專利名稱：發(fā)動機用三層氣缸墊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于內(nèi)燃機技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種發(fā)動機的氣缸墊結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
氣缸墊的作用是在內(nèi)燃機正常運轉(zhuǎn)過程中保證氣、油、水的可靠密封。其工作機理是通過缸蓋螺栓擰緊形成的軸向力，使缸蓋壓緊氣缸墊。氣缸墊上布置的密封筋在受到缸蓋的壓緊時，產(chǎn)生彈性變形，與缸體缸蓋之間形成接觸壓力，從而實現(xiàn)對氣、油、水等介質(zhì)的可靠密封。在發(fā)動機工作過程中，特別是缸孔周圍，為實現(xiàn)氣缸墊可靠密封，接觸壓力必須達到一定數(shù)值，且接觸壓力在密封筋各處應均勻連續(xù)。因氣缸孔內(nèi)燃氣壓力較高，氣缸孔周圍的密封筋與缸體缸蓋間的接觸壓力較大，所以其周圍的密封筋彈性變形量相對較大。且受到缸內(nèi)高溫作用，密封筋易產(chǎn)生塑性變形，從而失去密封能力。為了避免這種情況，需對·密封筋實行保護，即在缸孔周圍的密封筋處布置一定高度的護圈，以控制、調(diào)整缸孔周圍密封筋的變形量在一定的范圍內(nèi)。傳統(tǒng)的護圈設計是采用翻邊、鉚接、焊接等，均不能實現(xiàn)護圈高度的可變性。隨著發(fā)動機技術(shù)水平發(fā)展，發(fā)動機爆發(fā)壓力越來越高，缸內(nèi)燃燒的高溫高壓燃氣的密封問題日益嚴峻?？v然缸蓋螺栓預緊力的提高，可以提高氣缸墊密封筋與缸體缸蓋的接觸壓力，但是無法保證缸孔周圍接觸壓力的連續(xù)均勻。同時爆發(fā)壓力的提高，缸蓋的縱向變形量也會隨之加大。缸蓋的變形不僅會影響其本身的可靠性，更重要的是會造成對于氣缸墊的壓緊不實，從而引起密封失效。

實用新型內(nèi)容為了適應越來越苛刻的密封要求，本實用新型的目的是提供一種缸孔護圈高度可變的帶前端護圈和后端護圈的發(fā)動機用三層氣缸墊；以保證在氣缸墊層數(shù)較少的情況下，氣缸孔周圍的密封筋與缸體缸蓋的接觸壓力均勻連續(xù)，以及減小發(fā)動機工作過程中的缸蓋
彎曲變形量。發(fā)動機用三層氣缸墊，包括由上層金屬板、支撐層金屬板和下層金屬板組成的三層氣缸墊，上層金屬板、支撐層金屬板和下層金屬板通過鉚接固定在一起，所述三層氣缸墊上開設有兩個以上的氣缸孔、油孔、水孔、油氣通孔和螺栓孔，每個氣缸孔圓周處相對應的上層金屬板上和下層金屬板上分別設有圓弧形的缸孔密封筋，每個氣缸孔圓周處的缸孔密封筋的內(nèi)側(cè)相對應的支撐層金屬板上分別設有缸孔護圈，氣缸墊的前端和后端相對應的支撐層金屬板上分別設有前端護圈和后端護圈；其特征在于上層金屬板上的缸孔密封筋的底部和上層金屬板下表面之間的間距，或下層金屬板上的缸孔密封筋的頂部和下層金屬板上表面之間的間距為缸孔密封筋的高度，均為Hl ；每個缸孔密封筋的內(nèi)側(cè)相對應的支撐層金屬板的上表面和下表面上分別設有上凸環(huán)和下凸環(huán)，所述上凸環(huán)和下凸環(huán)上分別均勻布置兩圈以上的凹槽，上凸環(huán)和上凸環(huán)上的凹槽形成上表面的缸孔護圈，下凸環(huán)和下凸環(huán)上的凹槽形成下表面的缸孔護圈。