CN1010604B - 进气歧管及其生产方法 - Google Patents

Abstract

一种进气歧管包括一个由可锻铝材构成的主管，该主管有一开口端，一与开口端相对的封闭端，在其圆周壁上加工出数个孔，及与圆周壁形成一体的数个外部管形凸台，且每一凸台绕每一孔形成；还包括数个由可锻铝材制成的支管，每一支管有一端，装入并连接到每一管形凸台，该歧管内表面为光滑表面，对空气的阻力减小并改变了空气吸气效率。不象通过铸造制成的产品，该歧管不需精加工工序。

Description

本发明是关于带有一个电控燃油喷射装置的汽车汽油发动机上所用的进气歧管。

这里及附带的权利要求书中所用的词“铝”包括纯铝，含有少量杂质的商品化铝及铝合金。而这里及附带的权利要求书中所用的词“可锻铝材”包括通过塑性加工而得到的产品。

迄今，进气歧管是完全通过铸造而生产的，以用在带有一个电控燃油喷射装置的汽车汽油发动机上。然而，由于铸造产品的表面粗糙，传统的进气歧管都必须通过麻烦的精加工工序至少在其内部加工出光滑表面，以便保证减小的空气阻力从而获得改善的进气效率。

本发明的一个目的是克服这些问题并提供一种进气歧管，它对通过其中的气流的阻力较小，并改善了进气效率。

本发明的另一个目的是提供一种进气歧管，其内部是光滑表面而无须通过精加工被光整。

本发明的还一个目的是提供一种进气歧管，其重量较传统的铸造进气歧管小。

本发明的还一个目的是提供一种制造这种进气歧管的方法。

本发明提供了一种进气歧管，它包括一个主管，主管由可锻铝材制成，并有一个开口端，一个与开口端相对的封闭端，有一组加工在其圆周壁上的孔和一组与圆周壁成为一体的外部管形凸台，每个管形凸台都围绕在每个孔上，和一组支管，支管由可锻铝材制成，每个支管的一端都与每个管形凸台配合并连接。由于主管和支管都是由可 锻铝材制成的，所以进气歧管与完全由铸造生产的传统的进气歧管相比内部的表面较光滑，对空气的阻力较小，进气效率较高。而且，本进气歧管不象传统的进气歧管，不需要精加工工序，其重量比传统的铸造产品更轻。

制造进气歧管的方法包括：生产一个主管毛坯和一组支管的步骤，主管毛坯由可锻铝材制成，并有一个开口端和一个与开口端相对的封闭端，支管由可锻铝材制成并有相对的开口端，在主管毛坯的圆周壁上加工出数量与支管相等的孔的步骤;分别围绕每个孔加工出与圆周壁成为一体的外部管形凸台的步骤，管形凸台的内径与支管的内径相等;在每个管形凸台的前端加工出一个增大管形部分的步骤，增大管形部分的内径大于支管的外径;在每个支管一端的外圆周壁上加工出一组高度相等的外突出块的步骤，突出块之间周向隔开，当上述支管的一端被装配进增大管形部分内时，突出块与增大管形部分的内圆周面接触从而在内圆周面和外圆周面之间形成一个钎焊焊料保留间隙;将上述每个支管的一端对中地装配进增大管形部分及通过钎焊将支管端连接在增大管形部分的步骤。

另一种生产进气歧管的方法包括：生产一个主管毛坯和一组支管的步骤，主管毛坯由可锻铝材制成，并有一个开口端和一个与开口端相对的封闭端，支管由可锻铝材制成并有相对的开口端;在主管毛坯的圆周壁上加工出一组孔的步骤;分别围绕每个孔加工出与圆周壁成为一体的外部管形凸台的步骤，管形凸台的内径与支管的内径相等，在每个管形凸台的前端加工出一个第一增大管形部分和在第一增大管形部分的前端与其成为一体地加工一个保留钎焊焊料的第二增大管形部分的步骤，第二部分的内径大于第一部分的内径;和把每个支管的一端对中 地装配进第一增大管形部分及通过钎焊将支管连接在管形凸台的步骤。

