專利名稱：消聲器的制造技術(shù)
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣中衰減由進(jìn)氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的噪聲的諧振器和相關(guān)聯(lián)的管道裝置以及制造所述諧振器的方法。
背景技術(shù)：
車輛渦輪增壓器的壓縮機(jī)部分產(chǎn)生不良的高頻聲音。通常用內(nèi)管式消聲器或諧振器來(lái)衰減這些頻率。眾所周知，這些聲學(xué)設(shè)備是由一種金屬管道制成，其中將金屬插入物壓入此管道中。諧振器被夾在或焊接在壓縮機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的管道中。這些接頭易受泄漏和機(jī)械故障的影響。而且，管道與插入物之間的壓配合允許一些泄漏，并因此提供比期望衰減特性差的效果。此外，連接到諧振器的金屬管道限制了靈活性并給車輛發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)的裝配提出了挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的至少一個(gè)問(wèn)題，公開了一種包括套筒插入物的諧振器，該套筒插入物在內(nèi)套筒的第一端和第二端封閉地連接到外部管道。套筒插入物具有位于沿套筒插入物第一軸向距離處的第一孔、位于沿套筒插入物第二軸向距離處的第二孔和向外徑向延伸的肋。肋位于第一孔與第二孔之間。外部管道也在肋處封閉地連接到套筒插入物。諧振器具有第一環(huán)形腔和第二環(huán)形腔，第一環(huán)形腔形成于靠近第一孔位置處的套筒插入物與外部管道之間，第二環(huán)形腔形成于靠近第二孔位置處的套筒插入物與外部管道之間。第一腔通過(guò)一個(gè)第一孔或多個(gè)第一孔流體連接到套筒插入物。第二腔通過(guò)一個(gè)第二孔或多個(gè)第二孔流體連接到套筒插入物。在一個(gè)實(shí)施例中，外部管道通過(guò)置于靠近第一端和第二端的套筒插入物上的0型環(huán)與套筒插入物密封。在一些實(shí)施例中，套筒插入物具有可以置入0型環(huán)的槽。在一些沒(méi)有0型環(huán)的其它實(shí)施例中，套筒插入物在其兩端具有倒鉤以提供額外的表面積，從而便于套筒插入物與外部管道之間的連接。在一些實(shí)施例中，肋具有尖頭端以與外部管道嚙合，從而促進(jìn)牢固的連接。在一些實(shí)施例中，可通過(guò)所述表面的特征設(shè)置，如X 形、點(diǎn)、圓或任何其它合適的特征而提供更大的表面積，以促進(jìn)套筒插入物與外部管道之間的連接。肋與倒鉤的區(qū)別在于肋從套筒插入物向外延伸套筒插入物直徑的至少0.1倍，而倒鉤是向外延伸的更小的凸起，主要用于增加接觸表面積。肋從套筒插入物向外延伸小于套筒插入物的內(nèi)徑。在套筒插入物是板的實(shí)施例中，肋延伸到與板的距離小于外部管道內(nèi)徑。該內(nèi)徑定義在遠(yuǎn)離板安裝的位置。肋從套筒插入物處延伸的延伸量取決于腔的尺寸。 如果腔較大，則外部管道被設(shè)置得更遠(yuǎn)以產(chǎn)生腔，并且肋向外延伸以在兩個(gè)腔之間的位置接觸外部管道。通過(guò)在套筒插入物上裝有肋，外部管道上的彎曲半徑被顯著減小。肋產(chǎn)生了一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即在外部管道被模具擠壓以接觸套筒插入物的肋時(shí)，很大程度上避免了夾緊外部管道。這防止了在第一孔和第二孔之間將型坯壓入套筒插入物中時(shí)型坯的拉伸、折皺和/或開裂。
第一腔和第二腔形成在靠近套筒插入物的多個(gè)第一孔和第二孔的肋的兩側(cè)。在一個(gè)實(shí)施例中，腔的橫截面大致是環(huán)形。在另一個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)腔的外緣是非圓形以便于裝配。例如，這可以有利于使諧振器的一部分與內(nèi)壁緊密配合從而具有平坦表面。對(duì)于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)，在一些實(shí)施例中，諧振器可以連接到柔性套箍，該柔性套箍連接到壓縮機(jī)的出口?？蛇x地，諧振器能夠通過(guò)柔性套箍或其它合適的連接器連接到壓縮機(jī)的入口。為了解決現(xiàn)有技術(shù)的至少一個(gè)問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，制造諧振器的方法包括將套筒插入物放置到吹制裝置的開口模具內(nèi)的固定裝置上。在一個(gè)實(shí)施例中，吹制銷被結(jié)合到固定裝置中。然后，使型坯滑過(guò)套筒插入物的整個(gè)長(zhǎng)度。模具夾住型坯，并且空氣通過(guò)吹制銷吹入套筒插入物。模具在三個(gè)軸向夾點(diǎn)處將型坯夾到套筒插入物中。在一個(gè)可選實(shí)施例中，固定裝置不包括吹制銷。吹制銷改為是模具裝置的一部分。在一些實(shí)施例中，在三個(gè)夾點(diǎn)附近對(duì)套筒插入物加熱以促進(jìn)套筒插入物與型坯之間的粘合。