CN211975206U - 发动机气缸盖燃气密封结构及发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发动机气缸盖燃气密封结构及发动机，涉及发动机技术领域。发动机气缸盖燃气密封结构，包括气缸盖、密封垫圈和气缸套，所述气缸套的顶面内边缘凸出设置有挡焰台，所述气缸盖的底面凸出设置有用于对所述气缸套进行定心的凸止口，所述挡焰台和所述凸止口之间设置有用于通过挤压所述密封垫圈来压紧配合的第一环台和第二环台，所述第一环台设置于所述气缸盖的底面，所述第二环台设置于所述气缸套的顶面。本实用新型发动机气缸盖燃气密封结构降低了对密封垫圈的尺寸精度要求，提高了密封垫圈的密封性能。

Description

发动机气缸盖燃气密封结构及发动机

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，具体涉及一种发动机气缸盖燃气密封结构及具有该发动机气缸盖燃气密封结构的发动机。

背景技术

大缸径发动机普遍使用密封垫圈结构来密封气缸盖和气缸套间的高温高压燃气。现有技术如图4和图5共同所示，在气缸盖5和气缸套6之间放置一个密封垫圈7，该密封垫圈7的外径略小于气缸盖5的凸止口51的内径，密封垫圈7的内径略大于气缸套6的挡焰台61的外径，密封垫圈7在螺栓8的螺栓预紧力F1作用下发生弹性或塑形变形，弹性变形量能够弥补气缸盖5在爆压作用力F2作用下轴向产生的抬升量，阻止气流的径向窜动，从而实现轴向密封；塑形变形量能够通过径向体积膨胀与气缸盖5上的凸止口51和气缸套6上的挡焰台61贴合，阻止气流得轴向窜动，从而实现径向密封。但是，该结构存在以下技术问题：

1、密封垫圈7本身的厚度较小、韧塑性较好，在成型过程中容易扭曲变形，为了保证密封垫圈7与气缸盖5以及密封垫圈7与气缸套6在任意位置都能完全贴合，密封垫圈7的上下端面对平行度和平面度等尺寸精度要求较高，因此，导致密封垫圈7存在制造困难、成品率低以及成本高等问题，这些问题在内径大于200㎜的密封垫圈上表现得较为明显。

2、为了提高密封垫圈7的刚性，现有技术中密封垫圈7的径向宽度普遍较大，经统计缸径300㎜以下的发动机，径向宽度范围为5～28㎜，径向宽度较大会导致密封垫圈7与气缸盖5以及密封垫圈7与气缸套6的接触面积都较大，这不仅降低了螺栓预紧力F1的作用，而且通过面面接触实现的密封效果并不理想，密封垫圈7在高度方向的弹性变形量较小，不足以弥补高爆压所产生的抬升量导致径向窜气失效；密封垫圈7在圆周方向的塑性变形量较小，不足以填充密封垫圈7与气缸盖5以及密封垫圈7与气缸套6之间的间隙，或过盈量不足导致轴向窜气失效；如果通过增大螺栓预紧力F1的方法来增大密封垫7与气缸盖5以及密封垫圈7与气缸套6间的面压，则会导致气缸套6变形甚至断裂等问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的以上缺陷，本实用新型的第一个目的是提供一种发动机气缸盖燃气密封结构，该发动机气缸盖燃气密封结构降低了对密封垫圈的尺寸精度要求，提高了密封垫圈的密封性能。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

发动机气缸盖燃气密封结构，包括气缸盖、密封垫圈和气缸套，所述气缸套的顶面内边缘凸出设置有挡焰台，所述气缸盖的底面凸出设置有用于对所述气缸套进行定心的凸止口，所述挡焰台和所述凸止口之间设置有用于通过挤压所述密封垫圈来压紧配合的第一环台和第二环台，所述第一环台设置于所述气缸盖的底面，所述第二环台设置于所述气缸套的顶面。

其中，所述气缸盖的底面沿所述气缸盖的径向间隔设置有第一环槽和第二环槽，所述第一环槽与所述第二环槽之间形成所述第一环台，所述第一环槽位于所述第一环台与所述凸止口之间。

其中，所述第一环槽和所述第二环槽的深度均为0.1～0.3㎜。

其中，所述第一环台为截面呈梯形的环状凸台。

其中，所述第一环台的锥度为60～120°。

其中，所述气缸套的顶面沿所述气缸套的径向间隔设置有第三环槽和第四环槽，所述第三环槽与所述第四环槽之间形成所述第二环台，所述第三环槽位于所述第二环台与所述挡焰台之间。

