CN1134508A - 金属制气缸盖衬垫 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于具有气缸套的内燃机的金属气缸盖衬垫，包括至少一块平盖板，上面有许多对应于内燃机燃烧室的孔口，并配置一条环绕相应孔口的波纹环槽，环槽设置得离开孔口边缘一段距离和一相对于波纹环槽同心设置并用作燃烧空间的向上延伸段和波纹环槽的变形限制件的环形向上伸出段，以及至少一块平顶板。由环圈和至少一块顶板构成的各个向上伸出段以支撑于缸套上的方式配装于相应波纹环槽背离相关孔口的一侧。

Description

金属制气缸盖衬垫
本发明涉及一种用于具有气缸套的内燃机的金属制气缸盖衬垫。
EP-C-0,306,766和EP-C-0,230,804披露了这样一种用于内燃机的金属制气缸盖衬垫，其中一块顶板连同至少一块带有波纹环槽的盖板用作工作板件。由于内燃机气缸盖与气缸体之间的压实的密封间隙在操作期间随着所考察的相应气缸的工作循环而变动，所以衬垫经受着不断变化的压力而必须具有经久的弹性性质，以便保持令人满意的密封。
这里密封是借助于气缸盖衬垫的沿着燃烧空间的一向上的伸出部和一居于其后面的波纹环槽实现的。后者起着弹簧件的作用，并追随气缸盖相对于气缸体的铅直相对运动，这种相对运动是由于点火压力造成的。一方面，在波纹环槽承受最大载荷时必须发生并非不能接受的很大变形，另一方面，变形的解除还必须是不完全的，而只是在一定程度上发生，使得在最大燃烧空间压力下所产生的最小变形可确保必需的密封。波纹环槽的工作范围居于这两个极限变形位置之间。
为了确保波纹环槽发挥作用，波纹环槽不论是在衬垫装设期间还是在操作状态下就都不应该是完全变形的。波纹环槽相对于衬垫平面沿铅直方向的不可接受的大变形在现有的衬垫中是借助于一种等厚度的变形限制件而予以防止的，限制件同时用来沿着燃烧空间向上延伸衬垫。
不过，这种衬垫不适于带有气缸套的内燃机，因为在衬垫正在夹持时或已经夹持后所产生的铅直作用力会施加于燃烧空间的边缘，从而主要施加于气缸套，以致产生倾翻力矩。如果相邻缸之间的距离较小，尤其会出现这种情况。
本发明的目的是提供一种适用于带有气缸套的内燃机的气缸盖衬垫。
为实现上述目的，本发明的用于带气缸套的内燃机的气缸盖衬垫包括至少一块具有许多挨个儿排列并对应于内燃机的各个燃烧室的孔口和在任何情况下的一条环绕着相应孔口的波纹环槽的平整盖板，所述环槽设置得离开孔口边缘一段距离；和一环形的向上伸出段，该伸出段相对于波纹环槽同心设置并用作燃烧空间的向上延伸段和波纹环槽的变形限制件；以及至少一块平整的顶板。由一些环圈和至少一块顶板形成的各个向上伸出段以支承在气缸套凸缘上的方式设在相应波纹环槽背离相关孔口的一侧。
由于本发明气缸盖衬垫采用了上述结构，因此，在衬垫夹持在气缸盖与气缸体之间时产生的铅直方向作用力经由各个气缸套凸缘施加于气缸体上而不出现额外的倾翻力矩。
本发明的其他一些实施例可在随后的说明之中看到。
下面参照示于附图(显示未夹持状态)中的各项示范性实施例较为详细地说明本发明，其中
图1表明第一实施例的气缸盖衬垫的平面示意图。
图2表明沿着图1中直线I-I的剖面图，气缸体位于其下方。
图3表明第二实施例的气缸盖衬垫的平面示意图。
图4至8以沿着图1中剖面线II-II的剖面图表明气缸盖衬垫的其他各项实施例。
图9和10以剖面图表示用于内燃机的气缸盖衬垫的两项实施例，内燃机具有带底部间隔的气缸套。