在其它實(shí)施例中，沒(méi)有使用預(yù)加熱，并且通過(guò)機(jī)械干涉實(shí)現(xiàn)密封。在一個(gè)可選實(shí)施例中，在使型坯滑過(guò)套筒插入物之前，0型環(huán)被置于套筒插入物上靠近套筒插入物上的一個(gè)或多個(gè)夾點(diǎn)處。當(dāng)充分冷卻時(shí)，諧振器通過(guò)打開模具被釋放。諧振器包括套筒插入物和型坯。 在一些實(shí)施例中，套筒插入物通過(guò)注入模制工藝制作。套筒插入物通常是管狀的， 并且在第一軸向間距處的管道的側(cè)壁中具有至少一個(gè)孔，在第二軸向間距處的管道的側(cè)壁中具有至少一個(gè)孔。在一些實(shí)施例中，套筒插入物具有位于沿套筒插入物的第一距離處的多個(gè)第一孔、位于沿套筒插入物的第二距離處的多個(gè)第二孔、位于多個(gè)第一孔與多個(gè)第二孔之間的位置處的從套筒插入物向外徑向延伸的肋、以及靠近套筒插入物的第一端的從套筒插入物向外延伸的至少一個(gè)倒鉤和位于套筒插入物的第二端處的從套筒插入物向外延伸的至少一個(gè)倒鉤。夾緊模具使型坯與套筒插入物在三個(gè)位置連接在套筒插入物第一端的倒鉤處、在套筒插入物第二端處的倒鉤處以及肋處。在一些實(shí)施例中，多個(gè)第一孔和第二孔是凹槽。在一些實(shí)施例中，套筒插入物由一種熔點(diǎn)比制造型坯的塑料材料的熔點(diǎn)更高的塑料材料制成。可選地，這兩種材料具有相似的熔點(diǎn)。套筒插入物具有更高的熔點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)在于，在套筒插入物外層模制型坯期間保持套筒插入物的形狀。兩種材料具有相似的熔點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)在于套筒插入物在二次模制(overmold)期間與型坯熔化并因此粘合。在一些實(shí)施例中，兩種材料具有相似的膨脹系數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于由于使型坯滑過(guò)套筒插入物的整個(gè)長(zhǎng)度，因此兩者之間的連接在型坯(或外部管道)內(nèi)部。因此，如果密封的問(wèn)題解決了，則沒(méi)有到外部的泄漏。根據(jù)一些實(shí)施例的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)在連接點(diǎn)附近對(duì)套筒插入物預(yù)加熱，材料達(dá)到其熔點(diǎn)，從而型坯與套筒插入物在被模具夾持時(shí)焊接在一起。這提供了比壓配合更好的密封。而且，根據(jù)一些實(shí)施例的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于塑料管道能彎曲到比金屬管道更小的半徑。諧振器能夠形成為在一端或兩端上具有相對(duì)緊密的彎折的管道以便于裝配。通過(guò)形成帶有一體管道的諧振器，使連接的數(shù)量最小化。連接可以存在潛在的泄漏或故障。連接需要夾具或如焊接等工藝來(lái)連接兩個(gè)要連接的部分。更少的連接降低了成本并增加了管道系
5統(tǒng)的可靠性。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，諧振器可以具有位于距諧振器端部一定距離的單個(gè)腔。然而，在許多應(yīng)用中，引起消費(fèi)者不滿意的壓縮機(jī)噪聲頻率的范圍沒(méi)能由單個(gè)腔充分衰減?？梢栽O(shè)置兩個(gè)腔，其中的第一腔位于沿套筒插入物的第一距離處，第二腔位于第二距離處。此外，將套筒插入物流體連接到第一腔的孔具有不同于將第二腔與套筒插入物流體連接的孔的幾何構(gòu)型。第一腔主要在頻率范圍的一側(cè)衰減頻率，并且第二腔主要在頻率范圍的另一側(cè)衰減頻率。本發(fā)明可以擴(kuò)展為三個(gè)或更多腔以提供在廣泛的頻率范圍上的更有效的噪聲衰減。通常在壓縮機(jī)下游設(shè)有諧振器?？蛇x地，噪聲可以通過(guò)位于壓縮機(jī)上游的諧振器衰減。在一個(gè)實(shí)施例中，壓縮機(jī)是渦輪增壓器的一部分。渦輪增壓器容納通過(guò)軸連接的壓縮機(jī)和排氣渦輪。在另一個(gè)實(shí)施例中，壓縮機(jī)是通過(guò)離合器或發(fā)動(dòng)機(jī)的皮帶連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸的機(jī)械增壓器。壓縮機(jī)可以是任何適合的類型。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)在套筒插入物外層吹制所述型坯，在具有多個(gè)腔的實(shí)施例中，所述腔在套筒插入物的外表面上相互密封。人們發(fā)現(xiàn)，如將在圖15中說(shuō)明的，與內(nèi)部套筒在外部管道內(nèi)壓配合的系統(tǒng)(即表面相互鄰接，但沒(méi)有密封)相比，當(dāng)腔相互密封時(shí)，可提高噪聲衰減。