用於將閥殼接合至進氣歧管的歧管主體的結構的製作方法
2023-05-18 03:36:01
用於將閥殼接合至進氣歧管的歧管主體的結構的製作方法
【專利摘要】用於將閥殼接合至進氣歧管的歧管主體的結構。流量調節閥的閥殼被焊接至歧管主體的下遊部分的端部。在流量調節閥的閥殼內形成有兩個通道。閥殼容納有用於使至少一個通道在打開狀態與關閉狀態之間可選擇性地切換的閥板。歧管主體與閥殼之間的接合部具有高度差，使得與閥板對應的通道附近的部分位於比另一通道附近的部分高的位置處。
【專利說明】用於將閥殼接合至進氣歧管的歧管主體的結構
【技術領域】
[0001]本發明涉及作為汽車發動機的進氣系統的組成部件的進氣歧管(intakemanifold)。
【背景技術】
[0002]例如日本特開平11-141424號公報和日本特開2005-61231號公報中公開了該類型的傳統進氣歧管。
[0003]日本特開平11-141424號公報說明了一種用於水平對置式發動機(horizontally-opposed engine)的進氣歧管。進氣歧管具有歧管主體，其通過用諸如振動焊接等的手段將均由塑料形成的上模製部件和下模製部件彼此接合而形成。
[0004]日本特開2005-61231號公報說明了一種結構,其具有歧管主體和與歧管主體分開並被包含在歧管主體的下遊端部內的流量調節閥。流量調節閥用於控制發動機的進氣量。
[0005]如日本特開平11-141424號公報中所說明的，當流量調節閥的閥殼通過振動焊接被接合至歧管主體的彎曲的下遊部分的端部時，下遊端可能相對於彎曲部向外翹曲。在日本特開2005-61231號公報中說明的構造中，流量調節閥被插入到進氣歧管的歧管主體內並被用螺栓或粘合劑固定至歧管主體。在該情況中，歧管主體與流量調節閥的殼體重疊，使得厚度增加。這不助於減輕車輛重量。
[0006]因此，本發明的目的是提供一種進氣歧管，其不僅使採用該進氣歧管的車輛的重量減輕而且還使得歧管主體不太容易在閥殼被焊接至歧管主體時翹曲。
【發明內容】
[0007]為實現前述目的，根據本發明的一個方面，提供如下一種進氣歧管，其包括形成在歧管主體的下遊部分中的彎曲部和配置在所述彎曲部中的接合部。流量調節閥的閥殼被接合至所述接合部。所述進氣歧管還包括設置在所述歧管主體的所述彎曲部上的外側端部和內側端部。所述外側端部配置在所述彎曲部的末端的外側，並且所述內側端部配置在所述彎曲部的末端的內側。此外，所述進氣歧管包括高度變化部，所述高度變化部以使得所述彎曲部的所述外側端部位於比所述彎曲部的所述內側端部高的位置處的方式形成所述接合部。
[0008]在該進氣歧管中，流量調節閥被接合至歧管主體的端部。歧管主體的與流量調節閥的殼體重疊的厚度沒有疊加。結果，進氣歧管有助於減輕車輛重量。還有，通過在歧管主體與閥殼之間的接合部中形成的高度變化部，使得歧管主體的下遊端的翹曲不太容易發生。結果，進氣歧管確保了歧管主體與閥殼之間的高精度焊接。
[0009]因此，上述進氣歧管使採用該進氣歧管的車輛的重量減輕，並且使得歧管主體不太可能翹曲。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是示出根據本發明的第一實施方式的進氣歧管的主視圖；
[0011]圖2是示出圖1中所示的進氣歧管的平面圖；
[0012]圖3是沿著圖2中的線3-3截取的放大截面圖；
[0013]圖4是示出根據發明的第二實施方式的進氣歧管的一部分的主視圖；
[0014]圖5是示出根據發明的另一實施方式的進氣歧管的一部分的主視圖。
【具體實施方式】
[0015]第一實施方式
[0016]現在將參照附圖來說明根據本發明的第一實施方式的用於水平對置式四缸發動機的進氣歧管。在以下說明中，圖1和圖2中的橫向方向對應於進氣歧管的橫向方向。圖2中的上下方向對應於進氣歧管的前後方向。
