CN104165109A - 用于将阀壳接合至进气歧管的歧管主体的结构 - Google Patents

Abstract

用于将阀壳接合至进气歧管的歧管主体的结构。流量调节阀的阀壳被焊接至歧管主体的下游部分的端部。在流量调节阀的阀壳内形成有两个通道。阀壳容纳有用于使至少一个通道在打开状态与关闭状态之间可选择性地切换的阀板。歧管主体与阀壳之间的接合部具有高度差，使得与阀板对应的通道附近的部分位于比另一通道附近的部分高的位置处。

Description

用于将阀壳接合至进气歧管的歧管主体的结构

技术领域

本发明涉及作为汽车发动机的进气***的组成部件的进气歧管(intakemanifold)。

背景技术

例如日本特开平11-141424号公报和日本特开2005-61231号公报中公开了该类型的传统进气歧管。

日本特开平11-141424号公报说明了一种用于水平对置式发动机(horizontally-opposed engine)的进气歧管。进气歧管具有歧管主体，其通过用诸如振动焊接等的手段将均由塑料形成的上模制部件和下模制部件彼此接合而形成。

日本特开2005-61231号公报说明了一种结构，其具有歧管主体和与歧管主体分开并被包含在歧管主体的下游端部内的流量调节阀。流量调节阀用于控制发动机的进气量。

如日本特开平11-141424号公报中所说明的，当流量调节阀的阀壳通过振动焊接被接合至歧管主体的弯曲的下游部分的端部时，下游端可能相对于弯曲部向外翘曲。在日本特开2005-61231号公报中说明的构造中，流量调节阀被***到进气歧管的歧管主体内并被用螺栓或粘合剂固定至歧管主体。在该情况中，歧管主体与流量调节阀的壳体重叠，使得厚度增加。这不助于减轻车辆重量。

因此，本发明的目的是提供一种进气歧管，其不仅使采用该进气歧管的车辆的重量减轻而且还使得歧管主体不太容易在阀壳被焊接至歧管主体时翘曲。

发明内容

为实现前述目的，根据本发明的一个方面，提供如下一种进气歧管，其包括形成在歧管主体的下游部分中的弯曲部和配置在所述弯曲部中的接合部。流量调节阀的阀壳被接合至所述接合部。所述进气歧管还包括设置在所述歧管主体的所述弯曲部上的外侧端部和内侧端部。所述外侧端部配置在所述弯曲部的末端的外侧，并且所述内侧端部配置在所述弯曲部的末端的内侧。此外，所述进气歧管包括高度变化部，所述高度变化部以使得所述弯曲部的所述外侧端部位于比所述弯曲部的所述内侧端部高的位置处的方式形成所述接合部。

在该进气歧管中，流量调节阀被接合至歧管主体的端部。歧管主体的与流量调节阀的壳体重叠的厚度没有叠加。结果，进气歧管有助于减轻车辆重量。还有，通过在歧管主体与阀壳之间的接合部中形成的高度变化部，使得歧管主体的下游端的翘曲不太容易发生。结果，进气歧管确保了歧管主体与阀壳之间的高精度焊接。

因此，上述进气歧管使采用该进气歧管的车辆的重量减轻，并且使得歧管主体不太可能翘曲。

附图说明

图1是示出根据本发明的第一实施方式的进气歧管的主视图；

图2是示出图1中所示的进气歧管的平面图；

图3是沿着图2中的线3-3截取的放大截面图；

图4是示出根据发明的第二实施方式的进气歧管的一部分的主视图；

图5是示出根据发明的另一实施方式的进气歧管的一部分的主视图。

具体实施方式

第一实施方式

现在将参照附图来说明根据本发明的第一实施方式的用于水平对置式四缸发动机的进气歧管。在以下说明中，图1和图2中的横向方向对应于进气歧管的横向方向。图2中的上下方向对应于进气歧管的前后方向。

如图1和图2所示，第一实施方式的进气歧管的歧管主体11整体由诸如聚酰胺塑料等的耐热塑料形成。在歧管主体11的中央部配置有稳压罐(surgetank)12。两对进气管13以使得在任一侧上设置进气管13中的两个的方式从稳压罐12的相反的两横向侧沿横向突出。各进气管13的末端部均向下弯曲。每一个进气管13被连接至四个燃烧室中对应的一个燃烧室，四个燃烧室被配置成两对并且形成在水平对置式四缸发动机30的对应的相反组(bank)中。在水平对置式六缸发动机的情况中，采用六个进气管13，并且在任一侧上配置进气管13中的三个。

