CN101251187A - 气缸盖密封垫 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种使用于开式水套类型的发动机的气缸盖密封垫，能够防止在形成气缸筒的圆筒部的上面的由于掺杂了防冻液的冷却水的浸入所引发的电解腐蚀，能够提高密封性能。在第1金属基板(10)的形成于气缸筒用孔(2)的周缘部的折回部(12)内，插入内周侧平坦部(21)从而配置第2金属基板(20)，在该内周侧平坦部(21)的外周侧设置第1半卷边(22)，进而，在折回部(12)内，在所述内周侧平坦部(21)与第1金属基板(10)之间，配置具有第1全卷边(31)的圆环状的卷边板(30)，并在其外周侧配置设有第2半卷边(42)的中间板(40)，使第2半卷边(42)的倾斜部的内周侧的位置(42a)，与形成气缸体(50)的气缸筒(51)的内筒部(52)的外周侧的位置(52b)一致或者沿着其内周侧，从而进行配置。
Description
技术领域
本发明涉及夹持在开式水套类型(open deck type)发动机的气缸盖与气缸体之间进行密封的气缸盖密封垫。
背景技术
气缸盖密封垫，以被夹持在汽车的发动机的气缸盖与气缸体等发动机部件之间的状态，通过气缸盖螺钉紧固，起到对燃烧气体、油、冷却水等流体进行密封的作用。
另一方面，在以气缸体的型态对发动机分类时，有在气缸体的与气缸的接合面上没有冷却水通路的闭式水套类型(closed type)的发动机和将气缸体的与气缸盖的接合面开为冷却液通路的开式水套类型的发动机。如图14所示，在为开式水套类型的发动机的情况下，在发动机缸体50的靠近气缸盖的部分上具有冷却液通路(water jacket：水套)54，在冷却性能方面和轻型化方面有利，并且由于具有开口部，所以制造容易。
与该开式水套类型的发动机用的气缸盖密封垫相关，提出一种金属密封垫(例如，参照专利文献1)：沿着遍及气缸体的圆筒部与形成冷却水通路的外侧的外壁部双方而插入的基板的气缸孔的内周设置密封环(grommet)，通过形成在比气缸套筒更靠内侧的密封环的最大厚度部进行气缸筒的燃烧气体的密封，并且通过形成在隔着冷却水通路的两侧的段差卷边对冷却水进行密封。
在该气缸体中，作为冷却水通路与气缸筒之间的冷却水的密封对策设置有段差卷边，但该段差卷边的角部的位置比冷却水通路的壁面(圆筒部的外壁面)更靠内周侧，就成为冷却水浸入气缸套(圆筒部)的上面的状态。因此，存在下述问题：在气缸体的接合面，发生由于掺杂了防冻液的冷却水(LLC)浸入铝合金所引发的电解腐蚀，因而产生该部分的密封性能降低的可能性。
在气缸筒与冷却水通路之间的密封性能降低时，燃烧气体进入冷却水通路妨碍冷却水的循环，所以成为较大的发动机故障的原因。因此，气缸筒侧的密封比螺钉孔侧、外部侧的密封更重要。而且，为了防止该电解腐蚀，重要的是使该气缸套的上面与冷却液通路的冷却液直接接触的部分减少。在以往技术中，对于由该掺杂了防冻液的冷却水的浸入所引发的电解腐蚀的考虑不够充分，虽然设置有密封线，但没有对于其与冷却水通路的关系加以细心的注意，不能充分地防止水浸入气缸套的上面。
专利文献1：特开平10-281290号公报
发明内容
本发明是为了解决上述问题而作出的，本发明的目的在于提供一种气缸盖密封垫，它是使用于开式水套类型的发动机的气缸盖密封垫，能够防止由于掺杂了防冻液的冷却水浸入形成气缸筒的圆筒部的上面所引发的电解腐蚀，能够提高密封性能。