通過(guò)用塑料代替金屬制造諧振器，諧振器的重量從大約200克減小到約125克 (針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)諧振器)。當(dāng)優(yōu)化以提供最小所需壁厚時(shí)，實(shí)際生產(chǎn)的諧振器將可能小于125克。 因?yàn)樯嫌魏拖掠喂艿蓝际怯盟芰喜考瞥桑栽趲в兴芰现C振器的管道系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)額外的重量減小。此外，塑料與塑料的連接，如諧振器與其所連接的管道之間的連接，可通過(guò)焊接或二次模制實(shí)現(xiàn)，這避免了對(duì)在金屬諧振器系統(tǒng)中所用到的夾具的需求。塑料部件的成本是用金屬制造的相當(dāng)?shù)牟考某杀镜囊话?。通過(guò)從管道系統(tǒng)中去掉夾具，在部件的數(shù)量和勞動(dòng)力方面實(shí)現(xiàn)額外的節(jié)省。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，管道系統(tǒng)包括(從上游到下游)壓縮機(jī)、柔性套箍、上游管道、諧振器、下游管道和中間冷卻器。帶有金屬諧振器的管道系統(tǒng)除了沒(méi)有上游管道外，包含相同的元件。在帶有金屬諧振器的系統(tǒng)中，柔性套箍比根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的柔性套箍更長(zhǎng)，因?yàn)榻饘俟艿啦荒鼙环浅＞o密地彎曲，所以在諧振器上游側(cè)的系統(tǒng)中任何較緊密的彎曲必須包含在柔性套箍中。如所公開的，柔性套箍可以較短，并且諧振器上游的剩余長(zhǎng)度被上游管道占用。這減小了系統(tǒng)的重量和成本。在一些實(shí)施例中，上游管道與諧振器一體形成。此外，下游管道的一部分或全部可以與諧振器一體形成。帶有渦輪增壓器和輔助管道裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)室的裝配非常有挑戰(zhàn)性。使用塑料諧振器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于諧振器容易成型，不需要徑向?qū)ΨQ。諧振器包括套筒插入物和吹制管道。吹制管道具有向外延伸的兩個(gè)凸起，這兩個(gè)凸起限定了在套筒插入物與吹制管道之間的腔。特別是，這些凸起可能難以裝配。然而，放置型坯以形成吹制管道的模具可以在一側(cè)上是平坦的。通過(guò)在一側(cè)上模制平面，諧振器可以與平坦表面鄰接。另外一個(gè)非限制性的實(shí)例為使諧振器中的凸起的橫截面呈正方形，并在正方形的側(cè)面的中心處與套筒插入物線接觸。在這個(gè)示例中，每個(gè)凸起表示在正方形的頂點(diǎn)處向外延伸的四個(gè)腔。根據(jù)另一方面，提供一種制造諧振器的方法。該方法包括將注入模制的套筒插入物置于吹制裝置的開口模具內(nèi)的固定裝置上，其中套筒插入物具有在沿套筒插入物的第一距離處的多個(gè)第一孔、在沿套筒插入物的第二距離處的多個(gè)第二孔，以及在沿套筒插入物的第三距離處從套筒插入物向外徑向延伸的肋，其中第三距離介于第一距離與第二距離之間；使型坯滑過(guò)套筒插入物的整個(gè)長(zhǎng)度；將模具夾緊在型坯上，其中模具在肋和靠近套筒插入物的第一端和第二端處將型坯壓入套筒插入物中；以及將空氣吹入套筒插入物。在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法進(jìn)一步包括在型坯被壓入套筒插入物的位置中的至少一個(gè)位置附近將0型環(huán)置于套筒插入物上。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述方法進(jìn)一步包括當(dāng)型坯被充分冷卻以保持其形狀時(shí)從模具中取出型坯。根據(jù)另一方面，提供一種制造諧振器的方法。該方法包括注入模制套筒插入物， 其中套筒插入物具有管壁和肋，多個(gè)第一孔在沿套筒插入物第一距離處的管壁上，多個(gè)第二孔在沿套筒插入物第二距離處的管壁上，肋沿套筒插入物以第一距離與第二距離之間的距離從套筒插入物向外徑向延伸；當(dāng)充分冷卻時(shí)，從模具中取出套筒插入物；將注入模制的套筒插入物置于吹制成形裝置的開口模具內(nèi)；使型坯滑過(guò)套筒插入物的整個(gè)長(zhǎng)度；將模具夾緊到型坯上，其中模具在肋和套筒插入物的第一端和第二端附近將型坯壓入套筒插入物；以及將氣體吹入套筒插入物中。在一個(gè)實(shí)施例中，套筒插入物和型坯具有基本相似的熱膨脹特性。在另一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)第一孔為具有第一高度的近似矩形，多個(gè)第二孔為具有第二高度的近似矩形，所述第一高度大于所述第二高度。在另一個(gè)實(shí)施例中，響應(yīng)于將空氣吹入套筒插入物而形成第一腔和第二腔。在另一個(gè)實(shí)施例中，套筒插入物由具有第一熔點(diǎn)的第一塑料制成，外部管道由具有第二熔點(diǎn)的第二塑料制成，所述第一熔點(diǎn)高于所述第二熔點(diǎn)。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述方法進(jìn)一步包括在將注入模制的套筒插入物置于吹制的裝置內(nèi)之前，在套筒插入物的第一端和第二端附近對(duì)套筒插入物預(yù)加熱。


