CN101946071B - 汽车发动机、用于汽车发动机的摁扣式发动机盖组件以及将该盖组件装配到发动机的方法 - Google Patents

Abstract

一种发动机、用于该发动机的盖组件以及将该盖摁扣地连接至该发动机而不使用螺纹紧固件的方法包括盖、卡箍和弹性材料阻尼器。该卡箍被布置来与发动机的凸缘摁扣地接合，以将该盖固定至发动机。卡箍具有从盖延伸的第一部分和用于与发动机凸缘摁扣地接合的刚性第二部分。弹性材料阻尼器与卡箍的第二部分间隔，以使卡箍的第二部分与发动机的凸缘直接接合。

Description

汽车发动机、用于汽车发动机的摁扣式发动机盖组件以及将该盖组件装配到发动机的方法

技术领域

本发明一般涉及汽车发动机，特别涉及汽车发动机和用于汽车发动机的、具有NVH和摁扣式零件的盖。

背景技术

汽车发动机盖，例如阀盖、油盘盖和前置式发动机盖，典型地通过螺栓连接至发动机气缸盖(engine cylinder head)和/或发动机体(engine block)。因此，该盖的装配和拆卸工艺是复杂的，因为各螺栓需要插入并紧固至规定的扭矩范围，而且螺栓的移除需要具有适合尺寸的工具。此外，取决于螺栓的位置，用螺栓插入/移除工具的工作端接近螺栓头可能是困难的。

此外，使用螺栓来将盖固定至发动机会提供一个振动传播源，这将导致噪声。因此，有时会包括弹性材料垫圈，以降低产生噪声的可能性。但是，垫圈一般会松弛或变形，从而让螺栓变得相对松动，从而导致泄漏、振动和噪声。

发明内容

一种用于摁扣地连接至内燃机而不使用螺纹紧固件的盖组件具有盖、卡箍以及布置在该卡箍与盖之间的弹性材料阻尼器。该卡箍具有从盖延伸的第一部分和用于与发动机摁扣地接合的刚性第二部分。弹性材料阻尼器布置在该卡箍与盖之间，以提供该第二部分与发动机之间的直接接合，并抑制在该卡箍与盖之间的振动传播。

根据本发明的另一方面，一种用于摁扣地连接至内燃机而不使用螺纹紧固件的盖组件具有盖、形成为与该盖分离的材料件的卡箍。该卡箍具有第一部分和用于与发动机摁扣地接合的刚性第二部分。弹性材料阻尼器被连接至该卡箍的第一部分以及盖，以抑制在该卡箍与盖之间的振动传播。

根据本发明的另一方面，提供一种将盖组件连接至内燃机的凸缘而不使用螺纹紧固件的方法。该方法包括提供盖；提供具有第一部分和第二部分的卡箍，以及将弹性材料阻尼器以与卡箍的第二部分间隔的方式布置在该卡箍的第一部分与盖之间。进一步地，将卡箍的第一部分压入与阻尼器接合的状态，并将卡箍的第二部分摁扣进与凸缘锁止接合的状态。

根据本发明的另一方面，一种发动机，具有凸缘，被摁扣而与该凸缘接合的盖。卡箍具有第一部分和用于与该凸缘摁扣地接合的刚性第二部分。弹性材料阻尼器布置在该卡箍与盖之间，以抑制在其间的振动传播。该阻尼器与卡箍的第二部分间隔，以提供该第二部分与凸缘之间的直接接合。

