CN104875360B

CN104875360B - 进气管和进气管的成型方法

Info

Publication number: CN104875360B
Application number: CN201510088104.7A
Authority: CN
Inventors: 迪理山·费尔南多
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-02-28
Filing date: 2015-02-26
Publication date: 2017-11-10
Anticipated expiration: 2035-02-26
Also published as: JP2015163780A; JP5949809B2; US20150246467A1; EP2915653A1; US9789635B2; BR102015004027A2; CN104875360A

Abstract

本发明涉及进气管和进气管的成型方法。提供了一种包括具有弯曲形状的弯曲部(10)的进气管和一种进气管的成型方法。在所述进气管的成型方法中，通过下列步骤使所述具有弯曲形状的进气管成型：通过注射成型，使包括具有大曲率的弯曲部(10)的下游管部(2)成型的步骤；和通过吹塑成型，使上游管部(1)成型的步骤。

Description

进气管和进气管的成型方法

技术领域

本发明涉及一种设置在内燃机中的进气管，以及一种该进气管的成型方法。

背景技术

内燃机包括被构造成将进气引入燃烧室的进气管。通常根据内燃机的安装空间、被附接至内燃机的其它组件的位置，使进气管成型为弯曲形状。

PCT申请No.2000-508397(JP-A-2000-508397)的公开的日本翻译文本描述了通过吹塑成型使进气管成型。在吹塑成型时，组件通常以下列方式成型。也就是说，熔化树脂等，并且从挤出机将树脂等挤出为管状形状，由此挤出的树脂被模具夹持。在该状态下，树脂为刚从挤出机挤出的形状，但是在具有管状形状的树脂内部吹入空气，使得抵着模具的内表面推动熔化的树脂。然后，树脂冷却从而变硬。因而，完成了具有沿模具的内表面形状的外部形状的管状组件。通过采用这种吹塑成型，能够易于使具有弯曲复杂外部形状的管状组件，如进气管成型。

同时，在吹塑成型时，能够使管状组件精确地成型，使得管状组件的外部形状符合模具的内表面。然而，通过从树脂的内部吹入空气，以抵着模具推动该树脂来执行成型，所以难以控制树脂的壁厚。例如，在通过由此吹入的空气而抵着模具挤压树脂时，管状组件的伸展程度大的部分具有薄的壁厚，而管状组件的伸展程度小的部分具有厚的壁厚。

因此，如JP-A-2000-508397中所述，在通过吹塑成型制造进气管的情况下，特别是进气管的弯曲部被构造成使得：弯曲部的具有小曲率的外部的树脂伸展，而弯曲部的具有与大曲率的内侧部的树脂伸展的程度小。由于该原因，具有大曲率的内侧部的壁厚可能厚。注意，随着弯曲部的曲率更大，这种内侧部的壁厚增大就更显著。当壁厚变得如此厚时，弯曲部中的通道截面积减小，使得压力损失可能变大。此外，当通道截面积减小时，在进气管内部流动的空气的流速增大。结果，在进气管内部流动的空气可能与弯曲部的内壁表面分离，这可能易于在其空气流中导致扰动。因此，在通过吹塑成型制造具有弯曲部的进气管的情况下，进气管的压力损失可能增大。

发明内容

本发明基于上述问题完成，并且提供一种能够抑制压力损失的进气管，以及一种该进气管的成型方法。

由于该原因，本发明的一方面提供一种进气管的成型方法，该进气管包括具有弯曲形状的弯曲部。该进气管的成型方法包括：通过注射成型而成型的步骤，以及通过吹塑成型而成型的步骤。在通过注射成型而成型的步骤中，通过注射成型使进气管的一部分成型，该一部分包括具有最大曲率的弯曲部。在通过吹塑成型而成型的步骤中，通过吹塑成型使进气管的除了通过吹塑成型而成型的该一部分之外的其它部分成型。

在注射成型时，通过使用内模具和外模具来使进气管成型。例如，通过使用外模具和芯体使进气管成型。出于该原因，通过调节模具和芯体之间的间隙的大小，能够将进气管的壁厚精确地调节为期望厚度。

