镁节流阀体及其制造方法.pdf

本发明公开了一种镁基节流阀体。通过用于制造节流阀体的模具来制造所述节流阀体。该节流阀体包括与节流阀体整体形成的冷却水管固定部，其中将冷却水管挤压插入该冷却水管固定部中。

权利要求书
1.  一种用于汽车的节流阀体，由镁基材料制成并包括与所述节流阀体整体形成的冷却水管固定部，冷却水管被挤压插入该冷却水管固定部中。

2.  如权利要求1所述的节流阀体，其中在所述冷却水管固定部的前部形成挤压插入口，以便将所述冷却水管挤压插入，且其中沿左右方向形成固定孔以穿过所述冷却水管固定部，从而设置并固定所述冷却水管。

3.  如权利要求1所述的节流阀体，其中所述节流阀体由模具制成，所述模具具有约10毫米直径且不具有排出锥度的销，该销用于形成所述冷却水管固定部中的固定孔。

4.  一种节流阀体的制造方法，包括：
提供一种制造节流阀体的压铸模具，该模具包括具有10毫米直径且不带有排出锥度的销；
通过所述压铸模具形成具有与其整体形成的冷水管固定部的节流阀体；
通过所述压铸模具的销形成固定孔，该固定孔用于将冷却水管挤压插入到所述冷却水管固定部中；且
将所述冷却水管挤压插入到所述冷却水管固定部的固定孔中，从而镁节流阀体不直接接触冷却水。

