CN1920266B - 内燃机的阀衬垫 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种内燃机(1)阀(12)用的衬垫(18)，其包括：相对于轴线(B)为管状结构的支持元件(26)；以及适应于设置在阀(12)和支持元件(26)之间的弹性变形元件(25)；支持元件(26)包括一个横向延伸至所线(B)并且适应于与平行于该轴线(B)的部件一起承受一作用力以促进所述衬垫(18)在阀(12)上的装配的第一部分(42)，以及一个朝向所述轴线(B)从第一部分(42)开始延伸并且依次包括至少一个部分(45)的第二部分(41)，该部分(45)的径向尺寸朝第一部分(42)本身(46)增加从而减少所述弹性变形元件(25)的体积。

Description

内燃机的阀衬垫
技术领域
本发明涉及一种内燃机的阀衬垫。
背景技术
已知车辆内燃机包括形成多个燃烧室和各个气缸的气缸盖，在其中执行适应于将目前可燃气体与空气的混合物的化学能转换为机械能的发动机循环。此外，气缸盖形成适应于将可燃气体与空气的混合物加入燃烧室内的进料单元，以及适应于从燃烧室排出已燃气体与空气的排气单元。
进料单元包括适应于为各个燃烧室加入可燃气体和可燃空气的多个吸入管，以及多个吸入阀，通过各个节气门部分(shutter section)并且根据预定时间规律，使用各个吸入管以调节到每个燃烧室的可燃气体和可燃空气的流动。
同样地，排气单元包括适应于从各个气缸将已燃气体与空气排到发动机的外部环境中的多个管，以及多个相互作用的排气阀，通过各个节气门部分和根据预定时间规律，使用各个排气管以调节流到排气管中的已燃气体和燃烧空气的流动。
特别地，每个吸入/排气阀通常包括，固定在气缸盖中形成的腔内的导向元件，和一个由导向元件限定出的贯通座内在相反的各方向上可滑动阀杆部。
在上述类型的阀上，通常设有使润滑油在发动机中正常循环的密封衬垫，从而控制从进料/排气单元流入燃烧室中的润滑油量。
这样的衬垫至燃烧室限定出的首先是动力型密封，其只允许需要润滑阀杆和导向元件之间的联结件的最小润滑油量流动；其次是静态密封以阻止润滑油到燃烧室的第二流动路径。
衬垫通常包括套压在阀杆和导向元件上的以获得前述的密封功能的弹性部分，以及安装在弹性部分上以相同的部分套压在阀杆和导向元件上的支持元件。
更精确地，弹性部分内表面的第一部分直接与阀杆结合从而允许需要润滑阀杆和导向元件之间的联结件的最小润滑油量流动(动态密封)，以及布置在第一部分和燃烧室之间的上述内表面的第二部分，与导向元件结合以阻止到燃烧室的润滑油的泄漏(静态密封)。
在这部分感觉到需要有效获得静态密封和动态密封功能，并且同时，需要确保在工作状况时弹性部分的正确位置的保持。此外，在这部分感觉到需要包含大量的弹性部分和促进阀上衬垫的装配。
发明内容
本发明的目的是制造一种简单并且成本有效的满足上述规定需要的内燃机的阀衬垫。
通过本发明实现了上述目的，因为本发明涉及一种内燃机的阀衬垫，其包括：
—具有相对于轴线为管状结构的支持元件；以及
—适应于设置在所述阀和所述支持元件之间的弹性变形元件；
其中，所述支持元件包括一个横向延伸至所述轴线并且适应于与平行于该轴线的部件一起承受一作用力以促进所述衬垫在所述阀上的装配的第一部分，以及一个相对于所述轴线从所述第一部分开始延伸并且依次包括至少一个部分的第二部分，该部分的径向尺寸朝第一部分增加从而减少所述弹性变形元件的体积。
附图说明
为了更好的理解本发明，现借助于非限定性的例子并且参考所附的各附图来说明一个优选的实施例，其中，
图1为设有根据本发明的指示制造的阀衬垫的内燃机的一局部剖面图；及
图2为图1中阀和密封的放大比例的轴向截面图。
具体实施方式
参照附图1，其示出整体为1的内燃机，适应于将包含在燃料中的化学能转换为机械能，并且只示出理解本发明所需要的部分。
更详细地，在图1中示出了内燃机1的相对于轴线A对称延伸的气缸盖2的部分，并且只是示出了一部分。
