CN102027271B - 带有焊道限压单元的多层静态垫片 - Google Patents

Abstract

一种多层静态汽缸盖垫片具有至少一个金属功能层和一个金属间隔层，其具有适配的开口。所述功能层具有全焊道，该焊道围绕该开口并从该开口径向向外延伸。间隔层的开口形成于具有第一厚度的第一部分。间隔层的第二部分从所述开口和所述第一部分径向向外延伸，其中第二部分具有小于第一厚度的第二厚度。一个限压单元形成于至少一个所述功能层或者所述间隔层。该限压单元防止全焊道被完全压扁，从而相对于功能层的其他部分维持全焊道的高密封应力以抵靠所述间隔层，并阻止形成全焊道的预疲劳裂纹。

Description

带有焊道限压单元的多层静态垫片

相关申请的交叉引用

本申请要求于2008年2月13日提交的美国临时申请序列号No.61/028,317和2008年10月30日提交的美国临时申请序列号No.61/109,682的权益，其通过引用整体合并入此处。

技术领域

本发明大致涉及一种用于在夹紧的两元件之间建立气/液封的静态垫片，更具体地涉及多层静态垫片，例如汽缸盖垫片。

背景技术

为了在夹紧的两元件之间建立气/液封，例如在汽缸盖和缸体之间，一般选用具有多层的静态汽缸盖垫片。通常，多层垫片的多层中的至少一层，有时被称为功能层，具有密封焊道(bead)以便于建立液封。多层中的另一层，有时被称为间隔层，被配置为紧靠该功能层，通过压缩该功能层的焊道来建立液封。不幸的是，当将汽缸盖固定于缸体时，过压缩该密封焊道可能造成该密封焊道的损坏。如果该密封焊道被过压缩并且基本上被扁平，例如在起始的夹固或者使用过程中，不仅会失去它的承受高压缩密封应力的能力，而且可能在密封焊道区域形成疲劳裂纹。疲劳裂纹如果形成，将最终降低静态垫片的建立气和/或液密封的能力，从而降低发动机的使用寿命和效能。

发明内容

提供一种用于在汽缸盖和机体之间提供气/液封的多层静态垫片。该垫片提供一个全压缩密封焊道，此后示出为全焊道，该焊道在组装和使用中确保只有部分被压缩。因此，在全焊道的波峰与紧靠表面之间，密封焊道维持高密封压力，以建立可靠的气/液封。另外，密封焊道由其自身能力阻止过早失效以避免预疲劳裂纹的开始形成，从而显现出长的使用寿命。

根据本发明的一个方面，垫片的多层都具有彼此适配的开口，其至少一个开口对应于缸膛。多层中的至少一层是金属功能层，而多层中的另一层为金属间隔层。该功能层具有由此形成的全焊道，其全焊道围绕所述功能层的所述开口并从所述开口径向向外延伸。全焊道延伸出所述功能层的平面外一个既定的第一距离。间隔层的开口形成于具有第一厚度的第一部分。间隔层的第二部分从所述开口和所述第一部分径向向外延伸，其中第二部分具有小于第一厚度的第二厚度。限压单元形成于至少一个功能层或者间隔层中。限压单元阻止全焊道被完全压扁，因此，当汽缸盖和机体在整个使用过程中处于被完全组装的状态时，全焊道确保具有从所述功能层的平面向外延伸的波峰。因此，全焊道的波峰相对于功能层的其他部分产生连续的高密封压力，并且还防止形成预疲劳裂纹。

当形成于所述功能层中时，限压单元包括在径向截面上的波形，该轮廓具有在所述功能层的对边上彼此背向的波峰和波谷。该波形具有在波峰和波谷之间延伸的波段，该波段与功能层平面成一个倾斜角延伸，以提供该波段的刚性需求，防止它们在汽缸盖和缸体之间的负载下被完全压扁。该波形在全焊道和开口之间围绕功能层上的开口周向延伸，并被配置为配合该间隔层的第一部分。

当形成于所述间隔层中时，限压单元包括至少一个临近第二部分的第三部分，其中该第三部分具有小于第二厚度的第三厚度，其第二部分位于第一部分和第三部分之间，或者外缘终止于全焊道和功能层的外缘中点。根据本发明的一个方面，第一，第二和第三部分由单件材料构造而成。根据本发明的另一个方面，第三部分由与第一、第二部分分开的材料构造而成，该第一、第二部分由单件材料构造而成。据此，第三部分由具有均一厚度的单件材料构造而成。

