CN210217958U - 发动机气路密封系统和发动机 - Google Patents

Abstract

本申请提供发动机气路密封系统和发动机，其中，该发动机气路密封系统包括：多个进气部垫片，设置在进气歧管与节气门体之间，以及进气歧管与缸盖之间；多个汽缸垫片，设置在缸体与缸盖之间；多个增压器垫片，设置在缸盖与增压器之间；以及至少一个催化器垫片，设置在增压器与催化器之间。本申请的发动机气路密封系统和发动机具有结构简单、易于制造、使用方便等优点，使得发动机气路能够得到有效的密封，并且降低了制造成本。

Description

发动机气路密封系统和发动机

技术领域

本申请涉及发动机结构和密封领域。更具体而言，本申请涉及一种发动机气路密封系统，其能够提供高效且可靠的气路密封。本申请还涉及一种包括上述发动机气路密封系统的发动机。

背景技术

汽车内燃机或发动机在运行期间需要吸入来自周围环境的空气作为进气。进气在燃烧室内燃烧形成燃气。燃气做功之后排泄到增压器或催化器中成为排气。发动机中因此提供了供空气、燃气和排气进行持续循环运行的气路。由于工作状态和环境的差异，进气、燃气和排气具备不同的温度和压力。例如，进气的温度和压力可大致等同于周围环境中的空气的温度和压力，燃气可具有大约2300摄氏度的温度和20MPa的压力，并且排气可具有大约900摄氏度的温度和相对于燃气较低的压力。

发动机气路需要提供对不同的压力和温度下的气体的密封性能，以防止气体泄露造成浪费和失效的危险。然而，发动机气路通常由多个区段组成，并且不同的区段之间需要采用密封装置力连接。因此，本领域中存在发动机气路密封系统和发动机的持续需求，所期望的是该解决方案能够提供有效且可靠的气路密封。

实用新型内容

本申请的一个方面的目的在于提供一种发动机气路密封系统，其旨在提供有效、可靠且低成本的气路密封。本申请的另一个方面的目的在于提供一种包括上述发动机气路密封系统的发动机。

本申请的目的是通过如下技术方案实现的：

一种发动机气路密封系统，包括：

多个进气部垫片，设置在进气歧管与节气门体之间，以及进气歧管与缸盖之间；

多个汽缸垫片，设置在缸体与缸盖之间；

多个增压器垫片，设置在缸盖与增压器之间；以及

至少一个催化器垫片，设置在增压器与催化器之间。

在上述发动机气路密封系统中，可选地，进气部垫片构造为由氟橡胶形成。

在上述发动机气路密封系统中，可选地，在进气歧管上设置有用于装设进气部垫片的槽，并且进气部垫片构造为在装设入槽之后通过螺栓加紧，使得进气部垫片在常温下具有15%至35%之间的压缩率，90%以下的填充率，并且提供1.2MPa以上的密封力。

在上述发动机气路密封系统中，可选地，汽缸垫片构造为由301不锈钢形成。

在上述发动机气路密封系统中，可选地，在发动机缸体与缸盖之间设置有两个到五个汽缸垫片，其中，汽缸垫片的表面带有冲压成型的全凸筋，使得汽缸垫片在常温下提供大于50MPa的密封力，并且在发动机燃烧时提供大于30MPa的密封力。

在上述发动机气路密封系统中，可选地，汽缸垫片构造为带有以下类型之一的限位片：激光焊接、翻折或冲压形成波浪形。

在上述发动机气路密封系统中，可选地，增压器垫片构造为由301不锈钢形成。

在上述发动机气路密封系统中，可选地，在缸盖出口与增压器涡轮端之间设置有两个到四个增压器垫片，并且增压器垫片构造为与增压器隔热罩为一体的，使得增压器垫片提供大于10MPa的密封力。

在上述发动机气路密封系统中，可选地，催化器垫片构造为由高镍合金形成，并且催化器垫片构造为提供大于10MPa的密封力。

一种发动机，其包括上述发动机气路密封系统。

本申请的发动机气路密封系统和发动机具有结构简单、易于制造、使用方便等优点，使得发动机气路能够得到有效的密封，并且降低了制造成本。

附图说明

以下将结合附图和优选实施例来对本申请进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本申请范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅是意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示，并且附图也并非一定按比例绘制。

图1是本申请的发动机气路密封系统的一个实施例的结构示意图。

图2是图1所示实施例的进气部垫片的横截面示意图。

图3是图1所示实施例的汽缸垫片的结构示意图。

图4是图1所示实施例的增压器垫片的结构示意图。

图5是图1所示实施例的催化器垫片的结构示意图。

具体实施方式

以下将参考附图来详细描述本申请的优选实施例。本领域中的技术人员将领会的是，这些描述仅为描述性的、示例性的，并且不应被解释为限定了本申请的保护范围。

首先，需要说明的是，在本文中所提到的顶部、底部、朝上、朝下等方位用语是相对于各个附图中的方向来定义的，它们是相对的概念，并且因此能够根据其所处于的不同位置和不同的实用状态而变化。所以，不应将这些或其他方位用语理解为限制性用语。