参见图1和图2，在稳压罐12的正面侧形成有用于吸引空气的开口14。未示出的空气管道被连接至开口14，并且在空气由未示出的空气清洁器过滤之后将空气送到稳压罐12内。空气接着经由对应的进气管13被从稳压罐12供给至发动机30的各燃烧室。

如图1所示，歧管主体11由作为下分开部件111和上分开部件112的两个单独的部件构成。下分开部件111的上侧和上分开部件112的下侧是开放的。稳压罐12的开口14形成于下分开部件111的正面侧。上分开部件112的下侧部分通过振动焊接被接合并固定至下分开部件111的上侧部分。以这样的方式，稳压罐12和进气管13被形成为整体。

参见图3，在歧管主体11的各进气管13的下游端内安装有流量调节阀15。各流量调节阀15包括由诸如聚酰胺塑料等的耐热塑料形成的管状阀壳16，该管状阀壳也用于形成歧管主体11。在各阀壳16内形成有分隔壁17。每一个分隔壁17将相关联的一个阀壳16的内部沿歧管主体11的横向方向分成外侧的第一通道18和内侧的第二通道19。在该情况中，第一通道18的横截面积大于第二通道19的横截面积。

如图2和图3所示，阀轴20穿过在前后方向上彼此相邻的各对流量调节阀15的阀壳16并由阀壳16转动地支撑。用作阀体的阀板21在各阀壳16的第一通道18内被固定至阀轴20。诸如马达等的致动器22在位于左、右两侧上的阀壳16中靠后的一个的外侧被连接至各阀轴20。每一个致动器22使对应的一个阀轴20转动，以使相关联的一个阀板21在如图3中由实线和双点划线所表示的用于将第一通道18打开的位置与用于将第一通道18关闭的位置之间可选择性地切换。这样通过相应的进气管13调节了被供给到发动机30的燃烧室内的空气的流量。虽然未示出，但是在各阀壳16的内侧或外侧安装有止挡件，以便将相关联的阀板21保持在前述打开或关闭位置。

参见图1和图3，歧管主体11的各进气管13的下游端具有朝向下游端变宽的形状。相比之下，各流量调节阀15的阀壳16具有朝向上游端变宽并且朝向下游端变窄的形状。各进气管13的变宽形状和各阀壳16的变宽形状保持了各阀壳16中的通道18、19的有效横截面积，而不会被阀轴20和阀板21中的至少一者减小。阀壳16的形状增加了各流量调节阀15的下游开口处的空气流动速度。

如图3所示，凸缘23从阀壳16的上游端的外边缘突出。突起部231形成于凸缘23的顶部并且用作焊接部。与凸缘23对应的凸缘24从各进气管13的下游端的外边缘突出。用作焊接部的突起部241从凸缘24的下侧突出并且可以被接合至阀壳16的突起部231。肋242和肋243从凸缘24的下侧突出并且在与突起部241间隔开的位置处分别配置在突起部241的径向内侧和径向外侧。在突起部241与肋242之间形成有槽244并且在突起部241与肋243之间形成有槽245。

在将各阀壳16配置在对应的进气管13的下游端的下方之后，将下游端处的均用作焊接部的阀壳16的突起部231和进气管13的下游端的突起部241彼此接合。在该状态下，使进气管13和阀壳16中的至少一者振动，以便在用于焊接的两个突起部231、241之间产生摩擦热，由此使突起部231、241熔融并彼此固定。换言之，通过在均用作焊接部的突起部231、241处的振动焊接将各进气管13的下游端和对应的阀壳16的上游端一体地固定。

