CN105822466B - 经由结构支柱的进气歧管二次气体分配 - Google Patents

经由结构支柱的进气歧管二次气体分配 Download PDF

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Abstract

一种用于内燃发动机的进气歧管包括带有外部凸缘的上壳体构件和下壳体构件。壳体构件限定具有集气室和多个流道的歧管腔。上壳体包括上支柱，上支柱形成为凹入集气室中的具有通道壁和终点壁的凹陷部。下壳体包括下支柱，下支柱形成为凹入集气室中的具有通道壁和终点壁的凹陷部。终点壁被连接以提供穿过集气室的支撑件。其中一个支柱包括穿透通道壁的孔口。密封连接件从一个支柱延伸并且适于接收二次气体用于在集气室内混合。因此，能够在没有附加结构的情况下引入二次气体，其中附加结构会阻碍气体流动并且能够增加制造成本。

Description

经由结构支柱的进气歧管二次气体分配
技术领域
本发明通常涉及用于燃烧发动机的进气歧管，并且更具体地，涉及用于将二次气体引入通过进气歧管的主要燃料/空气混合物中的装置。
背景技术
用于内燃发动机的进气歧管通常由聚合物材料形成。为了降低由于在特定的发动机转速时产生的谐振频率而从进气歧管表面发出的噪声，已知的是在歧管的表面上设置内部和外部支撑并且提供由母体材料形成的内部支柱。内部支柱横穿歧管内的集气室腔，并且通常形成为在上壳体构件和下壳体构件中的凹陷部。每个凹陷部均具有通道壁和终点壁(terminus wall)并穿透集气室腔。上壳体构件和下壳体构件的终点壁摩擦焊接在一起，与此同时壳体构件的外部凸缘焊接在一起。
任何内部结构(例如支柱)可减少进气歧管内的流动面积，这能够限制发动机的峰值功率。可能增大进气歧管的尺寸来克服由于内部结构造成的流动面积的减少，但是歧管整体尺寸的相应增大会增加成本和重量以及使包装复杂化。
一种附加内部结构可包括用于将二次气体引导至进气歧管中以分配至发动机汽缸的部件。二次气体来源可包括排气气体再循环(EGR)系统、曲轴箱强制通风(PCV)系统以及燃料箱蒸汽回收系统。端口(包括管和喷射通道)可阻碍或中断在歧管内的空气流，特别是当若干这种端口被展开时。此外，有限的空间可用性会导致尝试将端口定位在狭窄地点，这使得连接至外部装置变得困难或导致干涉连接至歧管的其他部件。
发明内容
本发明将二次空气端口整合到支撑支柱中，这可优化二次气体的分配同时使阻碍最小化并且降低制造成本。
在本发明的一个方面中，进气歧管包括上壳体构件和下壳体构件。上壳体构件具有外部凸缘。下壳体构件具有连接至上壳体构件的外部凸缘的外部凸缘以限定具有集气室和多个流道的歧管腔。上壳体包括上支柱，上支柱形成为凹入集气室中的具有通道壁和终点壁的凹陷部。下壳体包括下支柱，下支柱形成为凹入集气室中的具有通道壁和终点壁的凹陷部。通道壁被连接以提供穿过集气室的支撑件(brace)。其中一个支柱包括穿透通道壁的孔口。密封连接件从一个支柱延伸并且适于接收二次气体用于在集气室中混合。
附图说明
图1为现有技术的进气歧管的剖面图。
图2为另一现有技术的进气歧管的横截面视图。
图3为本发明的部分上壳体的顶部透视图，其中二次气体端口包含在结构支柱内。
图4为本发明的另一实施例的二次气体端口的侧部横截面视图。
图5为示出了本发明的另一实施例的底部透视图。
图6为示出了用于本发明的另一实施例的二次气体通道的竖直横截面视图。
图7为示出了根据本发明的又一实施例的二次气体端口的竖直横截面视图。
图8为示出了本发明的包括导向器的另一实施例的底部透视图。
图9为沿图8的线9-9截取的通过支柱和导向器的水平横截面视图。
具体实施方式
参照图1，进气歧管10具有限定腔13的上壳体构件11和下壳体构件12。壳体构件11和12进一步限定入口14(入口14经由节气门主体接收燃料/空气混合物)、集气室部分15以及流道部分16，其中流道部分16具有多个流道，用于将集气室与对应的发动机汽缸(未示出)流体连接。上壳体构件11和下壳体构件12在第一外部凸缘17和第二外部凸缘18处连接。两个支柱20和25在壳体构件11和12之间延伸通过腔13的集气室部分以提供减小歧管10的振动的支撑。
支柱20具有形成为凹入集气室部分15的外部表面中的凹陷部22的上支柱部分21。支柱20具有形成为凹入下壳体构件12的外部表面24中的凹陷部的下支柱部分23。凸缘17和18通过摩擦焊接工艺连接在一起，在此期间，支柱部分21和23的相邻端被摩擦焊接，因而制造出在上壳体构件11与下壳体构件12之间延伸的单件式大致刚性的支柱20。额外的支柱(例如，支柱25)能够以相同的方式装配。二次气体端口能够整合到不止一个支柱中，但是一个这种端口将正常地提供足够的气体容量。当期望在相对于流道的多个不同的位置喷射二次气体时多个端口是有用的。