在上述成型方法中，通过注射成型使进气管的一部分成型，该一部分包括具有最大曲率的部分。因此，能够将具有最大曲率的部分的壁厚精确地调节为期望厚度。因此，与通过吹塑成型使整个进气管成型的情况相比，能够抑制进气管壁厚的增大，并且抑制进气管的通道截面积的缩小。因此，能够抑制通道截面积减小导致的压力损失增大，并且抑制空气流速增大导致的空气流与进气管的内壁分离。

此外，当在进气管内部流动的空气的流速大时，由于进气管内表面的粗糙度，空气流易于扰动，使得压力损失易于增大。在这一点上，注射成型能够通过内模具控制进气管内表面的粗糙度。因此，在上述成型方法中，即使空气的流速大，也能够抑制进气管中的空气流扰动，并且抑制压力损失的增大。因此，根据上述成型方法，能够制造一种能够抑制压力损失的进气管。

此外，在该进气管的成型方法中，可通过注射成型使进气管的一部分成型，在该一部分中，弯曲部具有为预定值或大于所述预定值的曲率。可通过吹塑成型使进气管的其它部分成型，该其它部分具有比预定值小的曲率。

与上述成型方法相同，如果通过注射成型使进气管该一部分成型，其中在该一部分中，弯曲部具有为预定值或大于所述预定值的曲率并且可能导致压力损失，则能够更大程度地抑制进气管的压力损失。

此外，在该进气管的成型方法中，具有最大曲率的弯曲部可以是被构造成以锐角连接被连接至上游侧的管以及被连接至下游侧的管的弯曲部，并且可通过注射成型使进气管的包括该弯曲部的一部分成型。可通过吹塑成型使除了通过注射成型而成型的一部分之外的其它部分成型。

此外，在管在进气管中以锐角连接的情况下，即在进气管被弯曲成使得被连接至上游侧的管的延伸方向和被连接至下游侧的管的延伸方向形成的角度小于90°的情况下，在进气管内部流动的空气流的方向大程度地改变。由于该原因，在如此弯曲的部分处，空气流易于和进气管的内壁分离。

然而，在上述成型方法中，具有大曲率的弯曲部是被构造成以锐角连接被连接至上游侧的管和被连接至下游侧的管的弯曲部，并且通过注射成型使进气管的包括该弯曲部的该一部分成型。因此，即使空气的流速大，也能够抑制进气管中的空气流扰动。这使得能够抑制空气流分离，由此抑制压力损失增大。

此外，在该进气管的成型方法中，可通过使用具有弹性的树脂来执行注射成型。可通过使用比具有弹性的树脂硬的树脂来执行吹塑成型。

在上述成型方法中，通过使用具有弹性的树脂来使进气管的包括具有最大曲率的弯曲部的一部分成型。因此，在通过该成型方法制造的进气管的最大曲率部分被连接至其它组件的情况下，易于执行其装配。此外，在由具有弹性的树脂制成的所述一部分中吸收振动，使得能够抑制振动在进气管和其它组件之间传递。

在上述这种成型方法中，通过使用比形成具有最大曲率的所述一部分的树脂硬的树脂，使进气管的除了通过注射成型而成型的该一部分之外的其它部分成型。因此，能够确保以这种成型方法制造的进气管的耐久性。

因此，根据上述成型方法，能够制造确保耐久性、能够易于装配至其它组件并且具有抑制振动传递的功能的进气管。

本发明的另一方面提供一种包括具有弯曲形状的弯曲部的进气管。该进气管包括进气管的一部分和进气管的其它部分。进气管的该一部分包括具有最大曲率的弯曲部。通过注射成型使进气管的该一部分成型。进气管的该其它部分是除了通过注射成型而成型的该一部分之外的部分。通过吹塑成型使进气管的该其它部分成型。

在该进气管的构造中，通过注射成型使进气管的一部分成型，该一部分包括具有最大曲率的弯曲部。因此，能够将具有最大曲率的弯曲部的一部分的壁厚精确地调节为期望厚度。结果，与通过吹塑成型使整个进气管成型的情况相比，能够抑制进气管壁厚的增大。因此，能够抑制通道截面积减小导致的压力损失的增大。因此，能够抑制空气流速增大导致的空气流与进气管的内壁分离。

