带有模制碳氢蒸汽捕集器的发动机进气管道的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及用于内燃发动机的进气管道以及涉及用于模制该管道以包括碳氢蒸汽捕集器的方法。
【背景技术】
[0002]碳氢(HC)蒸汽捕集器被用在内燃发动机的进气通道中以捕获从发动机、燃料系统、污染物控制系统和/或相关部件中发散的碳氢蒸汽，否则碳氢蒸汽将会逸入环境中。因此，碳氢蒸汽捕集器是车辆污染控制系统的一部分，减少潜在地不期望的蒸发的燃料排放。
[0003]HC蒸汽捕集器包括，作为它的有效部件，存在于进气管道中的吸附HC蒸汽的元件并且进气管道与该元件接触。已知的是由浸渍有例如活性炭的HC蒸汽吸附/解吸附材料的一片或更多片纸张或聚合材料形成HC吸附元件。HC吸附元件位于发动机进气管道中以吸附当发动机关闭时可能出现的HC蒸汽。当发动机重新启动时HC蒸汽然后从元件被解吸附进入进气气流中并且新鲜空气被吸进空气进气系统。被解吸附的蒸汽随空气的加载被带进发动机并且被燃烧。
[0004]为了在发动机的进气通道中或沿发动机的进气通道安置HC捕集器，已经提出众多方法和结构。在典型的安装中，HC捕集器位于空气过滤箱的下游和注入发动机气缸的进气增压室和/或进气涡轮的上游。
[0005]由本申请的所有者拥有并且其公开的内容作为参考结合于此的专利号为8，191，535的美国专利，公开了包括包围塑料笼的管状HC吸附套筒的HC蒸汽捕集器。在管道的装配期间，该笼穿过第一管道部件的开口端插入第一管道部件的中空的内部。第二管道部件被固定至第一部件的开口端以封闭捕集器单元并且将捕集器单元固定在它的期望的安装位置中。
【发明内容】
[0006]在此公开的实施例中，发动机进气管道包括固定至框架以形成嵌入件的碳氢吸附元件，以及围绕嵌入件并且接合框架以保持嵌入件的塑料壳体，其中嵌入件的表面暴露至壳体的中空的内部。壳体通过定位嵌入件与吹塑成型模芯配准(registry)，在嵌入件和模芯周围放置熔融的塑料坯料和模具，以及将坯料吹塑成型以形成壳体而形成。
[0007]HC吸附元件可通过至少一片聚合材料热成型形成，至少一部分的聚合材料浸渍有HC蒸汽吸附/解吸附材料。HC吸附元件可具有在热成型期间在它的表面中形成的凹口，以通过从框架突起的凸耳与凹口之间的接合将元件固定至框架。
[0008]在此所公开的另一个实施例中，制造发动机进气管道的方法包括固定碳氢吸附元件至框架以形成嵌入件，定位嵌入件与吹塑成型模芯配准，在嵌入件和模芯周围放置熔融的塑料坯料和模具，以及将坯料吹塑成型以形成与框架接合以保持嵌入件的壳体，其中嵌入件的表面暴露至壳体的中空的内部。
[0009]在另一个实施例中，框架包括至少一个定位特征并且放置嵌入件与模芯接触的步骤包括放置定位特征与模芯的配合特征接合。
【附图说明】
[0010]图1是带有模制就位的碳氢吸附嵌入件的发动机进气管道的立体图；
[0011]图2是图1中的进气管道从不同角度观察的立体图；
[0012]图3是沿图2中的线3-3截取的横截面视图；
[0013]图4是沿图2中的线4-4截取的横截面视图；
[0014]图5是沿图1中的线5-5截取的横截面视图；
[0015]图6是碳氢捕集器嵌入件的平面图；
[0016]图7是图6中的嵌入件的分解立体图；
[0017]图8是沿图6中的线8-8截取的横截面视图；
[0018]图9是图5至图8中的嵌入件与如吹塑成型工艺中使用的模芯配准的示意立体图；
[0019]图10是在图1至图5中所示的进气管道类型的模制中使用的吹塑成型装置的示意图；以及
[0020]图11是图10中的吹塑成型装置的模具半部分处于关闭状态的示意图。
【具体实施方式】