根据本发明的另一方面构造的多层垫片在间隔层的对边上具有一对功能层。每个功能层具有一个全焊道。该垫片的限压单元由该间隔层和至少一个该功能层共同提供。间隔层上的限压单元可防止一个全焊道被过压缩，而功能层上的限压单元可防止另一个全焊道被过压缩。

根据本发明的又一方面构造的多层垫片具有一个带有全焊道的功能层和一个由分开的第一和第二部分的材料构造而成的间隔层。间隔层的第一部分在间隔层的开口于外缘之间提供一主体。第一部分的凹陷部分从开口径向向外延伸，其凹陷部分的设计尺寸是用于容纳第二部分。当容置于该凹陷部分时，该第二部分从第一部分的表面横向向外延伸以提供紧靠全焊道的表面。另外，正如上述实施例，至少一个功能层或者间隔层提供限压单元以防止全焊道被完全压缩至完全扁平的状态。

附图说明

为了更清楚地说明根据本发明构造的多层垫片的上述和其他方面、特征及优点，以下结合当前优选的实施例和最佳实施方式、所附权利要求以及附图对本发明进行详细描述，其中：

图1是根据本发明的一个方面构造的多层汽缸盖垫片的径向截面侧视图；

图1A是根据本发明的另一个方面构造的多层汽缸盖垫片的径向截面侧视图；

图2是根据本发明的又一个方面构造的多层汽缸盖垫片的径向截面侧视图；

图3是根据本发明的又一个方面构造的多层汽缸盖垫片的径向截面侧视图；

图4是根据本发明的又一个方面构造的多层汽缸盖垫片的径向截面侧视图；

图5是根据本发明的又一个方面构造的多层汽缸盖垫片的径向截面侧视图；

图6是根据本发明的又一个方面构造的多层汽缸盖垫片的径向截面侧视图；

图7是根据本发明的又一个方面构造的多层汽缸盖垫片的径向截面侧视图；

图8是根据本发明的又一个方面构造的多层汽缸盖垫片的径向截面侧视图；

图9是根据本发明的又一个方面构造的多层汽缸盖垫片的径向截面侧视图；及

图10是根据本发明的又一个方面构造的多层汽缸盖垫片的径向截面侧视图；

具体实施方式

具体参考附图，图1示出了根据本发明的一个方面构造的多层垫片的一部分的径向截面图，此后示意为垫片10。垫片10具有至少一个功能层，示例为一对功能层12，14和一间隔层16。功能层12，14设置为紧靠间隔层16的相背的对边18，20，使得间隔层16被夹于功能层12，14之间，其中各层可通过诸如焊缝或者柳钉，优选在垫片10的最外缘(图未示)，彼此固定。功能层12，14各具有开口22，其大小适配于间隔层16的开口24，其中各开口设置为彼此适配于缸膛26。功能层12，14各具有全压缩密封焊道28，该焊道从层12，14的平面30向外延伸以建立缸膛26的气封。示出为32的限压单元形成于至少一个功能层12，14或者间隔层16中。当将汽缸盖(图未示)固定于缸体(图未示)上时，限压单元32防止全焊道28在平面30内被完全压平。因此，相对于功能层12，14的其他部分，全焊道28在抵靠间隔层16时维持一个大致不变的高密封压力，从而提供并维持缸膛26的圆周的气密性。除了维持缸膛26的期望的气封外，由于其没有被过度压扁和完全平整，焊道28可防止在组装和使用时形成预疲劳裂纹。

功能层12，14由弹性金属构造而成，例如弹簧钢，从而具有大约0.1-0.3mm的厚度。如图1中所示的功能层12，14被构造成具有彼此相对的镜像轮廓，其每层在紧靠缸膛26处具有前述提及的全焊道28，而半焊道34延伸至外缘部分36，例如可以在流道附近提供液封，诸如油或冷却剂流道38。功能层12，14具有沿着平面30延伸的大致平面的主体部分40，其全焊道28从平面30轴向向外延伸一既定距离D1。全焊道28从沿着平面30展开的内缘部分41径向向外延伸，并在组装时结束于各缸膛26。半焊道34从平面30轴向向外延伸一既定距离D2。全焊道28分别具有相对彼此周向延伸的波峰42以紧靠间隔层16形成气封，而半焊道34分别具有相对彼此并大致平行于平面30的平顶或者平整表面44以紧靠间隔层16形成液封。由此，各功能层14的波峰42和平整表面44从平面30沿着相同的方向向外延伸。在汽缸盖和缸体之间被压缩时，全焊道28或半焊道34都不被完全压缩成扁平的状态。据此，全焊道28和半焊道34都由平面30向外延伸，从而保持弹性偏斜，维持建立高密封压力以分别形成气封和液封的能力。