说明书镁节流阀体及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的节流阀体及其制造方法，更具体地，涉及一种镁基节流阀体及其制造方法，其提供一种防腐结构以防止节流阀体与通过其中的冷却水发生腐蚀反应。
背景技术
汽车制造商已经开始研发质量更轻并具有改进性能的汽车。鉴于此，已经开发出小功率火车。为此，由铝基材料制成的部件已被比铝基材料更轻的镁基材料制成的部件所取代。
由于铝压铸件在最终产品的尺寸精度、耐热性和防腐方面具有优点，因此安装在进气歧管上以控制气体吸入的节流阀体或者电子节流阀控制(ETC)装置由铝压铸件制成。
由于在发动机运行时可能会发生振动，所以节流阀体影响进气歧管的噪音、振动和颠振(NVH)特性。
由于NVH特征依赖于惯性所产生的振动，所以节流阀体的质量越轻，则进气歧管的NVH特性越好。
因此，已经提出各种方法来减轻节流阀体的重量。已知的一种方法是更换用来制造节流阀体的材料。一种该方法的示例是利用镁基材料来取代铝基材料。然而这种方法有一些问题；例如，在镁基节流阀体和穿过节流阀体的冷却水之间可能发生腐蚀反应。
更具体地，节流阀体内的水分在冬天可能会结冻。在此情况下，为防止节流阀体控制出现问题，加热的冷却水可被配置成在节流阀体中循环。尽管加热的冷却水与铝合金不发生反应，但是它与镁合金可发生反应，使节流阀体内被腐蚀。
因此需要一种能够克服上述问题的镁基节流阀体。
本发明的背景技术部分所公开的信息只是为了加强对本发明技术背景的理解，而不能将其视为构成本领域技术人员已知的现有技术的知识或任何形式的暗示。
发明内容
本发明力图解决现有技术中存在的上述问题。
本发明的一个目的在于提供一种镁节流阀体，其中设置有一种防止镁节流阀体与通过其中的冷却水发生腐蚀反应的防腐结构。
本发明的一个方面提供一种镁节流阀体，包括其中挤压插入冷却水管的冷却水管固定部。冷却水管固定部与节流阀体整体形成。
在一个优选实施方式中，挤压插入口形成在冷却水管固定部的前部上，以便挤压插入冷却水管。此外，沿左右方向形成固定孔以穿过冷却水管固定部，从而设置并固定整体冷却水管。
在另一个优选实施方式中，可以使用模具来制造节流阀体。用于节流阀体的模具具有不带排出锥度的10毫米直径销。使用该销来形成冷却水管固定部中的固定孔。
本发明的另一方面提供一种节流阀体的制造方法，包括：提供一种制造节流阀体的压铸模具，该模具包括具有10毫米直径且不带有排出锥度的销；通过所述压铸模具形成具有与其整体形成的冷水管固定部的节流阀体；通过所述压铸模具的销形成固定孔，通过所述固定孔将冷却水管挤压插入到所述冷却水管固定部中；且将所述冷却水管挤压插入到所述冷却水管固定部的固定孔中，从而镁节流阀体不直接接触冷却水。
应该理解在此所使用的术语“车辆”或“车辆的”以及其它类似术语是使广义的机动车，例如包括运动型多用途汽车(SUV)、公共汽车、卡车和各种商用车在内的载客车辆，包括各种船舶在内的水运工具和航空器等。本发明的节流阀体及其制造方法特别适用于各种机动车。
下文中将讨论本发明的其它方面。
附图说明
参考附图结合示例性实施方式对本发明的上述和其它特征进行说明，其中：
图1示出了现有技术中铝节流阀体的结构；
图2示出了图1所示的现有技术中铝节流阀体的结构，其中将分开的冷却水管安装在铝节流阀体上；
图3示意性地示出了用于压铸现有技术的铝节流阀体的模具；
图4示出了带销的左侧模具，用于在现有技术的铝节流阀体中形成冷却水管固定孔；
图5示出了形成现有技术的铝节流阀体中冷却水管固定孔的机械加工；
图6a是示出了镁基材料在长时间暴露在加热到100℃的冷却水中时的表面放大相片；
图6b示出了镁基材料在长时间暴露在加热到100℃的冷却水中时节流阀体局部部件的观查结果；
图7是示出了根据本发明的优选实施例的镁基节流阀体结构的示意图；
图8是示出了根据本发明优选实施方式的镁基节流阀体的结构的示意图，其中将冷却水管安装在镁基节流阀体上；和
图9示出了带销的安装表面模具，以实现根据本发明的示例性实施方式的镁基节流阀体中的冷却水管安装结构。
具体实施方式
现参考附图中所示的实施例对本发明的实施方式进行说明，其中相同的附图标记表示相同的部件。下面通过参考附图描述这些实施方式以说明本发明。
本发明涉及一种质量较轻并具有改进的NVH性能和良好耐久性的镁节流阀体及其制造方法。在现有技术中，节流阀体由铝基材料制成；相反地，在本发明中节流阀体由镁基材料制成。此外，在现有技术中，在压铸之后从彼此相反的方向挤压插入两个分开的冷却水管进行规定的处理来安装节流阀体；相反地，根据本发明，在压铸之后将单个整体的冷却水管挤压插入到节流阀体中不需要任何处理来制造节流阀体。
本发明提供一种模具结构以实现将单个整体冷却水管挤压插入到节流阀体中的结构。该模具结构包括不带有排出锥度的销，使其容易挤压插入冷却水管中。
与本发明有关的节流阀体是安装在进气歧管入口处的部件，以构成作为一种气流控制装置的ETC。可称作ETC体。节流阀体具有复杂的结构，且目前通常由铝基材料制成。
铝节流阀体100包括节流阀开关装置，用于控制节流阀开关装置的齿轮，和保护并支撑电动机的结构。如图1中的点划线所示，两根分开的冷却水管40安装在节流阀体100上。
节流阀控制在冬天是不可能实现的。在该情况下，从冷却水管40提供加热的冷却水以通过节流阀体100。
为了帮助更好地理解本发明，下面首先说明冷却水管安装在铝节流阀体上的现有技术的结构。
图2示出了分开的冷却水管40安装在铝节流阀体100上的现有技术的结构。当两个分开的冷却水管40安装在冷却水管固定部20中的固定孔30b中时，两个水管40从两个方向被挤压插入，因此在两个冷却水管40之间形成空的区域。
因此，当通过分开的冷却水管40提供的冷却水穿过冷却水管固定部20的空的区域部分时，会直接接触铝节流阀体100的表面。由于加热的冷却水与铝合金不发生反应，因此不会发生腐蚀。另一方面，对于与冷却水会发生反应的镁合金，则会发生腐蚀。
图3示意性地示出了用于压铸铝节流阀体100所配置的模具。设置有四个模；入口模，两个侧模(左和右)以及安装表面模。在四个模中，使用侧模(参见图4中的301)和安装表面模(参见图4中的302)以将冷却水管固定部20与节流阀体100一体地模制。
如图4所示，侧模301具有销部303b，其用于形成挤压插入冷却水管40的固定孔30b。这里，具有约25毫米深度的排出锥度上通常由铝制成。
如图5所示，由于排出锥度使得固定孔30b的直径不一致，所以在压铸之后需要对固定孔30b部进行进一步的机械加工以使固定孔30b的直径一致以便挤压插入分开的冷却水管40。
此外，如果使用如图2所示的上述常规方法来安装分开的冷却水管40，则在冷却水管40之间存在空的区域。在此情况下，尽管铝节流阀体在耐久性上没有问题，但是镁节流阀体由于其与空的区域部分的冷却水发生反应所以能够产生腐蚀。
本发明考虑到上述问题提供一种结构，其中镁节流阀体不与冷却水直接接触，因而可防止腐蚀问题。
本发明的节流阀体优选地由具有表1所示组成比的镁合金制成。具有该组成比例的镁合金具有最少的杂质和良好的压铸可铸性，并具有相对良好的防腐性能、物理特性和价格优势等优点。
表1