另外，根据本发明的另一特征，进气歧管包括一个铸铝接头，它有一个孔在其中延伸并被固定在主管的开口端，主管插在这个孔中。铸铝接头通过钎焊固定在主管上，更具体些是通过加工将铸铝接头上用于连接主管的孔内圆周表面的表层以及插入主管一端的端面的表层将去，从而形成一清洁表面，同时也将铸铝接头上插入主管一端的外圆周表面的表层除去，把主管的开口端插入铸铝接头的孔中;在铸铝接头的围绕孔的开口端部分放上钎焊焊料使其与铸铝接头的主管插入的端表面和主管的外圆周面接触，并通过钎焊将铸铝接头焊接在主管上。另外，铸铝接头也可以这样固定在管上，即通过在铸铝接头的插入主管的端面和所述孔的开口的整个圆周边缘上加工一个保留钎焊焊料的环形槽;通过加工将铸铝接头上用于连接主管的孔内圆周表面以及上述环形槽的内圆周表面的表层除去，从而形成清洁表面;把主管的开口端插入铸铝接头的孔中;并把钎焊焊料放在铸铝接头的槽内，通过钎焊把铸铝接头焊接在主管上，用这些方法中的任一个方法可将铸铝接头可靠地焊接在由可锻铝材制成的主管上而不会有任何缺陷。

下面参照附图将本发明更为详细地进行描述。

图1是一透视图，示出了实施本发明的进气歧管;

图2是除去一部分的局部平面视图，示出了歧管;

图3是沿图2中Ⅲ-Ⅲ线的剖面图;

图4示出了制备主管的方法各步骤;

图5示出了制备主管的另一种方法的各步骤;

图6示出了连接在一起之前的主管和一个支管;

图7示出了如何把铸铝接头固定在主管上的步骤;

图8示出了根据本发明主管和支管之间连接的另一模式，这个视图是沿包含两个管的轴线的平面的断面图;

图9是类似于图8的视图，示出了本发明的另一实施例;和

图10示出了实施本发明的主管和铸铝接头之间连接的另一种模式，在沿包含它们的轴线的平面的断面上示出了这两个零件。

图1到图3示出了实施本发明的进气歧管10。参照图1到图3，歧管10包括一个主管20，主管20由可锻铝材制成，并有一开口端和一个与开口端相对的封闭端，一组孔21加工在主管20的圆周壁上，还有与主管圆周壁成为一体的外部管形凸台22，每个管形凸台22都围绕在每个孔21上，和一组支管30，支管30由可锻铝材制成，每个支管都有一端与每个管形凸台20配合并连接。一个形式为铸铝接头的节气门段40固定地连接在主管20的开口端。一根来自未示出的空气滤清器的空气管道连在节气门段40上。支管30的另一端共同地连接在一个支承法兰50上，通过支承法兰50支管30与未示出的发动机的各自的气缸头连接。

主管20的封闭端有一向外凸出的半球形封闭壁23，封闭壁23有一凹入球形内表面，该表面产生消音效果，管形凸台22的内径和支管30的内径相等。增大管形部分24的内径大于支管30的外径，增大管形部分24加工在每个管形凸台22的前端并与其成为一体。

主管20是由一可锻铝材制成，如一个挤压管或一个冷挤压管。 图4（a）示出了这样一个冷挤压管60，它的一端是开口的，而另一端是封闭的。为了用这根管60制备主管20，管60的封闭壁61被压力加工成向外凸出的半球形封闭壁23，如图4（b）所示。下面看图4（c），管60的圆周壁在要与支管30连接的位置被鼓出，从而形成一个外端由壁63封闭的管形凸台62。然后如图4（d）所示，除了在端封闭壁63的圆周边缘部分，在凸台62的端封闭壁加工一个中心孔65。然后看图4（e），限定孔65的壁63的其余部分向外弯，通过内缘翻边与圆周壁64齐平，从而凸台62就被加工成管形凸台22，而孔21就加工在主管的圆周壁上。见图4（f），通过把凸台22的前端径向扩大就加工出增大管形部分24。最后，用校形工具校正增大管形部分24，以便在部分24得到内、外两个精确的圆形横截断面。