[0017]如圖1和圖2所示，第一實施方式的進氣歧管的歧管主體11整體由諸如聚醯胺塑料等的耐熱塑料形成。在歧管主體11的中央部配置有穩壓罐(surge tank) 12。兩對進氣管13以使得在任一側上設置進氣管13中的兩個的方式從穩壓罐12的相反的兩橫向側沿橫向突出。各進氣管13的末端部均向下彎曲。每一個進氣管13被連接至四個燃燒室中對應的一個燃燒室，四個燃燒室被配置成兩對並且形成在水平對置式四缸發動機30的對應的相反組(bank)中。在水平對置式六缸發動機的情況中，採用六個進氣管13，並且在任一側上配置進氣管13中的三個。
[0018]參見圖1和圖2，在穩壓罐12的正面側形成有用於吸引空氣的開口 14。未示出的空氣管道被連接至開口 14，並且在空氣由未示出的空氣清潔器過濾之後將空氣送到穩壓罐12內。空氣接著經由對應的進氣管13被從穩壓罐12供給至發動機30的各燃燒室。
[0019]如圖1所示，歧管主體11由作為下分開部件111和上分開部件112的兩個單獨的部件構成。下分開部件111的上側和上分開部件112的下側是開放的。穩壓罐12的開口14形成於下分開部件111的正面側。上分開部件112的下側部分通過振動焊接被接合併固定至下分開部件111的上側部分。以這樣的方式，穩壓罐12和進氣管13被形成為整體。
[0020]參見圖3，在歧管主體11的各進氣管13的下遊端內安裝有流量調節閥15。各流量調節閥15包括由諸如聚醯胺塑料等的耐熱塑料形成的管狀閥殼16，該管狀閥殼也用於形成歧管主體11。在各閥殼16內形成有分隔壁17。每一個分隔壁17將相關聯的一個閥殼16的內部沿歧管主體11的橫向方向分成外側的第一通道18和內側的第二通道19。在該情況中，第一通道18的橫截面積大於第二通道19的橫截面積。
[0021]如圖2和圖3所示，閥軸20穿過在前後方向上彼此相鄰的各對流量調節閥15的閥殼16並由閥殼16轉動地支撐。用作閥體的閥板21在各閥殼16的第一通道18內被固定至閥軸20。諸如馬達等的致動器22在位於左、右兩側上的閥殼16中靠後的一個的外側被連接至各閥軸20。每一個致動器22使對應的一個閥軸20轉動，以使相關聯的一個閥板21在如圖3中由實線和雙點劃線所表示的用於將第一通道18打開的位置與用於將第一通道18關閉的位置之間可選擇性地切換。這樣通過相應的進氣管13調節了被供給到發動機30的燃燒室內的空氣的流量。雖然未示出，但是在各閥殼16的內側或外側安裝有止擋件，以便將相關聯的閥板21保持在前述打開或關閉位置。
[0022]參見圖1和圖3，歧管主體11的各進氣管13的下遊端具有朝向下遊端變寬的形狀。相比之下，各流量調節閥15的閥殼16具有朝向上遊端變寬並且朝向下遊端變窄的形狀。各進氣管13的變寬形狀和各閥殼16的變寬形狀保持了各閥殼16中的通道18、19的有效橫截面積，而不會被閥軸20和閥板21中的至少一者減小。閥殼16的形狀增加了各流量調節閥15的下遊開口處的空氣流動速度。
[0023]如圖3所示，凸緣23從閥殼16的上遊端的外邊緣突出。突起部231形成於凸緣23的頂部並且用作焊接部。與凸緣23對應的凸緣24從各進氣管13的下遊端的外邊緣突出。用作焊接部的突起部241從凸緣24的下側突出並且可以被接合至閥殼16的突起部231。肋242和肋243從凸緣24的下側突出並且在與突起部241間隔開的位置處分別配置在突起部241的徑向內側和徑向外側。在突起部241與肋242之間形成有槽244並且在突起部241與肋243之間形成有槽245。
[0024]在將各閥殼16配置在對應的進氣管13的下遊端的下方之後，將下遊端處的均用作焊接部的閥殼16的突起部231和進氣管13的下遊端的突起部241彼此接合。在該狀態下，使進氣管13和閥殼16中的至少一者振動，以便在用於焊接的兩個突起部231、241之間產生摩擦熱，由此使突起部231、241熔融並彼此固定。換言之，通過在均用作焊接部的突起部231、241處的振動焊接將各進氣管13的下遊端和對應的閥殼16的上遊端一體地固定。