间隔层16可由相对刚性的金属材料构造而成，例如冷轧钢材或不锈钢。间隔层16可被构造成具有在径向截面上示出为对称的主体46，使得对边18，20关于中心平面CP成镜像关系。每边18，20沿着具有第一厚度t1的第一部分48延伸，其厚度t1在此示出为间隔层16的最厚的部分。第一部分48径向向外延伸至具有第二厚度t2的第二部分50，该第二厚度t2小于第一厚度t1。第二部分径向向外延伸一既定距离至具有第三厚度t3的第三部分52，该第三厚度t3小于第二厚度t2。第三部分52延伸至便于流道密封的开口54，例如油口或冷却腔38。应该理解第一、第二和第三部分48，50，52的各厚度t1，t2，t3在周向上可以变化，例如通过台阶跳跃式变化或者具有平滑的梯度，而且，它们相对于垫片10的其他部分的各厚度也可以变化，其中不只一个开口22，24形成于功能和间隔层12，14，16中以提供多缸膛26的气封。考虑到间隔层在径向截面中示出为对称，应该理解，相关联的厚度t1，t2和t3相对于彼此同心设置。

在组装时，外功能层12，14覆盖夹于中间的间隔层16。内缘部分41覆盖间隔层16的第一部分48；焊道28覆盖间隔层16的第二部分50；而半焊道34覆盖间隔层16的第三部分52。在将汽缸盖固定于缸体时，焊道28的波峰42压缩至紧靠第二部分50密封以建立沿着焊道28的波峰42的高压缩密封应力，从而阻止燃烧气体从各缸膛26向外泄露。为确保焊道28被至少部分压缩但没有完全扁平，焊道28的高度D1大于第二部分50的凹陷深度[(t1-t2)/2]，仅为示例而非限制，其中凹陷深度为约10-20μm。此外，半焊道34的平顶44被压缩抵靠第三部分52以建立高压缩密封应力，从而防止液体从油口或者冷却腔38中向外泄露，例如，为确保半焊道34被部分压缩但没有完全扁平，半焊道34的高度D2大于第三部分52的凹陷深度[(t1-t3)/2]，仅为示例而非限制，其中凹陷深度为约30-75μm。而且，不考虑汽缸盖在夹紧或使用时的变形，由于第三部分52比第二部分50凹陷进去更多，使得厚度t3小于厚度t2，确保焊道28的完全压缩程度更小。

图1A示出了根据本发明的另一方面构造的多层垫片10′。该垫片10′的装配结构与前述讨论的垫片10基本相同，但是间隔层16′由两件不同材料构造而成。间隔层16′如上述讨论具有第一，第二和第三部分48′，50′，52′，但是并不是由单件相同材料构造而成，其第一和第二部分48′，50′由单件相同材料构成，诸如由高屈变力的材料构成，例如不锈钢SS301/SS430，其相应的不同厚度t1和t2如上述讨论。同时，第三部分52′由与第一和第二部分48′，50′不同的单独的单件材料构成，也可由另一种材料成型，例如低级钢，如不锈钢SS430，其减小的厚度t3如上述讨论。因此，第三部分52′可以成型为单件材料而不需要在二次加工中减少它的厚度，从而提高生产效能。第一和第二部分48′，50′的材料可以通过诸如焊缝(WJ)与第三部分52′材料固定。因此，除了间隔层16′由分开的两件材料构造而成以外，多层垫片10′与上述讨论的多层垫片10相同。

图2示出了根据本发明的另一方面构造的多层垫片110，其中相似的特征用相差100的数字表示。垫片110具有紧靠间隔层116的对边118，120设置的一对功能层112，114。功能层112，114分别具有开口122，其大小适配于间隔层116的开口124，其中各开口122，124分别设置为彼此同心适配于缸膛126。功能层112，114分别具有全压缩密封焊道128，该焊道由层112，114的平面130向外延伸以建立缸膛126的气封。示出为132的限压单元成型于临近焊道128的功能层112，114以防止全焊道128在平面130内被完全压平。

