进气歧管、立柱装置及密封装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种用于内燃机的进气歧管，包括：第一壳体；第二壳体；从第一壳体伸出的第一立柱部分；从第二壳体伸出的第二立柱部分，第一立柱部分和第二立柱部分中的一个内形成有沟槽；以及安装在沟槽中的密封件。通过本实用新型的技术方案，可利用在不同位置构造的沟槽和密封件来实现对立柱的连接的密封。本实用新型还提供了一种用于进气歧管的立柱装置及一种用于进气歧管的立柱的密封装置。该方案既可极大减小立柱尺寸，又非常适用于实际生产应用，因此适合在内燃机的进气歧管中应用来降低歧管表面发出的噪音并提高强度。
【专利说明】进气歧管、立柱装置及密封装置
【技术领域】
[0001]本实用新型总的来说涉及内燃机的进气歧管。更具体地，本实用新型涉及用于进气歧管的立柱的密封装置。
【背景技术】
[0002]内燃机的现代进气歧管通常由多种材料形成，包括金属材料和聚合物材料。通常需要内加强肋和外加强肋(在歧管的表面上形成)来降低从歧管表面发出的噪声(降低NVH)并提供强度，从而允许在增加压力的同时防止在回火条件下歧管失效。在没有这种立柱的情况下，歧管将仅包括不受支撑的大面板，其倾向于共振并产生不期望的噪声。不受支撑的歧管在上述回火条件下还易于损坏。
[0003]内加强肋通常以立柱的形式设置，其可由与歧管的母体材料相同或不同的材料形成。在高性能发动机应用中，进气歧管中的立柱的尺寸会对发动机的性能造成负面影响。这些立柱的尺寸通常由焊缝宽度、上下壳体之间的界面以及立柱上拔模斜度需求和立柱的焊接稳定性所决定。
[0004]立柱的尺寸通常会为气流效率带来挑战。如果采用较大立柱，则可能产生的结果是立柱的横截面区域将进气歧管内的流动区域减小至不可接受的程度。流动区域的这种减小可导致发动机的峰值功率受限。对于自然吸气发动机(包括不具有机械增压器或涡轮增压器所提供的类型的进气增压的发动机)而言，这一问题尤为重要。
[0005]由经验可知，可增大进气歧管的尺寸来弥补由立柱造成的流动区域的减小。然而，较大歧管既会增加生产成本又会增加重量，同时还会使封装复杂化。较大歧管还会要求增加立柱的数量或增大立柱的直径，无论哪种结果都可能违背配置立柱的初衷。
[0006]为减小立柱的直径，减小了焊缝的尺寸。立柱直径减小的同时也降低了爆裂强度。因此，减小焊缝的尺寸并不被认为是解决这一问题的方法。
[0007]随着进气歧管立柱的进一步发展，采用了不含焊缝的螺纹式螺栓，其将立柱直径从30mm减小至14mm(超过50% )。然而，在这种构造中，螺栓不提供任何密封功能并会产生通向大气的潜在泄露路径。响应于此，过去采用防尘帽来覆盖螺栓的头部，同时在螺栓头部与防尘帽内部之间涂覆RTV密封胶。然而，虽然这种方法在一定程度上提供了密封，但无法在生产环境下提供一种理想的解决方案。
[0008]因此，目前已知的解决方案不是脱离实际生产应用就是不够理想，这是因为他们对减小立柱产生的影响微乎其微或者不能提供充足的爆裂强度。因此，仍然需要一种在进气歧管内使用的表现出良好的空气流动性能、减小的NVH以及足够的爆裂强度的立柱。
实用新型内容
[0009]本实用新型的目的在于解决进气歧管的立柱的连接的气密封问题。
[0010]本实用新型克服了与现有的立柱设计相关的问题。具体地，示出了用于进气歧管的立柱的密封装置，该立柱具有通过螺纹式紧固件固定在一起的第一部分和第二部分。每部分均从半个壳体中伸出，当两个壳体彼此连接时，形成该进气歧管。每部分均包括表面，当两个部分彼此连接时，上述表面彼此相对。
[0011]在两部分中的至少一个上形成有沟槽。密封件容纳在该沟槽中。紧固件孔在上述部分中形成。在一个部分中，紧固件孔穿过该部分。在另一部分中，在插入螺纹式螺栓或类似的紧固件用以连接这两部分并因此将一个壳体与另一壳体固定在一起时，在该孔的至少部分中形成有螺纹。(作为一种可能的替代，可将螺纹插入件配置在螺纹紧固件插入在部分中，用于连接)。
[0012]本实用新型示出了立柱密封解决方案的三个实施例。该密封方案可单独使用或结合使用以增强密封件的完整性。