[0025]參照圖1和圖3，進氣管13與閥殼16之間的接合部包括用作引起了高度差25的高度變化部的臺階面26。包括了閥板21的第一通道18、也就是進氣管13的彎曲部的外側部分具有位於末端的外側的外側端部。彎曲部的內側部分具有位於末端的內側的內側端部。高度差25被構造成:使得在閥殼16中，外側部分的外側端部位於比內側部分的內側端部高的位置處。換言之，作為外側端部的臺階面26的上部261位於進氣管13的與穩壓罐12相反的一側。作為內側端部的臺階面26的下部262配置在靠近穩壓罐12的一側。在閥板21將第一通道18打開所在的直立狀態時，閥板21的上端位於比閥殼16的上端低的位置處。
[0026]如圖1至圖3所示，在發動機的任意橫向側上，安裝底座27將沿前後方向彼此相鄰的流量調節閥15的閥殼16的下遊端連接。各安裝底座27與對應的成對閥殼16 —體地形成。各安裝底座27具有用於利用未示出的螺栓將進氣歧管整體固定至發動機30的氣缸體301的多個安裝孔28。
[0027]下面將說明以上述方式構造的進氣歧管的操作。
[0028]當發動機30運轉時，由空氣清潔器過濾了的空氣被從空氣清潔器供給至穩壓罐12並接著經由進氣管13被輸送至發動機30的燃燒室。如果發動機30處於低速操作，則各流量調節閥15的閥板21將第一通道18關閉，使得相對少量的空氣經由第二通道19被吸引至發動機30。當發動機30處於高速操作時，流量調節閥15的閥板21將第一通道18打開，使得相對大量的空氣經由第一通道18和第二通道19被吸引至發動機30。結果，以適合於發動機速度的量將空氣輸送至發動機30。還有，由於各流量調節閥15的閥殼16具有朝向下遊端變窄的形狀，所以當空氣被供給至發動機30時，第一通道18和第二通道19內的空氣的流速朝向閥殼16的下遊端增加。這確保了各燃燒室中的旋流(swirl)或滾流(tumble)的足夠高的速度。結果，發動機30高效地進行操作。
[0029]各流量調節閥15的閥殼16必須具有朝向上遊端變寬並且朝向下遊端變窄的形狀，以便不僅促進高效率的發動機操作，而且有助於使閥殼16從用於模製閥殼16的模具脫模。如果閥殼16與進氣管13之間的接合部如圖3中雙點劃線所示直線地形成並配置在閥軸20附近而未提供高度差25，則閥殼16的相反端開口之間的在上下方向上的距離會減小，並且閥殼16的側壁的傾斜角度變得尖銳，因此增加了閥殼16中的各通道的有效橫截面積的變化量。這樣會在閥殼16內產生湍急的空氣流，這對於高效的發動機操作是不期望的。如果接合部直線地形成並且配置在與閥軸20向上間隔開的位置處，則閥殼16的尺寸將增大並且閥殼16變得例如在製造時難以操控。
[0030]相比之下，根據第一實施方式，在進氣管13與閥殼16之間的接合部以使得大致一半接合部與閥軸20向上間隔開的方式設置有高度差25。這減小了閥殼16內的通道的有效橫截面積的變化量，由此確保了高效的發動機操作。接合部的另一半配置在閥軸20附近使得閥殼16變得緊湊。這有利於當製造閥殼16時對閥殼16的操控。
[0031]在對閥殼16和進氣管13進行振動焊接之前，將歧管主體11與閥殼16保持為接觸狀態並且設定在未示出的夾具上。在該狀態時，對歧管主體11和/或閥殼16施加振動。在此階段，施加到歧管主體11與閥殼16之間的振動和接觸壓力可能會在進氣管13的下遊端使得彎曲部的外側部分朝向圖1中箭頭所示的方向翹曲、或換言之向外翹曲。然而，通過在各進氣管13與對應的閥殼16之間的接合部內形成的高度差25使得進氣管13的這種翹曲不太可能發生，其中遠離穩壓罐25的一側以該高度差25位於比靠近穩壓罐12的一側高的位置處。結果，歧管主體11的各進氣管13和對應的閥殼16被以高精度焊接到一起。
[0032]第一實施方式具有下述優點。
[0033](I)在第一實施方式的進氣歧管中，各流量調節閥15的閥殼16被焊接至歧管主體11的下遊端。歧管主體11與閥殼16之間的接合部具有高度差25，使得作為彎曲部的外側部分的遠離穩壓罐12的一側位於比彎曲部的內側部分高的位置處。
[0034]高度差25使得歧管主體11的下遊端在可能引起這樣的翹曲時不太可能翹曲。歧管主體11和閥殼16因此被以改善了的精度焊接到一起。