与第一个实施例相比，间隔层116在径向截面上示出为不是对称的，而是非对称的，其一侧边118具有阶梯式表面而相背的对边120是平坦的。另外，间隔层116具有第一厚度t1的第一部分148和第三厚度t3的相应第三部分152，但并没有上述讨论中的相应的第二部分50的中间部分。因此，间隔层116在厚度上从第一厚度t1单级降低至第三厚度t3，其降低形成于侧边118。

功能层112，114与上述功能层12，14相似形成，包括全焊道128和半焊道134，然而，限压单元132形成于功能层112，114中，而不是形成于间隔层116中。限压单元132通过示例而非限制为形成于功能层112，114的内缘部分141和材料中，例如通过压纹操作成型。限压单元132示例性示出为在全焊道128和开口122之间成型。限压单元132在径向截面上示出为具有在功能层112，114的对边上相对彼此的波峰60和波谷62的波状或波形。该波形具有在波峰60和波谷62之间延伸的波段64，其波段64与各功能层112，114的平面130成一个倾斜角延伸。波段64的倾斜角提供足够的刚性和强度以防止它们在汽缸和缸体之间被完全负载压缩。限压单元132的波形在临近全焊道128处围绕功能层112，114的开口122周向延伸，且被设置成与间隔层116的第一部分148配合。

在组装时，外功能层112，114覆盖夹于中间的间隔层116。内缘部分141覆盖间隔层116的第一部分148。因此，焊道128和限压单元132覆盖间隔层116的第一部分；而半焊道134覆盖间隔层116的第三部分152。在将汽缸盖固定于缸体时，焊道128的波峰142被部分压缩抵靠第一部分148以建立高压缩密封应力，从而阻止燃烧气体由各缸膛126向外泄露。由于限压单元132。通过临近的限压单元132，确保焊道128仅被部分压缩而不是完全扁平。因此，如上所述，全焊道128免于在组装和使用时形成预疲劳裂纹。此外，半焊道134的台地144被压缩抵靠在第三部分152以建立高压缩密封应力，从而阻止液体从油口或者冷却腔138中向外泄露。

图3示出了根据本发明的另一方面构造的多层垫片210，其中相似的特征用相差200的数字表示。垫片210具有与垫片10大致相同的几何结构，包括具有与功能层12，14相同的功能层212，214和间隔层216，该间隔层带有厚度分别为t1，t2，t3的第一，第二和第三部分248，250，252。但是，与由单件材料构成的间隔层16不同，间隔层216由分开的被称为部分的第一和第二件材料70，72构成。第一和第二部分70，72在构建中可以通过例如焊接或者卷边操作彼此相连接，其在连接时处于大致平面的形状。然后，第一部分70被铸造或者冲压，而第二部分通过机床加工，例如通过电解加工过程，或其他过程。因此，通过先构建分开的材料然后再彼此连接，垫片210可由具有逐步减少的厚度的单件材料构建，从而消除材料的潜在浪费。

间隔层216的第一部分70具有一个主体74，该主体在间隔层216的燃烧室开口224与流体开口254之间延伸。第一部分70的环形凹陷部分76从开口224径向向外延伸，其中凹陷部分76的尺寸用以容纳第二部分72。容置于凹陷部分76中的第二部分72从第一部分70的表面78轴向向外延伸以提供相应的第一和第二部分248，250的表面，用于紧靠内缘部分241和功能层212的全焊道228。

图4示出了根据本发明的另一实施例构建的多层垫片310，其中相似的特征用相差300的数字表示。与垫片210相似，垫片310由分开的第一和第二部分材料370，372构成。垫片310具有与功能层112，114相同的功能层312，314，在功能层312，314的内缘部分314带有波形的限压单元332。另外，垫片具有一在径向截面上示出的对称的间隔层316，其第一和第三部分348，352分别具有厚度t1，t3。