此外，当在进气管内部流动的空气的流速大时，由于进气管的内表面的粗糙度，空气流易于扰动，使得压力损失易于增大。在这一点上，注射成型能够通过内模具来控制进气管的内表面的粗糙度。因此，在上述构造中，即使空气的流速大，也能够抑制在具有最大曲率的所述一部分处的空气流扰动，并且抑制压力损失的增大。因此，根据该进气管构造，能够抑制压力损失。

此外，在该进气管中，可通过注射成型使进气管的一部分成型，在该一部分中，弯曲部具有大于预定值的曲率。可通过吹塑成型使进气管的其它部分成型。

此外，在该进气管中，可通过具有弹性的树脂来制造进气管的通过注射成型而成型的该一部分。可通过比具有弹性的树脂硬的树脂来制造进气管的通过吹塑成型而成型的其它部分。

在该进气管的构造中，进气管的通过注射成型而成型的该一部分具有弹性。因此，在通过注射成型而成型的该一部分被连接至进气管的其它部分的情况下，易于执行其装配。此外，由于通过注射成型而成型的该一部分具有弹性，所以在该一部分中吸收振动，所以能够抑制振动在进气管和其它组件之间传递。

同时，进气管的通过吹塑成型而成型的其它部分比进气管的通过注射成型而成型的该一部分硬。因此，能够在该进气管的通过吹塑成型而成型的其它部分中确保耐久性。由此，根据上述构造，能够易于执行进气管与其它组件的装配，同时确保耐久性。此外，也能够抑制振动的传递。

此外，在该进气管中，进气管的通过注射成型而成型的该一部分可包括弯曲部，该弯曲部被弯曲成以锐角连接被连接至上游侧的管和被连接至下游侧的管。

此外，在管在进气管中以锐角连接的情况下，即在进气管被弯曲成使得由被连接至上游侧的管的延伸方向和被连接至下游侧的管的延伸方向形成的角度小于90°的情况下，在进气管内部流动的空气流的方向大程度地改变。由于该原因，在由此弯曲的部分处，空气流易于和进气管的内壁分离。然而，在按上文所述构造的进气管中，通过注射成型使进气管的该一部分成型，该一部分包括弯曲部，该弯曲部被弯曲成以锐角连接被连接至上游侧的管和被连接至下游侧的管。因此，即使空气的流速大，也能够抑制空气流的扰动，并且抑制压力损失的增大。

在根据本发明的进气管和该进气管的成型方法中，通过注射成型使按上文所述构造的具有大曲率的一部分成型。这使得能够抑制在进气管内部流动的空气流与进气管分离，由此抑制压力损失的增大。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的例证性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中相同标识符指示相同元件，并且其中：

图1是本发明的一个实施例的进气管的透视图；

图2是以放大方式例示该实施例的进气管的弯曲部的截面图；

图3A和图3B是每个都示意性例示该实施例的进气管的成型方法的透视图；并且

图4是示意性例示在现有技术中的吹塑成型而成型的弯曲部内部流动的空气流的截面图。

具体实施方式

下面参考图1至图4描述进气管和该进气管的成型方法的一个实施例。如图1中所示，进气管大致为圆筒形管，在该圆筒形管中，两端都开口。进气管由下列部分组成：位于进气的流动方向上的上游侧(图1中的右侧)上的上游管部1；和位于进气的流动方向上的下游侧(图1中的左侧)上的下游管部2。

下游管部2由具有弹性的柔性树脂制成。下游管部2在其进气下游侧上的端部中具有开口3。例如，开口3被连接至增压器。

同时，上游管部1由比形成下游管部2的树脂硬的刚性树脂制成。上游管部1包括开口4，开口4在进气的流动方向上的上游侧上开口。例如，开口4被连接至空气滤清器。此外，上游管部1设有从上游管部1突出的两个凸缘5。每个凸缘5都具有附接孔6，使得通过穿过附接孔6的螺栓来将进气管紧固至内燃机。注意，上游管部1设有两个肋7，两个肋7彼此交叉，并且被设置在上游管部1的外周表面上。上游管部1具有根据被附接至内燃机的其它组件的位置等的弯曲形状。