图2示出了另一个现有技术的进气歧管26，该进气歧管26具有上壳体构件27、下壳体构件28以及中间壳体构件29。如本技术中已知的，多个连接点(例如，外部凸缘30)可被摩擦焊接以形成壳体构件27至29的组件。上壳体构件27具有上支柱31，上支柱31形成为带有通道壁32和终点壁33的凹陷部，其中通道壁32通常为圆柱形的。下壳体构件28具有下支柱34，下支柱34形成为带有通道壁35和终点壁36的凹陷部。终点壁33和36沿它们在37处的邻接端被摩擦焊接。
在壳体构件中的上支柱或下支柱为定位二次气体端口提供有利的地点，特别是朝向集气室部分的靠近进气歧管的主入口的端部上游定位的支柱。如在图3中所示，上壳体构件40具有通向集气室部分42的歧管入口41，其中集气室部分42供给多个流道43。上支柱44包括接收安装在壳体构件40上的密封连接件45的凹陷部，该密封连接件45适于与二次气体源(例如，EGR管路或PCV管路)连接并且将二次气体经由在支柱44中形成的孔口输送到集气室部分42中。
图4更详细地示出了二次气体端口，其中上壳体构件50包括形成有通道壁51和终点壁52的上支柱。壁52与下壳体构件53在下支柱54的终点壁55处通过常见方式连接。密封连接件56包括中空主体，并且可包括用于接收二次气体管路或软管(未示出)的侧部进入管56’。圆柱形中空主体57延伸进入通道壁51并且具有端部58。O形环密封件60在与终点壁52间隔开的位置处被压缩在通道壁51与中空主体57的外部表面之间。孔59在端部58与O形环密封件60之间定位在主体57中。孔59与通道壁51中的孔口61对准，以通过密封连接件56输送二次气体并使其进入集气室腔，用于与通过流道被分配至汽缸的主要燃料/空气混合物混合。
为了压缩密封件60以及将密封连接件56保持在其位于通道壁51内的期望的插入位置，可使用支架62。从主体57延伸的凸缘63抵靠支架62。支架62具有被上壳体构件50上的支柱65捕获的第一端64以及具有通过紧固件(例如，螺钉)67固定至上壳体构件50的第二端66。本领域中的技术人员将会想到许多其他的连接方法，例如粘接或其他的紧固类型。
图5示出了修改的实施例，其中上支柱的通道壁51具有多个孔口70以分配集气室腔内的二次气体。孔口70的数量、尺寸和位置可根据期望的流量和流动方向调节。
图6示出了另一个实施例，其中上支柱形成为具有通道壁72和用于与下支柱74连接的终点壁73的凹陷部71。通道壁72具有相反导向的孔口75和76，该相反导向的孔口75和76经由具有敞开端79的密封连接件的输送管77接收二次气体。O形环密封件78防止二次气体在凹陷部71周围或通过凹陷部71泄露。
图7示出了另一个实施例，其中上壳体构件80和下壳体构件81具有上支柱部分82和下支柱部分83。上支柱部分82具有通道壁84和终点壁85。通道壁84包括孔口86并且具有向上延伸部87以提供整体式上圆柱形管，其中盖88安装至该整体式上圆柱形管。盖88具有连接至管延伸部87的圆柱形凸缘90以提供气体紧密密封。盖88上的凸头91提供软管连接以便通过上支柱82以及通过孔口86将二次气体输送到集气室腔中。
图8示出了进一步的修改，其中上壳体构件93具有上支柱部分94。通道壁95包括孔96和二次气体流动导向器97。流动导向器97的目的是定向二次气体的出口流以便达到二次气体与主要燃料/空气混合物的期望的混合以及将二次流朝向集气室的期望区域或特定流道引导。如在图9中所示，导向器97可作为弯曲翼片从通道壁95延伸至孔口96上方。密封连接管98设置在通道壁95内，其中孔99与孔口96对准以便输送二次气体流100。
通过将二次气体端口如上所公开地整合到进气歧管的结构性支柱中，本发明由于减小了对流动的内部障碍而实现了提高的流量。本发明能够以低成本使用优良的建造工艺制造。具体地，聚合物上壳体构件能够通过已知材料模制成具有外部凸缘和上支柱部分，上支柱部分形成为具有通道壁和终点壁的凹陷部。聚合物下壳体构件也模制成具有外部凸缘和下支柱部分，下支柱部分形成为具有通道壁和终点壁的凹陷部。上壳体构件和下壳体构件能够在外部凸缘以及在终点壁处摩擦焊接以限定具有连接的支柱部分的集气室，该连接的支柱部分提供穿过集气室的支撑从而减小振动。其中一个壳体构件的通道壁包括孔口(例如，由于原始模制形状或通过二次操作例如钻孔形成)。密封连接件被安装至壳体构件，使得该密封连接件从一个壳体构件的支柱部分延伸从而适用于通过孔口传输二次气体以用于集气室内的混合。