[0035](2)在第一實施方式的進氣歧管中，歧管主體11與各閥殼16之間的接合部具有高度差25，進氣管13的彎曲部的外側部分以該高度差位於相對高的位置。這樣，儘管歧管主體11的下遊端和流量調節閥15的閥殼16被形成為朝向接合部擴大，卻減小了閥殼16內的通道18、19的有效橫截面積的變化量。這促進了高效的發動機操作並防止組成部件尺寸增大。
[0036](3)在第一實施方式的進氣歧管中，在歧管主體11與各閥殼16之間的接合部內形成了臺階面26以提供高度差25。這樣，在不增加必要的組成部件的數量或者不使構造複雜的情況下，確保了第一實施方式的上述優點。
[0037](4)在第一實施方式的進氣歧管中,各流量調節閥15的閥殼16在未被插入到進氣管13內的情況下被接合至對應的進氣管13的下遊端。進氣管13的下遊端的厚度和閥殼16的厚度因此沒有疊加。進氣歧管因此有助於減輕車輛重量。
[0038]第二實施方式
[0039]下面將說明根據本發明的第二實施方式的進氣歧管。以下說明著重於第一實施方式與第二實施方式之間的差別。
[0040]在第二實施方式中，如圖4所示，高度差25由斜面31提供。斜面31被以使得彎曲部的外側部分高於彎曲部的內側部分的方式形成在歧管主體11的各進氣管13的下遊端與對應的流量調節閥15的閥殼16之間的接合部內。
[0041]因此，第二實施方式具有與第一實施方式的優點⑴至⑷大致相同的優點。
[0042]變型例
[0043]圖示的實施方式可以被變型為下述形式。
[0044]本發明可以用在諸如V型六缸發動機等的V型發動機或者諸如直列式四缸發動機等的直列式發動機(inline engine)內採用的進氣歧管中。在V型發動機的進氣歧管中，和在圖示實施方式的進氣歧管的情況一樣，多個進氣管和多個流量調節閥成組地配置在與發動機的兩組對應的兩相反側上。然而，V型發動機的進氣歧管的歧管主體的形狀被形成為不同於圖示實施方式的進氣歧管的歧管主體的形狀。進氣歧管主體的形狀與側傾角(bankangle)和發動機安裝位置中的至少一方對應地形成。在直列式發動機的進氣歧管中，多個進氣管和多個流量調節閥被安裝處於與氣缸蓋的僅一側對應地排列的狀態。
[0045]如圖5所示，臺階面26的形狀可以形成有凸起，使得臺階面26的相對低的部分配置在臺階面26的凸起的兩相反側上。可選地，雖然未示出，但是臺階面26可以具有鋸齒形狀。
[0046]可以在各流量調節閥15的閥殼16內形成三個或更多個通道。
[0047]歧管主體11和閥殼16可以利用粘合劑彼此固定。當用粘合劑將歧管主體11壓抵並接合至閥殼16時，進氣管13可能以在徑向上擴張的方式變形。然而，進氣管13的這種徑向擴張被高度差25抑制。
【權利要求】
1.一種進氣歧管，所述進氣歧管具有形成在歧管主體的下遊部分中的彎曲部和配置在所述彎曲部中的接合部，其中，流量調節閥的閥殼被接合至所述接合部，所述進氣歧管的特徵在於還包括: 設置在所述歧管主體的所述彎曲部上的外側端部和內側端部，其中，所述外側端部配置在所述彎曲部的末端的外側，並且所述內側端部配置在所述彎曲部的末端的內側；和 高度變化部，所述高度變化部以使得所述彎曲部的所述外側端部位於比所述彎曲部的所述內側端部高的位置處的方式形成所述接合部。
2.根據權利要求1所述的進氣歧管，其特徵在於，所述高度變化部由臺階形成。
3.根據權利要求1所述的進氣歧管，其特徵在於， 所述流量調節閥的所述閥殼包括形成在所述閥殼內的至少兩個通道，以及 所述進氣歧管進一步包括使所述通道中的至少一個通道可選擇性地在打開狀態與關閉狀態之間切換的閥體。
4.根據權利要求1所述的進氣歧管，其特徵在於，所述歧管主體和所述閥殼朝向所述接合部變覽。
5.根據權利要求1所述的進氣歧管，其特徵在於，所述歧管主體和所述閥殼在所述接合部處彼此焊接。
6.根據權利要求1所述的進氣歧管，其特徵在於，所述歧管主體由穩壓罐和從所述穩壓罐的兩相反側突出的進氣管構成。
【文檔編號】F02M35/104GK104165109SQ201410200919
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年5月13日 優先權日:2013年5月15日
【發明者】山口拓馬 申請人:豐田紡織株式會社