CN1856641A - 发动机冷却液跨接件组件 - Google Patents

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Abstract

本发明主要涉及适用于车辆发动机的冷却液跨接件和进气歧管组件以及其制造方法。该跨接件和歧管组件包括跨接件和歧管。该跨接件具有一形成于其中并在它的第一端和第二端之间延伸的通道。该歧管连接至跨接件的第一和第二端。该歧管设置有第一和第二开口，它们分别限定了第一和第二内表面。根据本发明，跨接件的第一端和第二端中的至少一个设置在歧管的第一和第二开口中的一个的内部，由此跨接件的第一端和第二端中的至少一个完全覆盖第一和第二开口之一的第一和第二内表面中的一个，从而防止流体与歧管的第一和第二开口之一的第一和第二内表面中的一个相接触。

Description

发动机冷却液跨接件组件
技术领域
本发明主要涉及车辆发动机，特别是涉及用于这种车辆发动机的改进的冷却液跨接件和进气歧管组件及其制造方法。
背景技术
通常用在V-型内燃机上的冷却液跨接件已为公众所知并且使用了多年。这种冷却液跨接件将发动机冷却液从发动机的一个气缸体或一侧携带至作为一部分发动机冷却液回路的相对的气缸体。通常，单独的或独立的冷却液跨接件通过多个螺纹紧固件，如螺栓，连接至进气歧管。
冷却液跨接件的一个例子公开在Boyd等人提出的申请号为WO01/12962A1的PCT申请中。在该申请中，冷却液跨接件是安装至V-型发动机的相对气缸盖的独立部分。
发明内容
本发明涉及适用于车辆发动机的冷却液跨接件和进气歧管组件及其制造方法。
跨接件和进气歧管组件包括跨接件和歧管。该跨接件具有一形成于其中并且在它的第一端和第二端之间延伸的通道。该歧管连接至跨接件的第一和第二端。该歧管设置有分别限定了第一和第二内表面的第一和第二开口。根据本发明，跨接件的第一端和第二端中的至少一个设置在歧管的第一和第二开口中的一个内，由此跨接件的第一端和第二端中的至少一个完全覆盖第一和第二开口之一的第一和第二内表面中的一个，从而防止流体与歧管的第一和第二开口之一的第一和第二内表面中的一个相接触。
当根据附图阅读下面的本发明的详细说明时，本发明的其它优点对于本领域技术人员将变得明显。
附图说明
图1是一平面图，示出了现有技术的包括流体跨接件和歧管组件的车辆发动机的部分交界面。
图2是沿表示现有技术的图1的线2-2截取的放大剖视图。
图3是沿表示现有技术的图1的线3-3截取的放大剖视图。
图4是一平面图，示出了根据本发明构造的包括流体跨接件和歧管组件的第一实施例的部分车辆发动机的交界面。
图5是沿图4的线5-5截取的放大剖视图。
图5A是一放大剖视图，示出了示于图5的一部分流体跨接件。
图6是沿图4的线6-6截取的放大剖视图。
图7是一平面图，示出了根据本发明构造的包括流体跨接件和歧管组件的第二实施例的部分车辆发动机。
图8是沿图7的线8-8截取的放大剖视图。
具体实施方式
现在参照附图，图1示出了现有技术中的通常以8指代的部分车辆发动机，其包括通常以10指代的现有技术的冷却液跨接件和进气歧管组件。现有技术冷却液跨接件和进气歧管组件10的一般结构和操作在本领域中是传统的。因此，仅对那些为充分理解本发明所必需的该现有技术冷却液跨接件和进气歧管组件10的部分作出详细解释和说明。
示出的该现有技术冷却液跨接件和进气歧管组件10被用于V-8型的内燃机，它的一部分示于图2和图3的现有技术中。该组件10将被安装在发动机本体14的气缸盖12上，它的一部分示于图2的现有技术中。该现有技术的组件10包括具有流体导管或跨接件壳体18的跨接件16。该跨接件壳体18限定了一通道20，在图3的现有技术中更好地示出了，该通道在跨接件壳体18的第一端22和第二端24之间延伸。典型地，现有技术的跨接件16由铸铝制成。可替换地，现有的跨接件16可由其它材料，例如其它金属和非金属制成。