附图说明

结合下面的当前优选实施例和最佳实施方式的详细说明、所附权利要求和附图，根据本发明构造的摁扣式内燃机盖的这些和其他方面、特点和优点将得以更好地理解，其中：

图1是根据一个当前优选实施例构造的发动机盖组件的平面视图；

图2是图1的盖组件的部分截面侧视图，该盖组件示为被连接至内燃机的凸缘；

图3是图1的盖组件的部分透视剖视图；

图4是图1的盖组件的部分截面侧视图，该盖组件示为已从该发动机的凸缘移除；

图5是根据另一个当前优选实施例构造的盖组件的部分透视剖视图，该盖组件示为被连接至内燃机的凸缘；

图6是图5的盖组件的部分截面侧视图；

图7是图5的盖组件的部分截面侧视图，该盖组件示为已从该发动机的凸缘移除；

图8是根据再一个当前优选实施例构造的盖组件的部分透视剖视图，该盖组件示为被连接至内燃机的凸缘；

图9是图8的盖组件的部分截面侧视图；

图10是图8的盖组件的部分截面侧视图，该盖组件示为已从该发动机的凸缘移除；

图11是根据又一个当前优选实施例构造的盖组件的部分透视剖视图，该盖组件示为被连接至内燃机的凸缘；

图12是图11的盖组件的部分截面侧视图；

图13是图11的盖组件的部分截面侧视图，该盖组件示为已从该发动机的凸缘移除。

具体实施方式

详细参考附图，图1示出了根据一个当前优选实施例构造的、用于内燃机的盖组件10，其中该盖组件可被用作阀盖、油槽盖或后置发动机盖。该盖组件10包括盖12、由与盖12分离的材料件形成的卡箍14，以及布置在卡箍14与盖12之间的弹性材料阻尼器16，以抑制噪声、振动和声振粗糙度(noise、vibration、harshness，即NVH)在卡箍14与盖12之间的传播。卡箍14为盖组件10提供摁扣式方面，使得盖12可很容易地被摁扣而与发动机上的凸缘18密封接合——该凸缘例如可存在于气缸体(cylinder block)和/或发动机体之上，而不需要螺纹紧固件。此外，卡箍14允许盖12被很容易的从发动机移除，这种移除在使用中可能会是必要的。为方便建立盖组件10与发动机的不漏流体密封，盖组件10优选包括弹性材料密封20，该弹性材料密封20被布置来形成卡箍14与邻近凸缘18的、发动机的表面21之间的受压密封接合。

根据需要，盖12可由聚合材料或金属材料制成。盖12一般为穹形，具有外围自由边22。该外围自由边22可形成为具有从其延伸的凸缘24，此处示为邻近该自由边22并从该自由边22大致向外延伸。凸缘24具有上部的横向延伸夹表面26(clamp surface)和在凸缘24内向上延伸的管道28，优选围绕凸缘24的周边。确定管道28的宽度和深度的大小，以将弹性材料垫圈或密封20至少部分地容纳于其内。密封20可以是预成型的一个压到位型密封(press-in-place type seal)，或者可以是模制到位型(mold-in-place type)，其中，该密封被直接模制在管道28内。无论如何，密封20此处示为被形成为与阻尼器16分离的材料件。密封20从管道28向外延伸，并在此处示为具有彼此间隔并沿该长度延伸或围绕密封20周向延伸的多个唇30，以方便在被压抵着发动机的凸缘18时形成不漏流体的密封。

卡箍14被形成为与盖12分离的材料件，并可使用同类材料或不同类材料而形成，无论是聚合的或者是金属的。卡箍14具有总体示于32的第一部分，以可操作地连接至盖12，以及总体示于34的大致刚性的第二部分，以与发动机的凸缘18摁扣地接合。最佳如图1所示，卡箍14可被形成为基本沿盖12的外周边延伸，作为例子而非限制，此处示为以不连续的片段沿盖12的相应的侧35和端37延伸。如图2所示，卡箍14的第一部分32可具有细长的轨36(rail)，多个指状物38从该轨36悬至第二部分34。作为例子，指状物38此处示为大致垂直于轨36延伸。取决于为获得盖组件10对发动机的所需夹持力而需要的指状物数量，指状物38以预定尺寸的间隙40彼此间隔。轨36大致平行于凸缘24的夹表面26延伸，使得弹性材料阻尼器16可在轨36与凸缘24的上表面之间被夹并大致均匀地受压。阻尼器16可要么被提供为轨36和夹表面26的一个分离部件，要么被结合至其中之一，例如通过粘合剂或在模制工艺中。

如图2和4所示，为方便将卡箍14连接至盖12，多个凸舌42(tab)可以从轨36下悬的方式并以彼此间隔的方式而形成，以与阻尼器16接合。在一个优选的构造方法中，凸舌42由轨36的材料桩压(staked)而成，例如在热桩压工艺(heat staking process)或冲压工艺中，取决于轨36是聚合的或是金属的。

也如图3所示，卡箍14可具有形成于在指状物38与轨36之间的弯曲半径内的多个缺口43。尽管可使用更多或更少，缺口43优选形成在每个指状物38上。缺口43为卡箍14提供了增加的强度和刚性，以方便装配并在使用中保持由卡箍14施加的所需夹持力。