圖1顯示了發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分，其顯示了與金屬諧振器相關(guān)的渦輪增壓器和管道；圖2顯示了發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分，其顯示了與塑料諧振器相關(guān)的渦輪增壓器和管道；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的套筒插入物的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的套筒插入物的橫截面圖，其中外部管道在套筒插入物的外層吹制；圖5是圖4中的套筒插入物與吹制的管道之間的連接接頭的詳圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的套筒插入物的示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的使用0型環(huán)實(shí)現(xiàn)密封的一個(gè)實(shí)施例的套筒插入物的橫截面圖，其中外部管道在套筒插入物的外層吹制；圖8是圖7中的套筒插入物與吹制管道之間的連接接頭的詳圖；圖9和圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的在孔附近的諧振器的切片；圖IlA是顯示了套筒插入物是一個(gè)壁的本發(fā)明的實(shí)施例的切片的圖示；圖IlB是圖IlA中所示的實(shí)施例的可選切片；
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圖12和圖13是吹制工藝的示意圖，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的諧振器可以據(jù)此制造；圖14是制造諧振器的流程圖；以及圖15是三種諧振器設(shè)計(jì)的噪聲衰減隨頻率變化的圖示。
具體實(shí)施例方式如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的，參考任何一個(gè)附圖介紹和描述的實(shí)施例的各種特征可與在一個(gè)或多個(gè)其它附圖中描述的特征結(jié)合以產(chǎn)生沒(méi)有明確說(shuō)明或描述的可選實(shí)施例。所描述的特征的結(jié)合提供了典型應(yīng)用的代表性的實(shí)施例。然而，為了特定的應(yīng)用或?qū)嵤┓绞?，可能期望?duì)與本發(fā)明的示教相一致的各種特征進(jìn)行結(jié)合和修改。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可意識(shí)到與本發(fā)明一致的相似應(yīng)用或?qū)嵤┓绞?，如按與圖中的實(shí)施例顯示的略有不同的順序布置各組件的實(shí)施方式。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可意識(shí)到本發(fā)明的示教可以應(yīng)用于其它應(yīng)用或?qū)嵤┓绞健Ｔ趫D1中，顯示了金屬諧振器10和管道系統(tǒng)12。渦輪增壓器14包括在單個(gè)殼體中的壓縮機(jī)16和排氣渦輪18。排氣渦輪18由排氣驅(qū)動(dòng)，排氣從汽缸蓋20排出并通過(guò)排氣歧管22供給到排氣渦輪18。新鮮空氣通過(guò)壓縮機(jī)入口 M提供給壓縮機(jī)16。壓縮機(jī)16將壓縮空氣饋送出壓縮機(jī)出口 26，并且之后，在一些實(shí)施例中，在進(jìn)入內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(未顯示) 之前通過(guò)中間冷卻器(未顯示)。位于壓縮機(jī)16與中間冷卻器之間的管道裝置包括通過(guò)夾具30連接到壓縮機(jī)出口的柔性套箍28，通過(guò)夾具32連接到柔性套箍28的金屬諧振器 10，通過(guò)焊接接頭36連接到金屬下游管道的下游金屬管道34。圖1中所示的示例包括位于中間冷卻器上游的柔性軟管38，其包括額外的兩個(gè)夾具40和42。在圖1中，諧振器10的下游側(cè)通過(guò)焊接接頭36連接到下游側(cè)的金屬管道34。在一些應(yīng)用中，期望連接塑料下游管道而不是金屬管道34以減少管道系統(tǒng)12的重量和成本。然而，這么做，柔性導(dǎo)管的短部用于將塑料管道連接到諧振器10，這將在系統(tǒng)中增加兩個(gè)額外的夾具。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例如圖2所示，其中塑料諧振器44是位于壓縮機(jī)出口沈與中間冷卻器(未顯示)之間的管道系統(tǒng)46的一部分。在圖2的實(shí)施例中，柔性套箍48連接在壓縮機(jī)出口沈與諧振器44之間。用塑料制造的諧振器44在上游側(cè)具有彎曲部50。