此外，还应当指出的是，对于本文的实施例中描述或隐含的任意单个技术特征，或在附图中示出或隐含的任意单个技术特征，仍能够在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行组合，从而获得未在本文中直接提及的本申请的其他实施例。

应当注意的是，在不同的附图中，相同的参考标号表示相同或大致相同的组件。

图1是本申请的发动机气路密封系统的一个实施例的结构示意图。其中图1以示例性的方式示出了发动机气路的构造，其中，外界空气通过未示出的进气口进入车辆内部，成为进气11。进气11随后通过节气门体1进入进气歧管10，并且通过进气歧管10进入发动机的缸盖。气体在未示出的发动机的缸体内燃烧做功，并且形成燃气12。燃气12随后通过缸盖离开并进入增压器30。在一个实施例中，燃气12进入增压器的涡轮端。最后，燃气12成为排气13，并且离开增压器30，进入催化器40。

为了给上文描述的发动机气路提供密封，本申请构思了一种发动机气路密封系统。其中，根据本申请的发动机气路密封系统的一个实施例包括：多个进气部垫片101和102，这些进气部垫片设置在进气歧管10与节气门体1之间，以及进气歧管10与缸盖之间；多个汽缸垫200片，设置在发动机的缸体与缸盖入口21之间；多个增压器垫片300，设置在缸盖出口22与增压器30的涡轮端之间；以及至少一个催化器垫片400，设置在增压器30与催化器40的接口之间。

本文中所称的“常温”指的是应用车辆的环境所具有的温度，也即人体一般能够适应的温度。本文中所称的提供若干MPa的密封力，指的是所提供的密封能够确保在发动机气路中的气体具有不超过若干MPa的压力的情况下不产生非期望的气体泄漏。

图2是图1所示实施例的进气部垫片的横截面示意图。其中，进气部垫片101和102可构造为由氟橡胶形成，以满足耐燃油腐蚀的要求。具体而言，在进气歧管10与节气门体1之间以及进气歧管10与缸盖之间，在进气歧管10的一侧可设置有用于装设进气部垫片的槽12，并且进气部垫片可构造为在装设入槽12之后通过未示出的螺栓加紧。如图所示，进气部垫片可具有足够的厚度，以便在装设于槽12中时突起超过槽12的深度。此外，进气部垫片可具有凸起的侧面结构，以便与槽12的周边紧密配合来提供密封。通过采取上述一系列密封手段，所期望的是进气部垫片200在常温下具有15%至35%之间的压缩率，90%以下的填充率，并且提供1.2MPa以上的密封力。

进气部垫片采用氟橡胶的原意在于进气歧管上通常设置有曲轴箱强制通风(Positive Crankcase Ventilation，缩写为PCV)通道，会将因为活塞环窜气而进入曲轴箱内的未燃烧的混合气体重新引入进气11中，并且然后进入发动机内部进行燃烧。因此，进气部垫片存在与未燃烧的混合气体或燃料接触的机会。通过采用具有抗腐蚀性的氟橡胶材料，能够有效地满足密封性的要求。

如图2所示，根据本申请的一个实施例的单个进气部垫片101设置在槽12中。然而，根据实际需要，还可采用其他构造，例如采用层叠或侧面布置的多个进气部垫片等。

图3是图1所示实施例的汽缸垫片的结构示意图。其中，汽缸垫片200构造为由301不锈钢形成，在发动机的缸体与缸盖的结合面之间可设置有两个到五个汽缸垫片。汽缸垫片可以层叠地布置或至少部分层叠地布置。其中，汽缸垫片的表面可带有冲压成型的全凸筋。例如，全凸筋可可围绕汽缸垫片上的开口和边缘布置，并且带有足够的高度和宽度。全凸筋的尺寸构造为使得其能够承受发动机运行期间的法向力和剪切力的作用。在本申请的一个实施例中，汽缸垫片构造为使得其在常温下能够提供大于50MPa的密封力，并且在发动机燃烧时提供大于30MPa的密封力。

为了使燃烧室得到充分的密封，汽缸垫片通常带有限位片(stopper)。限位片的目的是在提供足够密封力的作用下防止全凸筋过度压缩而疲劳失效。限位片包括以下类型之一：激光焊接、翻折或冲压形成波浪形。