跨接件壳体18第一和第二端22和24的每一个均包括多个第一孔26。适当的紧固件(未示出)延伸穿过壳体18的第一孔26，并以已知的方式可螺纹连接地容纳在进气歧管28中，以便将现有技术的跨接件16连接至歧管28。进气歧管28通常由聚合物材料，如尼龙制成。跨接件壳体18第一和第二端22和24的每一个均包括一个或多个第二孔30。适当的紧固件(未示出)延伸穿过跨接件壳体18的第二孔30，还穿过形成在进气歧管28中连带的孔(未示出)，并且该紧固件以已知的方式可螺纹连接地容纳在气缸盖12中，以便将跨接件16和进气歧管组件10连接至气缸盖12。典型地，该紧固件为螺纹紧固件，但是也可使用任何所需类型的紧固件。适当的紧固件(未示出)还延伸穿过歧管28的第三孔31，并且以已知的方式可螺纹连接地容纳在气缸盖12中，以便将现有技术的歧管28连接至气缸盖12。
在示于图1-3的现有技术的冷却液跨接件和进气歧管组件10中，跨接件壳体18包括一用于接收恒温器(未示出)的恒温器腔32。如图2的现有技术更好地示出的，一对流体密封装置34，如O型环或垫圈，被配置在设置于歧管28的凹槽36和38中。垫圈34在跨接件16和歧管28之间以及歧管28和气缸盖12之间有效地提供了不透流体的密封，以防止流体在它们之间泄漏。
可以理解，所示的现有技术的冷却液跨接件和进气歧管组件10在它的每一个端部需要至少两个分离的垫圈34和多个紧固件(未示出，但是需要至少五个这种紧固件)，该紧固件延伸穿过孔26以便将跨接件16连接至歧管28。正如上文讨论的，冷却液跨接件也可由聚合物，如尼龙制成。而且，通常使用的车辆防冻液或冷却液可包括含有甘醇的流体，如乙二醇。这种冷却液可化学降解由聚合物制成的歧管28，而导致该歧管的聚合物材料被溶解，从而降低了车辆的冷却性能  因此，所描述和所示的现有技术的跨接件和歧管组件10的结构以及用于生产该跨接件和歧管组件的方法在本领域中是传统的。
现在参照图4-6，示出了根据本发明第一实施例的通常以50指代的冷却液跨接件和进气歧管组件。在图解的冷却液跨接件和进气歧管组件50中，该组件优选地被“表面模压”，以便与现有技术的组件10相比，可从组件50中去除多个紧固件和至少一对垫圈。
示于图4的冷却液跨接件和进气歧管组件50被用于V-8类型的内燃机(仅示出了该内燃机的一部分)。可替换地，如果需要，本发明的冷却液跨接件和进气歧管组件50可被用于其它类型的发动机。该组件50将被安装到发动机本体14A的气缸盖12A上，该发动机本体的一部分示于图5。冷却液跨接件和进气歧管组件50包括进气歧管52和跨接件54。在所述实施例中，歧管52优选地由聚合物，如尼龙制成，跨接件54由金属，如铝制成。可替换地，如果需要，歧管52和/或跨接件54可由其它材料制成，例如其它金属和非金属。
跨接件54具有一流体导管或跨接件壳体56。该壳体56限定了一通道58，如图6所示，该通道在壳体56的第一端60和第二端62之间延伸。
参照图4和5，歧管52包括一上表面64，一相对的下表面66，和一对延伸穿过该两表面的开口68和70。开口68和70分别限定了内表面72和74。在图解的实施例中，内表面72和74具有一阶梯式的或变化的构造。如图4所示，跨接件56的第一端60和第二端62分别设置在歧管52的第一和第二开口68和70中，其目的将在下文讨论。
如图5更好地示出的，跨接件壳体56的第一端60延伸穿过歧管52的第一开口68，从而完全覆盖或包围歧管52的开口68的整个第一内表面72。结果，流体可因此被引导穿过跨接件16的传导壳体56的通道58，从而流体在与跨接件54的第一端60的接头或连接处不与歧管52的任何部分接触。
图5A更好地示出了，跨接件54的第一端60包括一限定了密封凹槽80的切向向外延伸的凸缘61。将在下文阐述的切向向处延伸的凹槽84形成于凸缘61的外表面中。尽管没有详细示出，但是跨接件54的第二端62相对于歧管52的第二开口70的接头或连接的结构与跨接件54的第一端60的接头或连接类似。
虽然在示于图4的冷却液跨接件和进气歧管组件50的实施例中同时示出了设置在第一和第二开口68和70内的跨接件54的第一和第二端60和62，但是这不是必需的。例如，如果需要，可仅将第一和第二端60和62之一设置在歧管52所需的开口中。
