一种塑料进气歧管的制造方法

摘要

本发明公开了一种塑料进气歧管的制造方法，先用橡胶材料制作一个与所需进气歧管内腔形状完全相同的橡胶套；再将橡胶套放置到进气歧管注塑模具的模腔内；注塑前，先通过高压水泵往橡胶套内充水，使橡胶套膨胀到与所需塑料进气歧管的内径相等的尺寸；开始往模具内注入塑料熔体，橡胶套内的水压随即上升，并保持到与熔体压力相等；注塑完毕，待制品冷却定型后，关闭高压水泵，打开模具，橡胶套排水泄压，将橡胶套从成型好的进气歧管中抽出，得到合格的塑料进气歧管。本发明优点是：降低了进气歧管在生产过程的能耗和环境污染，并提高气体在进气歧管中的流动速率，从而提高了发动机的燃油经济性。

说明书

技术领域

本发明涉及用于汽车发动机的进气歧管，具体是一种以塑料为材质的发动机进气歧管的制造方法。   

背景技术

进气歧管（Automotive Air Intake，简称AIM）是汽车发动机的关键零部件之一，主要功能是把空气和燃油均匀混合后顺畅地分配给发动机各缸体，是一个结构复杂、精度要求高、制造难度大的零件。传统上，制造进气歧管的材料是铸铁或铝合金，但随着汽车轻量化发展的要求，业界开始尝试采用密度更小的工程塑料（如玻璃纤维增强的尼龙66，简称PA66+GF）取代铝合金来制造进气歧管。

目前，制造进气歧管的工艺主要有两种，一是熔芯注塑成型法，二是分体注塑后焊接成型法。前者的原理是先用低熔点的锡合金制成进气歧管的内腔型芯，然后将其放入模具中，向模具内注入塑料熔体，冷却定型后取出包含锡合金型芯的制品，再将其放入高温溶液中对型芯加热直至锡合金型芯被熔化掉，经处理后得到整体的塑料进气歧管。后者的原理是在设计塑料进气歧管时，将结构复杂的进气歧管拆分为结构相对简单、能一次注塑成型的多片塑料分体，将各塑料分体分别注塑成型后，再利用摩擦焊机将各分体逐个焊接起来，最终构成完整的进气歧管。

上述的两种工艺中，熔芯注塑成型法的制品精度高、内腔光滑、整体质量好，但存在能耗大、污染环境重、成本高等缺点；而分体注塑后摩擦焊接成型法的能耗相对较低、污染较轻、制造成本相对较低，但存在进气歧管内腔有不够光滑、制品精度不足、整体质量低、废品率高等缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，而提供一种工艺先进、节能环保、综合成本低的发动机塑料进气歧管的制造方法。

实现本发明目的的技术方案是：

一种塑料进气歧管的制造方法，包括如下步骤：

1、用橡胶材料制作一个与所需进气歧管内腔形状完全相同的橡胶套，橡胶套包含一主管、以及与主管相通的支管；

2、在塑料进气歧管注塑模具的模腔内镶嵌一个压力传感器，在注塑时可即时检测模腔内塑料熔体的压力值； 

3、将步骤1制作好的橡胶套，放置到塑料进气歧管注塑模具的模腔内，橡胶套主管的一端连接高压水泵，另一端连接电动溢流阀，在主管的出口与电动溢流阀之间并联有压力表，以观察橡胶套内的水压值；还设有单片机与压力传感器和电动溢流阀连接，溢流阀的开启压力受到单片机指令的控制，溢流阀的出口连接至散热器，溢流阀的出水经过散热器散热、冷却后回流到水箱循环使用；

4、注塑前，通过高压水泵往橡胶套内注入冷却水，调整电动溢流阀开启压力的大小，使橡胶套膨胀到与所需塑料进气歧管的内径相等的尺寸；

5、合上注塑模具，开始往模具内注入塑料熔体；

6、随着塑料熔体的不断充填，模腔内的熔体压力迅速上升，模腔内的压力传感器检测到熔体压力的变化并将该信号传输到单片机中进行数据比较处理，单片机随后向电动溢流阀发出控制信号，调整溢流阀的开启压力，橡胶套内的水压随即上升，并保持到与熔体压力相等；

7、注塑完毕，待制品冷却定型后，关闭高压水泵，打开模具，橡胶套排水泄压后，将橡胶套从成型好的进气歧管中抽出，即得到合格的塑料进气歧管制品。

步骤1中，用全氟醚橡胶材料，采用现有技术制作与所需进气歧管内腔形状完全相同的橡胶套，橡胶套的壁厚为0.5～1.0mm。全氟醚橡胶具有优异的耐高温性能，在300℃的高温下，也能保持橡胶的弹性特征。橡胶套膨胀后的形状与进气歧管的内腔完全一致，通过试验，预先标定膨胀到所需尺寸的额定水压值。