[0013]在本实用新型的一个实施例中，在立柱部分的一个或两个表面上形成有密封件容纳沟槽。该密封件配置在该沟槽中。当两个部分紧固在一起时，会在两表面之间形成密封。
[0014]在本实用新型的另一实施例中，沟槽邻近立柱部分的开口形成，其中，螺纹式紧固件穿过该开口。密封件设置在沟槽中。当两个部分紧固在一起时，螺纹式紧固件的头部与立柱部分的机械紧固件穿过的孔之间形成密封件。
[0015]在本实用新型的第三实施例中，具有穿过其的紧固件通过孔的立柱部分具有由大致围绕紧固件通过孔的紧固件支撑壁和立柱壁所限定的内部。密封件的沟槽形成在立柱壁中。通道部分地形成在紧固件支撑壁与所述内立柱壁之间。U形帽安装在螺纹式紧固件的头部的上方。该帽的壁部分地容纳在紧固件支撑壁与内立柱壁之间的通道中。内立柱壁与U形帽的壁之间形成了密封。
[0016]根据本实用新型的第一方面，提供了一种用于内燃机的进气歧管，包括:第一壳体；第二壳体；从第一壳体伸出的第一立柱部分；从第二壳体伸出的第二立柱部分，第一立柱部分和第二立柱部分中的一个内形成有沟槽；以及安装在沟槽中的密封件。
[0017]优选地,第一立柱部分包括表面，第二立柱部分包括表面，这两个表面彼此相对，并且沟槽形成在其中一个表面中。
[0018]优选地，还包括用于将第一壳体和第二壳体固定在一起的螺纹式螺栓。
[0019]优选地，第一立柱部分和第二立柱部分中形成有紧固件孔，其中，紧固件孔中的一个为紧固件通孔，并且，沟槽邻近紧固件通孔形成。
[0020]优选地，螺纹式螺栓包括紧固件头部，并且，紧固件头帽安装在紧固件头部上方。
[0021]优选地,第一立柱部分和第二立柱部分中的一个包括内表面，并且，沟槽在内表面上形成，紧固件头帽与内表面之间在紧固件头帽安装至紧固件头部时形成密封。
[0022]优选地，紧固件头帽的横截面呈U形。
[0023]根据本实用新型的另一方面，提供了一种用于进气歧管的立柱装置，进气歧管具有第一壳体和第二壳体，立柱装置包括:从第一壳体伸出的第一立柱部分；从第二壳体伸出的第二立柱部分；在第一立柱部分和第二立柱部分的一个之中形成的沟槽；以及安装在沟槽中的密封件。
[0024]优选地,第一立柱部分包括表面，第二立柱部分包括表面，这两个表面彼此相对，并且沟槽形成在其中一个表面中。
[0025]优选地，还包括用于将第一壳体和第二壳体固定在一起的螺纹式螺栓。
[0026]优选地，第一立柱部分和第二立柱部分中形成有紧固件孔，其中，紧固件孔中的一个为紧固件通孔，并且，沟槽邻近紧固件通孔形成。
[0027]优选地，螺纹式螺栓包括紧固件头部，并且，紧固件头帽安装在紧固件头部上方。
[0028]优选地,第一立柱部分和第二立柱部分中的一个包括内表面，并且，沟槽在内表面上形成，紧固件头帽与内表面之间在紧固件头帽安装至紧固件头部时形成密封。
[0029]优选地，紧固件头帽的横截面呈U形。
[0030]根据本实用新型的再一方面，提供了一种用于进气歧管的立柱的密封装置，该立柱包括通过螺纹式紧固件固定在一起的第一部分和第二部分，该密封装置包括:至少在第一部分和第二部分的一个之中形成的沟槽；安装在沟槽中的密封件；形成在第一部分和第二部分的一个之中的紧固件通孔；以及形成在第一部分和第二部分的另一个之中并用于容纳螺纹式紧固件的螺纹的紧固件容纳孔。
[0031]优选地，还包括形成在第一部分上的表面和形成在第二部分上的表面，这两个表面彼此相对,并且沟槽形成在其中一个表面中。
[0032]优选地，还包括用于将第一部分与第二部分固定在一起的机械紧固件。
[0033]优选地，第一部分和第二部分中形成有紧固件孔，其中，紧固件孔中的一个为紧固件通孔，并且，沟槽邻近紧固件通孔的开口形成。
[0034]优选地，螺纹式紧固件包括紧固件头部，并且，紧固件头帽安装在紧固件头部上方。
[0035]优选地，第一部分和第二部分中的一个包括与紧固件孔间隔开的内表面，并且，沟槽在内表面上形成，紧固件头帽与内表面之间在紧固件头帽安装至紧固件头部时形成密封。
[0036]通过本实用新型的技术方案，可利用在不同位置构造的沟槽和密封件来实现对立柱的连接的密封。该方案既可极大减小立柱尺寸，又非常适用于实际生产应用，因此适合在内燃机的进气歧管中应用来降低歧管表面发出的噪音并提高强度。
