CN103363220A - 用于增压发动机排气系统的密封垫及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于增压发动机排气系统的密封垫及其加工方法，该用于增压发动机排气系统的密封垫包括呈环状的压合块、沿压合块的周向埋设在压合块内的弹性板；该压合块具有沿其厚度方向伸缩形变的自由度。本发明通过采用压合块和弹性板的结合设计，在受压过程中，压合块的端面在弹性板的反作用力下与法兰面进行密封，因此，与现有的采用密封线进行密封的密封垫相比，本发明可增大密封区域的面积，提高其密封效果；所述压合块采用云母纸制成，以使压合块具有压缩回弹性，在发动机的动态运行中，可以弥补法兰面的加工粗糙度，起到微密封的作用，以进一步提高密封效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于增压发动机排气系统的密封垫及其加工方法。
背景技术
增压发动机排气系统的密封垫安装在增压器与排气歧管之间，直接影响增压发动机的性能。由于增压发动机的热负荷大，增压压力大，若排气系统的密封垫不能承受这种严苛的工况而降低密封性能，不仅会使增压发动机失去增压技术带来的优势，还会降低发动机性能。
如图1、2所示，现有的增压发动机排气系统的密封垫包括上金属波纹基板3、中金属波纹基板4、下金属波纹基板5；上金属波纹基板3、中金属波纹基板4、下金属波纹基板5上均设置有波纹密封筋；上金属波纹基板3的波纹密封筋的凸起部和中金属波纹基板4的波纹密封筋的凸起部相接触呈对称分置，下金属波纹基板5的波纹密封筋的凹陷部和中金属波纹基板4的波纹密封筋的凹陷部相向且呈对称布置。如图3、4所示，在使用时，密封垫被紧固地夹在增压器的法兰与排气歧管的法兰之间并被压成全平状态，此时，各个波纹密封筋均受压变形，因其变形的反作用，使三层波纹密封筋的波纹、波峰及两侧对应形成三道密封线6，该密封线6形成于密封垫的密封区域，可起到密封作用。而根据公知常识，接触面上受力并可与法兰面紧密接触的区域为密封区域。但由于该密封垫利用密封线6进行密封，密封区域较小，造成密封效果较差，容易出现高温高压气体泄漏现象。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种用于增压发动机排气系统的密封垫，其通过利用弹性板为压合块提供朝外的作用力，并通过利用压合块的端面进行密封，可增大密封区域的面积、提高密封效果。
本发明的目的之二在于提供一种用于增压发动机排气系统的密封垫的加工方法。
为实现上述目的一，本发明所采用的技术方案如下：
一种用于增压发动机排气系统的密封垫，包括呈环状的压合块、沿压合块的周向埋设在压合块内的弹性板；该压合块具有沿其厚度方向伸缩形变的自由度。
所述压合块采用云母纸制成。
云母纸的云母含量为85%-95%。
所述弹性板的延伸轨迹为一绕压合块的轴线向外逐圈旋绕形成的平面曲线。
所述弹性板采用含镍量为11%-18%的弹簧钢制成。
所述弹性板的横截面呈波浪形。
该弹性板和压合块的耐热温度均为800°C-1100°C。
为实现上述目的二，本发明所采用的技术方案如下：
用于增压发动机排气系统的密封垫的加工方法，包括以下步骤；
步骤一：将纸状包裹件包裹在弹性板的外部，形成带料；
步骤二：然后将该带料圈绕呈卷料；
步骤三：最后利用模具将卷料压制呈环状，此时，各层纸状包裹件经压合形成环状的压合块，弹性板沿压合块的周向埋设在压合块内。
在步骤三中，弹性板被压制呈波浪形。
纸状包裹件为云母纸。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明通过采用压合块和弹性板的结合设计，在受压过程中，压合块的端面在弹性板的反作用力下与法兰面进行密封，因此，与现有的采用密封线进行密封的密封垫相比，本发明通过利用压合块的端面进行密封，可增大密封区域的面积，提高其密封效果；所述压合块采用云母纸制成，以使压合块具有压缩回弹性，在发动机的动态运行中，可以弥补法兰面的加工粗糙度，起到微密封的作用，以进一步提高密封效果。
附图说明
图1为现有的用于增压发动机排气系统的密封垫的结构示意图；
图2为图1的A-A向的剖视图；
图3为现有的密封垫处于压紧状态的结构示意图；
图4为现有的密封垫处于压紧状态的剖视图；
图5为本发明的结构示意图；
图6为图5的B-B向的剖视图；
图7为本发明中弹性板的延伸轨迹的示意图；
图8为带料的结构示意图；
图9为图8的C-C向的剖视图；
其中，1、弹性板；2、压合块；21、纸状包裹件。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，以便于更清楚的理解本发明所要求保护的技术思路。
如图5、6所示，为发明一种用于增压发动机排气系统的密封垫，包括呈环状的压合块2、沿压合块2的周向埋设在压合块2内的弹性板1；该压合块2具有沿其厚度方向伸缩形变的自由度。其中，图5中的S向为压合块2的周向。在实际设计中，该弹性板1可沿压合块2的周向以圆形、平面螺旋线等路径埋设在压合块2内。本发明通过利用弹性板1的支撑作用可提高压合块2结构的稳定性，并可为压合块2提供朝外的作用力；而由于压合块2具有沿其厚度方向伸缩形变的自由度，因此，可在外界压力作用下进行压缩，以利于密封的形成，并可在弹性板1的反作用力下回伸，以利于在法兰变形较大的情况下维持密封。