用于达成上述目的的本发明所涉及的气缸盖密封垫，该气缸盖密封垫被夹持在开式水套类型的气缸体与气缸盖之间并发挥密封功能，形成为，将第1金属基板在气缸筒用孔的周缘部形成折回部，并且在该折回部内插入第2金属基板的内周侧平坦部以配置该第2金属基板，在该第2金属基板上，在所述内周侧平坦部的外周侧设置第1半卷边，从而将该第1半卷边的外周侧的平坦部配置在所述折回部侧，进而，在所述折回部内，在第2金属基板的所述内周侧平坦部与第1金属基板之间，层叠配置有具有向第1金属基板侧凸的第1全卷边的圆环状的卷边板；其结构为，在所述外周侧平坦部与所述第1金属基板之间，配置设有以伴随着从内周侧向外周侧靠近而从所述第2金属基板侧向所述第1金属基板侧靠近的方式倾斜的第2半卷边的中间板，使该第2半卷边的倾斜部的内周侧的位置，与形成气缸体的气缸筒的内筒部的外周侧的位置一致或者沿着其内周侧，而进行配置。
另外，在上述气缸盖密封垫中，其结构为，在所述第1全卷边与所述第2半卷边之间，在所述第1金属基板上设置向所述折回部侧凸的第2全卷边。
或者，在上述气缸盖密封垫中，在所述第1金属基板上层叠形成第3金属基板，并且将该第3金属基板形成为，在与所述卷边板的第1全卷边相对的位置具有第3全卷边，并在与所述中间板的第2半卷边相对的位置具有第3半卷边。
或者，用于达成上述目的的本发明所涉及的气缸盖密封垫，该气缸盖密封垫被夹持在开式水套类型的气缸体与气缸盖之间并发挥密封功能，将第1金属基板在气缸筒用孔的周缘部形成折回部，并且在该折回部内，插入配置第2金属基板，在所述折回部内，在第2金属基板与第1金属基板之间，层叠具有向第1金属基板侧凸的第1全卷边的圆环状的卷边板，并且在该卷边板的外周侧层叠设有以伴随着从内周侧向外周侧靠近而从所述第1金属基板侧靠近所述第2金属基板侧的方式倾斜的第2半卷边的中间板，进而，在所述第1金属基板的折回部侧层叠第4金属基板；其结构为，该第4金属基板形成为，在与所述卷边板的第1全卷边相对的位置具有向所述卷边板侧凸的第4全卷边，在与所述中间板的第2半卷边相对的位置，具有以伴随着从内周侧向外周侧靠近而从所述第1金属基板侧的折回部侧靠近所述第2金属基板侧的方式倾斜的第4半卷边，并且使该第4半卷边的倾斜部的内周侧的位置，与形成气缸体的气缸筒的内筒部的外周侧的位置一致或者沿着其内周侧，而进行配置。
另外，在上述气缸盖密封垫中，在所述第1金属基板上层叠形成第5金属基板，并且该第5金属基板形成为，在与所述卷边板的第1全卷边相对的位置具有向所述卷边板侧凸的第5全卷边。
根据本发明的气缸盖密封垫，由于使第2半卷边或者第4半卷边的倾斜部的内周侧的位置，与形成气缸体的气缸筒的内筒部的外周侧的位置一致或者沿着其内周侧，从而进行配置，所以能够既维持冷却水通路与气缸筒之间的密封性能，又减少了在形成气缸筒的圆筒部的上面的掺杂了防冻液的冷却水浸入部分，从而抑制掺杂了防冻液的冷却水的浸入，能够防止由于这部分掺杂了防冻液的冷却水所引发的电解腐蚀，从而能够提高密封性能。另外，因为由该第2半卷边或者第4半卷边所产生的按压力沿着内筒部的外周侧产生，所以能够实现在内筒部所产生的应力的最优化。
附图说明
图1是用于说明本发明的第1实施方式的气缸盖密封垫的结构的开式水套类型的发动机的气缸体的局部俯视图。
图2是表示本发明的第1实施方式的气缸盖密封垫的、图1的A-A剖面图。
图3是表示本发明的第1实施方式的气缸盖密封垫的、图1的B-B剖面图。
