-
Hintergrund
der Erfindung und Stand der Technik
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Zylinderkopfdichtung, welche
zwischen zwei Elementen, wie einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock
eines internen Verbrennungsmotors, angeordnet ist.
-
Wenn
eine Verbindungsfläche
zwischen einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock (Zylinderkörper) eines
Kraftfahrzeugmotors abgedichtet wird, wird eine Metallzylinderkopfdichtung
zwischen dem Zylinderkopf und dem Zylinderblock angeordnet, um Verbrennungsgas,
Kühlwasser
und Schmieröl
abzudichten.
-
Solch
eine Zylinderkopfdichtung ist von einer schichtartigen, viele Lagen
von Metallplatten aufweisenden, in eine einfach strukturierte Zylinderdichtung geändert worden,
welche aus einer oder zwei Metallplatten gebildet ist, um Gewicht
und Herstellungskosten eines Motors zu reduzieren. Da nur eine oder zwei
Strukturplatten verwendet werden, sind verwendbare Materialien zum
Reduzieren eines Gewichts eines Motors begrenzt. Die Art und Anzahl
der Dichtungsmethoden sind begrenzt, so dass es notwendig ist, eine
relativ einfache Dichtungsmethode zu verwenden.
-
Da
in letzter Zeit Gewicht und Größe eines Motors
reduziert worden sind, weist der Motor tendenziell eine geringere
Steifigkeit auf. Folglich ist es schwierig, einen gleichmäßigen Anpressdruck
um eine Zylinderbohrung zu erhalten, um einen Zylinderkopf abzudichten.
D. h. wegen eines Strukturproblems um eine Zylinderbohrung ist es
beim Anziehen der Dichtung schwierig, einen genügenden Dichtungsanpressdruck
in einem Abschnitt mit geringer Steifigkeit zu erzeugen, wodurch
in dem Abschnitt ein Gasleck verursacht wird.
-
Wenn
ein Motor zur Verringerung seiner Größe in einer Längsrichtung
eine kleinere Größe aufweist,
verringert sich ein Abstand zwischen den Zylinderbohrungen, wodurch
sich eine Temperatur der Zylinderbohrungen erhöht. Infolgedessen werden der Zylinderkopf
und der Zylinderblock deformiert, wodurch sich die Wahrscheinlichkeit
erhöht,
dass zwischen den Zylinderbohrungen Gas leckt. Wenn eine kleine
Menge von Gas leckt und in eine Wasserbohrung oder Ölbohrung
eintritt, tritt Gas in Flüssigkeit, wie
Wasser oder Öl,
ein, wodurch ein Problem des Zirkulierens von Wasser und Öl und des
Kühlens
des Motors verursacht wird. Da dies ein Problem für den Motor
verursacht, ist es notwendig, eine Gegenmaßnahme bereitzustellen.
-
Es
ist eine Metalldichtung vorgeschlagen worden, in welcher Wülste um
Zylinderbohrungen (Verbrennungsraumbohrungen) gebildet sind. Die Wülste sind
zwischen den Zylinderbohrungen verbunden oder kreuzen diese und
weisen gerade Abschnitte zwischen den Zylinderbohrungen auf. Ein Rand
des Wulsts ist an einer Seite der Zylinderbohrung in einer gekrümmten Form
gebildet, welche den geraden Abschnitt zwischen den Zylinderbohrungen und
Bogenabschnitte um die Zylinderbohrungen außer die geraden Abschnitte
nahtlos verbindet (siehe Patentreferenz Nr. 1).
-
Mit
dieser Struktur wird eine Verringerung des Anpressdrucks im Wulstkreuzungsabschnitt
für eine
kleine Zylinderbohrung für
einen kleinen Motor verhindert. Ferner wird ein Abschnitt, in welchem
sich die Steifigkeit des Wulsts um den Wulstkreuzungsabschnitt stark ändert, eliminiert,
wodurch ein Gasleck im Wulstkreuzungsabschnitt verhindert wird.
-
Jedoch
könnte
es in einer solchen Einzelwulststruktur eine ungenügende Lösung für eine erhöhte Temperatur
der Zylinderbohrung und eine geringere Steifigkeit eines modernen
Motors sein.
