车辆部件和用于供应二次空气的发动机部件 |
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| 申请号 | CN200780005469.2 | 申请日 | 2007-02-15 | 公开(公告)号 | CN101384802B | 公开(公告)日 | 2012-05-23 |
| 申请人 | 丰田自动车株式会社; | 发明人 | 饭田旭; | ||||
| 摘要 | 一种AI(空气喷射)管(1)，其形成有第一壳体(11)和第二壳体(21)。第一壳体(11)由薄金属片制成并具有被保留下来的夹持部(C1)。第二壳体(21)也由薄金属片制成，并且也具有被保留下来的夹持部(C2)。当装配在一起时，第一壳体(11)和第二壳体(21)形成管部(31)。对于该AI管(1)，在夹持部(C1)和夹持部(C2)的至少一个中形成通过压制加工而冲出的通孔(H)。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种内燃机二次空气供应部件，包括： |
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| 说明书全文 | 车辆部件和用于供应二次空气的发动机部件技术领域背景技术[0002] 当在制造零件期间使用生产设备进行诸如成形、装配和焊接零件(在下文中也称为“工件”)的工艺过程时，通常，首先将该工件定位在生产设备上，然后根据例如确保工件制造质量所必需的程度，通过合适的方法在适当的部分处将工件夹持住。如果由于例如工件的形状或强度而不能由生产设备充分地保持工件，则可使工件设置有特殊的夹持部，使得能够容易地保持工件。对于例如使用薄金属片作为原材料的零件---诸如通过压制加工而形成的零件，在压制加工期间，仅仅使用使工件实现功能所必需的部分有可能不能充分地保持工件。另外，如果使工件实现功能所必需的部分被不小心或不恰当地保持，该部分有可能被损坏。因此，可对这种零件设置夹持部，该夹持部与使工件实现功能所必需的部分分开。例如日本专利申请公开第JP-A-2004-162682号描述了一种使用了压制成形零件的技术。 [0003] 更具体地，日本专利申请公开第JP-A-2004-162682号描述了一种用来将二次空气供应到内燃机的排气口的二次空气供应结构。日本专利申请公开第JP-A-2004-162682号还描述了一种用于覆盖作为该二次空气供应结构的构成元件的排气歧管的热绝缘体。该热绝缘体包括热绝缘体覆盖部和热绝缘体凸缘部。在热绝缘体凸缘部中形成具有开口部分的凹槽，该凹槽具有凹形横截面，其在气缸对齐的方向上延伸。日本专利申请公开第JP-A-2004-162682号描述了使凹槽压制成形于平坦的热绝缘体凸缘部，以通过更简单的制造工艺来形成凹槽。 [0004] 同时，日本专利申请公开第JP-A-2004-211659号描述了一种具有这样的结构的热绝缘体，在该结构中，前部热绝缘体和后部热绝缘体被层压在一起。日本专利申请公开第JP-A-2004-211659号描述了通过利用一个叠在另一个之上的两个薄金属片压制成形所述前部和后部热绝缘体来制造所述热绝缘体，使得所述前部和后部热绝缘体的形状将大致相同。 [0005] 尽管在制成零件之后不再需要上述夹持部并且夹持部增加了零件的重量，但即使在制成零件之后，该夹持部仍可保留在零件上。原因在于，在制成零件之后去除夹持部需要改变已有的制造工艺，这是因为例如要去除夹持部则需要添加特殊的工艺设备，而新设备的这种投资等将大大地增加成本。因此，尽管夹持部对于零件实现功能并不是必需的，但通常都将其保留下来，以避免上述问题。另外，尽管在日本专利申请公开第JP-A-2004-162682号和日本专利申请公开第JP-A-2004-211659号中没有具体提到该夹持部，但是当在诸如由薄金属片制成的上述绝缘体的零件上保留有夹持部时，该夹持部不但增加了重量，还有可能会在车辆中产生振动噪声。 发明内容[0006] 本发明因而提供一种车辆部件和用于供应二次空气的发动机部件，其减小了由夹持部造成的额外重量及振动噪声，并控制实现这些重量和振动噪声的减小所必需的成本。 [0007] 本发明的第一方面涉及一种车辆部件，该车辆部件包括由金属制成并具有至少一个夹持部的零件，在通过压制加工来形成该零件时，所述至少一个夹持部被固定于生产设备，该车辆部件的特征在于，在所述至少一个夹持部中形成至少一个通孔。基于前述的保留夹持部的原因，在制成该车辆部件后，夹持部被保留下来。然而，在本发明中，在夹持部中形成通孔。另外，当夹持部被保留下来时，特别是在由金属制成并通过压制成形的零件上，该夹持部可能引起振动噪声，并且该振动噪声的等级取决于夹持表面的面积。有鉴于此，本发明旨在通过在夹持表面中形成通孔来减少夹持表面的面积，并因此减小从夹持表面传播出的振动噪声。因此，本发明能够减少来自保留下来的夹持部的额外重量，并能够减小该保留的夹持部所造成的振动噪声。 [0008] 另外，在上述车辆部件中，可通过利用压制加工进行冲孔来形成通孔。根据本发明，当机加工零件时，鉴于如下事实在压制加工过程中通过冲孔来形成所述通孔：在单个制造工艺过程中而不是通过多个制造工艺过程来完成零件使操作时间(作业工时)和管理时间(管理工时)等能够降低；根据要形成通孔的目的，不需要极高的机加工精度。根据本发明，在与进行用于形成零件的压制加工等的制造工艺过程相同的制造工艺过程中冲出通孔避免了对用来进行机加工的设备等的需要。因此，不需要在新的设备上进行投资，或者能够将花费在作业和管理等上的时间减少到比使用另一用于机加工的制造工艺过程来形成通孔并完成零件所需的时间少，因此能够在很大程度上控制成本的升高。另外，根据本发明，即使预先通过冲孔来形成通孔，通孔的形成也不会改变夹持部的外形，零件仍能在压制成形期间通过夹持部而得到充分地保持。顺带地说，由于如果在零件形成之后进行冲孔等，已成形的零件可能会变形，所以通常在进行压制加工的制造工艺过程中进行冲孔之后才形成零件。 [0009] 另外，本发明的第二方面涉及一种内燃机二次空气供应部件，该二次空气供应部件包括：i)第一零件，其由金属制成并具有第一壁部和第一夹持部，该第一壁部形成二次空气通道的一部分并在生产设备中通过压制加工而形成，该第一夹持部则在通过压制加工形成第一壁部时被固定于生产设备，和ii)第二零件，其由金属制成并具有第二壁部和第二夹持部，该第二壁部形成二次空气通道的另一部分并在生产设备中通过压制加工而形成，该第二夹持部则在通过压制加工形成第二壁部时被固定于生产设备，其中，第二零件的第二壁部与第一零件的第一壁部装配在一起以在其间形成二次空气通道。该二次空气供应部件的特征在于：在第一夹持部和第二夹持部中的至少一个中形成有至少一个通孔，以减小由内燃机的部件产生的振动噪声；二次空气供应部件在二次空气供应部件的流出部分与歧管凸缘部分中的连通孔连接的情况下连接到歧管凸缘部分，其中歧管凸缘部分抵靠着内燃机的气缸盖；并且第一夹持部和第二夹持部在二次空气供应部件附接到内燃机的状态下并未连接到内燃机。这里，内燃机二次空气供应部件是用于将二次空气供应到内燃机排气系统的部分。对于该二次空气供应部件，由于内燃机的废气压力等的波动，大的激振力被传送到保留下来的夹持部分，所以特别容易产生大的振动噪声，所述振动噪声对车辆的安静有不利影响。相比之下，根据本发明，正如上述本发明第一方面一样，能够减小被保留下来的夹持部所导致的振动噪声和重量，此外，能够控制实现这些重量和振动噪声减小所必需的成本。 [0010] 因此，本发明能够提供一种车辆部件和用于供应二次空气的发动机部件，所述车辆部件和发动机部件减小了由所述夹持部造成的额外重量及振动噪声，并控制了实现这些重量和振动噪声减小所必需的成本。附图说明 [0011] 参照附图，本发明的前述及进一步的目的、特征和优点将从下面优选实施方式的描述中显见，图中使用相似的附图标记来表示相似的元件，在附图中： [0012] 图1是根据本发明示例性实施方式的AI(空气喷射)管的视图； [0013] 图2是沿着图1所示的AI管的II-II线截取的剖视图； [0015] 图4是示出具有根据示例性实施方式的AI管和根据相关技术的AI管的情况下声压与内燃机的速度之间的关系的曲线图。 