用于將閥殼接合至進(jìn)氣歧管的歧管主體的結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】用于將閥殼接合至進(jìn)氣歧管的歧管主體的結(jié)構(gòu)。流量調(diào)節(jié)閥的閥殼被焊接至歧管主體的下游部分的端部。在流量調(diào)節(jié)閥的閥殼內(nèi)形成有兩個通道。閥殼容納有用于使至少一個通道在打開狀態(tài)與關(guān)閉狀態(tài)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(yīng)的通道附近的部分位于比另一通道附近的部分高的位置處。
【專利說明】用于將閥殼接合至進(jìn)氣歧管的歧管主體的結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及作為汽車發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)的組成部件的進(jìn)氣歧管(intakemanifold)。

【背景技術(shù)】
[0002]例如日本特開平11-141424號公報(bào)和日本特開2005-61231號公報(bào)中公開了該類型的傳統(tǒng)進(jìn)氣歧管。
[0003]日本特開平11-141424號公報(bào)說明了一種用于水平對置式發(fā)動機(jī)(horizontally-opposed engine)的進(jìn)氣歧管。進(jìn)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制部件和下模制部件彼此接合而形成。
[0004]日本特開2005-61231號公報(bào)說明了一種結(jié)構(gòu),其具有歧管主體和與歧管主體分開并被包含在歧管主體的下游端部內(nèi)的流量調(diào)節(jié)閥。流量調(diào)節(jié)閥用于控制發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量。
[0005]如日本特開平11-141424號公報(bào)中所說明的，當(dāng)流量調(diào)節(jié)閥的閥殼通過振動焊接被接合至歧管主體的彎曲的下游部分的端部時，下游端可能相對于彎曲部向外翹曲。在日本特開2005-61231號公報(bào)中說明的構(gòu)造中，流量調(diào)節(jié)閥被插入到進(jìn)氣歧管的歧管主體內(nèi)并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(diào)節(jié)閥的殼體重疊，使得厚度增加。這不助于減輕車輛重量。
[0006]因此，本發(fā)明的目的是提供一種進(jìn)氣歧管，其不僅使采用該進(jìn)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(fā)明內(nèi)容】

[0007]為實(shí)現(xiàn)前述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供如下一種進(jìn)氣歧管，其包括形成在歧管主體的下游部分中的彎曲部和配置在所述彎曲部中的接合部。流量調(diào)節(jié)閥的閥殼被接合至所述接合部。所述進(jìn)氣歧管還包括設(shè)置在所述歧管主體的所述彎曲部上的外側(cè)端部和內(nèi)側(cè)端部。所述外側(cè)端部配置在所述彎曲部的末端的外側(cè)，并且所述內(nèi)側(cè)端部配置在所述彎曲部的末端的內(nèi)側(cè)。此外，所述進(jìn)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(cè)端部位于比所述彎曲部的所述內(nèi)側(cè)端部高的位置處的方式形成所述接合部。
[0008]在該進(jìn)氣歧管中，流量調(diào)節(jié)閥被接合至歧管主體的端部。歧管主體的與流量調(diào)節(jié)閥的殼體重疊的厚度沒有疊加。結(jié)果，進(jìn)氣歧管有助于減輕車輛重量。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，使得歧管主體的下游端的翹曲不太容易發(fā)生。結(jié)果，進(jìn)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(jìn)氣歧管使采用該進(jìn)氣歧管的車輛的重量減輕，并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(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的進(jìn)氣歧管的主視圖；
[0011]圖2是示出圖1中所示的進(jìn)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(jù)發(fā)明的第二實(shí)施方式的進(jìn)氣歧管的一部分的主視圖；
[0014]圖5是示出根據(jù)發(fā)明的另一實(shí)施方式的進(jìn)氣歧管的一部分的主視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]第一實(shí)施方式
[0016]現(xiàn)在將參照附圖來說明根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的用于水平對置式四缸發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管。在以下說明中，圖1和圖2中的橫向方向?qū)?yīng)于進(jìn)氣歧管的橫向方向。圖2中的上下方向?qū)?yīng)于進(jìn)氣歧管的前后方向。