[0037]当结合附图阅读了下面对优选实施例的详细描述后，上述优点和其他优点及特征是显而易见。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]为了更完整地理解本实用新型，现将参照附图中详细示出并在下文通过本实用新型的实例描述的实施例，在附图中:
[0039]图1是根据本实用新型的进气歧管的截面图；
[0040]图2示出了根据本实用新型的第一实施例的图1所示的立柱结构的特写视图；
[0041]图3示出了本实用新型的第二实施例；以及
[0042]图4示出了本实用新型的第三实施例。
【具体实施方式】
[0043]本领域普通技术人员应理解，参照任一附图示出和描述的实施例的不同特征可与一个或多个其他附图中所示的特征相结合以产生未明确示出或描述的可选实施例。所示特征的结合提供了典型应用的代表性实施例。然而，对于特定的应用或实施方式，会需要对这些特征做出符合本公开的教导的不同组合和修改。
[0044]图1示出了根据本实用新型的进气歧管的截面图，其通常示出为标号10。进气歧管10包括上壳体部分12和下壳体部分14。应当理解，描述壳体部分12、14时所引用的“上”和“下”仅仅是为了方便而不应视为限定。具体地，虽然传统上将如今车辆的进气歧管通常水平设置在发动机上方，但可以想到，根据本实用新型的进气歧管可以可选地垂直设置在发动机的旁侧。
[0045]上壳体部分12和下壳体部分14之间形成有腔室16。进气歧管10还包括节气门体安装凸缘18。多个进气流道20成形为上壳体部分12的一部分。应当理解，图1所述的进气歧管的整体构造为说明性的并且不应视为限制，还可能为其他结构而不背离本实用新型的精神和范围。
[0046]上壳体部分12具有两个向下延伸的上立柱22。下壳体部分14具有两个向上延伸的下立柱24。上壳体部分12和下壳体部分14通过诸如螺纹式螺栓26的机械紧固件连接在一起。螺纹式螺栓26均包括螺栓头部27。图1所示的立柱22、24和螺纹式螺栓26的位置和数量用于说明性目的且不应视为限定。
[0047]本实用新型从在上立柱和下立柱之间使用密封件中受益。下文描述了本实用新型的三个实施例。
[0048]参照图2，示出了根据本实用新型的第一实施例的图1所示的立柱结构的特写视图。该实施例通常旨在于上立柱22和下立柱24之间形成密封。该实施例可能与激光或声波焊接的歧管壳体相结合以避免在壳体焊接过程中对衬垫造成刮擦。此外，在壳体焊接之后仍存在标称间隙的情况下，该实施例可用以在螺栓拧紧过程中闭合该间隙。
[0049]上立柱22包括上立柱面28。下立柱24包括下立柱面30。下立柱面30中形成有密封沟槽32。由适用于高温高压应用的聚合材料(如聚四氟乙烯(PTFE))形成的密封件34设置在沟槽32内。其它材料也可能适于该目的。虽然沟槽32示出为在下立柱面30中形成，然而其也可能替代地或额外地在上立柱面28中形成。因此，根据本实用新型的第一实施例，通过密封件34在上立柱面28与下立柱面30之间形成了流体密封。
[0050]下立柱24中形成有光滑钻孔36，螺纹式螺栓26可自由穿过该孔。上立柱22中形成有孔38，螺纹式螺栓26的螺纹端在装配时旋入孔38中，从而在装配时将上壳体部分12与下壳体部分14牢固地配合。可选地，光滑钻孔36可在上立柱22中形成而孔38可在下立柱24中形成。
[0051]参照图3，示出了根据本实用新型的第二实施例的立柱结构的特写视图。该实施例通常旨在于螺栓头部27下方配置密封件。根据该实施例，配置了上立柱22’和下立柱24’。不同于在立柱面之间配置密封件及与其相关的讨论，而是邻近螺纹式螺栓26的螺栓头部27配置密封件40。更具体地，沟槽42环绕下立柱24’的光滑钻孔36的开放端形成。密封件40安装在沟槽42中。因此，根据本实用新型的第二实施例，通过密封件40在螺纹式螺栓26与下立柱24’之间形成了流体密封。
[0052]参照图4，示出了根据本实用新型的第三实施例的立柱结构的特写视图。根据该实施例，配置了上立柱22”和下立柱24”。不同于如图2所示在立柱面之间或如图3所示邻近螺栓头部27配置密封件及与其相关讨论，而是在下立柱24”的内壁46中形成沟槽44。密封件48安装在沟槽44中。