由于諧振器44用塑料模制成，因此彎曲部50可以與諧振器40 —體形成。相反，金屬諧振器則不能緊密地彎曲。因此，柔性套箍48明顯地比圖1中的柔性套箍48更短。夾具52和討用于連接位于壓縮機(jī)出口沈與諧振器44之間的柔性套箍48。諧振器44比圖1中的諧振器10更近地連接到壓縮機(jī)出口 26。將柔性套箍的大部分長(zhǎng)度替換為塑料具有額外的優(yōu)點(diǎn) 降低重量和成本。在圖2所示的實(shí)施例中，下游管道56通過(guò)接頭58連接到諧振器44。接頭58與管道56和諧振器44的下游部分難以區(qū)分是因?yàn)榻宇^通過(guò)例如旋轉(zhuǎn)焊接或二次成型形成，這消除了對(duì)夾具系統(tǒng)的需求?？蛇x地，諧振器44通過(guò)夾具系統(tǒng)以常規(guī)方式連接。根據(jù)應(yīng)用和裝配限制，在一個(gè)可選實(shí)施例中，諧振器44從柔性套箍48延伸到柔性軟管60。柔性軟管 60具有上游夾具62和連接到中間冷卻器的下游夾具64。圖2中的柔性套箍48明顯地比圖1中的柔性套箍28更短。這是因?yàn)檫B接到柔性套箍48的塑料上游管道包括顯著的彎曲部。金屬管道不能在不經(jīng)歷會(huì)限制流動(dòng)的變形的情況下容易地按這么緊密的曲線彎曲。帶有短的柔性套箍、隨后為塑料管道并且之后是金屬諧振器的系統(tǒng)是可行的。然而，這要求額外的夾具和連接部分，它們?nèi)菀仔孤?。因此，管道系統(tǒng)46比管道系統(tǒng)12更有利于減小柔性套箍的長(zhǎng)度和/或?qū)A緊連接最小化。如圖3所示，套筒插入物70具有管狀壁，肋72從此壁向外徑向延伸。在肋72的一側(cè)上是多個(gè)第一孔74，該第一孔位于距離套筒插入物70的一端75第一距離Dl處的套筒插入物70的外圍。在肋72的另一側(cè)上是多個(gè)第二孔76，該第二孔位于距套筒插入物70的一端75第二距離D2處的套筒插入物70的外圍?？?4和76的高度分別為Hl和H2?？椎母叨扔绊懼C振器70的阻尼特性，特別是諧振器70衰減的頻率范圍?？?4和76的設(shè)計(jì)以提供諧振器的應(yīng)用為基礎(chǔ)。然而，在車輛應(yīng)用中，孔74和76在高度上的差距的期望范圍是 5mm到25mm。在一些具有多個(gè)第三孔的實(shí)施例中，設(shè)有三個(gè)不同的高度。設(shè)在孔之間的過(guò)梁78和80足夠大以保持套筒插入物70的預(yù)期強(qiáng)度，并提供充分的通道區(qū)域以允許材料在注入模制工藝期間流動(dòng)。倒鉤82和84設(shè)在套筒插入物70的外表面上以當(dāng)吹制管道在倒鉤82和84的區(qū)域中與套筒插入物70 二次成型時(shí)提供更大的表面積。肋72可以具有尖頭端以提供比與肋72上的正方形端部形成的連接更牢固的與吹制管道(圖3中未顯示)的連接。套筒插入物70的橫截面如圖4所示，其中吹制管道86在套筒插入物70的外層。 如圖4中的橫截面所示，第一腔90和第二腔88形成了套筒插入物70周圍的環(huán)面。腔90 和腔88的形狀和容積與孔的幾何構(gòu)型一起影響諧振器的衰減特性。在一些實(shí)施例中，腔具有不同的容積；在另一些實(shí)施例中，腔具有基本相同的容積。對(duì)于車輛應(yīng)用，期望容積在 10-250立方厘米的范圍，典型的是約50立方厘米。肋72的尖端與吹制管道86的內(nèi)表面形成密封。吹制管道86在倒鉤(圖4中不易于查看到)區(qū)域中套筒插入物70的兩端附近連接到套筒插入物70。套筒插入物70和吹制管道86在它們連接處的部分細(xì)節(jié)如圖5所示。 吹制管道86與套筒插入物70在套筒插入物70上的倒鉤84處連接。如圖5所示，套筒插入物70和吹制管道86熔合在一起并形成了焊接部分89。位于肋72與吹制管道之間的連接的細(xì)節(jié)如圖6所示。肋72上的尖頭端便于圖6中兩個(gè)元件之間的連接。在圖6所示的實(shí)施例中，肋72的尖端是尖頭的并形成了焊接連接92。再參考圖4，套筒插入物44的外部管道86在一端具有倒鉤93。在一個(gè)實(shí)施例中， 倒鉤便于與柔性連接器(在此圖中沒(méi)有顯示)連接。在圖7中，顯示了一個(gè)可選的套筒插入物94，其不包括肋或倒鉤。套筒插入物94 具有孔96、98和保持套筒插入物94的支撐的過(guò)梁100、102。在此實(shí)施例中，0型環(huán)104、106 和108被置于套筒插入物94的外表面上，安裝到套筒插入物94表面上的槽中(由于0型環(huán)在槽中，因此槽在圖7中不可見)。在圖8中，顯示了與套筒插入物94連接以形成諧振器 112的吹制管道110的橫截面。第一腔114和第二腔116形成于孔96和孔98的后面。在制造工藝中，吹制管道110在0型環(huán)104、106和108的區(qū)域中被夾到套筒插入物94中以密封第一腔114和第二腔116，使從套筒插入物94的內(nèi)部到第一腔114和第二腔116的流體連通僅分別通過(guò)孔96和孔98提供。套筒插入物94相對(duì)于套筒插入物70的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于基于0型環(huán)來(lái)提供密封不依靠達(dá)到套筒插入物和吹制管道的溫度以促進(jìn)結(jié)合。