[0017]如圖1和圖2所示，第一實(shí)施方式的進(jìn)氣歧管的歧管主體11整體由諸如聚酰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(wěn)壓罐(surge tank) 12。兩對進(jìn)氣管13以使得在任一側(cè)上設(shè)置進(jìn)氣管13中的兩個的方式從穩(wěn)壓罐12的相反的兩橫向側(cè)沿橫向突出。各進(jìn)氣管13的末端部均向下彎曲。每一個進(jìn)氣管13被連接至四個燃燒室中對應(yīng)的一個燃燒室，四個燃燒室被配置成兩對并且形成在水平對置式四缸發(fā)動機(jī)30的對應(yīng)的相反組(bank)中。在水平對置式六缸發(fā)動機(jī)的情況中，采用六個進(jìn)氣管13，并且在任一側(cè)上配置進(jìn)氣管13中的三個。
[0018]參見圖1和圖2，在穩(wěn)壓罐12的正面?zhèn)刃纬捎杏糜谖諝獾拈_口 14。未示出的空氣管道被連接至開口 14，并且在空氣由未示出的空氣清潔器過濾之后將空氣送到穩(wěn)壓罐12內(nèi)。空氣接著經(jīng)由對應(yīng)的進(jìn)氣管13被從穩(wěn)壓罐12供給至發(fā)動機(jī)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(dú)的部件構(gòu)成。下分開部件111的上側(cè)和上分開部件112的下側(cè)是開放的。穩(wěn)壓罐12的開口14形成于下分開部件111的正面?zhèn)?。上分開部件112的下側(cè)部分通過振動焊接被接合并固定至下分開部件111的上側(cè)部分。以這樣的方式，穩(wěn)壓罐12和進(jìn)氣管13被形成為整體。
[0020]參見圖3，在歧管主體11的各進(jìn)氣管13的下游端內(nèi)安裝有流量調(diào)節(jié)閥15。各流量調(diào)節(jié)閥15包括由諸如聚酰胺塑料等的耐熱塑料形成的管狀閥殼16，該管狀閥殼也用于形成歧管主體11。在各閥殼16內(nèi)形成有分隔壁17。每一個分隔壁17將相關(guān)聯(lián)的一個閥殼16的內(nèi)部沿歧管主體11的橫向方向分成外側(cè)的第一通道18和內(nèi)側(cè)的第二通道19。在該情況中，第一通道18的橫截面積大于第二通道19的橫截面積。
[0021]如圖2和圖3所示，閥軸20穿過在前后方向上彼此相鄰的各對流量調(diào)節(jié)閥15的閥殼16并由閥殼16轉(zhuǎn)動地支撐。用作閥體的閥板21在各閥殼16的第一通道18內(nèi)被固定至閥軸20。諸如馬達(dá)等的致動器22在位于左、右兩側(cè)上的閥殼16中靠后的一個的外側(cè)被連接至各閥軸20。每一個致動器22使對應(yīng)的一個閥軸20轉(zhuǎn)動，以使相關(guān)聯(lián)的一個閥板21在如圖3中由實(shí)線和雙點(diǎn)劃線所表示的用于將第一通道18打開的位置與用于將第一通道18關(guān)閉的位置之間可選擇性地切換。這樣通過相應(yīng)的進(jìn)氣管13調(diào)節(jié)了被供給到發(fā)動機(jī)30的燃燒室內(nèi)的空氣的流量。雖然未示出，但是在各閥殼16的內(nèi)側(cè)或外側(cè)安裝有止擋件，以便將相關(guān)聯(lián)的閥板21保持在前述打開或關(guān)閉位置。
[0022]參見圖1和圖3，歧管主體11的各進(jìn)氣管13的下游端具有朝向下游端變寬的形狀。相比之下，各流量調(diào)節(jié)閥15的閥殼16具有朝向上游端變寬并且朝向下游端變窄的形狀。各進(jìn)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(diào)節(jié)閥15的下游開口處的空氣流動速度。
[0023]如圖3所示，凸緣23從閥殼16的上游端的外邊緣突出。突起部231形成于凸緣23的頂部并且用作焊接部。與凸緣23對應(yīng)的凸緣24從各進(jìn)氣管13的下游端的外邊緣突出。用作焊接部的突起部241從凸緣24的下側(cè)突出并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(cè)突出并且在與突起部241間隔開的位置處分別配置在突起部241的徑向內(nèi)側(cè)和徑向外側(cè)。在突起部241與肋242之間形成有槽244并且在突起部241與肋243之間形成有槽245。
[0024]在將各閥殼16配置在對應(yīng)的進(jìn)氣管13的下游端的下方之后，將下游端處的均用作焊接部的閥殼16的突起部231和進(jìn)氣管13的下游端的突起部241彼此接合。在該狀態(tài)下，使進(jìn)氣管13和閥殼16中的至少一者振動，以便在用于焊接的兩個突起部231、241之間產(chǎn)生摩擦熱，由此使突起部231、241熔融并彼此固定。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(jìn)氣管13的下游端和對應(yīng)的閥殼16的上游端一體地固定。
[0025]參照圖1和圖3，進(jìn)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(jìn)氣管13的彎曲部的外側(cè)部分具有位于末端的外側(cè)的外側(cè)端部。彎曲部的內(nèi)側(cè)部分具有位于末端的內(nèi)側(cè)的內(nèi)側(cè)端部。高度差25被構(gòu)造成:使得在閥殼16中，外側(cè)部分的外側(cè)端部位于比內(nèi)側(cè)部分的內(nèi)側(cè)端部高的位置處。換言之，作為外側(cè)端部的臺階面26的上部261位于進(jìn)氣管13的與穩(wěn)壓罐12相反的一側(cè)。作為內(nèi)側(cè)端部的臺階面26的下部262配置在靠近穩(wěn)壓罐12的一側(cè)。在閥板21將第一通道18打開所在的直立狀態(tài)時，閥板21的上端位于比閥殼16的上端低的位置處。