在组件50的图解实施例中，跨接件壳体56包括一用于接收恒温器(未示出)的恒温器腔76。流体密封装置78，如O-型环或垫圈，被置于设置在跨接件54的密封凹槽80中。垫圈78在跨接件54的第一端60和气缸盖12A之间有效地提供了不透流体的密封，以防止流体在它们之间发生泄漏。而且，流体可在不接触歧管52的任何部分的情况下流经跨接件54并到达发动机的另一侧，从而减少或防止聚合物的溶解，这种溶解可在如上讨论的与现有技术的跨接件和歧管组件10相关的已知发动机冷却液接触进气歧管材料时发生。
在图解实施例中，跨接件54优选地由相对坚固的材料制成。更为优选地，跨接件54由金属，例如铝制成。最优选地，跨接件54由铸铝，例如铝319制成。可替换地，跨接件54可由其它材料，例如，其它金属、其它金属的合金以及非金属制成。还可以理解，跨接件54可由任何所需的方法制成，例如，铸造或液压成形。
优选地，歧管52由可通过造型工艺形成的塑料或聚合物材料制成。更优选地，歧管52由尼龙，例如尼龙6或尼龙6/6制成。但是，可以理解，歧管52可由任何其它所需的材料，例如，铝或铝的合金制成。可替换地，歧管52可由其它材料，例如，其它金属和非金属制成。
在图解实施例中，歧管52被紧固或连接至跨接件54的选定部分，例如第一和第二端60和62以及中心部分82。可替换地，如果需要，中心部分82可通过其它方法紧固至歧管52。歧管52可通过任何所需的方法紧固至跨接件54。优选地，如将要讨论的那样，在图解实施例中，歧管52在现场造型工艺过程中可通过与部件机械地连接在一起而被永久地紧固至跨接件54，从而形成了“表面模压(overmolding)”的冷却液跨接件和进气歧管组件50。在此使用的术语“表面模压”限定了一组件，其中跨接件54在造型工艺过程中被永久地连接或接合至歧管52以形成整体的连接在一起的组件。优选地，这种造型工艺可包括关于预成型的金属(或非金属)跨接件模压或成型塑性的歧管。
在这种造型工艺中，跨接件54优选地置于模子(未示出)的一部分铸型腔内。歧管材料，例如聚合物熔体随后被引入到铸型腔，以便聚合物熔体与跨接件54相接触。可以理解，整个跨接件54可被置于模子内，或者仅仅是跨接件54的选定部分被结合，例如第一和第二端60和62，以及中心部分82可被置于模子中。还可以理解，歧管52可通过任何其它所需的方法结合至跨接件54，例如使用粘结剂(未示出)或如图7和8所示的那样，并且将在下文对其进行描述。
优选地，歧管52的聚合物在造型工艺过程中机械地连接至跨接件54，以形成跨接件和进气歧管组件50。为实现该目的，可在跨接件54上设置一些构造，例如如图5所示的凹槽84，如图6所示的梯形槽86，突起(未示出)，以及凹槽和突起的结合，以便熔化的歧管材料在造型工艺过程中注满凹槽84和凹槽86。从而当歧管材料在凹槽84和凹槽86中硬化时，歧管材料将机械地锁定或连接至跨接件54。可以理解，凹槽和/或突起可以是任何所需的形状，如环形或圆柱形。
可替换地，歧管52可在现场铸造工艺过程中，与两个部件机械地连接在一起而永久性地紧固至跨接件54，其中，例如歧管52在部分跨接件54周围铸造以便将歧管52紧固至跨接件54。优选地，这种铸造工艺可包括在预成形的金属(或非金属)跨接件周围铸造或成型金属歧管。
还可以理解，跨接件壳体56也可具有安装在该处的部件，例如，支架(未示出)、排气再循环(EGR)阀(未示出)、冷却液温度传感器(未示出)，等等。
在使用中，跨接件54优选地安装在V-8型发动机的相对的气缸盖或其它部件之间。跨接件壳体56的第一端60优选地与位于一个气缸盖中的冷却液通道相连，并且该壳体56的第二端62优选地与位于另一气缸盖中的冷却液通道相连。
图4-6所示的跨接件和进气歧管组件50的示例性实施例已经在上下文的表面模压组件中被描述了。但是，可以理解，组件50可通过任何所需的方法来制造，其中歧管52与跨接件54连接。此外，跨接件54可通过任何其它所需的方法而连接至歧管52。例如，图7和8示出了通常以50’指代并根据本发明构造的跨接件和进气歧管组件的第二实施例，其示出了该替换实施例的一部分。
