CN100560968C - 用于内燃机气缸头的气缸头保险罩 - Google Patents

用于内燃机气缸头的气缸头保险罩 Download PDF

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Abstract

一种用于内燃机气缸头的气缸头保险罩，其配备有密封元件和用于紧固气缸头的连接元件，密封元件位于气缸头保险罩和气缸头之间。连接元件归入连接区域，密封元件归入密封区域，连接区域与密封区域彼此是独立形成的，并且是位置分开的，可由连接元件传递的紧固力的力线与可由密封元件传递的密封力的力线合成一个角度。

Description

用于内燃机气缸头的气缸头保险罩
技术领域
本发明涉及一种用于如权利要求1前序部分所述的内燃机气缸头的气缸头保险罩。
背景技术
已知的气缸头保险罩被安置在内燃机的气缸头上并借助气缸头的紧固螺栓使其安全。通常通过排列在气缸头保险罩上的紧固圆孔把紧固螺栓引入并将其和下面的气缸头牢牢旋紧。为实现流动密封的闭合，在气缸头保险罩与气缸头之间的托架区域内设置围绕式密封，紧固螺栓穿过气缸头保险罩的固定圆孔区域、并且沿着紧固方向被按压从而得以密封。在这已知的解决方案中，将密封元件沿着来自于螺栓的紧固力的方向压入，从而使得气缸头保险罩与气缸头之间的紧密性得以保障。由密封元件传递的密封力的有效方向与来自紧固螺栓的紧固力的有效方向是一致的。
沿着紧固力的方向压入密封元件会产生很大的反作用力，一起被按压的密封元件会将该反作用力传递到气缸头保险罩上，尤其在高温下，从而导致一般由塑料制成的气缸头保险罩松弛。为了避免产生这种能够导致泄漏的松弛，有必要减小气缸头保险罩对气缸头的按压，从而挽救危险，况且松弛还会减小紧密度。
当然可以通过增加紧固螺栓的数量而减小松弛，因为这样的话可以实现近似均匀的表面压力。此外还可以通过附加的肋对气缸头保险罩予以更好的加固。但是这两种措施都会增加气缸头保险罩的重量以及附加的费用。
接下来需要顾及到的是，由于塑料气缸头保险罩以及一般由铝制成的气缸头各自具有不同的线膨胀系数，从而使得密封需要克服给其带来负担的推应力以及剪应力。
发明内容
出于以上原因，本发明的目的在于，利用简便的措施让气缸头保险罩对气缸头加以保护，并且保证经过长时间的工作还能保证足够高的紧密度。
该任务按照发明将借助权利要求1前序部分所述的特征得以解决。后述的权利要求对其进一步阐述。
在按照发明的解决方案中，连接元件穿过气缸头保险罩而被固定在气缸头上，它被设置于气缸头保险罩的连接区域处，相对的，密封元件被设置在气缸头保险罩的密封区域处。连接区域与密封区域彼此独立并且位置分离，这样就能使连接元件(例如连接螺栓或固定销)不直接与密封元件接触，特别是不会在密封元件上直接施加压力。在紧固方向上会产生能够作用于密封元件的表面压力，这样一来就不会给密封元件加载点式的高负荷。
进一步的设置是，连接元件传递的紧固力的力线与密封元件传递的密封力的力线互相成一个角度，就是说它们要么相切要么相互交叉。连接元件的紧固力通常沿着垂直方向延伸，因为气缸头保险罩是从上方安置在气缸头上并且利用螺栓或者别的连接元件被固定在气缸头处。由密封元件传递的密封力与这个垂直的紧固力形成一个角度并特别是至少近似与紧固力成直角，从而使得横向的、特别是径向的密封力分量得以调整。由于该横向作用密封的实施，在连接元件区域中作用于气缸头保险罩上的反向作用力被大幅减小。连接元件必须单独承担防止泄漏的功能，相比之下，没有必要让气缸头保险罩与气缸头之间产生高的压应力，因为密封作用产生在一个与气缸头上表面平行的平面之中，从而在本质上是不依赖于紧固力的。
这样的结果是，一方面，密封元件在垂直方向上，即在紧固力的方向上只产生很小的负载，另一方面，由于紧固力大小的减少使得只需要少量的连接元件，并且连接元件可以是很简单的设置，例如卡在气缸头保险罩上的小夹子或者是固定销。
密封元件的设置可以是这种方法，即让它在紧固元件紧固力的方向上附带给紧固元件传递夹紧力，通过这一夹紧力让气缸头保险罩固定在气缸头上。这可以例如通过以下方式实现，密封元件在它的包层表面含有一个或者多个定位横档，它们被置于气缸头保险罩或气缸头里面的槽中并具有倒钩的功能。借助这种能力，在传递与密封力近似垂直的夹紧力时，密封元件允许连接元件减少到一个最少的数量，或者让连接元件的实施在防止泄漏的前提下实现最简，例如通过气缸头保险罩与气缸头之间简单的形式封闭来实现。
在密封元件中可以安装支撑体，它被密封元件的密封体至少是部分地、或者全部地包围。这个支撑体不但可以与气缸头/气缸头保险罩这两个构成元件的其中之一固定相连，而且可以按照另一实施例所描述的那样被设置为支撑核，支撑核是密封元件的组成部分并且不与气缸头或气缸头保险罩相连。支撑核加固密封元件，由此避免特别是在将气缸头保险罩安装到气缸头上时密封元件的侧向路径折弯。
原则上密封元件可以先安装在气缸头保险罩中、也可以先安装在气缸头中。不管在气缸头保险罩中还是气缸头中，它们各自的连接区域与密封区域都是分开设置的，这样就能实现如前所述的不依赖于紧固力和密封力。
附图说明
其它的优点以及有效的方案将通过其它的权利要求、视图以及视图描述所得悉：