上凸環(huán)的頂面與支撐層金屬板的上表面之間的間距或下凸環(huán)的底面與支撐層金屬板的下表面之間的間距為缸孔護圈的高度，缸孔護圈高度為H2 ；缸孔護圈在缸孔的不同周向位置的高度數(shù)值可以變化；所述支撐層金屬板的前端的上表面上和下表面上分別設有前外凸環(huán)，后端的上表面上和下表面上分別設有后外凸環(huán)，所述前外凸環(huán)和后外凸環(huán)上分別均勻布置兩圈以上的凹槽，前外凸環(huán)和前外凸環(huán)上的凹槽分別形成前端的上表面護圈和下表面護圈，且兩者高度相同，并統(tǒng)稱為前端護圈；后外凸環(huán)和后外凸環(huán)上的凹槽分別形成后端的上表面護圈和下表面護圈，且兩者高度相同，并統(tǒng)稱為后端護圈；所述前端護圈和后端護圈的高度均為H3。當然，根據(jù)具體情況，前端護圈和后端護圈的高度也可以不同；缸孔護圈在缸孔的不同周向位置的高度數(shù)值變化范圍是O. 7XH2 1.3XH2， 其中H2為O. 09mm;且缸孔護圈的最大高度小于缸孔圓周處的圓弧形密封筋高度H1，即(I. 3XH2) < Hl ；前端護圈和后端護圈的高度H3小于缸孔護圈的最小高度，即H3 <(0. 7XH2)。本實用新型的缸孔周圍形成的缸孔護圈，可以通過模具的結(jié)構(gòu)調(diào)整，實現(xiàn)在缸孔周圍不同的周向位置，具有不同的高度。但要保證護圈高度小于缸孔密封筋的高度。缸孔護圈具體高度的變化，可以根據(jù)缸蓋、缸體與氣缸墊密封筋的接觸情況而定。比如在缸蓋、缸體與氣缸墊密封筋的接觸不良的區(qū)域，通過調(diào)整缸孔周圍護圈的高度，以加強局部區(qū)域氣缸墊密封筋與缸蓋、缸體的接觸壓力。而在缸蓋、缸體與氣缸墊密封筋的接觸壓力較強的區(qū)域，通過調(diào)整缸孔周圍護圈的高度，以弱化局部區(qū)域氣缸墊密封筋與缸蓋、缸體的接觸壓力。這樣可變高度的缸孔護圈高度，有效地均勻了氣缸墊密封筋與缸蓋、缸體的接觸壓力。而沖壓成型，從工藝上實現(xiàn)了缸孔護圈高度的可變性。另外，沖壓成型的護圈，具有生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)尺寸一致性好等優(yōu)點。本實用新型氣缸墊的前端護圈和后端護圈，在裝配狀態(tài)下，缸蓋會在前后端的護圈處產(chǎn)生壓縮預變形，而這個預變形是彈性變形。當發(fā)動機工作時，缸內(nèi)的爆發(fā)壓力使缸蓋產(chǎn)生向上的彎曲變形。如果缸蓋產(chǎn)生的向上的變形量過大，一方面會使缸蓋疲勞失效，另一方面將不能有效的壓緊氣缸墊，從而引起氣缸墊的密封失效。如果在氣缸墊的前后端布置護圈，缸蓋在裝配狀態(tài)下前后端產(chǎn)生的預變形，會抵消一部分缸蓋因爆發(fā)壓力產(chǎn)生的向上的彎曲變形，即減小了缸蓋的縱向彎曲
變形量。

圖I為氣缸墊俯視示意圖。圖2為圖I的A-A剖視圖。圖3為圖2中X處局部放大圖。圖4為圖2中Y處局部放大圖。圖5為圖I的D-D剖視圖。上圖中序號上層金屬板I、支撐層金屬板2、下層金屬板3、缸孔密封筋4、水孔密封筋5、缸孔護圈6、上表面缸孔護圈61、下表面缸孔護圈62、前端護圈7、前端上表面護圈71、如端下表面護圈72、后端護圈8、后端上表面護圈81、后端下表面護圈82、如端護圈區(qū)域