如图7和8所示的实施例，跨接件和进气歧管组件50’包括一进气歧管52’和一跨接件54’。优选地，歧管52’包括第一开口68’和第二开口(未示出，但通常相似于第一开口68’)，它们从歧管52’的上表面处延伸穿过歧管52’而到达下表面。第一开口68’优选地具有大体上为C-型的横截面，并且限定了第一内表面72’。优选地，导轨90从歧管52’的第一内表面72’向外延伸。尽管仅示出了歧管52’的第一内表面72’，但是可以理解，歧管52’的第二开口包括与第一开口68’大体上相同的特性。
流体密封装置，例如O-型环或垫圈(未示出)被置于设置在跨接件54’的通道58’的密封凹槽96中，用以防止流体在跨接件54’的第一端60’和气缸盖(在图8中未示出)之间泄漏。跨接件54’的第一端60’包括用于可滑动地接收歧管52’的导轨90的凹槽92。尽管没有示出，但是可以理解，歧管52’可包括用于可滑动地接收跨接件的导轨的凹槽。
优选地，跨接件54’可滑动地安装到歧管52’。如果需要，跨接件54’的第一端60’可通过任何所需的方法，例如通过焊接，或通过胶合或其它粘结剂保持在第一开口68’内。跨接件54’的第一端60’可通过紧固至歧管52’的附件94而以任何所需的紧固装置，例如螺纹紧固件(未示出)保持在第一开口68’内。如图8更好地示出的，跨接件54’的第一端60’完全覆盖住第一开口68’的第一内表面72’。
本发明的组件50，50’的一个优点是流体可被引导穿过跨接件5454’的通道58，58’，从而冷却液在接头或连接处不与歧管52，52’的任何部分接触。正如上文提及的现有技术的组件10，这种冷却液可与歧管52，52’的聚合物材料发生化学反应，由此导致该歧管的聚合物材料溶解，从而降低了车辆冷却系统的性能。与示于图1-3的现有技术的组件10相比，组件50，50’允许流体在不接触歧管52，52’的任何部分的情况下，流经歧管52，52’端部之间的跨接件54，54’。从而防止了在已知的发动机冷却液接触进气歧管材料时发生的聚合物溶解。
冷却液跨接件和进气歧管组件50，50’的另一优点是该组件优选地是如上所述的“表面模压”的。与现有技术的组件10相比，通过组件50，50’的表面模压可从组件50，50’去除多个紧固件。
表面模压组件50，50’的另一优点是与现有技术的组件10相比，可从组件50，50’上去除至少一对垫圈。如图5和5A所示，在跨接件54，54’的每一端部仅需要一个垫圈来防止流体在组件50，50’和气缸盖12A之间泄漏。
除上述优点以外，示于图7和8的组件50’的另一优点是可滑动安装的跨接件54’。这种可滑动安装的跨接件54’可容易且便利地安装，并且容易且便利地移除以便进行维护，维修或替换。
本发明操作的原理和方法已在其优选实施例中描述了。但是，应该注意到，本发明在不脱离其范围的情况下，可通过除特别说明和描述的方法以外的方式来实施。

Claims (28)

1.一种适合于传导流体使其通过车辆发动机的跨接件和歧管组件，该导管和歧管组件包括：
跨接件，其具有形成于其中并且在它的第一端和第二端之间延伸的通道；和
连接至跨接件第一和第二端的歧管，该歧管具有第一和第二开口，该第一和第二开口分别限定了第一和第二内表面；
其中，跨接件的第一端和第二端中的至少一个设置在歧管的第一和第二开口中的一个的内部，由此跨接件的第一端和第二端中的至少一个完全覆盖第一和第二开口之一的第一和第二内表面中的一个，从而防止流体与歧管的第一和第二开口之一的第一和第二内表面中的所述一个相接触。
2.根据权利要求1所述的跨接件和歧管组件，其中歧管通过机械结合而连接至跨接件。
3.根据权利要求1所述的跨接件和歧管组件，其中歧管通过在跨接件的一个部分的周围形成歧管的一个部分而连接至跨接件。
4.根据权利要求1所述的跨接件和歧管组件，其中跨接件通过在跨接件的一个部分周围表面模压歧管的一个部分而连接至歧管。
5.根据权利要求1所述的跨接件和歧管组件，其中跨接件的第一端和第二端均设置在歧管的第一和第二开口内，从而跨接件的第一端和第二端均完全覆盖第一和第二开口的第一和第二内表面。
6.根据权利要求1所述的跨接件和歧管组件，其中跨接件永久性地连接至歧管。