外功能层312，314覆盖夹于中间的间隔层316，其内缘部分341覆盖间隔层316的第一部分348。因此，焊道328和限压单元332覆盖间隔层316的第一部分348，而半焊道334覆盖间隔层316的第三部分352。在将汽缸盖固定于缸体时，焊道328的波峰342被压缩成抵靠第一部分348以建立高压缩密封应力，从而防止燃烧气体由各缸膛326向外泄露。通过临近的限压单元332确保焊道328仅被部分压缩。因此，全焊道328免于在组装和使用时形成预疲劳裂纹。此外，半焊道334的台地344被压缩抵靠第三部分352以建立高压缩密封应力，从而阻止液体从油口或者冷却腔138中向外泄露，例如，其中确保半焊道如前述实施例中并没有被完全扁平或压缩。

图5示出了根据本发明的另一实施例构建的多层垫片410，其中相似的特征用相差400的数字表示。垫片410具有一对功能层412，414和夹于其间的间隔层416。功能层412与上述实施例中讨论的功能层12大致相同，功能层414与上述实施例中讨论的功能层14大致相同。相应的，间隔层416具有紧靠功能层412的上边418，其配置与间隔层16的边18相同，因此，具有第一，第二和第三部分448，450，452，其厚度分别为t1，t2，t3，其中t1大于t2，t2大于t3。而且，间隔层416具有平的或者平面的下边420，其设置为紧靠功能层414。因此，垫片410是垫片10，110的结合，以提供垫片10所述的上表面和垫片110的所述的下表面420。

图6示出了根据本发明的另一个实施例构建的多层垫片510，其中相似的特征用相差500的数字表示。垫片510与垫片410相似，具有与功能层412，414相同的外功能层512，514。而且，垫片具有夹在其中的间隔层516，该间隔层具有第一，第二和第三部分548，550，552，其分别具有厚度t1，t2，t3，其中t1大于t2，t2大于t3。而且，间隔层516具有与边418相同的紧靠功能层512的上边518。间隔层516的对边520的内缘部分541具有环形凹陷部分80，配置为紧靠功能层514上的波形限压单元532。该凹陷部分80的深度确保凹陷部分80容纳限压单元532的波峰，而同时防止功能层514的全焊道528在组装和适用中被完全压平。因此，正如前述实施例，功能层512，514的焊道528保持在组装和使用中没有被完全地压扁，从而最小化焊道528所承受的密封压力，并防止此处的预疲劳。

图7示出了根据本发明的另一个实施例构建的多层垫片610，其中相似的特征用相差600的数字表示。与前述讨论的其他垫片不同，垫片610具有单一的功能层614。功能层614的形状大致与功能层14，214相同。因此，功能层614具有全压缩密封焊道628，该焊道从开口622径向向外形成并且从沿平面630展开的内缘部分641径向向外延伸。功能层还具有半焊道634，该半焊道延伸至外缘部分636，其焊道628，634从平面630沿着相同的方向朝向轴向向外延伸。

垫片610进一步包括间隔层616，配置为部分沿着功能层614的平面630展开。间隔层616具有第一部分648，形成的开口624与功能层614的开口622大致齐平，其第一部分648具有第一厚度t1，该第一厚度t1是间隔层616的最厚部分。第一部分648从开口624径向向外延伸至一个台阶，该台阶过渡至具有第二厚度t2的第二部分650，该第二厚度t2小于第一厚度t1。第二部分650起始于开口622与功能层614的全焊道628之间，示出为起始于开口622与全焊道628中点。第二部分650跨过全焊道628延伸至外缘654，该外缘终止于功能层614的全焊道628与半焊道634之间，示出为终止于全焊道628与半焊道631中点。第二部分650跨过全焊道628延伸时在轮廓上与全焊道相符，使得波形配合紧靠全焊道628。据此，垫片610具有横向截面上示出的最厚区域，该区域跨越在开口622和全焊道628之间的第一部分648的厚度t1。而且，垫片610具有横向截面上示出的中间厚度区域，该区域跨越第二部分650的第二厚度t2，该第二区域起始于开口622与全焊道628中点并延伸至全焊道628与半焊道634的中点。另外，垫片610具有沿功能层614的横向截面上示出的最小厚度区域，该区域起始于全焊道628和半焊道634中点并延伸至外缘部分636。因此，最小厚度区域单独由功能层614提供。

图8示出了根据本发明的另一个实施例构建的多层垫片710，其中相似的特征用相差700的数字表示。垫片710具有形状上与功能层614相同的单一功能层714。因此，功能层714具有全压缩密封焊道728，该焊道从开口722径向向外延伸，且从沿平面730展开的内缘部分741径向向外延伸。功能层还具有半焊道734，该焊道延伸至外缘部分736，其焊道728，734从平面730沿着相同的方向朝轴向向外延伸。