然后，将参考图2描述下游管部2。如图2中所示，下游管部2包括：被连接至上游管部1的上游管8；和被连接至进气下游侧上的增压器的下游管9。上游管8和下游管9彼此连接成使得它们形成锐角。也就是说，下游管部2包括弯曲部10，弯曲部10被弯曲成使得角度θ为90°或更小，其中角度θ由以图2中的点划线指示的上游管8的延伸方向以及以图2中的双点划线指示的下游管9的延伸方向形成。

同时，虽然上游管部1设有具有小曲率的弯曲部，但是上游管部1不设有与下游管部2中设置的弯曲部10一样的弯曲部。本实施例中的图2中例示的上游管部1不设有由进气管中的上游管和下游管形成的角度θ为锐角的这样的弯曲部。出于该原因，在图1中例示的本实施例的进气管中，进气管中的上游管8和下游管9形成的角度θ为锐角的下游管部2的弯曲部10与进气管的具有大曲率的一部分对应，并且也与图2中所示的进气管的具有最大曲率的一部分对应。

参考图3A、3B，下面描述进气管的成型方法。如图3A中所示，在使进气管成型时，首先使上游管部1和下游管部2单独成型。通过使用外模具和芯体，使用具有弹性的柔性树脂经由注射成型使下游管部2成型，使得下游管部2的壁厚具有期望厚度。此外，通过使用比柔性树脂硬的刚性树脂经由吹塑成型使上游管部1与凸缘5和肋7一体地成型。

之后，如图3B中所示，在上游管部1和下游管部2位于预定的相对位置中的状态下，焊接上游管部1和下游管部2，使得上游管部1被连接至下游管部2。

然后，将参考图2和4，描述根据该实施例的进气管和该进气管的成型方法的操作。如图4中所示，在通过吹塑成型制造整个进气管使得整个进气管仅通过外模具成型的情况下，下游管部2的弯曲部10可能在具有大曲率的内侧部11中具有厚的壁厚。当弯曲部10的内侧部11的壁厚厚使得，在弯曲部10处的通道截面积S2变得小于弯曲部10的其它部分的通道截面积，这使得空气难以在弯曲部10内部流动。此外，如图4中的箭头所示，当空气穿过具有小通道截面积的部分时，空气的流速增大。因此，在进气管内部流动的空气与弯曲部10的内侧部11的壁表面分离，使得易于扰动其空气流动。特别地，在进气管的弯曲部10的上游管8的延伸方向(图4中的点划线)以及弯曲部10的下游管9的延伸方向(图4中的双点划线)形成的角度θ为90°或更小的锐角时，在进气管内部流动的空气流的方向在弯曲部10处大程度地改变。这进一步易于导致空气流分离。

此外，在吹塑成型时，仅通过外模具执行成型，所以难以控制进气管的内表面的粗糙度。由于该原因，当在进气管内部流动的空气的流速大时，由于进气管的内表面的粗糙粗而扰动空气流，并且进气管的压力损失可能进一步增大。

因此，在通过吹塑成型制造整个进气管时，压力损失可能增大。同时，如图2中所示，在本实施例中，通过注射成型使下游管部2成型，该下游管部2包括在进气管中具有最大曲率的弯曲部10。在注射成型时，能够通过调节外模具和芯体之间的间隙的大小来精确地调节壁厚。因此，下游管部2中的弯曲部10被成型为使得该弯曲部10的壁厚是大致均匀的期望厚度。因此，如图2中所示，弯曲部10被构造成使得具有大曲率的内侧部11和具有小曲率的外侧部12具有大致相同的壁厚，使得弯曲部10的通道截面积S1大致均匀。也就是说，与如图4所示的整个进气管通过吹塑成型而成型的情况相比，弯曲部10的壁厚增大被抑制。