另外，主管20也可以通过下面的方法从一根管60制备。在用同上述方法相同的方法将管60的封闭端压成一个半球形后，如图5（a）所示在管60的圆周壁要与每个支管30连接的位置上加工出一个小于孔21的孔66。下一步，如图5（b）所示，通过内缘翻边围绕孔66的部分向外弯从而形成外部管形凸台22和孔21。然后用与上述相同的方法加工出增大管形部分24，最后校正增大管形部分24。

当主管20是由一根挤压铝管制备时，挤压管的开口端之一被封闭，然后完成与上述相同的加工步骤。

通过将支管30的一端对中装配进凸台22外端上的增大管形部分24内，并通过钎焊将其焊在增大管形部分24内，将每个支管30的一端连接在主管20上。在支管30的上述一端的外圆周壁上 加工出突出块31，突出块的突出高度都相等，并与增大管形部分24的内圆周面接触，突出块以给定的间隔周向隔开。通过这些突出块31使支管30与管形凸台22对中，突出块31也在增大管形部分24的内圆周面和支管30的外圆周面之间形成一个间隙32以容纳钎焊焊料70。

支管30由可锻铝材制备，如挤压管，把挤压管弯成马蹄形，用校形工具校正相对的两端从而在每一端得到内、外两个精确的圆形横截断面，然后通过压凹窝在要与主管20连接的一端的圆周壁上加工出突出块31。

主管20和支管30最好由AA6000系列的铝材制成，如AA6063或AA6061，这种铝材包括0.35-1.5%（重量百分比）的镁，0.20-1.2%（重量百分比）的硅，和其余的铝及不可避免的杂质，因为如果镁的含量低于上述的下限，会导致强度不够，而当其含量高于上限，可能有损于材料的可挤压性，可加工性和对钎焊的可处理性，而且，如果硅的含量低于上述下限，可能导致强度不够，而如果它高于上限，材料有可能表现出次的可挤压性和低的可加工性，除了AA6000系列的铝材外，可用以制备可锻铝材的铝材包括AA1000系列、AA2000系列、AA3000系列、AA5000系列和AA7000系列的铝材时，这些非AA6000系列的材料有下述缺点。AA2000系列的铝材在抗腐蚀性和可加工性上如可热挤压性，可锻性和可弯曲性上是低的。AA5000系列的铝材有良好的抗腐蚀性但在可热挤压性，可锻性，可弯曲性和类似的可加工性上是低的，对钎焊的可处理性上是次的。AA7000系列的铝材在抗应力腐蚀裂缝性上和可加 工性如可热挤压性，可锻性和可弯曲性上是低的。而且AA1000系列和AA3000系列的铝材在钎焊后的机械强度上比AA6000系列的铝材要次。对这些材料样品的性质的比较列于下面的表内：

材料种类

性质    AA6063    AA3003    AA1100

可热挤压性    E    E    E

可加工性    E    E    E

对钎焊的可处理性    G    E    E

机械强度    E    P    VP

可锻性    E    E    E

成形后内表面的光滑度    E    E    E

在以上的表内，“可加工性”一词是指对凸鼓，内缘翻边和弯曲的可处理性。所列符号的意义如下：E表示极好，G表示好，P表示次，VP表示很次。就“机械强度”而言，更具体说是指钎焊连接处的抗拉强度，如果用E表示抗拉强度是100，P表示抗拉强度是80，VP表示抗拉强度60。