图1气缸头保险罩在连接区域内被固定在气缸头上，连接元件被设置为紧固螺栓，在两个构造元件之间设置有互不相关并且位置分离的密封元件；
图2密封元件被放大的图示；
图3在另外一种方案中气缸头保险罩与气缸头之间的密封区域；
图4来自于图3中的密封元件被放大的图示；
图5调整气缸头保险罩方案后的密封区域；
图6另外一个调整密封区域的方案；
图7在另外一个调整方案中气缸头保险罩上的密封元件；
图8在另外一个方案中的气缸头和气缸头保险罩，包括密封元件；
图9在另外一个调整方案中的密封区域；
图10在另外一个方案中的密封元件以及气缸头与气缸头保险罩之间的连接元件；
图11按照图10调整后的方案。
具体实施方式
在图1中，气缸头保险罩2安置于内燃机气缸头1上，气缸头保险罩2在位于外部的连接区域3内被保持在气缸头1上。与其分离并向内设置有密封区域4，该区域位于气缸头1与气缸头保险罩2之间，它含有环绕式的密封元件6，密封元件6被安置在槽中，槽被安装在气缸头的上侧板内。密封元件6呈锅形，支撑体7嵌入密封元件6内，支撑体7与气缸头保险罩2是连为一体的。把密封元件6推到支撑体7上，由此完成预安装。密封元件6紧邻气缸头保险罩的外棱围绕分布，从而形成在气缸头与气缸头保险罩之间的环绕式密封。
气缸头保险罩2与气缸头1之间的连接含有用作紧固螺栓的连接元件5，连接元件5可以通过位于外部的气缸头保险罩片段内的开口被引入，该开口中设置有稳固套管8。此外可以围绕连接元件5的螺栓安置密封垫圈9，在对连接元件5进行固定的时候，密封垫圈可以施加一个轴向力。由连接元件5施加的紧固力作用在双向箭头10所示的轴向上，并将气缸头保险罩2牢牢固定在气缸头1上。为了在轴向上能有一个活动间隙并能让气缸头保险罩与气缸头摇摆式分离，在气缸头1与气缸头保险罩2彼此相邻边缘之间、在连接区域3内设置了间隙11。
间隙11通过密封元件6跨接，如此一来就能在轴向上实现气缸头1与气缸头保险罩2之间可靠并且流动密封的连接。在气缸头1与气缸头保险罩2之间，密封元件6还附带施加一个紧固力或夹紧力，该紧固力或夹紧力与连接元件5上的连接力平行作用。由密封元件6产生的密封力沿着如双向箭头12表示的径向延伸并且与箭头10所示的紧固力垂直。这样就能实现密封元件6与连接元件5之间的有效分离。
图2中单独展示了被放大后的密封元件6。密封元件6呈锅形并拥有中间空隙13，在固定的状态下，在气缸头保险罩上的支撑体7(图1)嵌入到中间空隙13中。在密封元件6包层的外边缘周围分布有许多卡槽14，在纵截面上看，它们沿径向向外分布，使密封元件更好地被夹紧在槽中，在安装的时候，密封元件6被置入槽中并安置在气缸头1上。在位于内部的中间空隙13的范围内也能设置用来夹紧被引入支撑体的凸块或卡槽15。
在图3和图4中展示了一种修改过的实施例。密封元件6在邻近其与外面底部17相对的端面处拥有分离凸台16，分离凸台16呈环形并沿径向向外分布并嵌入气缸头1与气缸头保险罩2之间的空隙中。由密封材料制成的分离凸台16能有效地使气缸头与气缸头保险罩摇摆分离。
图5中的实施例与图3、图4中的实施例相符，当然也是有区别的，即在气缸头保险罩2的范围内设置了轴向凸出的片段18与19，它们的一部分在轴向上以其与密封元件正对的侧面搭接密封元件6，从而让间隙跨接于气缸头1与气缸头保护罩2之间。
在按照图6的实施例中，密封元件6嵌入到对面气缸头保险罩2或气缸头1的槽形空隙中。密封元件6是关于平均面对称的，它含有固定的支撑核20，该支撑核将密封元件的材料完全包围并使其稳固。在中间片段里，密封元件6含有在径向上向外的、在该实施例中呈片状的分离凸台16。密封元件6轴向上的末段拥有显著的肋形结构卡槽14并呈现圣诞树状。这些卡槽14增强了轴向的夹紧力，密封元件6将该夹紧力施加在气缸头1和气缸头保护罩2上。
在按照图7的实施例中，密封元件6含有位于中间的空隙，气缸头保险罩2上垂直向下的支撑体7被置入该空隙中。密封元件6外部的包层表面拥有又一个圣诞树状的加筋与卡槽14，卡槽被置于气缸头的空隙中。与前述实施例的区别在于，按照图7的实施例不是关于平均截面对称的，而是密封元件邻近气缸头保险罩2的片段设置有直的侧平面。
按照图8所示，密封元件6在其侧边设有槽元件14，它们在径向上向外延伸并且垂直于气缸头1的侧墙。
图9中的实施例与按照图6所述的实施例基本相符，当然也是有区别的，其区别在于，图9中的密封元件6不含有位于中间并呈片状的分离凸台，从而位于气缸头1与气缸头保险罩2两个相向的侧边之间不能被密封元件的密封材料所填满。气缸头与气缸头保险罩之间的分离可以通过下述来进行，即，通过位于这两个组成元件之间的密封元件6让它们之间保持距离，把密封元件6置入气缸头1与气缸头2里的槽形空隙中。
按照图10与图11的实施例，气缸头1与气缸头保险罩2之间的连接是借助如同小夹子的连接元件5而建立的，它被设置成气缸头保险罩的一部分，组成元件被压铸于其上。在气缸头1的连接区域内设置有径向向外的凸肩21，它在连接元件5的定位横档22处生成凹陷，气缸头保险罩通过该凹陷以无外泄的形式封闭被固定在气缸头1上。
按照图11的实施例中，密封元件6一直延伸至凸肩21外部的端面，这样的优点是，使得凸肩21的端面不与气缸头保险罩的连接元件5直接接触，从而保证气缸头与气缸头保险罩之间能有效地通过摇摆而分离开来。