此外，如图2中所示，由于弯曲部10的上游管8的延伸方向(图2中的点划线)以及弯曲部10的下游管9的延伸方向(图2中的双点划线)形成的角度θ为90°或更小的锐角，所以在进气管内部流动的空气流的方向在弯曲部10处大程度地改变。由于该原因，如果空气的流速大，则空气流就可能与弯曲部10的内侧部11的壁表面分离。然而，在与本实施例中相同的通过注射成型制造进气管的情况下，与整个进气管通过吹塑成型制成的情况相比，弯曲部10的壁厚增大被抑制。因此，伴随通道截面积减小的空气的流速增大也被抑制。因此，这使得能够抑制空气流与弯曲部10的内侧部11的壁表面分离。

此外，由于通过使用芯体使弯曲部10成型，所以能够通过调节芯体的表面粗糙度来控制弯曲部10的内表面的粗糙度。因此，即使穿过弯曲部10的空气的流速大，也能够抑制空气流的扰动。

此外，通过使用具有弹性的柔性树脂来使在进气管的端部中设置的下游管部2成型。因此，在通过这种成型方法制造的进气管被连接至增压器的情况下，能够通过使下游管部2的开口3弹性变形来装配进气管，因而，易于执行其装配。此外，在具有这种弹性的下游管部2中吸收振动，使得抑制振动在下游管部2和增压器之间的传递。

同时，通过使用比形成下游管部2的树脂硬的刚性树脂来使上游管部1成型。因此，通过这种成型方法制造的进气管的上游管部1比下游管部2硬，使得提高了进气管的耐久性。

此外，由于上游管部1包括肋7，所以提高了上游管部1的硬度。因此，又进一步提高了耐久性。注意，在通过注射成型制造具有包括凸缘5和肋7的复杂形状的整个进气管的情况下，与吹塑成型相比，模具的数目增多，这可能增加制造成本以及制造工艺的数目。在这一点上，在本实施例中，上游管部1通过吹塑成型制成，使得能够实现制造成本的降低以及制造工艺数目的减少。

根据上述的以上实施例，能够实现下列效果。

(1)通过注射成型使包括弯曲部10的下游管部2成型，弯曲部10具有在进气管中的最大曲率。这使得能够抑制弯曲部10的壁厚增大导致的通道截面积缩小。此外，能够抑制空气流与弯曲部10的内侧部11的壁表面分离。此外，能够抑制内表面的粗糙度导致的压力损失的增大。因此，能够抑制进气管的压力损失。

(2)通过使用具有弹性的柔性树脂来使下游管部2成型，并且通过使用比下游管部2硬的刚性树脂来使上游管部1成型。因此，能够易于执行与其它组件的装配，同时确保进气管的耐久性。此外，也能够抑制振动的传递。

注意，上述实施例能够按下文变型。

-上述实施例示出下游管部2包括具有最大曲率的一个弯曲部10的实例。然而，作为本实施例的变型1，下游管部2可包括具有大曲率的多个弯曲部。甚至通过这种构造，能够实现与效果(1)和(2)相同的效果。

-此外，作为本实施例的变型2，在这种构造中，在进气管中的弯曲部中，不仅是具有最大曲率的弯曲部，而且具有超过预定值的曲率的弯曲部也可通过注射成型来成型。注意，期望在通过吹塑成型使弯曲部成型时，预定值为可能导致压力损失增大的弯曲部的曲率中的最小值。根据这种构造，能够进一步抑制进气管的压力损失。

-在上述实施例中，上游管部1通过焊接被连接至下游管部2。然而，作为本实施例的变型3，它们的连接方法可能为其它方法，包括一种通过使用粘合剂来粘合它们的方法。

-除了变型1至3，还可采用下列变型。也就是说，可不通过吹塑成型使凸缘5和肋7以及上游管部1一起成型。例如，在通过吹塑成型使上游管部1成型后，凸缘5和肋7可以被粘附至上游管部1。作为替换，可不在上游管部1中设置凸缘5和肋7。