节气门段40是断面为圆形的管的形式，一个孔42在其中延伸，其一端与向外伸出的法兰41加工成一体。如图7详细所示，孔42在节气门段40的另一段有一大直径部分43，除了大直径部分43外，孔42还有一与主管20的内径相等的直径。加工成有一规定长度的大直径部分43的直径稍稍大于主管20的外径。由于节气门段40是铸造产品，铸造时含有氧化物和脏物的表层45就存在于节气门段40的表面上。表层45已从节气门段40的相对的端表面，从限定整个孔42包括大直径部分43的节气门段40的内表面，从大直径部分43和孔42的其它部分之间的台阶44的表面，从节气门段40的主管插入端的外圆周面的规定宽度上除去。尽管没有示出，一个节气阀安装在节气门段40上，主管20的开口端插入节气门段40上的相对于其法兰端的上述另一端处的大直径部分43。使钎焊焊料71与节气门段40的主管插入的端表面和主管20的外圆周面接触，并使其在限定节气门段40的内圆周面的大直径部分和主管20的外圆周面之间，及在台阶44和与它相对的主管20的端表面之间。节气门段40通过铸造一个不带大直径部分43的坯件来制备，经切削，形成部分43及台阶44，之后，从上述端面，限定孔的内表面及外表面的规定区域除去表层45。

支承法兰50由可锻铝材或铸铝构成，该支承法兰50呈水平纵长矩形，有4个孔（未示出）及管形凸台51，凸台51与法兰体为一体式，并分别绕各个孔形成，以连接支管30，在每一孔的上方，支承法兰50有一小孔（未示出），并与一未示出的料油喷射装置的插入管52一体形成。绕着该小孔，管52与凸台51同方向凸出。支管30插入并钎焊到凸台51上。

进气歧管按下述工序制造。

用于准备制造歧管的是，一个主管20，有4个孔21及4个管形凸台22，每个凸台有一增大管形部分24，4个支管30带有突出块31，并且每个呈马蹄形，一个节气门段40带有一法兰41和一孔42，孔42带一大直径部分43，以及，一个支承法兰50，具有孔，凸台51，小孔和管52。主管20的开口端及支管30的相对端随后被清除，如上所述，表层45被从节气门段40的连接部分除去，该连接部分将被加工和暴露在钎焊焊料71之下，连接部分包括主管插入其中的端面，限定其内园周面的大直径部分以及台阶表面44，并且还从节气门段40的非连接部分除去，该非连接部分即使当钎焊之后，也将与钎焊焊料71保持非接触状态，非连接部分包括节气门段40外园周面的指定区域以及限定其内园周表面的孔，表层45从非连接部分除去，即为如下原因从节气门段40外园周面的指定区域除去。如果表层45没从主管插入端的节气门段40的外表面除去，焊接时的熔融钎焊焊料将扩散到达节气门段40的插入端面的外园周边沿，其结果是，由于毛细作用，该熔融钎焊焊料将流动于节气门段外园周上的表层45及其基本结构之间，这就引起如下可能，即一个不足的钎焊焊料量将流入主管20及节气门段40之间的连接间隙，也就是说，主管20外园周表面及节气门段上限定了大直径部分43的内园周表面之间的间隙，以及主管20的端面和台阶部44之间的间隙，这就可能造成焊接缺陷，这一现象的出现可归因于作用在铸件上的表层和基体层之间的毛细渗透力，该渗透力大于作用在限定了内园周的大直径部分和主管外园周部分之间的渗透力，也大于台阶44和主管端面之间的渗透力。如上所述，当将表层从节气门段 40外园周面除去，焊接时熔融的钎焊焊料即使扩散到节气门段40的主管插入端面的外园周边缘，也不会进而扩散到节气门段40整个外园周面。因此，熔融钎焊焊料靠毛细渗透流入连接间隙，形成令人满意的钎焊接合。表层可用磨床，挫、刷子之类的方法机械地除去，或者是以电一化学等其他方法除去。

接着，如图6所示，每个支管30的一端插入对应的凸台22外端上加大的管形部分24，钎焊焊料70与每个增大管形部分24的支管插入的端面处及每一支管30的外圆周接触。主管20的开口端插入节气门段40大直径部分43，钎焊焊料71置于节气门段40的主管插入的端面处及主管20的外园周处（见图7（a））。之后，将焊剂（未示出）加入到钎焊焊料70、71中。通过在炉中钎焊将各元件接合在一起。这时，支管30也通过钎焊连接到支承法兰50上，当支承法兰50由可锻铝材构成时，每一凸台51形成与带增大管形部分24的管形凸台22相同的形状，并在连接法兰50的每一支管30端部外园周上，加工出与突出块31相同的突出块，以便形成与主管20和支管30间相同的钎焊连接。当支承法兰50为铸铝时，凸台51内部的孔成形为与带大直径部分43的节气门段40中的孔42相同形状，以及，表层从所要求部分除去，如在节气门段40中的情形一样，以便形成主管20和节气门段40之间相同的钎焊连接。