其中，所述第三环槽和所述第四环槽的深度均为0.1～0.3㎜。

其中，所述第二环台为截面呈梯形的环状凸台。

其中，所述第二环台的锥度为60～120°。

采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的发动机气缸盖燃气密封结构，由于挡焰台和凸止口之间设置有用于通过挤压密封垫圈来压紧配合的第一环台和第二环台，第一环台设置于气缸盖的底面，第二环台设置于气缸套的顶面，通过第一环台与第二环台的挤压使密封垫圈发生塑性变形，从而使密封垫圈在内、外径上分别获得体积增量，该体积增量不仅能够弥补气缸盖与密封垫圈外边缘以及气缸套与密封垫圈内边缘之间的间隙，而且可以与之形成可靠的过盈，有效的防止了气流的轴向窜动，提高了密封垫圈的密封性能；且，第一环台与密封垫圈的上端面进行能够提高接触面压的密封，第二环台与密封垫圈的下端面进行能够提高接触面压的密封，有效的阻止了气流的径向窜动，提高了密封垫圈的密封性能；因此，本实用新型发动机气缸盖燃气密封结构与现有技术相比，不仅提高了接触面压，提高了密封垫圈的密封性能，而且降低了对密封垫圈的尺寸精度要求，提高了密封垫圈的成品率，降低了生产成本。

本实用新型的第二个目的在于提供一种发动机，该发动机解决了燃气泄漏的问题，降低了发动机的故障率。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

发动机，具有上述技术方案中所述的发动机气缸盖燃气密封结构。

采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的发动机，由于具有上述技术方案中的发动机气缸盖燃气密封结构，因此，解决了因密封不严导致的高压燃气从密封垫圈与气缸盖之间或密封垫圈与气缸套之间泄露的问题，降低了发动机的故障率，提高了发动的稳定性。

附图说明

图1是本实用新型发动机气缸盖燃气密封结构中第一环台的结构示意图；

图2是本实用新型发动机气缸盖燃气密封结构中第二环台的结构示意图；

图3是本实用新型发动机气缸盖燃气密封结构的结构示意图；

图4是现有技术中密封垫圈结构的结构示意图；

图5是图4中A部的放大图；

图中：1-气缸盖，11-凸止口，12-第一环台，13-第一环槽，14-第二环槽，2-气缸套，21-挡焰台，22-第二环台，23-第三环槽，24-第四环槽，3-密封垫圈，4-螺栓，5-气缸盖，51-凸止口，6-气缸套，61-挡焰台，7-密封垫圈,8-螺栓。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例一：

如图1至图3共同所示，发动机气缸盖燃气密封结构，包括气缸盖1、密封垫圈3和气缸套2，气缸套2的顶面内边缘凸出设置有挡焰台21，气缸盖1的底面凸出设置有用于对气缸套2进行定心的凸止口11，挡焰台21和凸止口11之间设置有用于通过挤压密封垫圈3来压紧配合的第一环台12和第二环台22，第一环台12设置于气缸盖1的底面，第二环台22设置于气缸套2的顶面。

其中，气缸盖1的底面沿气缸盖1的径向间隔设置有第一环槽13和第二环槽14，第一环槽13与第二环槽14之间形成第一环台12，第一环槽13位于第一环台12与凸止口11之间；第一环槽13和第二环槽14的深度均为0.1～0.3㎜；第一环台12为截面呈梯形的环状凸台，且第一环台12的锥度为60～120°。

如图2和图3共同所示，气缸套2的顶面沿气缸套2的径向间隔设置有第三环槽23和第四环槽24，第三环槽23与第四环槽24之间形成第二环台22，第三环槽23位于第二环台22与挡焰台21之间；第三环槽23和第四环槽24的深度均为0.1～0.3㎜；第二环台22为截面呈梯形的环状凸台，且第二环台22的锥度为60～120°。

本实施例中第一环槽13和第二环槽14为结构相同、尺寸大小相等且截面呈梯形的环状凹槽，第一环槽13和第二环槽14的深度H1＝0.25㎜，第一环槽13的宽度L1与第二环槽14的宽度L3均为1.75㎜，第一环台12的宽度L2＝2㎜，锥度α＝90°。

本实施例中第三环槽23和第四环槽24的深度相等，均为H2,优选H2＝0.25㎜；其中，第四环槽24的宽度L4＝1.75㎜,第三环槽23的宽度L6＝1.25㎜,第二环台22的宽度L5＝2㎜，锥度β＝90°。

