一种提高空滤和谐振器表面模态的方法及空滤和谐振器

摘要

本发明涉及一种提高汽车进气系统的空滤或谐振器表面模态的方法，该方法包括将空滤或谐振器的至少一个表面制作为曲面。本发明还提供了一种汽车发动机进气系统的空滤或谐振器，该空滤或谐振器包括加强筋，其中，该空滤或谐振器的至少一个表面为曲面。上述方法可以在不增加空滤或谐振器的壳体厚度、加强筋高度、加强筋厚度或数量的情况下，提高表面模态，从而改善辐射噪声水平，并最大程度地降低了成本，提高了工艺的可行性。相应获得的空滤或谐振器在其表面模态得以提高的同时，也不会有重量上的明显增加。

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高汽车发动机进气系统的空气滤清器(或简称“空 滤”)和谐振器的表面模态的方法、一种空滤和谐振器及包含所述空滤和 谐振器的汽车发动机进气系统。

背景技术

传统的汽车发动机进气系统的空滤和谐振器表面为平面，其表面模 态较低，辐射噪声。

传统上，为了提高所述空滤或谐振器的表面模态，从而改善其辐射 噪声水平，通常的方法是增加壳体厚度或增加加强筋的高度、厚度或数 量。但这些措施受到模具加工和注塑工艺的限制，实现难度较大，且也 将导致空滤或谐振器重量的显著增加，成本也大大上升。

发明内容

为了简单有效地提高汽车发动机进气系统的空滤或谐振器的表面模 态，从而改善其辐射噪声水平，本发明提供了一种相应的提高空滤或谐 振器表面模态的方法，该方法包括将空滤或谐振器的至少一个表面制作 为曲面。

另一方面，本发明还提供了一种汽车发动机进气系统的空滤或谐振 器，该空滤或谐振器包括加强筋，其中，该空滤或谐振器的至少一个表 面为曲面。

上述方法可以在不增加空滤或谐振器的壳体厚度、加强筋高度、加 强筋厚度或数量的情况下，提高表面模态，从而改善辐射噪声水平，并 最大程度地降低了成本，提高了工艺的可行性。相应获得的空滤或谐振 器在其表面模态得以提高的同时，也不会有重量上的明显增加。

附图说明

下面，将结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明， 其中：

图1是本发明的空滤或谐振器的初始示意图；

图2是本发明的空滤或谐振器的顶面弧线示意图；

图3是本发明的空滤或谐振器的顶面曲率(曲面)示意图；

图4是本发明的空滤或谐振器的侧面弧线示意图；

图5是本发明的空滤或谐振器的侧面曲率(曲面)示意图；

图6是本发明的空滤或谐振器的所有表面曲率(曲面)示意图；

具体实施方式

根据本发明的一个实施方案，空滤或谐振器包括加强筋，该空滤或 谐振器的至少一个表面为曲面。根据本发明的另一个实施方案，该空滤 或谐振器的各个表面均为曲面。

通过将空滤或谐振器的至少一个表面制作为曲面，能较高幅度的提 高其表面模态，从而改善其在整车应用上的辐射噪声水平，同时对模具 以及注塑工艺要求较低，且相对于现有技术有利于降低零件重量和成本， 具有一定的性能优势和成本优势。

以下参考图1-6描述本发明的曲面获取过程。

为了清楚起见，在图1-5中没有示出加强筋，关于加强筋可以参见 图6。

如图1所示，空滤或谐振器最初的顶面、底面及其各个侧面均为平 面，这些平面和加强筋可以以现有技术已知的方式结合。

为获取所述曲面，首先先设定好空滤或谐振器的各表面的厚度和加 强筋，再初步设定各表面的曲率参数，再进行计算机辅助分析(简称CAE)， 利用软件模拟(例如，可以采用MecalogRadioss，Ansys，MSC Natran等 软件来进行)对所述曲率或曲面形状进行优化，从中得出一个最优的曲率 参数及其方案，以提高空滤或谐振器的表面模态。以下将具体描述相应的 曲面获取过程。

在进行空滤或谐振器的三维建模时，在其初始数模的某一表面上， 给出三条或多条不同曲率半径的弧线，再由这三条或多条弧线分别拉伸 成三个或多个曲面。例如，对于通过一条弧线拉伸成一个曲面的简单情 况，可以通过使该条弧线主要沿其法向方向(或与方向呈小于90度角度 方向)移动形成曲面；对于通过两条或多条弧线拉伸成曲面的情况，形 成曲面的方法为：以一条(或多条)弧线为截面线，沿着另一条(或多 条)弧线(导引线)扫掠而成。再用所述的三个或多个曲面分别切割初 始三维数模，形成三个或多个具有不同曲率表面的三维数模(三个或多 个方案)，在保证其它参数和条件(例如壳体厚度，材料选择，使用温度 等)相同的条件下，再分别对这三个或多个方案先利用Hypermesh进行 离散化网格处理，再使用MecalogRadioss或其它软件进行计算机辅助分 析，研究不同的曲率半径对表面模态的影响趋势及其规律，以获得具有 最高表面模态的方案，由此确定最优化的曲率半径。

请参阅图2和3。在空滤或谐振器的顶面制取若干条设定曲率(或半 径)的弧线(如弧线1-6)，使各弧线和各个相切的侧面一一对应。其中 弧线曲率(半径)经过CAE最优化分析确定。

请参阅图4。将图2中的若干条弧线扫描成一曲面，再将空滤或谐振 器顶面与该曲面贴合，或用该曲面修剪空滤或谐振器的顶面。因此，空 滤或谐振器顶面由平面变成经曲率参数控制的曲率顶面，如曲率顶面7， 其表面模态将得到较大的提升。

请参阅图5。将图3中的弧线按一定方向拉伸，形成若干个曲面。再 将各对侧面用曲面与之贴合，或用这些曲面修剪对应的各个侧面。因此， 空滤或谐振器各个侧面由平面变成经过曲率参数控制的曲率侧面，如曲 率侧面8和9，其表面模态将得到较大的提升。

请参阅图6。空滤或谐振器的各个表面经过曲率控制和曲面调整，变 成包含了曲率顶面、曲率侧面和曲率底面10的空滤或谐振器，具有较高 表面模态和较好辐射噪声水平的产品。

CAE虚拟计算以及实验表明，在保持其它参数，例如材料牌号及其弹 性模量，壳体厚度，加强筋的宽度以及高度等不变的条件下，采用此方 法获取和制造的空滤和谐振器，其表面模态提高了约50Hz，辐射噪声水 平一般都下降了5dB以上。

综上所述，本发明涉及的空滤和谐振器制作方法，方法简单可靠， 能较高幅度的提高其表面模态，从而改善其在整车应用上的辐射噪声水 平，同时对模具以及注塑工艺要求较低，且相对于现有技术有利于降低 零件重量和成本，具有一定的性能优势和成本优势。