然而，0型環(huán)增加了成本并且必須安裝在槽中。諧振器44相對(duì)于諧振器112的優(yōu)點(diǎn)在于吹制管道86 具有比吹制管道110更大的彎曲半徑。對(duì)于緊密的半徑彎曲，關(guān)注的是吹制管道110的壁可能變薄。一種解決方法是將第一腔114和第二腔116移開，使彎曲少一些危害性，伴隨的缺點(diǎn)是延長(zhǎng)了腔的凸出區(qū)域中的諧振器。另一個(gè)解決方法是加厚吹制管道的壁以確保它在緊密的半徑彎曲的區(qū)域中足夠厚，但是伴隨的缺點(diǎn)是材料的成本和組件的重量。塑料套筒插入物和塑料吹制管道的優(yōu)點(diǎn)在于兩者之間的膨脹特性幾乎是相同的。 在可選實(shí)施例中，塑料套筒插入物可通過(guò)吹制、注入模制或機(jī)械加工制造。注入模制使部件具有比吹制更小的公差。對(duì)于吹制，機(jī)械加工操作可用于獲取期望的內(nèi)部尺寸并提供壁上的孔。然而，難以完全去除所有的加工碎屑。這些碎屑如果進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)可能引起破壞。在一些實(shí)施例中，套筒插入物由金屬形成，其可以具有與外部管道相同的熱膨脹特性。圖9顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的諧振器120的切片。吹制管道122在內(nèi)部具有套筒插入物。當(dāng)切片從孔1 處取得時(shí)，僅顯示套筒插入物的過(guò)梁126的一部分。吹制管道122是近似圓形，從而使腔1 在圖9所示的切片中是近似環(huán)形的。圖10顯示了諧振器130的一個(gè)可選實(shí)施例，其中吹制管道132的一側(cè)是平坦的，從而使過(guò)梁136中的一個(gè)與吹制管道132接觸。形成的腔138不再是對(duì)稱的。圖9和圖10所示的示例僅是兩個(gè)這種例子。也可以使用橫截面具有兩個(gè)平坦側(cè)、橢圓形和正方形或其它任何合適形狀的管道。在以上介紹的實(shí)施例中，套筒插入物是管狀的。然而，在一個(gè)可選實(shí)施例中，套筒插入物是板，如圖IlA所示。諧振器300具有帶有板304的外部管道302。在一個(gè)實(shí)施例中， 板304具有向外延伸的肋308。板304在肋308的每一側(cè)上具有至少一個(gè)孔306。腔312 和腔314形成于外部管道302的凸出部分中。在一個(gè)可選實(shí)施例中，板304不具有這種肋 308，并且外部管道302通過(guò)向內(nèi)彎曲與套筒插入物接觸。板304在位置310處連接到外部管道302。圖IlB顯示了諧振器300的可選切片。外部管道302具有板304，其延伸通過(guò)在位置310處連接的外部管道302的一部分并形成腔314。板304具有至少一個(gè)孔。兩個(gè)孔 306如圖IlB所示。在圖IlA和IlB中，套筒插入物是平板，肋從一側(cè)延伸。在其它實(shí)施例中，所述板采用凹形、弓形或其它任意合適的形狀。在圖12中，以橫截面顯示了吹制系統(tǒng)140的一個(gè)示例。如上所述，套筒插入物通過(guò)注入模制或早于吹制工藝的其它工藝制造。當(dāng)模具處于開口位置時(shí)，完成的套筒插入物 142被放入模具143內(nèi)，如圖12所示。使套筒插入物142滑過(guò)吹制銷144和/或保持裝置 146。也可以或可選地在頂部設(shè)置第二吹制銷148。型坯150由加熱的塑料形成并滑過(guò)套筒插入物142。套筒插入物142設(shè)有向外延伸的肋、位于兩個(gè)軸向間距處的孔和靠近套筒插入物142兩端的倒鉤。吹制系統(tǒng)140還包括控制模具143的開/閉位置的氣動(dòng)或液壓系統(tǒng)。吹制系統(tǒng)包括漏斗154、氣動(dòng)(或液動(dòng))擠壓機(jī)156、魚雷(torpedo) 158、心軸160和機(jī)頭(die head) 162。吹制系統(tǒng)140的工作原理在本領(lǐng)域公知，此處不再進(jìn)一步討論。在圖13中，模具143被示為處于關(guān)閉的位置。模具的形狀使型坯夾在三個(gè)位置 166、168和170，這對(duì)應(yīng)于位于套筒插入物142的兩端和位于套筒插入物142的肋處的倒鉤。充氣空氣或其它氣體被吹過(guò)吹制銷144、148中的一個(gè)或兩個(gè)。氣壓通過(guò)孔172使套筒插入物142不受影響，但作用在熔化的型坯164上以使其呈現(xiàn)模具143的形狀。特別是，第一腔174和第二腔176形成于套筒插入物142與型坯164之間。套筒插入物142的連接接頭熔合到型坯164中以在區(qū)域166、168和170處密封。冷卻時(shí)，型坯164可被稱為外部管道或吹制管道。此時(shí)，外部管道164與套筒插入物142連接以形成諧振器。如圖13所示的諧振器在任何一個(gè)方向均未延伸超出套筒插入物142太遠(yuǎn)。在其它實(shí)施例中，設(shè)置有更長(zhǎng)的型坯和更大延展性的模具，使形成的諧振器包含彎曲部和管道系統(tǒng)的更長(zhǎng)的管道長(zhǎng)度。