具体实施方式[0016] 在下面的描述和附图中，将针对示例性实施方式更详细地描述本发明。 [0017] 图1是根据本发明示例性实施方式的AI(空气喷射)管1的概略的框架构形。图2是沿着图1所示的AI管1的线II-II截取的框架构造的剖视图。该AI管1包括第一壳体(第一零件)11和第二壳体(第二零件)21。更具体地，AI管1通过将第一壳体11的第一凸缘部分12和第二壳体21的第二凸缘部分22放置在一起并通过焊接使其联结而形成。 第一凸缘部分12和第二凸缘部分22沿着第一壁部W1和第二壁部W2的缘边形成，这方面将在后面进行描述。第一壳体11和第二壳体21是由薄金属片制成的零件。制成薄金属片的材料可从具有合适的强度、优异的耐热性并易于压制成形的材料中选择。例如，薄金属片可由轻合金如铝合金制成。第一壳体11是通过压制加工而形成的零件。形成管部(即二次空气通道)31的第一壁部W1通过压制加工而在第一壳体中形成。类似地，形成管部31的第二壁部W2通过压制加工而在第二壳体21中形成。另外，在第二壳体21中形成流入部分 32和流出部分33、34、35和36，所述流入部分和流出部分提供管部31与外部之间的连通。 流入部分32和流出部分33、34、35和36通过在压制成形之前预先冲出第二壳体21的若干个部分而形成。 [0018] 图3是示出装配于内燃机50的AI管1的框架构造的视图。内燃机50具有气缸体51和气缸盖52。气缸体51具有四直列汽缸构造。在汽缸盖52中，针对每个汽缸都形成有未示出的用于排出废气的排气口。另外，在汽缸盖52中形成有未示出的用于每个排气口的连通孔。这些连通孔从排气歧管60的歧管凸缘部分61紧固到其上的表面一直延伸到排气口。同样未示出的连接到汽缸盖52中的每个连通孔的多个连通孔形成为从歧管凸缘部分61的抵靠着汽缸盖52的表面穿过歧管凸缘部分61直到相反侧的表面。在流出部分33、34、35和36与歧管凸缘部分61中的连通孔相连的情况下，AI管1通过例如焊接而联结到歧管凸缘部分61。同时，在一端处连接到空气泵42的供气管41在另一端处连接到流入部分32，所述供气管41通过例如焊接而联结于所述流入部分32。自空气泵42输送来的加压空气通过供气管41从流入部分32流入管部31中。另外，流入管部31中的加压空气从流出部分33、34、35和36经由形成在歧管凸缘部分61中的连通孔和形成在汽缸盖52中的连通孔流出到排气口。因此，加压空气作为二次空气被供应到排气口，并且废气中的未燃烧成分通过氧化反应被净化，所述氧化反应在未图示的设置于排气系统中的三元催化器内进行。 [0019] 当通过压制加工形成第一壁部W1时，通过图1所示的第一夹持部C11、C12、C13、C14、C15和C16(在下文中，当共同地提到时，简称为“夹持部C1”)将第一壳体11保持于生产设备。另外，即使在AI管1制成之后，夹持部C1仍保留在第一壳体11上。类似地，当通过压制加工形成第二壁部W2时，通过第二夹持部C21、C22、C23、C24、C25和C26(在下文中，当共同地提到时，简称为“夹持部C2”)将第二壳体21保持于生产设备。同样，即使在AI管1制成之后，夹持部C2仍保留在第二壳体21上。夹持部C1和C2均形成为分别从第一凸缘部分12和第二凸缘部分22延伸超出凸缘部分12的第一壳体11和凸缘部分22的第二壳体21的宽度。此外，夹持部C1和C2形成为使得利用夹持表面而能够确保用于将AI管1保持于生产设备所必需的面积。然而，当AI管1制成之后使夹持部C1和C2保留下来时，夹持部C1和C2增加了AI管1的重量并有可能产生振动噪声。然而，本示例性实施方式以下面的方式减少所述重量和振动噪声。 [0020] 在本示例性实施方式中所示的夹持部C1和C2中的每个中形成两个通孔H。通孔H为大致圆形孔，并且在本示例性实施方式中，形成在所有夹持部C1和C2中的所有通孔H的尺寸大致相同。形成有这些通孔H减少了重量，所减少的量对应于形成这些通孔H处的部分。同样，能够减少夹持部C1和C2的夹持表面的面积，所减少的量对应于形成这些通孔H处的部分，所以，即使由于例如内燃机50的废气压力的波动而导致大的激振力传送到这些夹持部C1和C2，也能够减少从夹持部C1和C2的夹持表面传播的振动噪声。