激光焊接限位片(welded stopper)提供的是刚性的限位。全凸筋被压缩到该限位片处即无法进一步压缩，限位片上会承受较大的压力，并且在高温下可能会导致缸套产生变形。因此，激光焊接限位片一般应用在铁质缸体上。然而，通过转移限位片上力的方式，铝质缸体也可应用此方案。

翻转限位片(folded stopper)是通过材料的翻折来形成材料本体厚度的且有一定弹性的限位方式。翻转限位片一般应用于负荷较小的系统中，如果负荷过大，可能会导致翻折处断裂而失效。

为了降低成本，在一些气缸垫片的实施例中采用了冲压式的限位片，即在气缸垫片上冲压出波浪形状的部分，以形成波浪限位片(wave stopper)。波浪形状的部分的设计参数包括波浪的数量、高度、间距、圆角和板材厚度等。波浪限位片具有较好的弹塑性变形能力，并且可根据燃烧室不同位置的变形量来设置不同的波浪参数。

图4是图1所示实施例的增压器垫片的结构示意图。增压器垫片300构造为由301不锈钢形成。根据实际需要，在缸盖出口22与增压器30的涡轮端之间可设置有两个到四个增压器垫片300。在图示的实施例中，增压器垫片300可构造为与增压器隔热罩310为一体的。根据本申请的一个实施例，增压器垫片300旨在提供大于10MPa的密封力。

图5是图1所示实施例的催化器垫片的结构示意图。催化器垫片400设置在增压器30与未示出的催化器(例如，三元催化器)之间。催化器垫片400可构造为由高镍合金形成，并且催化器垫片400构造为大致环形的。根据本申请的一个实施例，催化器垫片旨在提供大于10MPa的密封力。

根据本申请的发动机气路密封系统在设计完成之后通过多种方式进行了测试，包括但不限于发动机耐久(Global Engine Durability，缩写为GED)试验、发动机热循环(Global Engine Thermal Cycle，缩写为GETC)试验、生产线短缸体和长缸体泄露试验等。

本申请还提供了一种发动机，其包括根据上文所描述的发动机气路密封系统。根据本申请的发动机气路密封系统和发动机可以在合适的车辆上使用。

本说明书参考附图来公开本申请，并且还使本领域中的技术人员能够实施本申请，包括制造和使用任何装置或系统、选用合适的材料以及使用任何结合的方法。本申请的范围由请求保护的技术方案限定，并且包含本领域中的技术人员想到的其他实例。只要此类其他实例包括并非不同于请求保护的技术方案字面语言的结构元件，或此类其他实例包含与请求保护的技术方案的字面语言没有实质性区别的等价结构元件，则此类其他实例应当被认为处于由本申请请求保护的技术方案所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种发动机气路密封系统，其特征在于，包括：

多个进气部垫片，设置在进气歧管与节气门体之间，以及进气歧管与缸盖之间；

多个汽缸垫片，设置在缸体与缸盖之间；

多个增压器垫片，设置在缸盖与增压器之间；以及

至少一个催化器垫片，设置在增压器与催化器之间。

2.根据权利要求1所述的发动机气路密封系统，其特征在于，所述进气部垫片构造为由氟橡胶形成。

3.根据权利要求2所述的发动机气路密封系统，其特征在于，在进气歧管上设置有用于装设所述进气部垫片的槽，并且所述进气部垫片构造为在装设入所述槽之后通过螺栓加紧，使得所述进气部垫片在常温下具有15%至35%之间的压缩率，90%以下的填充率，并且提供1.2MPa以上的密封力。

4.根据权利要求1所述的发动机气路密封系统，其特征在于，所述汽缸垫片构造为由301不锈钢形成。

5.根据权利要求4所述的发动机气路密封系统，其特征在于，在发动机缸体与缸盖之间设置有两个到五个所述汽缸垫片，其中，所述汽缸垫片的表面带有冲压成型的全凸筋，使得所述汽缸垫片在常温下提供大于50MPa的密封力，并且在发动机燃烧时提供大于30MPa的密封力。

6.根据权利要求5所述的发动机气路密封系统，其特征在于，所述汽缸垫片构造为带有以下类型之一的限位片：激光焊接、翻折或冲压形成波浪形。

7.根据权利要求1所述的发动机气路密封系统，其特征在于，所述增压器垫片构造为由301不锈钢形成。

8.根据权利要求7所述的发动机气路密封系统，其特征在于，在缸盖出口与增压器涡轮端之间设置有两个到四个所述增压器垫片，并且所述增压器垫片构造为与增压器隔热罩为一体的，使得所述增压器垫片提供大于10MPa的密封力。

9.根据权利要求1所述的发动机气路密封系统，其特征在于，所述催化器垫片构造为由高镍合金形成，并且所述催化器垫片构造为提供大于10MPa的密封力。

10.一种发动机，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的发动机气路密封系统。

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