图4是用于说明本发明的第2实施方式的气缸盖密封垫的结构的开式水套类型的发动机的气缸体的局部俯视图。
图5是表示本发明的第2实施方式的气缸盖密封垫的、图4的A-A剖面图。
图6是表示本发明的第2实施方式的气缸盖密封垫的、图4的B-B剖面图。
图7是表示本发明的第3实施方式的气缸盖密封垫的、与图1的A-A剖面图相当的图。
图8是表示本发明的第3实施方式的气缸盖密封垫的、与图1的B-B剖面图相当的图。
图9是表示本发明的第4实施方式的气缸盖密封垫的、与图1的A-A剖面图相当的图。
图10是表示本发明的第4实施方式的气缸盖密封垫的、与图1的B-B剖面图相当的图。
图11是用于说明作为参考的气缸盖密封垫的结构的开式水套类型的发动机的气缸体的局部俯视图。
图12是表示作为参考的气缸盖密封垫的、图9的A-A剖面图。
图13是表示作为参考的气缸盖密封垫的、图9的B-B剖面图。
图14是表示开式水套类型的发动机的气缸体的一例的俯视图。
符号说明
1、1A、1B、1C：气缸盖密封垫 2：气缸筒用孔(燃烧室用孔)
10：第1金属基板 12：折回部(凸缘部)
20：第2金属基板 21：第2金属基板的内周侧平坦部
22：第1半卷边 30：卷边板
31：第1全卷边 40：中间板
42：第2半卷边 50：气缸体
51：气缸筒 52：圆筒部(缸体套)
52b：圆筒部的外壁面 53：外壁部
54：冷却水通路(水套) 60：第3金属基板
61：第3全卷边 62：62第3半卷边
70：第4金属基板 71：第4全卷边
72：第4半卷边 80：第5金属基板
81：第5全卷边
具体实施方式
接下来，参照附图对本发明所涉及的气缸盖密封垫的实施方式进行说明。另外，图1图14是示意性的说明图，为了使构成更加易于理解，使得气缸筒用孔的大小、气缸套、水孔、卷边的大小、形状等的尺寸与实际尺寸不同，夸张地进行表示。
如图2、图3、图5、图6所示，本发明所涉及的实施方式的气缸盖密封垫1、1A，是被夹持在多气缸发动机用的开式水套类型的发动机的气缸盖与气缸体的发动机构件之间的金属密封垫，对气缸筒的高温·高压的燃烧气体以及冷却水通路、冷却油通路等冷却水、油等流体进行密封。
在使用这些气缸盖密封垫1、1A的开式水套类型的发动机中，如图1、图4、图7、图14所示，气缸体50由形成有气缸筒51的圆筒部(缸体套)52和外壁部53形成。另外，由该内筒部52和外壁部53形成了冷却水通路(水套)54。另外，在外壁部53上，设有水孔55、油孔56、紧固螺钉用螺钉孔57，在圆筒部52上也设有水孔55。
在该开式水套类型的发动机的气缸体50上，在其与气缸盖的接合面上开有冷却水通路54，所以虽然难以维持刚性、缸筒变形容易，但在冷却性能方面有利，另外铸造容易。另外，在圆筒部52上在气缸筒51侧嵌合有气缸套筒(气缸套)52a。该气缸套筒52a，由耐磨性、耐烧结性、耐热性、强度优异的特殊铸铁形成，圆筒部52与外壁部53，由轻型性优异的铝合金形成。
而且，第1实施方式的气缸盖密封垫1，如图2以及图3所示，由第1金属基板(金属基板：金属构成板)10、第2金属基板20、卷边板30、中间板40构成。该第1以及第2金属基板10、20、卷边板30、中间板40，由低碳钢板、不锈钢退火件(退火件)、不锈钢调制件(弹簧钢板)等形成。尤其，第1金属基板10使用耐热性、耐腐蚀性优异的材料即退火材料，另外，卷边板30使用弹性优异的材料即弹簧材料。