进一步地，卡箍14可被构造为具有从至少部分指状物38向外延伸的突起44，以方便装配，特别是当在表面移除盖12时。突起44提供了一个位置，适合的工具(图未示)在该位置上将卡箍14压入以与发动机的凸缘18向下摁扣地接合。

此外，卡箍14可具有从轨36向上并大致与其垂直而延伸的唇46。唇46可通过限制卡箍14相对盖12运动的程度，方便将卡箍14保持在盖12和凸缘18上的卡箍14的连接位置。优选地，该唇保持与盖12间隔，以防止在它们之间产生不需要的振动和噪声。如图2-4所示，在唇46和盖12之间的空间，可布置额外的NVH阻尼器48，其中，阻尼器48可被提供为例如一个分离的部件，然后被粘合至唇46或盖12，或者，阻尼器48可被模制到位在盖12或唇46上。

卡箍14的指状物38被成形为摁扣进与凸缘18锁止接合的状态。尽管指状物38锁到位，应当认识到，指状物38可选择性地从其锁止接合状态释出，例如在与盖组件10有关的、或者盖组件10下面的部件的维修期间。为方便盖组件10装配至发动机上以及从发动机拆卸，第二部分34——由卡箍指状物38的末端表示——可具有向外扩张的延伸部50，延伸部50具有倾斜的凸轮面52，以与发动机上的凸缘18凸轮接合(camming engagement)。倾斜的凸轮面52导致指状物38被向外偏置在凸缘18上，直至凸轮面52越过凸缘18，以使卡箍第二部分34的横向延伸接合表面54与凸缘18的下表面56锁止接合(图3)。

如图4所示，凸缘18具有厚度(D)，盖组件10具有在密封20的底密封表面58与指状物38的接合表面54之间的厚度(d)，其中，厚度(D)大于厚度(d)。因此，在将盖组件10向下压到发动机上之后，凸轮面52与凸缘18接合，并导致指状物38背离凸缘18向外偏置。作为阻尼器16受压和/或指状物38弹性弯曲的结果，指状物38被向外偏置。使弹性材料阻尼器16和弹性材料密封20以足够大小压迫，以将接合表面54摁扣进与凸缘18之下的表面56接合的状态。因此，在阻尼器16和/或密封20受压之后，距离(d)增大至实质等于凸缘18的厚度(D)。正如所提及的，在接合表面54越过凸缘18的底表面56之后，指状物38被偏置回或弹回其大致未偏置位置，以使接合表面54与凸缘18的表面56锁止接合，从而防止盖组件10从发动机移除，直至由在指状物38上的一有意施加的外力操作。

在图5中，示出了根据本发明的另一方面的另一盖组件110，其中，与上文相似的标记偏移因子100后被用来标识相似零件。

组件110具有大致与上文同样构造的盖112，用于与发动机的凸缘118摁扣地接合。因此，盖112具有外围自由边122以及带有夹表面126和用于容纳密封120的管道128的凸缘124。此外，组件110包括由聚合材料或金属材料构造的卡箍114，以方便将盖112摁扣地接合至凸缘118。

但是，不是如上文具有轨36，卡箍114是彼此分离的部件，以单个地摁扣连接至盖112和凸缘118。卡箍114的大致形状与上文指状物38的描述相同。因此，卡箍114具有总体示于132的第一部分，总体示于134的第二部分，凸轮面152和接合表面154。第一部分132大致平行于凸缘124的夹表面126延伸，使得单个的NVH弹性材料阻尼器116可在各卡箍第一部分132与凸缘124之间被夹并大致均匀地受压。因此，不是如在第一实施例所示的一个单件阻尼器16，此处包括了调整尺寸以位于第一部分132之下的分离的阻尼器116。阻尼器116可被构造并保持为第一部分132和夹表面126的分离部件，或被结合至其中之一，例如通过粘合剂或在模制工艺中。

如图7所示，卡箍114的接合表面154和密封120的底密封表面158具有厚度(d)，其中，凸缘118具有厚度(D)。因此，如上所述，卡箍114装配至盖112和凸缘118引起阻尼器116和密封120受压，以摁扣地使盖112与发动机的凸缘118密封接合。在其他方面，盖组件110大致与上文所描述的相同，这样，不必为理解本实施例而作进一步的详细描述。