在使用过程中，气体沿A向流动，密封垫压紧在排气歧管的法兰与增压器的法兰之间，此时，该弹性板1受压产生反作用力，并将该反作用力施加于压合块2，压合块2的端面在弹性板1的反作用力下与法兰面紧密接触，从而避免气体从两相对法兰面间泄漏出去。本发明通过采用弹性板1和压合块2的结合设计，在受压过程中，压合块2的端面在弹性板1的反作用力下与法兰面进行密封，该压合块2的端面形成于该密封垫的密封区域，因此，在密封垫尺寸相同的前提下，本发明与现有的采用三道密封线进行密封的密封垫相比，其通过利用压合块2的端面进行密封，可增大密封区域的面积，提高其密封效果。
所述弹性板1采用含镍量为11%-18%的弹簧钢制成。本发明通过合理设置弹性板1的材料，可提高弹性板1的耐高温性能。优选的，弹性板1采用含镍量为15%的弹簧钢制成，以满足耐高温性能同时，还可有效控制其成本。所述弹性板1的横截面呈波浪形，以提高其压缩和回弹性能。如图7所示，所述弹性板1的延伸轨迹为一绕压合块2的轴线向外逐圈旋绕形成的平面曲线。通过采用上述结构，可增多弹性板1在压合块2内的圈数，使压合块2各处受力更为均匀，以进一步提高其密封效果。其中，弹性板1旋绕的圈数可依据实际需求而设定。
当然，所述弹性板1的延伸轨迹还可以设置为圆形状等，但将弹性板1的延伸轨迹设置为一绕压合块2的轴线向外逐圈旋绕形成的平面曲线，为本发明的最优方案，其可显著提高密封效果。
所述压合块2采用云母纸制成，以使压合块2具有压缩回弹性，在发动机的动态运行中，可以弥补法兰面的加工粗糙度，起到微密封的作用，以进一步提高密封效果。云母纸的云母含量为85%-95%，以提高其压缩回弹性。优选的，云母纸的云母含量为90%，以便于控制成本。
其中，该弹性板1和压合块2的耐热温度可依据实际工况而设定，而优选的，该弹性板1和压合块2的耐热温度均为800°C-1100°C，使该弹性板1和压合块2可满足温度为800°C-1100°C以下的工况的要求，从而扩大其适用范围。
当然，所述密封垫除了可用于密封排气歧管与增压器之间，还可转用于其他领域，并用于密封其他零部件。
上述的用于增压发动机排气系统的密封垫的加工方法，包括以下步骤；
步骤一：如图8、9所示，将纸状包裹件21包裹在弹性板1的外部，形成带料；
优选的，所述纸状包裹件21为云母纸，以方便于加工，并可起到微密封作用。
步骤二：然后将该带料圈绕呈卷料；
在步骤二中，带料圈绕的圈数可依据弹性板1的长度而设定，例如，可圈绕一圈、两圈或两圈以上。而为了提高其圈绕的效率，还可以借助绕线轴等工具。
步骤三：最后利用模具将卷料压制呈环状，此时，各层纸状包裹件21经压合形成环状的压合块2，弹性板1沿压合块2的周向埋设在压合块2内。
具体的，在加工过程中，先将卷料放置在模具的圆环形型腔内，然后驱动模具的上压模下行向卷料施加向下的压力，从而将卷料压制为一体，并成型呈环状。优选的，弹性板1采用含镍量为11%-18%的弹簧钢制成，而在步骤三中，弹性板1在上压模的压力作用下被压制呈波浪形，以提高其压缩回弹性。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种用于增压发动机排气系统的密封垫，其特征在于：包括呈环状的压合块、沿压合块的周向埋设在压合块内的弹性板；该压合块具有沿其厚度方向伸缩形变的自由度。
2.如权利要求1所述的用于增压发动机排气系统的密封垫，其特征在于：所述压合块采用云母纸制成。
3.如权利要求2所述的用于增压发动机排气系统的密封垫，其特征在于：云母纸的云母含量为85%-95%。
4.如权利要求1所述的用于增压发动机排气系统的密封垫，其特征在于：所述弹性板的延伸轨迹为一绕压合块的轴线向外逐圈旋绕形成的平面曲线。
5.如权利要求1所述的用于增压发动机排气系统的密封垫，其特征在于：所述弹性板采用含镍量为11%-18%的弹簧钢制成。
6.如权利要求1所述的用于增压发动机排气系统的密封垫，其特征在于：所述弹性板的横截面呈波浪形。
7.如权利要求1所述的用于增压发动机排气系统的密封垫，其特征在于：该弹性板和压合块的耐热温度均为800°C-1100°C。
8.权利要求1所述的用于增压发动机排气系统的密封垫的加工方法，其特征在于：包括以下步骤；
步骤一：将纸状包裹件包裹在弹性板的外部，形成带料；
步骤二：然后将该带料圈绕呈卷料；
步骤三：最后利用模具将卷料压制呈环状，此时，各层纸状包裹件经压合形成环状的压合块，弹性板沿压合块的周向埋设在压合块内。
9.如权利要求8所述的用于增压发动机排气系统的密封垫的加工方法，其特征在于：在步骤三中，弹性板被压制呈波浪形。
10.如权利要求8所述的用于增压发动机排气系统的密封垫的加工方法，其特征在于：纸状包裹件为云母纸。
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