气缸盖2限定出燃烧室3(只是部分示出)，在燃烧室中以燃烧空气形式存在的可燃气体被氧化从而将包含在可燃气体中的化学能转化为压力能，并且轴线A的气缸4(同样只是部分示出)与燃烧室3流体连接并且适应于转换上述压力能为化学能。
此外，气缸盖2用于装纳将包括可燃气体和燃烧空气的混合物送到燃烧室3中的进料单元(未示出)，和从燃烧室3将已燃气体和空气排到发动机1的外部环境中的排气单元5。
更详细地，气缸4包括气缸套6和活塞7，活塞7在燃料的压力的作用下在气缸套6内滑动沿轴线A作往复运动并且以未示出的方式可操作的连接到发动机组件上以将压力能转化为化学能。
燃烧室3通过端壁8轴向地限定并且在相对于端壁8的轴向相反部分向着气缸4敞开。
燃烧室3的端壁8有一对环形并且贯穿的开口，而且相对于轴线A对称地布置，其中只有一个开口被示出并且以9表示。更具体地说，未示出的开口适应于允许包括从进料单元到燃烧室3内的可燃气体和燃烧空气的混合物通过；开口9适应于允许从燃烧室3到排气单元5的已燃气体和空气通过。
排气单元5与进料单元完全相似；为简单起见，目前的说明只参考排气单元5作出。
更详细地，排气单元5包括从开口9到发动机1的外部环境延伸的排气管11，以及适应于根据预定时间规律与开口9接合，从而调节从燃烧室3流到排气管11的已燃气体和空气的流动的排气阀12。
在图2中详细示出的阀12，容纳在座14中，该座在气缸盖2上形成并且通常包含润滑油。
更精确地，座14相对于轴线B对称的(相对于轴线A横向延伸)并且在其轴向末端部15相对于排气管11敞开。
此外，阀12包括相互作用地的配合在座14的末端部15内的环形导向元件16，以及一个沿导向元件16内轴线B相反的各方向滑动的阀杆17及一个同轴地环绕阀杆17和导向元件16从而阻止油从座14流到燃烧室3的衬垫18。
更详细地，阀杆17从导向元件16的相对端上突出。此外，阀杆17在其相对轴向端包括欲与开口9流体接合的节气门部分(shutter section)20和在所示的凸轮和挺杆类型的情况下，适应于通过控制机构21承受驱动力的部分19。
此外，阀12包括弹簧22，在所示螺旋型的情况下，在其相互相反的轴向端固定到座14和部分19的限定壁上，并适应于在阀杆17的往复运动过程中在阀杆17上产生弹性回复力。
详细的参照图2，在装配的情况下，衬垫18表现为相对轴线B重合的轴线的环形结构。
更精确地，衬垫18包括一个环形弹性元件25，以及一个同轴地固定在该弹性元件25上以将弹性元件25相对于轴线B的径向方向压在阀杆17和导向元件16上的支持元件26。
从轴线B到燃烧室3，弹性元件25限定出的首先是一个适应于允许需要润滑阀杆17和导向元件16之间的联结件的最小润滑油量流动流道的动态型密封，以及一个阻止润滑油向燃烧室3流出的第二流动的静态型密封。
更详细地，弹性元件25包括两个相互相反的圆盘形的和轴向的端部27，28，一个适应于一部分与阀杆17和一部分与导向元件16结合以形成上述密封的内部圆形表面29，以及一个适应于与支持元件26和环形的套环31结合从而将内部环形表面29压在阀杆17和导向元件16上的外部圆形表面30。
在装配情况下，部分27朝向控制机构21并且被阀杆17穿过。在装配情况下，部分28朝向燃烧室3，并且被阀杆17和导向元件16穿过。
弹性元件25的内部环形表面29包括最小直径的部分33，其紧靠着部分27布置并且适应于被套环31相对阀杆17径向的压住以限定出动态型的环形密封线，得益于阀杆17与部分27之间的滑动连接，其允许的润滑油泄漏量最小。
弹性元件25的内部环形表面29还包括实质的圆柱形部分32，其紧挨着部分28布置并且适应于由支持元件26径向地压靠在流体的导向元件16上从而限定出静态型的环形密封面积。
在部分27附近的弹性元件25的外部环形表面30具有一凹进处36(其功能将在下面进行描述)，其将外部环形表面30分成套环31的容纳座34和向着部分28延伸并且适应于与支持元件26合作的延伸部分35。