- Patentreferenz; Japanische Patentveröffentlichung (Kokai)
Nr. 2000-356266
-
Hinsichtlich
der oben beschriebenen Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Zylinderkopfdichtung zum effektiven Verhindern eines
Gaslecks zwischen Zylinderbohrungen eines Motors mit einer kleinen
Größe und geringer
Steifigkeit anzugeben.
-
Weitere
Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung
der Erfindung ersichtlich.
-
Zusammenfassung
der Erfindung
-
Um
die oben beschriebenen Aufgaben zu erreichen, ist eine Zylinderkopfdichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung aus einer oder mehreren Metallplatten gebildet. Eine der
Metallplatten ist mit einem ersten Wulst, einem zweiten Wulst und
einem dritten Wulst um eine Zylinderbohrung in dieser Reihe von innen
her vorgesehen. Der erste Wulst ist um jede Zylinderbohrung gebildet.
Die zweiten Wülste
sind in einem Wulst kombiniert, welcher eine größere Breite aufweist als die
der zweiten Wülste
in einem Bereich zwischen benachbarten Zylinderbohrungen. Der dritte
Wulst umgibt alle Zylinderbohrungen, ohne durch den Bereich zwischen
den benachbarten Zylinderbohrungen zu verlaufen.
-
In
der Zylinderkopfdichtung kann der dritte Wulst eine größere Wulstbreite
aufweisen, als diejenige des ersten Wulsts und des zweiten Wulsts.
-
In
der vorliegenden Erfindung ist eine Dichtungslinie um die Zylinderbohrung
aus zwei Primärwülsten, d.
h. dem ersten und zweiten Wulst und einem Zusatzwulst, d. h. dem
dritten Wulst mit einer breiten Breite zum Erzeugen eines relativ
geringen Anpressdrucks gebildet. Die Primärwülste sind bezüglich der
Zylinderbohrung innerhalb angeordnet, und der Zusatzwulst ist außerhalb
der Primärwülste angeordnet.
Folglich sind drei Dichtungswülste
um die Zylinderbohrung angeordnet.
-
Da
der Bereich zwischen den Zylinderbohrungen klein ist, ist es schwierig,
die drei Wülste
anzuordnen. Folglich sind die zweiten Wülste der Primärwülste in
einem Wulst kombiniert, welcher eine breite Breite im Zentrum der
benachbarten ersten Wülste
aufweist, und der dritte Wulst verläuft nicht durch den Bereich.
-
In
einem Bereich, außer
dem Bereich zwischen den Zylinderbohrungen, sind die zwei Primärwülste, d.
h. die ersten und zweiten Wülste,
angeordnet, und der dritte Wulst ist mit einer breiten Breite außerhalb
der Primärwülste angeordnet.
Der dritte Wulst ist um jede Zylinderbohrung verbunden, und ein
Wulst umgibt alle Zylinderbohrungen.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es möglich,
die folgenden Wirkungen zu erhalten.
-
Im
Bereich zwischen den Zylinderbohrungen sind der erste Wulst zum
Erzeugen eines relativ hohen Dichtungsanpressdrucks und die benachbarten zweiten
Wülste
kombiniert, um den eine breite Breite zum Erzeugen eines relativ
geringen Dichtungsanpressdrucks aufweisenden Wulst zu bilden. Folglich ist
es möglich,
die Druckfestigkeit des ersten Wulsts zu verbessern. Es ist auch
möglich,
die Kompatibilität mit
dem eine breite Breite aufweisenden Wulst zu verbessern, wenn der
Zylinder kopf wegen einer Explosion innerhalb der Zylinderbohrung
angehoben wird, so dass mit einem geeigneten Dichtungsanpressdruck
abgedichtet wird.