主管20和支管30之间，主管20和节气门段40之间及支管30和支承法兰50之间的钎焊连接方法，不限于上述方法，也可应用其他已知的钎焊方法。

参见示出本发明的另一实施例的图8，与第一个实施例的单一管 形部分24不同，主管20的管形凸台22，在其前端，加工有两个内径不同的增大管形部分80及81，第一个增大管形部分80与凸台22形成整体，用于容纳支管30的端部，并且有一个大约等于支管30外径的内径。第二增大管形部分81与第一部分80形成整体，用于保存钎焊焊料82，并具有比第一部分80大的内径。本实施例还与第一个实施例不同之处是，支管30的要被连接到主管20的端部外圆周上，没有任何突出块31，通过将支管端部对中地装配进第一个增大管形部分80，将钎焊焊料82放入第二个增大管形部分81，对组件加热，将支管30钎焊到主管20上。

参见示出本发明另一实施例的图9，主管20的管形凸台22与第一个增大管形部分83加工成一体，部分83具有一个内径，它等于支管30的外径加上突出块31两倍的凸起高，与第一个增大管形部分83形成整体的是第二个增大管形部分84，84具有一个比第一部分83大的内径，所加钎焊焊料存于第二部分84内及第一部分83内圆周和支管30外圆周之间的间隙中，有突出块31的地方除外，在这一实施例中，支管30以图8的实施例相同的方式被钎焊到主管20上。

参见本发明的另一实施例，一个用来保持钎焊焊料71的环形槽90，加工在节气门段40的插入主管的端面和孔42开口端的整个圆周边沿上。环形槽部分90的内园周表面不带有铸造产品上出现的表皮层。在这一性质上，本实施例不同于已述第一实施例，本实施例与第一实施例另一不同之处是，节气门段40外圆周面上的表皮层45不必除去。钎焊焊料71积在槽90中，并且也出现在限定了大直径部分43的节气门段40的内表面和主管20外圆周面 之间，以及台阶44和主管20端面之间（见图10（b））。通过铸造一个既不带大直径部分43也不带凹槽90的坯件，切削坯件形成上述部分43及90，并从限定孔42的内圆周面及端面除去表层，从而制成节气门段40。通过将主管20的开口端放入大直径部分43，之后如图10（a）所见，将钎焊焊料71放入凹槽90，并且对组件加热，将节气门段40钎焊到主管20上。这种情况下，不可能有熔融焊料流出环形槽部分90，并到达节气门段的主管插入端面的外圆周边缘。因此，熔料不会在节气门段40外圆周的表层45和基体层之间流动，而是靠毛细渗透流入接合间隙，形成满意的钎接。

在不背离本发明实质及基本特性情况下，本发明可不同地加以实施。因此，公开于此的实施例仅仅是为了说明的目的而不带限制性，可以理解，本发明的范围由所附权利要求限定而不被说明书限定，并且，所有权利要求范围及限定内的替换和改进方案均包括在权利要求中。

Claims (14)

1、一种内燃机进气歧管，由主管及支管构成，其特征在于所述主管由可锻铝材制成，该主管有一开口端，一与开口端相对的封闭端，其圆周壁带有数个孔，这些孔各自被一管形部件包围，构成管形凸台，该凸台与上述圆周壁形成一体，所述支管包括数个，并由可锻铝材制成，每个支管的一端装入并连接在每一管形凸台。