另外，这些金属基板10、20、40，配合气缸体等发动机部件的形状而制造，形成有气缸筒用孔(燃烧室用孔)2、用于冷却水的循环的水孔(未图示)、用于冷却油的循环的油孔(未图示)、紧固气缸盖螺钉用的气缸盖螺钉孔(未图示)等。
如图2以及图3所示，将该第1金属基板10在气缸筒用孔2的周缘部折回，从而形成弯曲部11和折回部(凸缘部)12，并且在该折回部12内，插入第2金属基板20的内周侧平坦部21以配置第2金属基板20。在该第2金属基板20上，形成为：在内周侧平坦部21的外周侧，设置伴随着靠近外周侧而向折回部12侧打开的第1半卷边22，将该第1半卷边22的外周侧平坦部23在表面厚度方向上配置在折回部12侧。
另外，在折回部12内，在第2金属基板20的内周侧平坦部21与第1金属基板10之间，层叠配置具有向第1金属基板10侧凸的第1全卷边31的卷边板30。进而，在外周侧平坦部23与第1金属基板10之间，配置设有以伴随着从内周侧向外周侧靠近而从第2金属基板20侧向第1金属基板10侧打开的方式倾斜的第2半卷边42的中间板40。将形成在该第2半卷边42的内周侧的内周侧平坦部41配置在第1半卷边22的外周侧。另外，在第1全卷边31与第2半卷边42之间，在第1金属基板10上配置向折回部12侧凸的第2全卷边13。
根据这些结构，能够通过折回部12，防止燃烧气体接触第2金属基板20、卷边板30，所以第1金属基板10能够使用耐热性、耐腐蚀性优异的材料，第2金属基板20、卷边板能够使用弹性优异的材料，能够以将各中材料的特性灵活利用的组合来构成密封垫1。因此，能够制成密封性、耐热性、耐腐蚀性、耐久性等各种特性优异的密封垫。
另外，因为设置有第1半卷边22，所以易于将第1半卷边22的内周侧平坦部21收纳于折回部12的内侧，即使在内筒部52的凸缘部的宽度较窄时，也能够将第2金属基板20的一部分21插入折回部12内，因此能够谋求折回部12的弹力的提高和由插入部21的止动功能所实现的防止龟裂发生。
另外，利用设置有第2全卷边13的结构，在增加对气缸盖密封垫1的按压力而按压第1全卷边31时，第2全卷边13能够分担该按压力，因而能够防止第1全卷边31的压溃。
而且，在本发明中，如图1～3所示，使第2半卷边42的倾斜部的内周侧的位置42a，与内筒部52的外周侧(外壁面)的位置52b一致而配置。通过该结构，该第2半卷边42的角部的位置42a，与圆筒部52的外壁面52b一致，所以成为冷却水几乎不浸入圆筒部52的上面的状态。因此，能够防止在形成气缸筒51的圆筒部52的上面的由掺杂了防冻液的冷却水所引发的电解腐蚀，从而能够提高密封性能。另外，在该图1～3的结构的气缸盖密封垫1中，得到这样的实验结果，即与以往技术的标准品相比，应力振幅(歪振幅)4处平均值降低了大约12％。
接下来，对第2实施方式进行说明。如图4～图6所示，在该第2实施方式的气缸盖密封垫1A中，将设置在中间板40A上的第2半卷边42的倾斜部的内周侧的位置42a，沿着内筒部52的外周侧的位置52b形成在内周侧。即，例如设置一定的距离D，将第2半卷边42的倾斜部的内周侧的位置(在图4中用虚线表示)42a，配置在比内筒部52的外周侧的位置52b更靠内周侧。其他的结构，与第1实施方式的气缸盖密封垫1相同。
通过该结构，该第2半卷边42的角部的位置42a，沿着圆筒部52的外壁面52b以固定的距离D配置在内周侧，所以圆筒部52的上面的冷却水浸入部分变成非常窄的范围。因此，能够防止在形成气缸筒51的圆筒部52的上面的由掺杂了防冻液的冷却水所引发的电解腐蚀，从而能够提高密封性能。另外，没有必要一定要设定固定的距离D，即，也可以使距离D变化。