-
In
dem Bereich außer
dem Bereich zwischen den Zylinderbohrungen sind der erste Wulst,
die zwei zweiten Wülste
und der dritte Wulst, welcher alle die Zylinderbohrungen außerhalb
der zweiten Wülste umgibt,
angeordnet. Folglich ist es möglich,
mit den ersten und zweiten Wülsten
einen hohen Dichtungsanpressdruck zu erzeugen, wodurch die Druckfestigkeit
erhöht
wird. Es ist auch möglich,
mit dem dritten Wulst ein Gasleck zu verhindern, wenn Gas durch
die ersten und zweiten Wülste
leckt.
-
Weiterhin
weist der dritte Wulst eine breite Breite auf, wodurch es möglich wird,
zu kontrollieren, dass kein zu hoher Dichtungsanpressdruck erzeugt wird.
Folglich ist es möglich,
eine Kompatibilität
mit dem eine breite Breite aufweisenden Wulst zu verbessern, wenn
der Zylinderkopf wegen einer Explosion innerhalb der Zylinderbohrung
angehoben wird, wodurch sich die Dichtungsleistung verbessert.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
-
1 ist
eine Draufsicht auf eine Zylinderkopfdichtung nach einer Ausgestaltung
der vorliegenden Erfindung;
-
2 ist
eine vergrößerte Ansicht
eines in 1 gezeigten Bereichs 2;
-
3 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie 3-3 in 2;
und
-
4 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie 4-4 in 2.
-
Genaue Beschreibung bevorzugter
Ausgestaltungen
-
Nachfolgend
wird eine Zylinderkopfdichtung gemäß der Ausgestaltungen der vorliegenden
Erfindung mit Bezug zu den beiliegenden Zeichnungen genau beschrieben.
-
Wie
in 1 gezeigt ist, ist eine Zylinderkopfdichtung 1 eine
zwischen einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock (Zylinderkörper) angeordnete
Metalldichtung, um Verbrennungsgas mit einem hohen Druck und hoher
Temperatur und Flüssigkeit, wie
Kühlwasser
und Öl,
in einem Kühldurchgang
und Kühlöldurchgang
abzudichten.
-
2 bis 4 sind
schematisch erklärende
Ansichten, in welchen eine Dicke der Zylinderkopfdichtung 1 und
eine Größe und ein
Längenverhältnis der
Wülste
und einer Dichtungsflächenträgerplatte
gegenüber
der realen verschiedenen sind, so dass ein Dichtungsabschnitt zur
einfachen Erklärung vergrößert ist.
-
Wie
in 1 bis 4 gezeigt ist, ist die Zylinderkopfdichtung 1 der
vorliegenden Erfindung aus einer Lage einer Metallplatte 10 gebildet,
welche aus rostfreiem angelassenem Material (angelassenes Material),
rostfreiem Material (Federstahl) oder Weichstahl hergestellt ist.
Die Metallplatte 10 ist in einer Form gebildet, welche
zu einer Form eines Motorteils, wie einem Zylinderblock, korrespondiert
und ist mit Zylinderbohrungen 2, Kühlwasserbohrungen 3, Ölbohrungen 4 zum
Zirkulieren von Öl
und Schraubenbohrungen 5 zum Befestigen der Schrauben vorgesehen.
-
Erste
Wülste 11,
zweite Wülste 12 und
ein dritter Wulst 13, welche alle aus Vollwülsten gebildet sind,
sind um die Zylinderbohrungen 2 als Dichtungsmittel angeordnet,
wodurch sie Dreifachdichtungslinien bilden.
-
Der
erste Wulst 11 umgibt jede der Zylinderbohrungen 2.
Die ersten Wülste 11 weisen
eine schmale Breite Ba zum Erzeugen eines relativ hohen Dichtungsanpressdrucks
auf, wodurch sie die Druckfestigkeit erhöhen.
-
Die
zweiten Wülste 12 sind
an einer außen umlaufenden
Seite der ersten Wülste 11 angeordnet und
sind in einem Wulst 12b in einem Bereich A zwischen den
benachbarten Zylinderbohrungen 2 kombiniert, wodurch sie
eine größere Wulstbreite
Bc aufweisen, als eine Wulstbreite Bb des zweiten Wulsts 12.