参照图1和图3，进气管13与阀壳16之间的接合部包括用作引起了高度差25的高度变化部的台阶面26。包括了阀板21的第一通道18、也就是进气管13的弯曲部的外侧部分具有位于末端的外侧的外侧端部。弯曲部的内侧部分具有位于末端的内侧的内侧端部。高度差25被构造成：使得在阀壳16中，外侧部分的外侧端部位于比内侧部分的内侧端部高的位置处。换言之，作为外侧端部的台阶面26的上部261位于进气管13的与稳压罐12相反的一侧。作为内侧端部的台阶面26的下部262配置在靠近稳压罐12的一侧。在阀板21将第一通道18打开所在的直立状态时，阀板21的上端位于比阀壳16的上端低的位置处。

如图1至图3所示，在发动机的任意横向侧上，安装底座27将沿前后方向彼此相邻的流量调节阀15的阀壳16的下游端连接。各安装底座27与对应的成对阀壳16一体地形成。各安装底座27具有用于利用未示出的螺栓将进气歧管整体固定至发动机30的气缸体301的多个安装孔28。

下面将说明以上述方式构造的进气歧管的操作。

当发动机30运转时，由空气清洁器过滤了的空气被从空气清洁器供给至稳压罐12并接着经由进气管13被输送至发动机30的燃烧室。如果发动机30处于低速操作，则各流量调节阀15的阀板21将第一通道18关闭，使得相对少量的空气经由第二通道19被吸引至发动机30。当发动机30处于高速操作时，流量调节阀15的阀板21将第一通道18打开，使得相对大量的空气经由第一通道18和第二通道19被吸引至发动机30。结果，以适合于发动机速度的量将空气输送至发动机30。还有，由于各流量调节阀15的阀壳16具有朝向下游端变窄的形状，所以当空气被供给至发动机30时，第一通道18和第二通道19内的空气的流速朝向阀壳16的下游端增加。这确保了各燃烧室中的旋流(swirl)或滚流(tumble)的足够高的速度。结果，发动机30高效地进行操作。

各流量调节阀15的阀壳16必须具有朝向上游端变宽并且朝向下游端变窄的形状，以便不仅促进高效率的发动机操作，而且有助于使阀壳16从用于模制阀壳16的模具脱模。如果阀壳16与进气管13之间的接合部如图3中双点划线所示直线地形成并配置在阀轴20附近而未提供高度差25，则阀壳16的相反端开口之间的在上下方向上的距离会减小，并且阀壳16的侧壁的倾斜角度变得尖锐，因此增加了阀壳16中的各通道的有效横截面积的变化量。这样会在阀壳16内产生湍急的空气流，这对于高效的发动机操作是不期望的。如果接合部直线地形成并且配置在与阀轴20向上间隔开的位置处，则阀壳16的尺寸将增大并且阀壳16变得例如在制造时难以操控。

相比之下，根据第一实施方式，在进气管13与阀壳16之间的接合部以使得大致一半接合部与阀轴20向上间隔开的方式设置有高度差25。这减小了阀壳16内的通道的有效横截面积的变化量，由此确保了高效的发动机操作。接合部的另一半配置在阀轴20附近使得阀壳16变得紧凑。这有利于当制造阀壳16时对阀壳16的操控。

在对阀壳16和进气管13进行振动焊接之前，将歧管主体11与阀壳16保持为接触状态并且设定在未示出的夹具上。在该状态时，对歧管主体11和/或阀壳16施加振动。在此阶段，施加到歧管主体11与阀壳16之间的振动和接触压力可能会在进气管13的下游端使得弯曲部的外侧部分朝向图1中箭头所示的方向翘曲、或换言之向外翘曲。然而，通过在各进气管13与对应的阀壳16之间的接合部内形成的高度差25使得进气管13的这种翘曲不太可能发生，其中远离稳压罐25的一侧以该高度差25位于比靠近稳压罐12的一侧高的位置处。结果，歧管主体11的各进气管13和对应的阀壳16被以高精度焊接到一起。

第一实施方式具有下述优点。

(1)在第一实施方式的进气歧管中，各流量调节阀15的阀壳16被焊接至歧管主体11的下游端。歧管主体11与阀壳16之间的接合部具有高度差25，使得作为弯曲部的外侧部分的远离稳压罐12的一侧位于比弯曲部的内侧部分高的位置处。