接下来，对第3实施方式进行说明。如图7以及图8所示，在该第3实施方式的气缸盖密封垫1B中，在图1～图3的第1实施方式的气缸盖密封垫1的第1金属基板10中，省去第2全卷边13，并且在该第1金属基板10上层叠形成新的第3金属基板60。该第3金属基板60形成为，在与卷边板30的第1全卷边31相对的位置具有第3全卷边61，进而在与中间板40的第2半卷边42大致相对的位置具有第3半卷边62。该第3全卷边61被形成为向卷边板30侧凸。另外，第3半卷边62被形成为随着从内周侧向外周侧靠近而向第1金属基板10侧靠近。即，在比第3半卷边62更靠外周侧处，第3金属基板60抵接于第1金属基板10侧。其他的结构，与第1实施方式的气缸盖密封垫1相同。
通过该结构，除了该第1实施方式的气缸盖密封垫1的作用效果，还能够提高第1全卷边31的部位与第2半卷边42的部位的弹簧性。另外，由于没有第2全卷边13，所以密封线数减少了相应的量。
另外，在第2实施方式的气缸盖密封垫1A中，也可以省去第2全卷边13，并且在该第1金属基板10上层叠新的第3金属基板60，从而构成第4实施方式的气缸盖密封垫。
接下来，对第4实施方式进行说明。如图9以及图10所示，在该第4实施方式的气缸盖密封垫1C中，被夹持在开式水套类型的气缸体50与气缸盖之间并发挥密封功能，将第1金属基板10在气缸筒用孔2的周缘部形成折回部12。与此同时，在该折回部12内，插入配置第2金属基板20，在折回部12内，在第2金属基板20与第1金属基板10之间，层叠具有向第1金属基板10侧凸的第1全卷边31的圆环状的卷边板30。
另外，在该卷边板30的外周侧层叠设有以伴随着从内周侧向外周侧靠近而从第1金属基板10侧靠近第2金属基板20侧的方式倾斜的第2半卷边42的中间板40，进而，在第1金属基板10的折回部12侧层叠第4金属基板70。
该第4金属基板70形成为，在与卷边板30的第1全卷边31相对的位置具有第4全卷边71。另外，该第4全卷边71被形成为向卷边板30侧凸。另外，在与中间板40的第2半卷边42相对的位置，设有第4半卷边72。该第4半卷边72以从第1金属基板10侧的折回部12侧靠近第2金属基板20侧的方式倾斜设置。另外，第5金属基板80形成为，在与卷边板30的第1全卷边31相对的位置具有向卷边板30侧凸的第5全卷边81。由于设置该第5全卷边81，能够提高第1全卷边31的部位的弹簧性。
而且，使第4半卷边72的倾斜部的内周侧的位置72a，与形成气缸体50的气缸筒51的内筒部52的外周侧的位置52b一致从而进行配置。通过该结构，该第4半卷边72的角部的位置72a，与圆筒部52的外壁面52b一致，所以成为冷却水几乎不浸入圆筒部52的上面的状态。因此，能够防止在形成气缸筒51的圆筒部52的上面的由掺杂了防冻液的冷却水所引发的电解腐蚀，从而能够提高密封性能。
另外，虽然未图示，但如果将第4半卷边72的倾斜部的内周侧的位置72a，例如以固定的距离D沿着在形成气缸体50的气缸筒51的内筒部52的外周侧的位置52b的内周侧配置，则通过该结构，该第4半卷边72的角部的位置72a，沿着圆筒部52的外壁面52b以固定的距离D配置在内周侧，所以圆筒部52的上面的冷却水浸入部分变为非常窄的范围。因此，能够防止在形成气缸筒51的圆筒部52的上面的由掺杂了防冻液的冷却水所引发的电解腐蚀，从而能够提高密封性能。另外，没有必要一定要设置固定的距离D，即，也可以使距离D变化。