Im Bereich A sind die zweiten Wülste 12 kombiniert,
um den breiten Wulst 12b zum Verringern des Dichtungsanpressdrucks
zu bilden, wodurch die Kompatibilität verbessert wird, wenn der
Zylinderkopf wegen einer Explosion innerhalb der Zylinderbohrung
angehoben wird. In einem anderen Bereich als dem Bereich A weisen
die zweiten Wülste 12a ähnlich wie
die ersten Wülste 11 die
schmale Wulstbreite Bb zum Erzeugen eines relativ hohen Dichtungsanpressdrucks
auf.
-
Der
dritte Wulst 13 ist außerhalb
der zweiten Wülste 12 angeordnet
und umgibt alle die Zylinderbohrungen 2, ohne durch den
Bereich A zwischen den benachbarten Zylinderbohrungen 2 zu
verlaufen. Er ist derart angeordnet, dass die Wasserbohrungen 3,
die Ölbohrungen 4 und
die Schraubenbohrungen 5 nicht innerhalb des dritten Wulsts 13 liegen.
Folglich ist es möglich,
wenn Gas von den Zylinderbohrungen 2 durch die ersten Wülste 11 und
die zweiten Wülste 12 leckt,
das Lecken von Gas außerhalb
der Dreifachdichtungslinien und das Eintreten in die Wasserbohrungen 3 und
die Ölbohrungen 4 zu
verhindern.
-
Wie
in 4 gezeigt ist, weist der dritte Wulst 13 eine
größere Wulstbreite
Bd als die Wulstbreite Ba und die Wulstbreite Bb der ersten Wülste 11 und
der zweiten Wülste 12 auf.
Folglich ist es möglich,
einen erzeugten Dichtungsanpressdruck zu kontrollieren, so dass
er nicht zu hoch ist und die Kompatibilität zu verbessern, wenn der Zylinderkopf
wegen einer Explosion innerhalb der Zylinderbohrung angehoben wird.
-
In
der Ausgestaltung sind die ersten Wülste 11, die zweiten
Wülste 12 und
der dritte Wulst 13 um die Zylinderbohrungen 2 aus
Vollwülsten
gebildet. Der dritte Wulst kann aus einem Halbwulst gebildet sein,
wenn es ausreichend ist, einen relativ geringen Dichtungsanpressdruck
zu erzeugen.
-
Eine
Beziehung zwischen Höhen
der ersten Wülste 11 und
der zweiten Wülste 12 im
Bereich A zwischen den Zylinderbohrungen 2 ist gemäß einer erforderlichen
Verteilung des Dichtungsanpressdrucks ausgewählt. Wenn die ersten Wülste 11 eine größere Höhe als die
der zweiten Wülste 12 aufweisen,
wird der Anpressdruck der inneren Dichtungslinie höher als
der Anpressdruck der äußeren Dichtungslinie.
Wenn die ersten Wülste 11 eine
kleinere Höhe
als die der zweiten Wülste 12 aufweisen,
wird der Anpressdruck der inneren Dichtungslinie geringer als der
Anpressdruck der äußeren Dichtungslinie.
-
Eine
Beziehung unter Höhen
des dritten Wulsts 13, der ersten Wülste 11 und der zweiten Wülste 12 ist
ebenso gemäß einer
erforderlichen Verteilung des Dichtungsanpressdrucks ausgewählt. Durch
Anpassen einer Höhe
des dritten Wulsts 13 ist es möglich, den Anpressdruck der
dritten Dichtungslinie bezüglich
des Dichtungsdrucks der zweiten Wülste 12 und der ersten
Wülste 11 anzupassen,
wodurch sich eine günstige
Verteilung des Dichtungsanpressdrucks gemäß eines Motors erhalten lässt.
-
In
der Ausgestaltung ist die Zylinderkopfdichtung aus einer Lage der
Metallplatte 10 gebildet. Gemäß der vorliegenden Erfindung
kann die Zylinderkopfdichtung aus mehr als zwei Metallplatten gebildet
sein. In diesem Fall weist eine der Metallplatten eine gleiche Struktur
auf, wie die der Metallplatte 10, und eine andere Metallplatte
ist auf die Metallplatte 10 geschichtet.