尽管本发明所使用的镁合金性能相对良好，但其长时间暴露在冷却水管中时，也会发生如上所述的腐蚀问题。
为了确认镁基材料在长时间暴露在加热的冷却水中时是否发生腐蚀的问题，将镁基材料长时间暴露在加热至100℃温度的冷却水中进行实验。出现了图6a所示的锈斑现象。此外，在对节流阀体的局部组件进行研究时发现了氧化镁，如图6b所示。
这里，图6a是示出镁基材料在长时间暴露于加热至100℃温度的冷却水中时一个表面的放大照片，而图6b是示出相同条件下节流阀体局部部件研究结果的图片。
也就是说，在发生表面氧化之后，氧化层的局部被加热的冷却水流破坏，且氧化集中发生在该位置的现象重复发生，意味着产生锈斑。
下面参考图7至图9对根据本发明的示例性实施方式的镁节流阀体结构及其制造方法进行说明。
图7是示出了根据本发明的示例性实施方式的镁合金节流阀体结构的示意图，且图8是示出了根据本发明的示例性实施方式的将冷却水管安装到镁节流阀体上的结构的示意图。
通过使用制造节流阀体的压铸模具300来制造本发明的镁节流阀体100。镁节流阀体100与冷却水管固定部20整体模制在一起，其中将整体冷却水管50挤压插入该冷却水管固定部20中。形成挤压插入口60以穿过冷却水管固定部20的前部，从而挤压插入冷却水管40，并且沿左右方向形成固定孔30a以穿过冷却水管固定部20，从而使得整体冷却水管50可被设置和固定。
用于制造节流阀体的压铸模，带有具有规定直径(例如，10毫米)的销303a，作为形成冷却水管固定部20中固定孔30a的装置。这里，销303a不具有排出锥度。
如图9所示，与安装到压铸模具的侧模301上的现有技术的销303b不同，将用于形成冷却水管固定部20中的固定孔30a和挤压插入口60的销303a设置在安装表面模302中。
在将不具有排出锥度的10毫米直径销303a安装到压铸模具的安装表面模302上的状态下，以设计的形式模制镁节流阀体100。此时，将冷却管固定部20与节流阀体100整体模制，且挤压插入口60和固定孔30a由设置在模具300中的销303a形成，其中通过该挤压插入口60和固定孔30a将整体冷却水管50挤压插入冷却水管固定部20中。
当将整体冷却水管50挤压插入到冷却水管固定部20的固定孔30a中时，镁节流阀体100与冷却水相互不直接接触，因此防止在镁合金节流阀体中可能会产生的腐蚀现象，并且由于不产生氧化反应而保证很好的耐久性。
如上所述，根据本发明，由于节流阀体由镁基材料制成，即，由镁基合金取代铝基材料，因此可以减轻节流阀体的重量。
此外，由于通过固定孔和挤压插入口将整体冷却水管挤压插入到与节流阀体整体模制的冷却水管固定部中，镁节流阀体和冷却水不直接接触，因而可以防止镁合金制成的节流阀体发生腐蚀现象。
尽管已经参考一些优选实施方式对本发明进行了说明，然而本领域普通技术人员应该清楚在不脱离本发明的精神或保护范围内还包括各种修改和变型，本发明的保护范围由权利要求限定。