5.如權利要求4所述的進氣調整組件，其中所述氣流控制構件徑向位于所述氣流通路 與所述調整腔之間。
6.如權利要求5所述的進氣調整組件，其中所述氣流控制構件以可旋轉方式布置在限 定所述氣流通路的壁上。
7.如權利要求6所述的進氣調整組件，其中限定所述氣流通路的壁與所述氣流控制構 件協作以限定第一開口，該第一開口形成所述第一連通路徑的一部分，并在所述氣流控制 構件處于所述第一位置時提供所述氣流通路與所述調整腔之間的流體連通。
8.如權利要求7所述的進氣調整組件，其中限定所述氣流通路的壁與所述氣流控制構 件協作以限定所述第一開口和第二開口，所述第一開口和第二開口形成所述第二連通路徑 的一部分，并在所述氣流控制構件處于所述第二位置時提供所述氣流通路與所述調整腔之 間的流體連通。
9.如權利要求8所述的進氣調整組件，其中所述氣流控制構件可相對于所述氣流通路 移動至第三位置，當所述氣流控制構件位于該第三位置時所述第一開口和第二開口閉合， 并隔離所述調整腔與所述空氣供應的流體連通。
10.一種方法，該方法包括在第一發動機操作狀態下提供發動機的進氣流與調整腔之間的第一連通路徑以衰減第一氣流頻率；以及在第二發動機操作狀態下提供所述進氣流與所述調整腔之間的第二連通路徑以衰減 第二氣流頻率，該第二氣流頻率大于所述第一氣流頻率，與所述第一連通路徑相比，該第二 連通路徑限定更多個開口。
全文摘要
本發明涉及具有可變進氣調整裝置的發動機組件以及調整方法，提供一種發動機進氣調整組件，其可包括殼體組件和氣流控制構件。該殼體組件可包括進氣口、出氣口以及在二者之間延伸的主體部。所述主體部可限定氣流通路和調整腔。所述氣流通路可提供進氣口與出氣口之間的流體連通。所述氣流控制構件可位于所述主體部內并可相對于氣流通路在第一位置和第二位置之間移動。所述氣流控制構件可在位于所述第一位置時提供從所述氣流通路至所述調整腔的第一連通路徑，在位于所述第二位置時提供從所述氣流通路至所述調整腔的第二連通路徑。與所述第一連通路徑相比，所述第二連通路徑可限定更多個開口。
文檔編號F01N1/16GK101832205SQ20101013038
公開日2010年9月15日 申請日期2010年3月5日 優先權日2009年3月5日
發明者G·P·普賴爾 申請人:通用汽車環球科技運作公司