[发明专利]高频谐振器上的碳氢化合物吸收器

说明书

一种形成用于进气系统的流动通道的高频谐振器，包括具有距中心线第一径向距离处的圆柱形内表面的外壳，以及定位在该外壳内的内壳，并且内壳在该外壳和该内壳之间形成空间。内壳包括：定位在距中心线第二径向距离处的第一圆柱形外表面，该第一圆柱形外表面形成空间的内表面并具有第一多个谐振器开口；以及圆柱形支撑结构，该圆柱形支撑结构具有定位在距轴向中心线第三径向距离处的第二圆柱形外表面，并且具有碳氢化合物吸收器开口。谐振器包括定位在圆柱形支撑结构上方的碳氢化合物吸收器，使得该碳氢化合物吸收器的内表面暴露于通过碳氢化合物吸收器开口的流动通道。第三径向距离小于第一径向距离。

背景技术

用于汽车发动机的进气系统通常包括用于使大气空气从空气入口通过并最终到达气缸盖馈送到燃烧室中的途径。在这样的系统中，或者是在自然吸气发动机中，或者在具有涡轮压缩机的发动机中，大气空气都进入脏空气入口，通过包括了过滤器元件的空气清洁器、通过清洁空气导管、并且传递到进气歧管。清洁空气经由进气歧管被分配在整个发动机中且分配到气缸盖。

当发动机正运转时，空气从脏空气入口通过并最终作为清洁空气传递到进气歧管。然而，由于从脏空气入口到进气歧管的开放途径，发动机通常包括用于使碳氢化合物污染物以相反方向从气缸盖传递到脏空气入口的直接途径。因此，当发动机关闭时，发动机中剩余或未燃烧的燃料可以通过进气歧管、通过清洁空气导管和空气清洁器、传递到脏空气入口，且最终到达环境。因此，以这种方式排出的燃料和碳氢化合物是根据许多环境标准必须被减轻的污染物。并且，尽管排放到环境的碳氢化合物通过过滤器元件，但是过滤器元件本身通常是纸元件，且因此不包括任何碳氢化合物吸收器。碳氢化合物排放物由此传递到脏空气入口，并作为碳氢化合物污染物排放到环境。因此，通常在进气系统中包括碳氢化合物吸收器，当碳氢化合物通过进气系统从发动机传递到环境时所述碳氢化合物吸收器吸收碳氢化合物。

在操作期间并且如所讨论地，空气经由进气系统被吸入发动机，并且污染物和微粒同样通过谐振器的流动路径经由过滤器元件被去除。发动机在操作期间的快速阀操作期间，空气相应且非常迅速地被加速和减速，导致移动的空气柱在进气系统内压缩并反冲。因此，进入的空气柱遇到阀，当该阀关闭，导致以声速向后(或朝向空气入口)行进的压力波，所述压力波被称为第一谐波。对于发动机内的多个活塞中的每一个都会发生这种情况，这种情况还能够导致过多的声学噪声的产生。

如此，发动机进气系统通常在进气系统内包括高频赫姆霍兹(Helmholz)谐振器以减少发动机噪声。谐振器通常包括开放的、中心的流动路径或通路，以及围绕流动路径的室，这是一种可能的谐振器设计并且是此应用的一个示例。腔或室经由定位在流动路径与室之间的多个孔进入，这允许反冲压力波扩展到室中，从而减慢了反方向上的反冲波。这种操作抑制了进气噪声，提高了发动机效率，并使发动机平静。

谐振器的流动通道提供了从脏空气入口到进气歧管(反之亦然)的开放的或自由流动的途径。因此，谐振器通常提供方便的位置和结构以同样包括碳氢化合物吸收器。根据一种已知的设计，碳氢化合物吸收器设置在谐振器的室内，并在谐振器孔的径向外部作为“经过”碳氢化合物吸收器。然而，当发动机关闭时，碳氢化合物由此通过室，但仅偶然接触碳氢化合物吸收器并且谐振器孔本身能够为存在对通过碳氢化合物的障碍。因为从流动路径中去除碳氢化合物，因此这种“经过”碳氢化合物吸收器仅可以吸收有限量的碳氢化合物。

克服这种限制的一种已知解决方案是在过滤器元件壳体本身内提供碳氢化合物吸收器。在这种设计的一个形式中，碳氢化合物吸收器可以再次成为“经过”设计，其中碳氢化合物吸收器定位在容纳了过滤器元件的结构的一个或更多个内壁上。另一种形式可以包括将碳氢化合物吸收器设置在过滤器元件本身上，这是因为在“通过”设计中，碳氢化合物吸收器以从脏空气侧到清洁空气侧的典型流的方式可以被设置在过滤器之后，并且在该设计中，从发动机排出到环境的碳氢化合物通过碳氢化合物吸收器。尽管这种设计能够具有改进的碳氢化合物吸收能力，但是这样做的潜在代价是降低了发动机的性能，这是因为碳氢化合物吸收器能够在发动机操作期间阻碍空气流入发动机。因此，这种布置中的改进的碳氢化合物的吸收可能以整体发动机效率为代价。