步骤3所述的塑料进气歧管注塑模具为现有技术，橡胶套的放置与传统的锡合金型芯相同。橡胶套在注塑前需先注入冷却水，以保证橡胶套膨胀到与所需塑料进气歧管的内径相等的尺寸。橡胶套在注塑成型时，由于其内部有连续不断的冷却水在流动，水流将高温塑料熔体传递到橡胶套上的热量迅速带走，从而保证了橡胶套不会因接触高温塑料熔体而产生破裂或熔化的现象。

本发明塑料进气歧管的制造，由于用橡胶套取代了锡合金型芯，避免了制作、熔化和回收锡合金型芯这一复杂过程。橡胶套在每次注塑成型后，排水泄压即可将其取出，因而可以循环使用。因此，本发明方法极大的节省了能耗，避免了环境污染。本发明方法与分体注塑成型焊接法相比，由于其无需焊接，没有焊接时形成的焊缝和焊接时导致的变形缺陷，因此，制得的塑料进气歧管制品的内壁光滑程度得到了较大幅度的提高。

综上所述，采用本发明方法制造的塑料进气歧管，降低了能耗和环境污染，并可以提高气体在进气歧管中的流动速率，从而提高发动机的燃油经济性。

本发明与现有技术相比其有益效果为：

1.    与熔芯注塑成型法相比，避免了制作、熔化锡质型芯的这一过程，从而避免了环境污染，减少了能耗，降低了成本。

2.    与分体注塑成型焊接法相比，由于无需焊接，没有焊接时形成的焊缝和焊接时导致的变形，因此，进气歧管的内壁光滑程度得到了大幅度的提高，因此可以提高气体在进气歧管中的流动速率，从而提高了发动机的燃油经济性。

3.    采用该方法制造的进气歧管，总体制造成本大幅度降低。

附图说明

图1为实施例橡胶套的结构主视图；

图2为图1的侧视图；

图3为实施例进气歧管在注塑成型时与相关元器件的连接示意图。

图中，1.高压水泵　2.注塑模具　3.橡胶套　3-1.橡胶套主管　3-2.橡胶套支管4.压力传感器　5.单片机　6. 压力表　7.电动溢流阀　8.散热器　9.水箱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明内容作进一步的说明，但不是对本发明的限定。

实施例

参照图1、图2和图3，本实施例针对采用工程塑料PA66+GF为材质的发动机进气歧管的制造。

首先，采用全氟醚橡胶制作出一个与所需进气歧管内腔形状完全相同的橡胶套3，其壁厚在0.5～1.0mm之间，该橡胶套3在没充水时可以进行任意的揉、折。橡胶套3包含一主管3-1、以及与主管3-1相通的支管3-2。

其次，在塑料进气歧管注塑模具2的模型腔内镶嵌一个压力传感器4，在注塑时可即时检测模腔内塑料熔体的压力值；准备注塑生产时，将橡胶套3放入进气歧管注塑模具2的模腔内，将高压水泵1与橡胶套主管3-1的入口连接，主管3-1的出口与电动溢流阀7连接，在出口与溢流阀7之间并联有压力表6以观察橡胶套3内的水压值，溢流阀7的出口连接至散热器8，溢流阀7的出水经过散热器8散热、冷却后回流到水箱9循环使用。

注塑时，通过高压水泵1往橡胶套3内注入冷却水，橡胶套3开始膨胀，调整溢流阀7的开启压力，即控制橡胶套3内的水压以达到预定的压力值，使橡胶套3膨胀到与所需塑料进气歧管的内径相等的尺寸；合上模具2，向模具2内注入塑料熔体，随着塑料熔体的不断充填，模腔内的熔体压力迅速上升，模腔内的压力传感器4检测到熔体压力的变化并将该信号传输到单片机5中进行数据比较处理，单片机5随即向电动溢流阀7发出控制信号，调整溢流阀7的开启压力，橡胶套3内的水压随即上升，并保持到与熔体压力相等；注塑完毕，待制品冷却定型后，关闭高压水泵1，打开模具2，排出橡胶套3内的水，将其从成型好的进气歧管中抽出，即得到合格的所需的塑料进气歧管制品。

采用以上方案后，降低了能耗和环境污染，同时，由于没有焊接时造成的焊缝和变形，因此进气歧管的内部管道的光滑程度不受影响，因而可以提高气体在进气歧管中的流动效率，从而提高发动机的燃油经济性。