在圖14中，顯示了形成根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的諧振器的流程圖。在步驟198中， 套筒插入物通過(guò)注入模制形成。在一個(gè)實(shí)施例中，在步驟200中，套筒插入物在連接區(qū)域處被加熱。整個(gè)套筒插入物能夠在插入模具之前或之后預(yù)熱。套筒插入物可由陶瓷加熱器、 紅外加熱器或任何合適的加熱器加熱。部件被預(yù)熱以促進(jìn)套筒插入物與外部管道之間的焊接。在一個(gè)可選實(shí)施例中，在步驟202中，0型環(huán)被置于連接區(qū)域202中的套筒插入物外層。 在這個(gè)實(shí)施例中，沒(méi)有使用預(yù)加熱。在其它實(shí)施例中，套筒插入物在被放入吹制裝置(跟在框198之后的框204)之前沒(méi)有被預(yù)加熱。在任何情況下，在步驟204中，套筒插入物均被置于模具中并在步驟206中滑過(guò)固定裝置。在一些實(shí)施例中，固定裝置還包括吹制銷。在步驟208中，型坯滑過(guò)套筒插入物。在步驟210中，模具關(guān)閉，從而在夾點(diǎn)處夾住型坯。之后， 在步驟212中，通過(guò)吹制銷提供空氣?？諝饨?jīng)過(guò)套筒插入物中的孔到達(dá)型坯。吹過(guò)吹制銷的空氣使型坯呈現(xiàn)模具的形狀。在步驟214中，型坯被冷卻，從而使其形狀固定。冷卻后， 型坯是吹制管道或外部管道，其與套筒插入物連接以形成諧振器。在步驟216中，當(dāng)諧振器充分冷卻時(shí)，連接到吹制管道的套筒插入物(此時(shí)為諧振器)通過(guò)打開模具被釋放。之后， 在步驟218中，從套筒插入物中取出固定裝置。再參考圖3和圖4，有很多關(guān)于影響諧振器的衰減的套筒插入物和吹制管道的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。在圖3中，孔是矩形凹槽。可選地，孔可以為任何其它合適的形狀，如橢圓形和三角形。在一個(gè)可選的實(shí)施例中，圖3中較大的窗口狀的孔可由一組穿孔代替。在這種具有一組穿孔的情況下，沿著套筒插入物的長(zhǎng)度的孔的距離可被定義為穿孔的幾何中心?？字g的距離是能夠影響諧振器的衰減特性的另一個(gè)因素。圖4中的第一腔88和第二腔90內(nèi)包含的第一容積和第二容積也影響衰減特性。通常使用聲學(xué)模型來(lái)確定各參數(shù)的合適取值， 從而獲得基于意圖的應(yīng)用的期望衰減特性?，F(xiàn)在參考圖15，分別顯示了隨頻率變化的衰減特性兩腔金屬諧振器的頻率220、 第一兩腔塑料諧振器的頻率222、第二兩腔塑料諧振器的頻率2M和單腔塑料諧振器的頻率226。兩腔諧振器的頻率220、222、2M具有兩個(gè)衰減峰值。兩腔諧振器衰減的頻率范圍比單腔諧振器的頻率2 衰減的頻率范圍更寬。金屬諧振器提供了比兩個(gè)塑料諧振器更少的衰減，這被認(rèn)為是由于金屬諧振器的套筒插入物在外部管道內(nèi)部壓配合而不能提供充分的密封。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，諧振器優(yōu)點(diǎn)之一在于腔被封閉地連接到吹制管道。兩種不同的塑料諧振器設(shè)計(jì)表明設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇如何提供不同的衰減特性。一個(gè)塑料諧振器在較低的頻率范圍2M提供了比另一個(gè)頻率范圍222更大的噪聲減少，代價(jià)是在較低頻率峰值區(qū)域提供更少的衰減。兩個(gè)腔的容積一般是不同的，以在期望的頻率衰減中提供更廣的范圍。詳細(xì)說(shuō)明了最佳實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以意識(shí)到在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的各種可選設(shè)計(jì)和實(shí)施例。一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例被描述為在一個(gè)或多個(gè)期望特性方面具有優(yōu)點(diǎn)或更優(yōu)于其它實(shí)施例和/或現(xiàn)有技術(shù)，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識(shí)到在多個(gè)特征之間可以采取折中以實(shí)現(xiàn)期望的系統(tǒng)屬性，所述系統(tǒng)屬性可取決于具體的應(yīng)用或?qū)嵤┓绞健＿@些屬性包括但不限于成本、強(qiáng)度、持久性、壽命周期成本、適銷性、外觀、裝配、尺寸、可用性、 重量、可生產(chǎn)性、易組裝性等。根據(jù)一個(gè)或多個(gè)特性被描述為不如其它實(shí)施例理想的實(shí)施例不在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之外。
權(quán)利要求