2、根据权利要求1的一种进气歧管，其特征在于主管和支管由AA6000型铝材构成。

3、根据权利要求1的一种进气歧管，其特征在于主管是由冷挤压制成的铝管。

4、根据权利要求1的一种进气歧管，其特征在于主管的封闭端被带有凹入球形内表面的壁所封闭。

5、根据权利要求1的一种进气歧管，其特征在于支管是由挤压制成的铝管。

6、根据权利要求1的一种进气歧管，其特征在于每一支管的一端通过装配处的钎焊连接到管形凸台。

7、根据权利要求1的一种进气歧管，其特征在于所述主管的开口端固定有一个铸铝接头，所述铸铝接头具有一贯穿延伸的孔，主管的开口端插入其中。

8、一种制造进气歧管的方法，其特征在于包括下述步骤：

制备一个由可锻铝材制成的主管，该主管带有一开口端和一与该开口端相对的封闭端，制备多个由可锻铝材构成的支管，这些支管带有相对的开口端。

在主管圆周壁上形成孔，孔的数目等于支管的数目，

各自绕每一孔，与该圆周壁一体地加工出外部管形凸台，这些管形凸台的内径等于支管的内径，

在每一管形凸台前端形成一个增大管形部分，该增大管形部分的内径大于支管的外径，

在每一支管的一端外圆周面上加工出一组外突出块，这些外突出块的凸出高度相等，并且周向间隔排布，以致当该支管的一端装入该增大管形部分时，这些突出块与增大管形部分内圆周面接触，以便在该内园周表面和外圆周表面间形成钎焊焊料保留间隙，

将每一支管所述的一端对中地装入增大管形部分，并通过钎焊将所述一端连接到该增大管形部分。

9、根据权利要求8的一种制造进气歧管的方法，其特征在于通过对主管毛坯的圆周壁将要连到支管处的位置进行鼓凸加工，形成带封闭端的管形凸台，除了其圆周边沿外，在凸台封闭端壁上加工出一个孔，并通过内缘翻边，向外弯曲余下的边沿部分，由此加工成每一管形凸台。

10、根据权利要求8的一种制造进气歧管的方法，其特征在于通过在主管毛坯将要连接支管的圆周壁处加工出一个孔，并通过内缘翻边，向外弯曲壁上限定孔的部分，由此加工出每一管形凸台。

11、根据权利要求8的一种制造进气歧管的方法，其特征在于所述增大管形部分包括第一增大管形部分和第二增大管形部分，在每一管形凸台前端整体地加工出第一增大管形部分后，又在其前端整体地加工出第二增大管形部分，用以保存钎焊焊料，第二增大管形部分的内径大于第一部分的内径，

将每一支管一端对中地装入第一增大管形部分，并通过钎焊将该支管连接到管形凸台。

12、根据权利要求11的一种制造进气歧管的方法，其特征在于还包括有这一步骤，即，在每一支管所述的一端外圆周表面上加工出数个外突出块，这些外突出块的凸起高度相等，并且周向间隔排布，以致当该支管的一端装入该第一增大管形部分时，这些突出块与第一增大管形部分的内圆周表面相接触。

13、根据权利要求8的一种制造进气歧管的方法，其特征在于还包括下述步骤：

制备一个具有一贯穿延伸的孔的铸铝接头，以便使主管的开口端能够插入，

通过加工将铸铝接头上用于连接主管的孔内圆周表面的表层以及插入主管一端的端面的表层除去，形成一清洁表面，同时也将铸铝接头上插入主管一端的外圆周表面的表层除去。

将主管的开口端插入铸铝接头的孔，以及

将钎焊焊料置于并使之与铸铝接头的主管插入的端面绕孔的开口部分，及主管的外园周处接触，通过钎焊将铸铝接头连接到主管上。

14、根据权利要求8的一种制造进气歧管的方法，其特征在于包括下述步骤：

制备一个具有一贯穿延伸的孔的铸铝接头，以便使主管的开口端能够插入，

在铸铝接头的插入主管的端面和所述孔的开口的整个圆周边沿上加工出一个保持钎焊焊料的环形槽，

通过加工将铸铝接头上用于连接主管的孔内圆周表面的表层以及上述环形槽的内圆周表面的表层除去，形成清洁表面，

将主管的开口端插入铸铝接头的孔，以及

将钎焊焊料置于铸铝接头的环形槽中，经钎焊将铸铝接头连接到主管上。

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