Claims (7)

1.用于内燃机气缸头的气缸头保险罩，其拥有用于将气缸头保险罩(2)固定于气缸头(1)的连接元件(5)以及位于气缸头保险罩(2)与气缸头(1)之间的密封元件(6)，
其特征在于，
连接元件(5)归入连接区域(3)，密封元件(6)归入密封区域(4)，连接区域(3)与密封区域(4)彼此独立形成并且位置分开，其中可由连接元件(5)传递的紧固力的力线与可由密封元件(6)传递的密封力的力线形成一个角度，
密封元件(6)拥有用于将气缸头(1)与气缸头保险罩(2)分隔的分离凸台(16)，分离凸台(16)与密封元件(6)的密封体一体构成，分离凸台(16)嵌入气缸头(1)与气缸头保险罩(2)之间的空隙中并由密封材料制成，该分离凸台(16)能有效地使气缸头与气缸头保险罩摇摆分离，并且
密封元件(6)至少部分包围支撑体(7)，支撑体(7)被固定在气缸头(1)/气缸头保险罩(2)这两个元件的其中一个元件上。
2.按照权利要求1所述的气缸头保险罩，其中，密封元件(6)还传递夹紧力，该夹紧力与可由连接元件(5)传递的紧固力是平行的。
3.按照权利要求1或2所述的气缸头保险罩，其中，密封元件(6)被保持在元件气缸头(1)/气缸头保险罩(2)两者之一上并嵌入到另外一个元件的空隙(13)中。
4.按照权利要求1至2之一所述的气缸头保险罩，其中，密封元件(6)在其包层表面上至少拥有一个定位横档。
5.按照权利要求4所述的气缸头保险罩，其中，定位横档被设置为环绕的卡槽(14)。
6.按照权利要求5所述的气缸头保险罩，其中，设置了多个在轴向上相距的环绕卡槽。
7.按照权利要求1至2之一所述的气缸头保险罩，其中，密封元件(6)设置为锅形。
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