7.根据权利要求1所述的跨接件和歧管组件，其中跨接件非永久性地连接至歧管。
8.根据权利要求7所述的跨接件和歧管组件，其中跨接件的第一端和第二端中的一个包括导轨和凹槽中的一个，并且在其内设置有第一和第二端的所述一个的第一和第二开口中的一个包括该导轨和该凹槽中的另一个，从而该跨接件可通过相对于彼此滑动地移动跨接件和歧管中的至少一个而连接至歧管。
9.根据权利要求1所述的跨接件和歧管组件，其中跨接件和歧管由不同的材料制成。
10.根据权利要求9所述的跨接件和歧管组件，其中跨接件由金属材料制成，而歧管由非金属材料制成。
11.根据权利要求1所述的跨接件和歧管组件，其中跨接件和歧管由类似的材料制成。
12.一种适用于车辆发动机的跨接件和歧管组件，包括：
跨接件，其由金属材料制成并且具有一形成于其中并在它的第一端和第二端之间延伸的通道；和
歧管，其由非金属材料制成并连接至跨接件的第一和第二端，该歧管具有第一和第二开口，该第一和第二开口分别限定了第一和第二内表面；
其中，跨接件的第一端和第二端分别设置在歧管的第一和第二开口内，由此跨接件的第一端和第二端完全覆盖第一和第二开口的各自的第一和第二内表面，从而防止流体与歧管的第一和第二开口的第一和第二内表面相接触。
13.根据权利要求12所述的跨接件和歧管组件，其中歧管通过机械结合而连接至跨接件。
14.根据权利要求12所述的跨接件和歧管组件，其中跨接件通过在跨接件的一部分周围表面模压歧管的一部分而连接至歧管。
15.根据权利要求12所述的跨接件和歧管组件，其中跨接件永久性地连接至歧管。
16.根据权利要求12所述的跨接件和歧管组件，其中跨接件非永久性地连接至歧管。
17.根据权利要求16所述的跨接件和歧管组件，其中跨接件的第一端和第二端包括导轨和凹槽中的一个，并且在其内设置有第一和第二端的第一和第二开口包括该导轨和该凹槽中的另一个，从而该跨接件可通过相对于彼此滑动地移动跨接件和歧管中的至少一个而连接至歧管。
18.一种制造用于传导流体使其通过车辆发动机的跨接件和歧管组件的方法，该方法包括步骤：
a.提供一跨接件，该跨接件具有一形成于其中并且在它的第一端和第二端之间延伸的通道；
b.提供一具有第一和第二开口的歧管，该第一和第二开口分别限定了第一和第二内表面；和
c.将歧管连接至跨接件的第一和第二端，其中跨接件的第一端和第二端中的至少一个设置在歧管的第一和第二开口中的一个的内部，由此跨接件的第一端和第二端中的至少一个完全覆盖第一和第二开口中的一个的第一和第二内表面中的一个，从而防止流体与歧管的第一和第二开口的所述一个的第一和第二内表面中的所述一个相接触。
19.根据权利要求18所述的方法，其中步骤(c)包括通过在跨接件的一个部分周围形成歧管而将歧管连接至跨接件的第一和第二端。
20.根据权利要求18所述的方法，其中步骤(c)包括通过机械地结合歧管和跨接件而将歧管连接至跨接件的第一和第二端。
21.根据权利要求18所述的方法，其中步骤(c)包括通过在跨接件的一个部分周围表面模压歧管的一个部分而将歧管连接至跨接件的第一和第二端。
22.根据权利要求18所述的方法，其中跨接件的第一端和第二端均设置在歧管的第一和第二开口内，从而跨接件的第一端和第二端均完全覆盖第一和第二开口的第一和第二内表面。
23.根据权利要求18所述的方法，其中在步骤(c)中，跨接件非永久性地连接至歧管。
24.根据权利要求23所述的方法，其中跨接件的第一端和第二端中的一个包括导轨和凹槽中的一个，并且在其内设置有第一和第二端中的一个的第一和第二开口中的一个包括该导轨和该凹槽中的另一个，从而该跨接件可通过相对于彼此滑动地移动跨接件和歧管中的至少一个而连接至歧管。
25.根据权利要求18所述的方法，其中在步骤(c)中，跨接件永久性地连接至歧管。
26.根据权利要求18所述的方法，其中跨接件和歧管由不同的材料制成。
27.根据权利要求18所述的方法，其中跨接件由金属材料制成，而歧管由非金属材料制成。
28.根据权利要求18所述的方法，其中跨接件和歧管由类似的材料制成。
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