高度差25使得歧管主体11的下游端在可能引起这样的翘曲时不太可能翘曲。歧管主体11和阀壳16因此被以改善了的精度焊接到一起。

(2)在第一实施方式的进气歧管中，歧管主体11与各阀壳16之间的接合部具有高度差25，进气管13的弯曲部的外侧部分以该高度差位于相对高的位置。这样，尽管歧管主体11的下游端和流量调节阀15的阀壳16被形成为朝向接合部扩大，却减小了阀壳16内的通道18、19的有效横截面积的变化量。这促进了高效的发动机操作并防止组成部件尺寸增大。

(3)在第一实施方式的进气歧管中，在歧管主体11与各阀壳16之间的接合部内形成了台阶面26以提供高度差25。这样，在不增加必要的组成部件的数量或者不使构造复杂的情况下，确保了第一实施方式的上述优点。

(4)在第一实施方式的进气歧管中，各流量调节阀15的阀壳16在未被***到进气管13内的情况下被接合至对应的进气管13的下游端。进气管13的下游端的厚度和阀壳16的厚度因此没有叠加。进气歧管因此有助于减轻车辆重量。

第二实施方式

下面将说明根据本发明的第二实施方式的进气歧管。以下说明着重于第一实施方式与第二实施方式之间的差别。

在第二实施方式中，如图4所示，高度差25由斜面31提供。斜面31被以使得弯曲部的外侧部分高于弯曲部的内侧部分的方式形成在歧管主体11的各进气管13的下游端与对应的流量调节阀15的阀壳16之间的接合部内。

因此，第二实施方式具有与第一实施方式的优点(1)至(4)大致相同的优点。

变型例

图示的实施方式可以被变型为下述形式。

本发明可以用在诸如V型六缸发动机等的V型发动机或者诸如直列式四缸发动机等的直列式发动机(inline engine)内采用的进气歧管中。在V型发动机的进气歧管中，和在图示实施方式的进气歧管的情况一样，多个进气管和多个流量调节阀成组地配置在与发动机的两组对应的两相反侧上。然而，V型发动机的进气歧管的歧管主体的形状被形成为不同于图示实施方式的进气歧管的歧管主体的形状。进气歧管主体的形状与侧倾角(bank angle)和发动机安装位置中的至少一方对应地形成。在直列式发动机的进气歧管中，多个进气管和多个流量调节阀被安装处于与气缸盖的仅一侧对应地排列的状态。

如图5所示，台阶面26的形状可以形成有凸起，使得台阶面26的相对低的部分配置在台阶面26的凸起的两相反侧上。可选地，虽然未示出，但是台阶面26可以具有锯齿形状。

可以在各流量调节阀15的阀壳16内形成三个或更多个通道。

歧管主体11和阀壳16可以利用粘合剂彼此固定。当用粘合剂将歧管主体11压抵并接合至阀壳16时，进气管13可能以在径向上扩张的方式变形。然而，进气管13的这种径向扩张被高度差25抑制。

Claims (6)

1.一种进气歧管，所述进气歧管具有形成在歧管主体的下游部分中的弯曲部和配置在所述弯曲部中的接合部，其中，流量调节阀的阀壳被接合至所述接合部，所述进气歧管的特征在于还包括：

设置在所述歧管主体的所述弯曲部上的外侧端部和内侧端部，其中，所述外侧端部配置在所述弯曲部的末端的外侧，并且所述内侧端部配置在所述弯曲部的末端的内侧；和

高度变化部，所述高度变化部以使得所述弯曲部的所述外侧端部位于比所述弯曲部的所述内侧端部高的位置处的方式形成所述接合部。

2.根据权利要求1所述的进气歧管，其特征在于，所述高度变化部由台阶形成。

3.根据权利要求1所述的进气歧管，其特征在于，

所述流量调节阀的所述阀壳包括形成在所述阀壳内的至少两个通道，以及

所述进气歧管进一步包括使所述通道中的至少一个通道可选择性地在打开状态与关闭状态之间切换的阀体。

4.根据权利要求1所述的进气歧管，其特征在于，所述歧管主体和所述阀壳朝向所述接合部变宽。

5.根据权利要求1所述的进气歧管，其特征在于，所述歧管主体和所述阀壳在所述接合部处彼此焊接。

6.根据权利要求1所述的进气歧管，其特征在于，所述歧管主体由稳压罐和从所述稳压罐的两相反侧突出的进气管构成。