如图3所示，气缸盖1与气缸套2之间放置密封垫圈3，本实施例中密封垫圈3的内径为D＝198㎜，厚度为H0＝2.2㎜，径向宽度为L0＝5㎜，体积压缩率为η＝0。

在装配过程中，密封垫圈3在螺栓4的预紧力的作用下发生局部塑性变形，在与第一环台12接触的端面上形成与第一环台12相适配的宽度为L2，深度为H1且截面呈梯形的环状凹槽，在与第二环台22接触的端面上形成与第二环台22相适配的宽度为L5，深度为H2且截面呈梯形的环状凹槽。

这种塑性变形使密封垫圈3在内、外径上分别获得体积增量，该体积增量不仅能够弥补气缸盖1与密封垫圈3外边缘以及气缸套2与密封垫圈3内边缘之间的间隙，而且可以与之形成可靠的过盈，能够有效防止气流的纵向窜动，从而提高密封垫圈3的密封性能。

密封垫圈3在内径、外径上的体积增量和线增量可以使用以下公式精确计算：

气缸盖1侧的凹槽体积ΔV1为：

气缸套侧的凹槽体积ΔV2为：

密封垫圈3在外径上的体积增量ΔV3和线增量Δd1分别为：

密封垫圈3在内径上的体积增量ΔV4和线增量Δd2分别为：

设计者可以根据密封垫圈3的尺寸D、H0、L0、η，合理设计气缸盖1和气缸套2上的加工尺寸H1、H2、L1、L2、L3、L4、L5、L6、α和β，分别计算出密封垫圈3在内、外径上的线增量Δd1和Δd2，经计算，本实施例中的Δd1＝0.228mm，Δd2＝0.283mm，根据Δd1和Δd2可以搭配合适的密封垫圈3来获得适宜爆压下所需的过盈量，从而提高密封垫圈3的密封性能。

同时，第一环台12与密封垫圈3的上端面进行能够提高接触面压的密封，第二环台22与密封垫圈3的下端面进行能够提高接触面压的密封，有效的阻止了气流的径向窜动，不仅提高了密封垫圈的密封性能，而且降低了对密封垫圈3的尺寸精度要求，提高了密封垫圈3的成品率，降低了生产成本。

实施例二：

如图1至图3共同所示，发动机，具有实施例一中的发动机气缸盖燃气密封结构。

本实施例中的发动机由于具有实施例一中的发动机气缸盖燃气密封结构，因此，解决了因密封不严导致的高压燃气从密封垫圈3与气缸盖1之间或密封垫圈3与气缸套2之间泄露的问题，降低了发动机的故障率，提高了发动的稳定性

本实用新型不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造的劳动，所做出的种种变换，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.发动机气缸盖燃气密封结构，包括气缸盖、密封垫圈和气缸套，所述气缸套的顶面内边缘凸出设置有挡焰台，所述气缸盖的底面凸出设置有用于对所述气缸套进行定心的凸止口，其特征在于，

所述挡焰台和所述凸止口之间设置有用于通过挤压所述密封垫圈来压紧配合的第一环台和第二环台，所述第一环台设置于所述气缸盖的底面，所述第二环台设置于所述气缸套的顶面。

2.根据权利要求1所述的发动机气缸盖燃气密封结构，其特征在于，所述气缸盖的底面沿所述气缸盖的径向间隔设置有第一环槽和第二环槽，所述第一环槽与所述第二环槽之间形成所述第一环台，所述第一环槽位于所述第一环台与所述凸止口之间。

3.根据权利要求2所述的发动机气缸盖燃气密封结构，其特征在于，所述第一环槽和所述第二环槽的深度均为0.1～0.3㎜。

4.根据权利要求2所述的发动机气缸盖燃气密封结构，其特征在于，所述第一环台为截面呈梯形的环状凸台。

5.根据权利要求4所述的发动机气缸盖燃气密封结构，其特征在于，所述第一环台的锥度为60～120°。

6.根据权利要求2所述的发动机气缸盖燃气密封结构，其特征在于，所述气缸套的顶面沿所述气缸套的径向间隔设置有第三环槽和第四环槽，所述第三环槽与所述第四环槽之间形成所述第二环台，所述第三环槽位于所述第二环台与所述挡焰台之间。

7.根据权利要求6所述的发动机气缸盖燃气密封结构，其特征在于，所述第三环槽和所述第四环槽的深度均为0.1～0.3㎜。

8.根据权利要求6所述的发动机气缸盖燃气密封结构，其特征在于，所述第二环台为截面呈梯形的环状凸台。

9.根据权利要求8所述的发动机气缸盖燃气密封结构，其特征在于，所述第二环台的锥度为60～120°。

10.发动机，其特征在于，具有权利要求1至9任一项所述的发动机气缸盖燃气密封结构。

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