垫片710进一步包括形状与间隔层616相似的间隔层716。因此，间隔层716具有第一部分748，其带有的开口724大致与功能层714的开口722齐平，第一部分748具有第一厚度t1，该厚度t1是间隔层716的最厚部分。第一部分748从开口724径向向外延伸至一台阶，该台阶过渡到具有第二厚度t2的第二部分750，该第二厚度t2小于第一厚度t1。第二部分750起始于开口722和功能层714的全焊道724之间，示出为起始于开口722和全焊道728的中点。第二部分750穿过全焊道728延伸至外缘754，该外缘终止于功能层714的全焊道728与半焊道734的之间，示出为终止于全焊道728与半焊道734的中点。但是，与上述间隔层616不同，间隔层位于抵靠功能层614的对边。因此，第二部分750是扁平的平面的构造，该平面跨越全焊道728的波谷延伸，其轮廓与全焊道728不相同。因此，第二部分750横穿全焊道728的波形而不贴合于此。正如上述垫片610，垫片710具有横向截面上示出的最厚区域，该区域跨越在开口722和全焊道728之间的第一部分748的厚度t1。而且，垫片710具有横向截面上示出的中间厚度区域，该区域跨越第二部分750的第二厚度t2，该第二区域起始于开口722与全焊道728中点并延伸至全焊道728与半焊道734的中点。另外，垫片710具有沿功能层714的横向截面上示出的最小厚度区域，该区域起始于全焊道728和半焊道734中点并延伸穿过半焊道734。因此，正如功能层614，该最小厚度区域单独由功能层714提供。

图9示出了根据本发明的另一个实施例构建的多层垫片810，其中相似的特征用相差800的数字表示。垫片810具有其形状与功能层614，714相似的单一功能层814，但是，该功能层具有形成于内缘部分841的台阶部分。此外，功能层814与功能层614，714相同。因此，功能层814具有全压缩密封焊道828，该焊道从开口822径向向外形成，并且从部分沿着平面830展开的内缘部分841径向向外延伸，其台阶部分从平面830沿着与全焊道828相同的方向横向向外延伸，但是，并没有延伸至全焊道828的波峰842的程度。因此，台阶部分的上表面位于平面830和全焊道828的波峰842的切线之间。功能层814还具有延伸至外缘836的半焊道834，其焊道828，834从平面830沿着相同的方向朝向轴向向外延伸。

垫片810进一步包括形状与间隔层716相同的间隔层816。因此，间隔层816具有第一部分848，其带有的开口824与功能层814的开口822大致齐平，厚度为t1的第一部分848的厚度t1是间隔层816中最厚的部分。第一部分848从开口824径向向外延伸至过渡到第二部分850的台阶，该第二部分具有第二厚度t2，厚度t2比厚度t1小。第二部分850配置为起始于功能层814的开口822和全焊道828之间，示出为起始于开口822和全焊道828中点。第二部分850跨过全焊道828延伸至外缘854，该外缘终止于功能层814的焊道828与半焊道834之间，示出为终止于全焊道824和半焊道834中点。正如间隔层716，间隔层816设置为紧靠功能层614的对边，全焊道和半焊道828，834由此延伸。垫片810与垫片710的最大的不同在于台阶，第一部分848的第一厚度t1面向并且容置于功能层814的台阶部分。正如上述垫片610，710，垫片810具有横向截面上示出的最厚区域，该区域跨越在开口822和全焊道828之间的第一部分848的厚度t1。而且，垫片810具有横向截面上示出的中间厚度区域，该区域跨越第二部分850的第二厚度t2，该第二区域起始于开口822与全焊道828中点并延伸至全焊道828与半焊道834的中点。另外，垫片810具有沿功能层814横向截面上示出的最小厚度区域，该区域起始于全焊道828和半焊道834中点并延伸穿过半焊道834。因此，该最小厚度区域单独由功能层814提供。