在图8中，示出了根据本发明的另一方面的另一盖组件210，其中，与第一实施例中使用的标记相似的标记偏移因子200后被用来标识相似零件。

组件210具有盖212和为与发动机的凸缘218摁扣地接合而构造的轨236。盖212和轨236由分离的材料件形成，其中，取决于应用，该材料内容可相同或不同。例如，盖212和轨236可由金属材料和/或聚合材料构造。盖212和轨236通过NVH弹性材料阻尼器(下文以NVH桥216指代)彼此连接。该NVH桥216可封装盖212和轨236的外围，使得盖212和轨236围绕它们的外围彼此间隔。

轨236具有从其下悬的多个指状物238，指状物238彼此间隔并分离，以单个地摁扣连接至凸缘218。指状物238的大致形状与上文指状物38的描述相似。因此，指状物238具有凸轮面252和与凸缘218之下的表面256摁扣地接合的接合表面254。

盖组件210还包括密封220，以建立在该组件与凸缘218之间的不透流体的密封。密封220可被提供为与NVH桥216分离的材料件，或如图示，被提供为与NVH桥216一体的材料。因此，密封220在模制NVH桥216时被模制至轨236的底面。应当认识到，根据需要，NVH桥216和密封220可使用相同的弹性材料模制，例如橡胶或硅胶，或者，它们可以彼此分离的方式并由不相似的材料模制。

如图10所示，指状物238的接合表面254和密封220的底密封表面258具有厚度(d)，其中，凸缘218具有厚度(D)。因此，如上所述，指状物238与凸缘218的摁扣接合引起密封220受压，以将盖组件210保持在与发动机的凸缘218密封接合的状态。

在图11中，示出了根据本发明的另一方面的另一盖组件310，其中，与第一实施例中使用的标记相似的标记偏移因子300后被用来标识相似零件。

组件310具有盖312和为与发动机的凸缘318摁扣地接合而构造的轨336。盖312和轨336由分离的材料件形成，其中，取决于应用，用以形成盖312和轨336的该材料可相同或不同。例如，盖312和轨336可由金属材料和/或聚合材料构造。盖312和轨336在浇铸或模制工艺中被彼此连接。在一个当前优选实施例中，轨336可由金属形成，例如冲压钢，并且，盖312可由塑性材料模制至轨336的自由边。应当认识到，可模制NVH桥(图未示)，例如图7所示的NVH桥，以将盖312连接至轨336。

轨336具有从其下悬的多个指状物338，指状物338彼此间隔并分离，以单个地摁扣连接至凸缘318。指状物338具有向上、向内延伸的凸轮面352，以方便将指状物338向外偏置在凸缘318上，直至形成指状物338的接合表面354的自由端越过凸缘318，并移动进与凸缘318之下的表面356摁扣地接合的状态。

盖组件310包括密封320，以建立在轨336与凸缘318之间的不透流体的密封。密封320此处示为与盖312分离形成的元件。密封320示为具有由与密封320的材料分离的材料(例如尼龙或金属)形成的载体72。形成密封320的该材料可使用快速硫化弹性体(例如硅胶)在液态弹性体模制工艺中形成。作为例子而非限制，密封320示为具有波状上、下表面74、75，以方便形成在轨336与凸缘318之间的不透液的密封。

如图13所示，指状物338的接合表面354和密封320的底密封表面358具有厚度(d)，其中，凸缘318具有厚度(D)。因此，如上所述，指状物338与凸缘318的摁扣接合引起密封320受压，以将盖组件310保持在与发动机的凸缘318密封接合的状态。

显然，在上述教导下，可能对本发明进行多种修正和变型。因此，应当理解，在所附权利要求的范围内，本发明可以不同于具体描述的方式实施。

Claims (15)

1.一种用于连接至内燃机而不使用螺纹紧固件的盖组件，包括：

盖；

由与所述盖分离的材料件形成的卡箍，其具有从所述盖延伸的第一部分和用于与该内燃机摁扣地接合的刚性第二部分；

至少一个布置在所述卡箍与盖之间的弹性材料阻尼器，以抑制在所述卡箍与盖之间的振动传播，所述阻尼器与所述第二部分间隔，以提供所述第二部分与该内燃机之间的直接接合；

所述盖具有为支撑所述卡箍的所述第一部分而布置的向外延伸的凸缘；

所述盖组件进一步包括与所述弹性材料阻尼器分离的弹性材料密封，所述凸缘具有在其内向上延伸的外围管道，所述弹性材料密封部分地布置在所述管道内并从所述管道向外延伸，以提供与该内燃机的密封接合；以及