-上述实施例涉及下游管部2设有具有最大曲率的弯曲部10的实例。然而，可在上游管部1中设置弯曲部10。在该情况下，可通过注射成型使上游管部1的具有弯曲部的一部分成型，并且可通过吹塑成型使除了通过注射成型而成型的该一部分之外的其它部分成型。甚至通过这种构造，能够产生与效果(1)相同的效果。

-可通过使用具有弹性的树脂使上游管部1的开口4成型，并且可通过使用比开口4硬的树脂使上游管部1的除了开口4之外的其它部分成型。根据这种构造，能够进一步易于将进气管装配至空气滤清器。也就是说，如果通过使用具有弹性的树脂来使被设置在进气管的两端处的开口成型，则能够易于装配进气管。

-在上述实施例中，通过使用具有弹性的柔性树脂来使下游管部2成型，并且通过使用比形成下游管部2的柔性树脂硬的刚性树脂来使上游管部1成型。然而，可通过使用与形成下游管部2的柔性树脂具有相同硬度的树脂或者通过使用比形成下游管部2的树脂软的树脂来使上游管部1成型。甚至通过这种构造，也能够产生与效果(1)相同的效果。

-在上述实施例中，通过使用具有弹性的柔性树脂来使下游管部2成型，但是可省略这种构造。例如，可通过使用刚性树脂来使整个进气管成型。

-作为实例，上述实施例涉及这样一种构造，即在下游管部2的弯曲部10中，由上游管8和下游管9形成的角度θ为锐角。然而，可将上述相同构造应用于由上游管8和下游管9形成的角度θ为钝角的情况。也就是说，即使在弯曲部10的角度θ为钝角的情况下，如果弯曲部10的曲率最大，并且压力损失可能在通过吹塑成型使弯曲部10成型时增大，则可能通过注射成型来使弯曲部成型。

Claims

1.一种进气管的成型方法，所述进气管包括具有弯曲形状的弯曲部(10)，所述成型方法的特征在于包括：

使用具有弹性的树脂通过注射成型使所述进气管的一部分(2)成型，所述一部分(2)包括具有最大曲率的所述弯曲部(10)；和

使用比所述具有弹性的树脂硬的树脂通过吹塑成型使所述进气管的通过吹塑成型的其它部分(1)成型，所述其它部分(1)是除了通过所述注射成型而成型的所述一部分(2)之外的部分，其中

所述进气管的所述一部分(2)通过所述注射成型而成型，在所述一部分(2)中，所述弯曲部(10)具有比预定值大的曲率，并且

所述进气管的所述其它部分(1)通过所述吹塑成型而成型，所述其它部分(1)具有为所述预定值或小于所述预定值的曲率，

其中，所述预定值为在通过吹塑成型使所述弯曲部成型时能导致压力损失增大的弯曲部曲率中的最小值。

2.根据权利要求1所述的进气管的成型方法，其特征在于：

具有所述最大曲率的所述弯曲部(10)是被构造成以锐角连接被连接至上游侧的管和被连接至下游侧的管的弯曲部(10)，

所述进气管的所述一部分(2)通过所述注射成型而成型，所述一部分(2)包括所述弯曲部(10)，并且

所述进气管的所述其它部分(1)通过所述吹塑成型而成型，所述其它部分(1)是除了通过所述注射成型而成型的所述一部分(2)之外的部分。

3.一种进气管，所述进气管包括具有弯曲形状的弯曲部，所述进气管的特征在于包括：

所述进气管的一部分，所述一部分包括具有最大曲率的弯曲部，使用具有弹性的树脂通过注射成型使所述进气管的所述一部分成型；和

所述进气管的其它部分，所述其它部分是除了通过所述注射成型而成型的所述一部分之外的部分，所述进气管的所述其它部分使用比所述具有弹性的树脂硬的树脂通过吹塑成型而成型，其中

所述进气管的所述其它部分(1)通过所述吹塑成型而成型，

4.根据权利要求3所述的进气管，其特征在于：

通过所述注射成型而成型的所述进气管的所述一部分(2)包括被弯曲成以锐角连接被连接至上游侧的管和被连接至下游侧的管的所述弯曲部(10)。