图10示出了根据本发明的另一个实施例构建的多层垫片910，其中相似的特征用相差900的数字表示。垫片910具有三个功能层912，912′，914和间隔层916。功能层912，914配置为并且设置为大致与上述相应的功能层12，14相同。因此，功能层912，914紧靠间隔层916的对边918，920设置，使得间隔层916被夹在功能层912，914之间。同时，功能层912′覆盖并紧靠功能层912。功能层912，912′，914各具有开口922，其尺寸适配于间隔层916的开口924，其中各开口分别设置为彼此适配于缸膛926。功能层912，914分别具有全压缩密封焊道928，该焊道从功能层12，14的平面30向外延伸以利于气封缸膛926。功能层912′还具有一个全压缩焊道928′，其尺寸大致与其他的功能焊道928相同，配置为与功能层912的功能焊道928反向对齐。

间隔层916不呈现为在径向截面上的对称结构，而被构造成在径向截面上非对称的几何结构。如图1中的实施例，每边918，920从开口924沿着第一厚度t1的第一部分948径向向外延伸，其厚度t1是间隔层916的最厚的部分。第一部分948径向向外延伸至第二厚度t2的第二部分950，该厚度t2比厚度t1小，第二部分950径向向外延伸一既定距离至具有第三厚度t3的第三部分952，该厚度t3小于t2。第三部分952延伸至开口54以便于密封油道，例如油口或者冷却腔38。各第一和第二部分948，950的厚度t1和t2在径向截面上示出为相对彼此偏斜。因此，间隔层916的对边由不同的台阶高度提供。例如，一边是第一台阶高度S1，而对边是台阶高度S2，其中S1大于S2。在一个优选实施例中，S1是S2的两倍，其中焊道高度928，928′大致相同。应该理解，台阶S1和S2的相对高度可以以其他方式配置，而焊道928，928′的相对高度也可以以其他方式配置。

在组装时，设置紧靠的功能层928，928′使得他们各自的全焊道928，928′相对于彼此径向对齐，其分别的波峰948，948′彼此背离。垫片910的两个紧靠的功能层912，912′，其面对的全焊道相对设置为紧靠第二部分950，而具有全焊道的第三功能层914设置于紧靠第二部分950的对边，可在使用中于缸盖和缸体之间形成的更大的动力学间隙从而防止缸膛926的气体泄露。

显然，根据以上教导，本发明的许多修正和变型是可能的。因此，应当理解，在后所附权利要求的范围内，本发明可不同于上述具体描述通过其他方式实施。

Claims (7)

1.一种用于建立汽缸盖与缸体之间的密封的多层金属静态汽缸盖垫片，包括：

一金属功能层，所述功能层具有外缘和内缘，所述功能层形成围绕缸膛设置的一开口和从所述开口径向向外延伸并围绕所述开口的全压缩焊道；所述全压缩焊道延伸出所述功能层的平面外一既定的第一距离；

由两件材料形成的金属间隔层，所述间隔层具有第一厚度的第一径向部分，所述第一径向部分延伸至适配于所述功能层的所述开口的一个开口，且从所述第一径向部分径向向外延伸的第二径向部分，该第二径向部分具有小于所述第一厚度的第二厚度；所述间隔层具有临近所述第二径向部分的第三径向部分，其第二径向部分位于所述第一和第三径向部分之间，所述第三径向部分具有小于所述第二厚度的第三厚度；其中，所述第三径向部分由一件材料形成，所述第一和第二径向部分由另一件材料形成；和

一限压单元，所述限压单元由至少一个所述功能层提供，所述限压单元防止所述全压缩焊道在所述汽缸盖和缸体之间被完全压扁；所述功能层的所述限压单元具有在径向截面上示出的波形，其波峰在所述功能层的相对端上相对彼此远离延伸，所述波形邻近所述全压缩焊道围绕所述功能层的开口周向延伸，其中所述全压缩焊道用于配合所述间隔层的所述第一径向部分。

2.如权利要求1所述的多层金属静态汽缸盖垫片，其特征在于，所述一件材料与所述另一件材料是不同类型的材料。

3.如权利要求1所述的多层金属静态汽缸盖垫片，其特征在于，所述间隔层在径向截面上对称。

4.如权利要求1所述的多层金属静态汽缸盖垫片，其特征在于，所述功能层具有延伸至所述外缘的半焊道。

5.如权利要求4所述的多层金属静态汽缸盖垫片，其特征在于，所述半焊道紧靠所述第三径向部分。

6.如权利要求1所述的多层金属静态汽缸盖垫片，进一步包括一对所述功能层，其所述间隔层被夹于所述功能层之间。

7.如权利要求6所述的多层金属静态汽缸盖垫片，其特征在于，至少一个所述功能层具有所述限压单元。

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