1.一種制造諧振器的方法，包括將套筒插入物置于吹制裝置的開口模具內(nèi)；使型坯滑過(guò)所述套筒插入物的整個(gè)長(zhǎng)度；將所述模具夾緊在所述型坯上，其中所述模具在三個(gè)軸向夾點(diǎn)處將所述型坯夾入所述套筒插入物中；以及將氣體吹入所述套筒插入物中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述套筒插入物具有管狀壁、肋和至少一個(gè)倒鉤， 多個(gè)第一孔位于沿所述套筒插入物一端的相距第一距離處的所述壁中，多個(gè)第二孔位于沿所述套筒插入物所述端相距第二距離處的所述壁中，所述肋在所述多個(gè)第一孔和所述多個(gè)第二孔之間的位置從所述套筒插入物向外徑向延伸，所述至少一個(gè)倒鉤在所述套筒插入物的第一端和第二端附近從所述套筒插入物向外延伸，并且夾持所述模具以使所述型坯在三個(gè)位置與所述套筒插入物連接，所述三個(gè)位置為在所述套筒插入物的第一端的所述倒鉤處、在所述套筒插入物的第二端的所述倒鉤處和所述肋處。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述多個(gè)第一孔和第二孔是凹槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述套筒插入物被置于所述開口模具內(nèi)的固定裝置上，所述固定裝置具有吹制銷，并且吹入所述套筒插入物的氣體通過(guò)所述吹制銷傳送。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括充分冷卻時(shí)，松開所述模具以釋放所述諧振器，其中所述諧振器包括連接在一起的所述型坯和所述套筒插入物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述套筒插入物是板，該板具有沿所述板的第一距離處的至少一個(gè)孔、沿所述板的第二距離處的至少一個(gè)孔，并且所述板是平坦的、凹形的或弓形的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述套筒插入物是導(dǎo)管，該導(dǎo)管在所述導(dǎo)管側(cè)壁中的第一軸向距離處具有至少一個(gè)孔并且在所述導(dǎo)管側(cè)壁中的第二軸向距離處具有至少一個(gè)孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在三個(gè)夾點(diǎn)中的至少一個(gè)夾點(diǎn)處附近加熱所述套筒插入物，從而促進(jìn)所述套筒插入物與所述型坯之間的粘合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述套筒插入物由熔點(diǎn)比所述型坯的熔點(diǎn)更高的材料制造。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在使所述型坯滑過(guò)所述套筒插入物之前，在所述夾點(diǎn)中的一個(gè)夾點(diǎn)附近將0型環(huán)置于所述套筒插入物上。
11.一種用于制造諧振器的方法，包括將注入模制的套筒插入物置于吹制裝置的開口模具內(nèi)的固定裝置上，其中所述套筒插入物在沿所述套筒插入物一端的第一距離處具有多個(gè)第一孔，在沿所述套筒插入物所述端的第二距離處具有多個(gè)第二孔，在沿所述套筒插入物所述端的第三距離處具有從所述套筒插入物向外徑向延伸的肋，所述第三距離介于所述第一距離和所述第二距離之間；使型坯滑過(guò)所述套筒插入物的整個(gè)長(zhǎng)度；將所述模具夾在所述型坯上，其中所述模具在以下位置處將所述型坯壓入所述套筒插入物中所述肋和所述套筒插入物的第一端和第二端附近；以及將空氣吹入所述套筒插入物中。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，進(jìn)一步包括在將所述型坯壓入所述套筒插入物的位置中的至少一個(gè)位置附近對(duì)所述套筒插入物預(yù)加熱。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，進(jìn)一步包括在將所述型坯壓入所述套筒插入物的位置中的至少一個(gè)位置附近將0型環(huán)置于所述套筒插入物外層。
全文摘要
公開了一種制造諧振器的方法，其中套筒插入物被置于吹制裝置中的固定裝置中。套筒插入物具有壁，多個(gè)第一孔位于壁上的第一軸向距離處，多個(gè)第二孔位于壁上的第二軸向距離處。型坯滑過(guò)套筒插入物；模具被夾在型坯上以使型坯在三個(gè)位置處壓入套筒插入物中，所述三個(gè)位置為套筒插入物的兩端附近和多個(gè)孔之間的位置；以及空氣經(jīng)過(guò)吹制銷吹入套筒插入物中以使型坯膨脹到模具的壁中，從而在多個(gè)第一孔和第二孔附近形成腔。冷卻后，模具打開以釋放新成型的諧振器。
文檔編號(hào)F02M25/07GK102297050SQ20101050393
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2010年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者A·馬爾維, B·P·亨德里克斯, C·A·邁爾斯, J·W·奧特曼, M-R·李, R·卡米, 鐘標(biāo)鴻 申請(qǐng)人:福特環(huán)球技術(shù)公司