有利的，支持元件26包括一个横向延伸至轴线B并且适应于与平行于轴线B的部件一起承受一作用力以促进阀12上的衬垫18的装配的部分42，以及一个从部分42开始并且依次包括径向尺寸朝部分42增加从而减少弹性元件25的体积的部分45的部分41。
更精确地，部分41适应于与弹性元件25的部分(segment)35结合并且包括一个部分43和一个径向尺寸比部分43大的部分44，其限定出部分41的相对轴端。
部分43和44表现为圆柱形结构并且都连接到表现为圆锥形结构的部分45上。
在所示的情况中，部分43和部分44在轴线B的方向上呈现出比部分45更大的延伸。
此外，部分43表现为一个朝轴线B向后弯的从而在轴向上能限制住弹性元件25的自由轴端46。
部分42为圆盘状，并且包括一个容纳在凹进处36以固定支持元件26到弹性元件25上的一小部分(fraction)50；部分42还包括一个在径向上相对于小部分50更外面的小部分51，其适应于与部分28的侧面的弹性元件25轴向结合并在轴向相反部分保持自由，以允许在装配条件下直接沿着轴线B方向施加作用力。
从根据本发明制造的衬垫18的特征的分析，允许获得的优点非常明显。
尤其是，衬垫18允许获得双重的优点：由于部分45表现出减少朝向部分42的径向尺寸，需要的弹性材料的量更少，以及一旦支持元件26固定到弹性元件25上时，由于可能施加一个直接平行于轴线B的力在小部分51上，这样有利于衬垫18在阀12上的装配。
此外，衬垫18允许包含在正确的装配位置的弹性元件25，因为端部46朝轴线B向后弯。
明显的是在不脱离权利要求书所述保护范围的情况下，可对说明书所述及附图所示的衬垫18作出各种改变和变型。
尤其是，衬垫18能够以完全相似的方式应用在进料单元的吸入阀上。
此外，支持元件26的部分42同样能够从一个或两个轴向部分43和44完全自由，因此，在后一情况下，具有相对于轴线B完全锥形的形状。

Claims (3)

1.一种内燃机(1)的阀(12)用的衬垫(18)包括：
-支持元件(26)，其关于轴线(B)为管状结构；以及
-弹性变形元件(25)，其适于设置在所述阀(12)和所述支持元件(26)之间，并且所述弹性变形元件(25)包括轴向的端部(28)；
所述支持元件(26)包括一个第一部分(42)和一个第二部分(41)，所述第二部分(41)相对于所述轴线(B)从所述第一部分(42)开始延伸，并且依次包括至少一个部分(45)，该部分(45)的径向尺寸朝第一部分(42)本身增加，从而减少所述弹性变形元件(25)的体积；
其特征在于，所述第一部分(42)横向于所述轴线(B)延伸，并且适于承受作用力，以促进所述衬垫(18)在所述阀(12)上的装配；
所述第二部分(41)形成所述支持元件(26)的与第一部分(42)相对的轴向端(46)，该轴向端(46)与所述弹性变形元件(25)轴向结合，并且朝轴线(B)弯从而在轴向上能限制住弹性变形元件(25)；
所述第一部分(42)包括一个容纳在所述弹性变形元件(25)的凹进处中的第一小部分(50)；
所述第一部分(42)包括一个在径向上相对于所述第一小部分(50)更外面的第二小部分(51)，所述第二部分(41)从所述第二小部分(51)开始；
所述第二小部分(51)与所述轴向的端部(28)一侧的弹性变形元件(25)轴向结合并在轴向相反部分保持自由，以允许在装配条件下直接沿着所述轴线(B)方向施加作用力。
2.根据权利要求1所述的衬垫，其特征在于，所述第二部分(41)包括平行于所述轴线(B)延伸的第一轴向端部分(43)和第二轴向端部分(44)，并且所述第一轴向端部分(43)和所述第二轴向端部分(44)通过所述径向尺寸增加部分(45)相互连接。
3.根据权利要求2所述的衬垫，其特征在于，所述第一部分(42)的第一小部分(50)固定在所述弹性变形元件(25)上，并且所述第一部分(42)的第二小部分(51)在所述轴线(B)的方向上至少部分自由，以承受所述作用力。
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