[0026]如圖1至圖3所示，在發(fā)動機(jī)的任意橫向側(cè)上，安裝底座27將沿前后方向彼此相鄰的流量調(diào)節(jié)閥15的閥殼16的下游端連接。各安裝底座27與對應(yīng)的成對閥殼16 —體地形成。各安裝底座27具有用于利用未示出的螺栓將進(jìn)氣歧管整體固定至發(fā)動機(jī)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(gòu)造的進(jìn)氣歧管的操作。
[0028]當(dāng)發(fā)動機(jī)30運(yùn)轉(zhuǎn)時，由空氣清潔器過濾了的空氣被從空氣清潔器供給至穩(wěn)壓罐12并接著經(jīng)由進(jìn)氣管13被輸送至發(fā)動機(jī)30的燃燒室。如果發(fā)動機(jī)30處于低速操作，則各流量調(diào)節(jié)閥15的閥板21將第一通道18關(guān)閉，使得相對少量的空氣經(jīng)由第二通道19被吸引至發(fā)動機(jī)30。當(dāng)發(fā)動機(jī)30處于高速操作時，流量調(diào)節(jié)閥15的閥板21將第一通道18打開，使得相對大量的空氣經(jīng)由第一通道18和第二通道19被吸引至發(fā)動機(jī)30。結(jié)果，以適合于發(fā)動機(jī)速度的量將空氣輸送至發(fā)動機(jī)30。還有，由于各流量調(diào)節(jié)閥15的閥殼16具有朝向下游端變窄的形狀，所以當(dāng)空氣被供給至發(fā)動機(jī)30時，第一通道18和第二通道19內(nèi)的空氣的流速朝向閥殼16的下游端增加。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(jié)果，發(fā)動機(jī)30高效地進(jìn)行操作。
[0029]各流量調(diào)節(jié)閥15的閥殼16必須具有朝向上游端變寬并且朝向下游端變窄的形狀，以便不僅促進(jìn)高效率的發(fā)動機(jī)操作，而且有助于使閥殼16從用于模制閥殼16的模具脫模。如果閥殼16與進(jìn)氣管13之間的接合部如圖3中雙點(diǎn)劃線所示直線地形成并配置在閥軸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，并且閥殼16的側(cè)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(nèi)產(chǎn)生湍急的空氣流，這對于高效的發(fā)動機(jī)操作是不期望的。如果接合部直線地形成并且配置在與閥軸20向上間隔開的位置處，則閥殼16的尺寸將增大并且閥殼16變得例如在制造時難以操控。
[0030]相比之下，根據(jù)第一實(shí)施方式，在進(jìn)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(shè)置有高度差25。這減小了閥殼16內(nèi)的通道的有效橫截面積的變化量，由此確保了高效的發(fā)動機(jī)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。這有利于當(dāng)制造閥殼16時對閥殼16的操控。
[0031]在對閥殼16和進(jìn)氣管13進(jìn)行振動焊接之前，將歧管主體11與閥殼16保持為接觸狀態(tài)并且設(shè)定在未示出的夾具上。在該狀態(tài)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(jìn)氣管13的下游端使得彎曲部的外側(cè)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(jìn)氣管13與對應(yīng)的閥殼16之間的接合部內(nèi)形成的高度差25使得進(jìn)氣管13的這種翹曲不太可能發(fā)生，其中遠(yuǎn)離穩(wěn)壓罐25的一側(cè)以該高度差25位于比靠近穩(wěn)壓罐12的一側(cè)高的位置處。結(jié)果，歧管主體11的各進(jìn)氣管13和對應(yīng)的閥殼16被以高精度焊接到一起。
[0032]第一實(shí)施方式具有下述優(yōu)點(diǎn)。
[0033](I)在第一實(shí)施方式的進(jìn)氣歧管中，各流量調(diào)節(jié)閥15的閥殼16被焊接至歧管主體11的下游端。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(cè)部分的遠(yuǎn)離穩(wěn)壓罐12的一側(cè)位于比彎曲部的內(nèi)側(cè)部分高的位置處。
[0034]高度差25使得歧管主體11的下游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(shí)施方式的進(jìn)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(jìn)氣管13的彎曲部的外側(cè)部分以該高度差位于相對高的位置。這樣，盡管歧管主體11的下游端和流量調(diào)節(jié)閥15的閥殼16被形成為朝向接合部擴(kuò)大，卻減小了閥殼16內(nèi)的通道18、19的有效橫截面積的變化量。這促進(jìn)了高效的發(fā)動機(jī)操作并防止組成部件尺寸增大。
[0036](3)在第一實(shí)施方式的進(jìn)氣歧管中，在歧管主體11與各閥殼16之間的接合部內(nèi)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(shù)量或者不使構(gòu)造復(fù)雜的情況下，確保了第一實(shí)施方式的上述優(yōu)點(diǎn)。