[0053]紧固件通孔50穿过下立柱24”的一部分形成，因此，形成了孔支撑壁52。孔支撑壁52与内壁46之间形成有通道54。
[0054]U形卡扣帽56安装在螺栓头部27上方。该U形帽56可由任何合适的材料(如塑料)形成并可在要求密封的任何螺栓上使用。该U形帽56包括帽壁或环状边缘58，帽壁或环状边缘58大致安装在内壁46与支撑臂52之间的通道54中。因此，根据本实用新型的第三实施例，通过密封件48在内壁46与U形帽56之间形成了流体密封。
[0055]虽然图4所示沟槽44在内壁46中形成，但应当理解，沟槽44可能可选地在U形卡扣帽56的帽壁或环状边缘58中形成。
[0056]对本实用新型的上述三个实施例中的任意一个的使用均不限于单独使用。例如，图2所示装置可能与图3和图4所示装置中的一个或两个联用。
[0057]然而，通过这些论述、附图以及权利要求，本领域技术人员应该很容易理解，可进行各种变化、修改和改变而不背离附属权利要求所限定的精神和范围。
【权利要求】
1.一种用于内燃机的进气歧管，其特征在于，包括: 第一壳体； 第二壳体； 从所述第一壳体伸出的第一立柱部分； 从所述第二壳体伸出的第二立柱部分，所述第一立柱部分和所述第二立柱部分中的一个内形成有沟槽；以及 安装在所述沟槽中的密封件。
2.根据权利要求1所述的用于内燃机的进气歧管，其特征在于，所述第一立柱部分包括表面，所述第二立柱部分包括表面，这两个表面彼此相对，并且所述沟槽形成在其中一个表面中。
3.根据权利要求1所述的用于内燃机的进气歧管，其特征在于，还包括用于将所述第一壳体和所述第二壳体固定在一起的螺纹式螺栓。
4.根据权利要求3所述的用于内燃机的进气歧管，其特征在于，所述第一立柱部分和所述第二立柱部分中形成有紧固件孔，其中，所述紧固件孔中的一个为紧固件通孔，并且所述沟槽邻近所述紧固件通孔形成。
5.根据权利要求3所述的用于内燃机的进气歧管，其特征在于，所述螺纹式螺栓包括紧固件头部，并且紧固件头帽安装在所述紧固件头部上方。
6.根据权利要求5所述的用于内燃机的进气歧管，其特征在于，所述第一立柱部分和所述第二立柱部分中的一个包括内表面，并且所述沟槽在所述内表面上形成，所述紧固件头帽与所述内表面之间在所述紧固件头帽安装至所述紧固件头部时形成密封。
7.根据权利要求6所述的用于内燃机的进气歧管，其特征在于，所述紧固件头帽的横截面呈U形。
8.一种用于进气歧管的立柱装置，所述进气歧管具有第一壳体和第二壳体，其特征在于，所述立柱装置包括: 从所述第一壳体伸出的第一立柱部分； 从所述第二壳体伸出的第二立柱部分； 在所述第一立柱部分和所述第二立柱部分的一个之中形成的沟槽；以及 安装在所述沟槽中的密封件。
9.一种用于进气歧管的立柱的密封装置，所述立柱包括通过螺纹式紧固件固定在一起的第一部分和第二部分，其特征在于，所述密封装置包括: 至少在所述第一部分和所述第二部分的一个之中形成的沟槽； 安装在所述沟槽中的密封件； 形成在所述第一部分和所述第二部分的一个之中的紧固件通孔；以及 形成在所述第一部分和所述第二部分的另一个之中用于容纳所述螺纹式紧固件的螺纹的紧固件容纳孔。
10.根据权利要求9所述的用于进气歧管的立柱的密封装置，其特征在于，所述螺纹式紧固件包括紧固件头部，并且紧固件头帽安装在所述紧固件头部上方，所述第一部分和所述第二部分中的一个包括与所述紧固件孔间隔开的内表面，并且所述沟槽在所述内表面上形成，所述紧固件头帽与所述内表面之间在所述紧固件头帽安装至所述紧固件头部时形成
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【文档编号】F02F11/00GK203978665SQ201420257036
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年5月19日 优先权日:2013年5月28日
【发明者】克里斯·威廉·纽曼, 凯瑟琳·简·兰德尔, 戴维·伯恩 申请人:福特环球技术公司