其中，所述卡箍的所述第一部分包括细长轨，多个凸舌从所述轨下悬，以与所述弹性材料阻尼器接合。

2.如权利要求1所述的盖组件，其特征在于，所述至少一个弹性材料阻尼器包括一对弹性材料阻尼器，所述一对弹性材料阻尼器中的一个被连接至所述盖的所述凸缘，以及所述一对弹性材料阻尼器中的另一个被连接至所述卡箍的所述第一部分。

3.如权利要求2所述的盖组件，其特征在于，多个指状物以彼此间隔的方式从所述轨下悬至所述第二部分。

4.如权利要求3所述的盖组件，其特征在于，所述一对弹性材料阻尼器中的至少一个被结合至所述轨或所述凸缘中的至少一个。

5.如权利要求3所述的盖组件，其特征在于，所述第二部分包括实质平行于所述轨延伸的接合表面，以与该内燃机直接接合。

6.如权利要求1所述的盖组件，其特征在于，所述第二部分具有倾斜的凸轮面，以与该内燃机凸轮接合。

7.一种将盖组件连接至内燃机的凸缘而不使用螺纹紧固件的方法，所述方法包括：

提供盖，所述盖具有向外延伸的凸缘，所述盖的所述凸缘具有在其内向上延伸的外围管道；

在所述外围管道内布置弹性材料密封；

提供具有第一部分和背离所述盖延伸的第二部分的卡箍，且所述卡箍为与所述盖分离的材料件，其中，所述卡箍的所述第一部分包括细长轨，多个凸舌从所述轨下悬；

将与所述弹性材料密封分离的弹性材料阻尼器以与所述卡箍的所述第二部分间隔的方式布置在所述卡箍的所述第一部分与所述盖之间；以及

通过将所述卡箍的所述第一部分压入与所述阻尼器接合的状态，将所述弹性材料阻尼器与至少一个所述凸舌结合，并将所述卡箍的所述第二部分摁扣进与该内燃机的所述凸缘锁止接合的状态，使所述弹性材料密封与该内燃机的所述凸缘密封接合。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括提供多个指状物以彼此间隔的方式从所述轨下悬至所述第二部分。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法进一步将从所述轨下悬的多个凸舌与所述弹性材料阻尼器接合。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括将所述弹性材料阻尼器连接至所述盖的所述凸缘和所述卡箍的所述第一部分。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括将所述弹性材料阻尼器模制至所述盖的所述凸缘和所述卡箍的所述第一部分。

12.一种发动机，包括：

从该发动机的一部分延伸的凸缘；

盖；

由与所述盖分离的材料件形成的卡箍，其具有从所述盖延伸的第一部分和用于与所述凸缘摁扣地接合的刚性第二部分；

布置在所述卡箍与盖之间的弹性材料阻尼器，以抑制在所述卡箍与盖之间的振动传播，所述阻尼器与所述第二部分间隔，以提供所述第二部分与所述凸缘之间的直接接合；

所述盖具有为支撑所述卡箍的所述第一部分而布置的向外延伸的盖凸缘；

所述盖组件进一步包括与所述弹性材料阻尼器分离的弹性材料密封，所述盖凸缘具有在其内向上延伸的外围管道，所述弹性材料密封部分地布置在所述管道内并从所述管道向外延伸，以提供与该发动机的密封接合；以及

其中，所述卡箍的所述第一部分包括细长轨，多个凸舌从所述轨下悬，以与所述弹性材料阻尼器接合。

13.如权利要求12所述的发动机，其特征在于，多个指状物以彼此间隔的方式从所述轨下悬至所述第二部分。

14.如权利要求13所述的发动机，其特征在于，所述弹性材料阻尼器被结合至所述轨或所述盖凸缘中的至少一个。

15.如权利要求12所述的发动机，其特征在于，所述第二部分具有倾斜的凸轮面，以与该发动机的所述凸缘凸轮接合。

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