图1和2所示的多层气缸盖衬垫包括一作为工作层的盖板1和一顶板2。衬垫，即盖板1和顶板2，设有一些孔口3，挨个排列成行，对应于相应内燃机的各个燃烧空间，以及一些容纳用于固定缸盖和缸体5的螺丝的螺丝孔4，此外还设有用于冷却水或油的通孔6、7。
盖板1通常用弹簧钢制成，并且本来是平面的，现在带有(完整的)波纹环槽8，它们设置得间隔开来，在相应孔口3的边缘区域留有平直板段9，并且朝着顶板2。
此外，通常在盖板1上围绕通孔6、7和围绕螺丝孔4设有一些半波纹环槽。
环圈10设置在平面的顶板2上，与孔口3同心，并因而也与各波纹环槽8的背离各孔口3那一侧的各波纹环槽8同心，各个环圈10彼此连接成一体而呈眼镜状组合。
气缸体5具有气缸11，其中嵌入气缸套12，各气缸套12配有朝向气缸盖的气缸套凸缘13。
环圈10的设置方式是，它们支承在气缸套凸缘13上，并因而把在衬垫夹持在气缸盖与气缸体5之间时所产生的铅直作用力经由气缸套凸缘13施加于气缸体5而不出现额外的倾翻力矩。环圈10在此用以向上延伸燃烧空间，以便以选定的方式施加密封作用力，并且用作波纹环槽8的变形限制件，以便限制波纹环槽的弹性移位。
在图1和2所示实施例中，在每种情况下，彼此连接成一体的两个相邻的环圈10形成一块共用的腹板14，位于围绕相邻孔口3的两个相邻波纹环槽之间。
在图3所示的实施例中，各气缸设置得彼此很接近，前面所述实施例的环圈10的共用腹板14没有了，从而在该处取消了向上延伸段，在两个相邻孔口3之间的区域内两条波纹环槽8接合在一起而形成单独的一条波纹环槽。
在图4所示实施例中，环圈10位于顶板2背离盖板1的一侧。这里孔口3在顶板2区域内加大到如此程度，即顶板只延伸到大约远至波纹环槽8外侧(相对于孔口3)，而在孔口3边缘处的环圈10大约与盖板1齐平，另外在一叠合区域15内与顶板2叠合，以致在那里形成一加厚部分，此加厚部分位于波纹环槽8外侧，用以使燃烧空间向上延伸，以便以选定的方式施加密封作用力，并用作波纹环槽8的变形限制件，从而限制波纹环槽的弹性移位。在衬垫的夹持状态下，波纹环槽8支承在环圈10上，并且由于顶板2的缘故，只能变形到一有限的程度，而不能被压平。
为方便起见，顶板2和环圈10具有大约相同的厚度。
在图5所示的实施例中，设置另外一块带波纹环槽的盖板1′，制作和安置得与盖板1成镜面反向关系。
这里，为了在盖板1、1′之间实现叠合区域15的对称配置，环圈10可呈直角弯折。
在图6所示的实施例中，另外还配置一块较厚的顶板2′，该顶板2′在叠合区域15合宜地具有一环形部分16，该环形部分由两个同心的直角弯折部构成，并且相对于顶板2′的平面偏移大约等于顶板2厚度的一段距离，以便能够在衬垫被夹持住时在某种程度上容纳叠合区域15中的顶板2。这里，盖板1的波纹环槽8可由环形部分16防止过度变形，而盖板1′的波纹环槽8则由叠合区域15保护。
在图7所示的实施例中，环圈10由顶板2′的环形部分16部分地卡住(在此不存在顶板2)，从而带有环圈10的顶板2′具有一突出在顶板2′两侧的向上伸出段，借助于向上伸出段获得了燃烧空间的向上延伸段和对各波纹环槽8背离孔口3一侧的波纹环槽保护。
在图8所示的实施例中，以镜面反向配置的两块顶板2′带有也成镜面反象并在其间容纳环圈10的两个环形部分16，从而形成突出在顶板2′两侧上的向上伸出段，借助于这一向上伸出段形成了燃烧空间的向上延伸段和对各波纹环槽8背离孔口3一侧的波纹环槽保护。
在图6至8中，环形部分16适当时也形成大致眼镜式外形，就象环圈10那样，带有或不带有对应于气缸间距的腹板14。
环圈10合宜地比如用焊接或粘接方法固接于顶板2和2′。