Claims (10)

1.一种进气歧管，包括：
带有外部凸缘的上壳体构件；
下壳体构件，所述下壳体构件带有连接至所述上壳体构件的所述外部凸缘的外部凸缘以限定具有集气室和多个流道的歧管腔，其中所述上壳体包括上支柱，所述上支柱形成为凹入所述集气室中的具有通道壁和终点壁的凹陷部，其中所述下壳体包括下支柱，所述下支柱形成为凹入所述集气室中的具有通道壁和终点壁的凹陷部，其中所述通道壁被连接以提供穿过所述集气室的支撑，并且其中，所述支柱中的其中一个支柱包括穿透所述通道壁的孔口；以及
密封连接件，所述密封连接件从所述其中一个支柱延伸并且适于接收二次气体用于在所述集气室内混合。
2.根据权利要求1所述的歧管，其中，所述连接件包括通过O形环对所述通道壁密封的单独组件，其中所述孔口设置在所述O形环与所述通道壁中间。
3.根据权利要求2所述的歧管，进一步包括支架，所述支架将所述连接件安装在所述壳体构件上并且压缩所述O形环。
4.根据权利要求1所述的歧管，其中，所述上壳体构件和所述下壳体构件包括模塑聚合物材料，并且其中所述外部凸缘和所述通道壁通过摩擦焊接连接。
5.根据权利要求1所述的歧管，其中，所述其中一个支柱是所述上支柱。
6.根据权利要求1所述的歧管，进一步包括在所述其中一个支柱的所述通道壁的集气室侧上的流动导向装置以将通过所述孔口的二次气体偏转进入所述集气室。
7.一种用于燃烧发动机的进气歧管，包括：
集气室腔；
将所述集气室腔连接至所述发动机的汽缸的多个流道；以及
穿过所述集气室腔的内部以减小振动的支柱，其中所述支柱包括具有孔口的管状通道壁，其中密封连接件从所述支柱延伸并且适于将二次气体输送至所述孔口并且进入所述集气室腔。
8.根据权利要求7所述的歧管，进一步包括在所述通道壁的邻近所述孔口的集气室侧上的流动导向装置以使通过所述孔口的二次气体偏转，从而用于分配至所述流道。
9.根据权利要求7所述的歧管，包括模塑聚合物材料，其中所述支柱与至少一部分的所述集气室腔一体模制而成。
10.一种制造用于内燃发动机的进气歧管的方法，包括以下步骤：
模制具有外部凸缘和上支柱部分的聚合物上壳体构件，所述上支柱部分形成为具有通道壁和终点壁的凹陷部；
模制具有外部凸缘和下支柱部分的聚合物下壳体构件，所述下支柱部分形成为具有通道壁和终点壁的凹陷部；
在所述外部凸缘和所述终点壁处摩擦焊接所述上壳体构件和所述下壳体构件以限定集气室，所述集气室具有连接的支柱部分以提供穿过所述集气室的支撑从而减少振动，其中，其中一个壳体构件的所述通道壁包括孔口；以及
安装密封连接件，所述密封连接件从所述其中一个壳体构件的所述支柱部分延伸并且适于通过所述孔口输送二次气体用于在所述集气室内混合。
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