另外，仅供参考，在图11～图13中，表示气缸盖密封垫1X，其中：该第2半卷边42的角部的位置42a，不沿着圆筒部52的外壁面52b，而被配置成距气缸筒用孔2固定距离Wx。在该结构中，如图11所示，气缸体50的冷却水通路54与气缸筒51的距离Wx+Wy变化，所以第2半卷边42的倾斜部的内周侧的位置42a与内筒部52的外周侧的位置52b的距离Wy变化。该距离Wy如图11以及图12所示，在螺钉孔57附近较小，但如图11以及图13所示，在螺钉孔57相互之间的中央部变大，因此成为冷却水浸入圆筒部52的上面的状态。因此，不能够防止在形成气缸筒51的圆筒部52的上面的由掺杂了防冻液的冷却水所引发的电解腐蚀。
Claims (6)
1.一种气缸盖密封垫，该气缸盖密封垫被夹持在开式水套类型的气缸体与气缸盖之间并发挥密封功能，将第1金属基板在气缸筒用孔的周缘部形成折回部，并且在该折回部内插入第2金属基板的内周侧平坦部以配置该第2金属基板，在该第2金属基板上，在所述内周侧平坦部的外周侧设置第1半卷边，从而将该第1半卷边的外周侧的平坦部配置在所述折回部侧，进而，在所述折回部内，在第2金属基板的所述内周侧平坦部与第1金属基板之间，层叠配置有具有向第1金属基板侧凸的第1全卷边的圆环状的卷边板，其特征在于：
在所述外周侧平坦部与所述第1金属基板之间，配置设有以伴随着从内周侧向外周侧靠近而从所述第2金属基板侧向所述第1金属基板侧靠近的方式倾斜的第2半卷边的中间板，使该第2半卷边的倾斜部的内周侧的位置，与形成气缸体的气缸筒的内筒部的外周侧的位置一致或者沿着其内周侧，而进行配置。
2.如权利要求1所述的气缸盖密封垫，其特征在于：在所述第1全卷边与所述第2半卷边之间，在所述第1金属基板上设置向所述折回部侧凸的第2全卷边。
3.如权利要求1所述的气缸盖密封垫，其特征在于：在所述第1金属基板上层叠形成第3金属基板，并且将该第3金属基板形成为，在与所述卷边板的第1全卷边相对的位置具有第3全卷边，并在与所述中间板的第2半卷边相对的位置具有第3半卷边。
4.一种气缸盖密封垫，该气缸盖密封垫被夹持在开式水套类型的气缸体与气缸盖之间并发挥密封功能，将第1金属基板在气缸筒用孔的周缘部形成折回部，并且在该折回部内插入而配置第2金属基板，在所述折回部内，在第2金属基板与第1金属基板之间，层叠具有向第1金属基板侧凸的第1全卷边的圆环状的卷边板，并且在该卷边板的外周侧层叠设有以伴随着从内周侧向外周侧靠近而从所述第1金属基板侧靠近所述第2金属基板侧的方式倾斜的第2半卷边的中间板，进而，在所述第1金属基板的折回部侧层叠第4金属基板，其特征在于：
该第4金属基板形成为，在与所述卷边板的第1全卷边相对的位置具有向所述卷边板侧凸的第4全卷边，在与所述中间板的第2半卷边相对的位置，具有以伴随着从内周侧向外周侧靠近而从所述第1金属基板侧折回部侧靠近所述第2金属基板侧的方式倾斜的第4半卷边；
使该第4半卷边的倾斜部的内周侧的位置，与形成气缸体的气缸筒的内筒部的外周侧的位置一致或者沿着其内周侧，而进行配置。
5.如权利要求4所述的气缸盖密封垫，其特征在于：在所述第1金属基板上层叠形成第5金属基板，并且该第5金属基板形成为，在与所述卷边板的第1全卷边相对的位置具有向所述卷边板侧凸的第5全卷边。
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