衬垫的各个板适当时可以在其部分或全部表面上配置橡胶敷层或较软金属敷层。
图9中所示气缸盖衬垫的实施例基本上对应于图7中的，顶板2比较薄，并配有靠近相应孔口3的另一直角弯折部17，一环形镶嵌板18嵌入顶板2的以直角弯折并围绕孔口3的这一区域。这样造成的加厚部分在厚度上最多等于由环圈10和顶板2所形成的向上伸出段，并且用以防止燃烧残余物聚积在靠近孔口3的区域内和在气缸体5与气缸盖19夹紧之后形成波纹环槽8的恰当弹性压缩。不过，在衬垫夹持在气缸盖与气缸体19、5之间时所产生的铅直作用力经由气缸套凸缘13施加于气缸体5而不出现额外的倾翻力矩。向上伸出段的厚度选定得使之还可补偿气缸套12的气缸套凸缘13的顶部间距或底部间距(后者画了出来)。
在图10所示的实施例中，相应的环圈10由顶板2的折叠(且可呈直角弯折)边缘构成，此边缘因而终结于波纹环槽8外侧的相应孔口3处。在燃烧空间一侧，环形镶嵌件18在每种情况下镶嵌在波纹环槽8附近，其作用与图9中的实施例一样。

Claims (12)

1、一种用于具有气缸套(12)的内燃机的金属制气缸盖衬垫，包括：至少一块平整盖板(1、1′)，其上具有许多孔口(3)，这些孔口挨个儿排列并对应于内燃机的各个燃烧室，并在任何情况下均形成有一条环绕着相应孔口(3)的波纹环槽(8)，环槽(8)设置得离开孔口边缘一段距离和一相对于波纹环槽(8)同心设置并用作燃烧空间的向上延伸段和波纹环槽(8)的变形限制件的环形的向上伸出段，以及至少一块平整的顶板(2、2′)，其特征在于，由一些环圈(10)和至少一块顶板(2、2′)构成的各个向上伸出段以支承在一些气缸套凸缘(13)上的方式设在相应波纹环槽(8)的背离相关孔口(3)的一侧。
2、如权利要求1所述的衬垫，其特征在于，各个环圈(10)以眼镜状方式彼此连成一体。
3、如权利要求2所述的衬垫，其特征在于，两相邻环圈(10)在两相邻孔口(3)之间的区域中具有一共用腹板。
4、如权利要求2所述的衬垫，其特征在于，两相邻环圈(10)在两相邻孔口(3)之间的区域中没有腹板。
5、如权利要求1至4中任一项所述的衬垫，其特征在于，在各孔口(3)的区域内，顶板(2)具有至少等于波纹环槽(8)外径的孔口直径，环圈(10)设置得与顶板(2)叠搭，并实际上与盖板(1)的孔口边缘取齐。
6、如权利要求5所述的衬垫，其特征在于，环圈(10)呈直角弯折。
7、如权利要求1至5中任一项所述的衬垫，其特征在于，带有相对于顶板平面偏移的环形部分(16)的一块顶板(2′)设置在向上伸出段与盖板(1)之间，环形部分(15)部分容纳向上伸出段。
8、如权利要求7所述的衬垫，其特征在于，向上伸出段是由环形部分(16)和环圈(10)形成的。
9、如权利要求8所述的衬垫，其特征在于，向上伸出段由环形部分(16)、环圈(10)和顶板(2)构成，顶板在孔口(3)的区域内具有一至少等于波纹环槽(8)外径的孔口直径，环圈(10)设置得与顶板(2)叠搭，并实际上与盖板(1)的孔口边缘取齐。
10、如权利要求8所述的衬垫，其特征在于，配置两块带有环形部分(16)的镜象对称的顶板(2′)，环圈(10)装放在它们之间。
11、如权利要求1至10中任一项所述的衬垫，其特征在于，环圈(10)是由折叠至少一块顶板(2)而形成的。
12、如权利要求1至11中任一项所述的衬垫，其特征在于，其厚度，适当时与至少一块顶板(2)的厚度一起，最多相当于向上伸出段厚度的一环形镶嵌件(18)设置在相应孔口(3)的附近。
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