[0021]如所要求的，本发明的详细的实施例在此公开；然而，应当理解的是公开的实施例仅仅是可以不同的和可替代的形式实施的本发明的示例。附图不必要按照比例绘制；一些特征可被放大或缩小以展示特定部件的细节。因此，本文公开的具体的结构性和功能性细节不被解释为限制性，而是仅仅作为用于教导本领域的技术人员以多方面地应用本发明的代表性的基础。
[0022]图1和图2是例如可使用在内燃发动机(未示出)的进气系统中的进气管道10的简化视图。如本领域所熟知的，进气管道10设计成并且意在定位在发动机的上游的合适的点上。例如，管道10可在空气过滤器箱(未示出)和进气增压室和/或节气门体(未示出)之间延伸。管道10的上游端和下游端可通过本领域已知的任何方式与进气系统的邻接部分连接。示出的管道10具有大致地椭圆形横截面并且包括大约45°的弯头，但是此几何结构本质上仅仅是示例性的。管道精确的尺寸和形状取决于许多变量并且主要地由发动机室内的可用封装空间决定。
[0023]进气管道10包括由塑料材料通过适当的工艺(例如，吹塑成型)形成的单件式的、管状的壳体12。用于形成壳体12的塑料的特殊类型和配方由例如制成品所使用的特殊的模制工艺以及所需要的机械特性的多种因素决定，这对于本领域的技术人员是显而易见的。碳氢(HC)捕集器嵌入件20被封装在壳体12中，壳体模制在HC捕集器嵌入件的周围使得覆盖HC捕集器嵌入件的部分壳体形成相对于壳体的紧邻的部分的向外凸起12a。
[0024]如图3至图5中最佳地所示的，HC捕集器嵌入件20安装在相对于壳体12的内表面凹陷的接收器18中，接收器与向外凸起12a相对应并且由向外凸起12a形成。HC捕集器嵌入件20优选地完全地容纳在接收器18中以使嵌入件不突出(或只有最低限度地突出)进入管道10的内部从而对通过管道的气流造成很小的限制或者没有限制。HC捕集器嵌入件20的内表面暴露至管道10的中空内部。
[0025]如图6至图8中最佳所示，HC捕集器嵌入件20包括框架30和由框架保持和支撑的碳氢吸附(HCA)元件40。
[0026]框架30优选地由例如塑料的相对刚性的材料形成，并且可有利地通过注塑成型来制造。术语“相对刚性”的意思被定义为框架30必要时能够弯曲或偏斜以允许元件40与它装配，然而在操作期间，整个吹塑成型过程(下面将会被描述)，以及在车辆中的使用期间，框架保持它的期望的形状并且支撑嵌入件。
[0027]框架30包括多个周界部段32以及一个或更多个内部部段34a，34b。多个小凸耳36从周界框架部段32向内延伸。第一和第二保持指状物38a，38b从周界框架部段32以相反的圆周方向向外延伸。肋34c与内部框架部段34b的长度整体地形成并且沿内部框架部段34b的长度延伸。
[0028]HCA元件40可包括一层或更多层的浸渍有HC蒸汽吸附/解吸附材料的聚合板料。聚合材料可为，例如，聚酯无纺布，以及在一些例子中，HC蒸汽吸附/解吸附材料可为活性炭。另外地，或可替代地，HC蒸汽吸附/解吸附材料可包括碳、活性炭、沸石、硅油、环糊精和/或本领域已知的任意其他合适的吸附/解吸附材料。
[0029]可通过热成型工艺制造HCA元件40，其中一个或更多个聚合板料被放置在成型模具(未示出)中并且经受加热和加压。在公开的实施例中，有助于将HCA元件40保持与框架30连接的表面特征在热成型期间通过成型模具在HCA元件40中/上形成。该表面特征可包括沿HCA元件的周界边缘的凹口 42、以及沿HCA元件的内部/凹曲表面延伸的细长的通道44a，44b ο这些表面特征与框架30的配合特征配合以将HCA元件40与框架30固定在一起。
[0030]通过将HCA元件40扣入框架30中装配HC捕集器嵌入件20以使凸耳36接合各自的凹口 42，以及内部框架部段34a，34b接合各自的通道44a，44b。配合特征之间的接合有助于将元件40适当地安置并且稳固地保持至框架30。可使用任何其他合适的手段/方法将HCA元件40附接至框架30。这