[0037](4)在第一實(shí)施方式的進(jìn)氣歧管中,各流量調(diào)節(jié)閥15的閥殼16在未被插入到進(jìn)氣管13內(nèi)的情況下被接合至對應(yīng)的進(jìn)氣管13的下游端。進(jìn)氣管13的下游端的厚度和閥殼16的厚度因此沒有疊加。進(jìn)氣歧管因此有助于減輕車輛重量。
[0038]第二實(shí)施方式
[0039]下面將說明根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的進(jìn)氣歧管。以下說明著重于第一實(shí)施方式與第二實(shí)施方式之間的差別。
[0040]在第二實(shí)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(cè)部分高于彎曲部的內(nèi)側(cè)部分的方式形成在歧管主體11的各進(jìn)氣管13的下游端與對應(yīng)的流量調(diào)節(jié)閥15的閥殼16之間的接合部內(nèi)。
[0041]因此，第二實(shí)施方式具有與第一實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)⑴至⑷大致相同的優(yōu)點(diǎn)。
[0042]變型例
[0043]圖示的實(shí)施方式可以被變型為下述形式。
[0044]本發(fā)明可以用在諸如V型六缸發(fā)動機(jī)等的V型發(fā)動機(jī)或者諸如直列式四缸發(fā)動機(jī)等的直列式發(fā)動機(jī)(inline engine)內(nèi)采用的進(jìn)氣歧管中。在V型發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管中，和在圖示實(shí)施方式的進(jìn)氣歧管的情況一樣，多個進(jìn)氣管和多個流量調(diào)節(jié)閥成組地配置在與發(fā)動機(jī)的兩組對應(yīng)的兩相反側(cè)上。然而，V型發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管的歧管主體的形狀被形成為不同于圖示實(shí)施方式的進(jìn)氣歧管的歧管主體的形狀。進(jìn)氣歧管主體的形狀與側(cè)傾角(bankangle)和發(fā)動機(jī)安裝位置中的至少一方對應(yīng)地形成。在直列式發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管中，多個進(jìn)氣管和多個流量調(diào)節(jié)閥被安裝處于與氣缸蓋的僅一側(cè)對應(yīng)地排列的狀態(tài)。
[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(cè)上?？蛇x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(diào)節(jié)閥15的閥殼16內(nèi)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(dāng)用粘合劑將歧管主體11壓抵并接合至閥殼16時，進(jìn)氣管13可能以在徑向上擴(kuò)張的方式變形。然而，進(jìn)氣管13的這種徑向擴(kuò)張被高度差25抑制。
【權(quán)利要求】
1.一種進(jìn)氣歧管，所述進(jìn)氣歧管具有形成在歧管主體的下游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(diào)節(jié)閥的閥殼被接合至所述接合部，所述進(jìn)氣歧管的特征在于還包括: 設(shè)置在所述歧管主體的所述彎曲部上的外側(cè)端部和內(nèi)側(cè)端部，其中，所述外側(cè)端部配置在所述彎曲部的末端的外側(cè)，并且所述內(nèi)側(cè)端部配置在所述彎曲部的末端的內(nèi)側(cè)；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(cè)端部位于比所述彎曲部的所述內(nèi)側(cè)端部高的位置處的方式形成所述接合部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣歧管，其特征在于，所述高度變化部由臺階形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣歧管，其特征在于， 所述流量調(diào)節(jié)閥的所述閥殼包括形成在所述閥殼內(nèi)的至少兩個通道，以及 所述進(jìn)氣歧管進(jìn)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(tài)與關(guān)閉狀態(tài)之間切換的閥體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣歧管，其特征在于，所述歧管主體和所述閥殼朝向所述接合部變覽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣歧管，其特征在于，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(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣歧管，其特征在于，所述歧管主體由穩(wěn)壓罐和從所述穩(wěn)壓罐的兩相反側(cè)突出的進(jìn)氣管構(gòu)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(yōu)先權(quán)日:2013年5月15日
【發(fā)明者】山口拓馬 申請人:豐田紡織株式會社