图4是示出具有本示例性实施方式的AI管1和相关技术的AI管即AI管1X和AI管1Y的情况下，内燃机50的速度与声压级之间的关系的曲线图。而且，在图4中，粗实线是示出具有AI管1时内燃机50的速度与声压级之间的关系的曲线，细实线是示出具有AI管1X时内燃机50的速度与声压级之间的关系的曲线，而虚线则是示出具有AI管1Y时内燃机50的速度与声压级之间的关系的曲线。AI管1Y是用作AI管1和AI管1X的基础的已有的AI管。AI管1X是其中对用于AI管1Y的薄金属片的片材厚度和壁部进行了修改的AI管。AI管1与AI管1X相同，但其中形成有通孔。对用于AI管1X的两个薄金属片，将其片材厚度从AI管1Y的薄金属片的片材厚度1.5mm和1.0mm修改成两个薄金属片的片材厚度均为1.5mm。另外，通过将AI管1X的第一壁部W1和第二壁部W2形成为使得管部31的通道横截面积和表面积尽可能小同时仍足够大以确保二次空气的流量来对壁部进行修改。另外，声压级为3.15kHz的频率，并且是在内燃机50右侧1m的位置处测量。 [0021] 从图4的曲线能够清楚看出，对于AI管1Y，声压级的变化大，此外，在整个发动机速度区域中，声压级都比在AI管1和AI管1X的情况下高。相比之下，对于AI管1X，由于对壁部和薄金属片的片材厚度进行了修改，尤其在低速到中速的发动机速度区域中声压级较低。另外，对于AI管1X，上述修改增加了阻尼效果，结果，由随着发动机速度升高而变高的废气压力的波动所导致的声压级增高的趋势变得非常明显。相比之下，对于AI管1，形成有通孔H不仅进一步增加了阻尼效果，还造成在图中圈出的区域中，声压级比AI管1X的声压级低。 [0022] 另外，在本示例性实施方式中，在与进行压制加工相同的制造工艺过程中，在形成管之前通过冲孔来形成通孔H。结果，不需要在形成管之后用来进行机加工以形成通孔H的设备等，这排除了投资新设备的需要，或者能够将作业工时数和管理工时数等降低到比使用另一用于机加工的制造工艺过程来制成AI管1所需的工时数少，从而能够在很大程度上控制成本的增加。另外，形成通孔H不会改变夹持部C1和C2的外形，因此，即使通过预先冲孔来形成通孔H，在压制成形期间，第一壳体11和第二壳体21仍能在夹持部C1和C2处得到充分地保持。在本示例性实施方式中，通过AI管1实现二次空气供应部件。 [0023] 在本示例性实施方式中，在AI管1的所有夹持部C1和C2中形成形状和尺寸大致相同的通孔H。然而，本发明不限于此。例如，可在夹持部C1和C2中的适当位置中以适当的数量和尺寸来形成具有不同形状的通孔，来代替通孔H。另外，并不总是必须在所有夹持部C1和C2中形成通孔。因此，例如，在通过冲孔在夹持部C1和C2中预先形成通孔而会造成夹持部C1和C2不够牢固的情况下，通过形成其它适当的通孔来代替通孔H能够在压制成形期间充分地确保保持第一壳体11和第二壳体21所必需的强度。另外，在本示例性实施方式中，AI管1示例为由于例如废气压力波动而特别易于产生振动噪声的零件。然而，本发明不限于此。也就是说，利用包括由薄金属片制成并具有保留下来的夹持部的零件的车辆部件，所述零件例如前面的示例性实施方式中所示出的第一壳体11和第二壳体21，能够通过在夹持部中形成通孔来减少重量和振动噪声，即使在例如三元催化器或消声器的情况下也是如此。结果，能够实现这样的AI管1，该AI管1能够减小由位于AI管1上的那些夹持部C1和C2而造成的额外重量和振动噪声，并能够控制实现这些重量和振动噪声减小所必需的成本。 [0024] 尽管已经参考其示例性实施方式描述了本发明，但应当理解，本发明不限于示例性的实施方式或构造。相反，本发明意在覆盖多种修改形式和等同装置。此外，尽管以多种示例性的组合和构造示出了示例性实施方式的多种示例性元件，但包括更多、更少或仅仅单个元件的其它组合和构造也在本发明的精神和范围内。 |
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