9、后端護圈區(qū)域10。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，通過實施例對本實用新型作進一步地說明。實施例參見圖I和圖2，發(fā)動機的氣缸墊是由上層金屬板I、支撐層金屬板2和下層金屬板3組成的三層氣缸墊，上層金屬板I、支撐層金屬板2和下層金屬板3通過鉚接固定在一起。三層氣缸墊上開設有兩個以上的氣缸孔、油孔、水孔、油氣通孔和螺栓孔，每個氣缸孔圓周處的相對應的上層金屬板上和下層金屬板上分別設有圓弧形的缸孔密封筋4、水孔密封筋5。上層金屬板上的缸孔密封筋圓弧底部和上層金屬板下表面之間的間距或下層金屬板·上的缸孔密封筋圓弧頂部和下層金屬板上表面之間的間距為缸孔密封筋高度，均為H1。每個氣缸孔圓周處支撐層金屬板2的上表面和下表面上分別設有上凸環(huán)和下凸環(huán)，上下凸環(huán)位于缸孔密封筋4的內(nèi)側(cè)，見圖2。上凸環(huán)和下凸環(huán)上分別均勻布置兩圈以上的凹槽，形成缸孔護圈6，具體地說是上凸環(huán)和其上的凹槽形成上表面缸孔護圈61，下凸環(huán)和其上的凹槽形成下表面缸孔護圈62，支撐層金屬板2上的上表面缸孔護圈61和支撐層金屬板2上的下表面缸孔護圈62在缸孔的同一周向位置，高度相同。上表面缸孔護圈61和下表面缸孔護圈62的基本高度均為H2，見圖3。缸孔護圈6在缸孔的不同周向位置，高度數(shù)值可以變化，變化范圍是O. 7XH2 I. 3XH2，其中H2為O. 09mm。且缸孔護圈6的最大高度小于缸孔圓周處的缸孔密封筋4高度 Hl,即(I. 3XH2) < Hl0支撐層金屬板2的前端的上表面上和下表面上分別設有前外凸環(huán)，后端的上表面上和下表面上分別設有后外凸環(huán)，所述前外凸環(huán)和后外凸環(huán)上分別均勻布置兩圈以上的凹槽。前外凸環(huán)和其上的凹槽形成前端護圈7，后外凸環(huán)和其上的凹槽形成后端護圈8，具體的說是支撐層金屬板2上的前端的上表面凸環(huán)和其上的凹槽形成前端上表面護圈71，支撐層金屬板2上的前端的下表面凸環(huán)和其上的凹槽形成前端下表面護圈72，支撐層金屬板2上的后端的上表面凸環(huán)和其上的凹槽形成后端上表面護圈81，支撐層金屬板2上的后端的下表面凸環(huán)和其上的凹槽形成后端下表面護圈82，前端上表面護圈71的高度、前端下表面護圈72的高度、后端上表面護圈81的高度和后端下表面護圈82的高度均為H3，見圖4、圖5。前端護圈7和后端護圈8的高度H3小于缸孔護圈6的最小高度，即H3< (O. 7XH2)。缸孔密封筋4、水孔密封筋5、缸孔護圈6、前端護圈7、后端護圈8均通過沖壓工藝成型。以下具體說明缸孔護圈在缸孔周圍不同的位置具有不同的高度。如圖I所示，在缸孔的B-B剖斷處與C-C剖斷處。B-B剖斷處的缸孔護圈6的高度為護圈高度數(shù)值的上限，即I. 3XH2。C-C剖斷處的缸孔護圈6的高度為護圈高度數(shù)值的下限，即0.7XH2。當然，在此缸孔的其它局部位置或其它缸孔的某些局部位置，缸孔護圈6的高度可以不同于其基本高度H2，為高度數(shù)值的上限或者下限，也可以介于上下限之間，SPO.7XH2 I. 3XH2，其中H2為O. 09 mm。且缸孔護圈的最大高度小于缸孔圓周處的圓弧形密封筋高度Hl，S卩(I. 3XH2)< Hl ;前端護圈和后端護圈的高度H3小于缸孔護圈的最小高度，即 H3 < (O. 7XH2)。
權(quán)利要求1.發(fā)動機用三層氣缸墊，包括由上層金屬板、支撐層金屬板和下層金屬板組成的三層氣缸墊，上層金屬板、支撐層金屬板和下層金屬板通過鉚接固定在一起，所述三層氣缸墊上開設有兩個以上的氣缸孔、油孔、水孔、油氣通孔和螺栓孔，每個氣缸孔圓周處相對應的上層金屬板上和下層金屬板上分別設有圓弧形的缸孔密封筋，每個氣缸孔圓周處的缸孔密封筋的內(nèi)側(cè)相對應的支撐層金屬板上分別設有缸孔護圈，氣缸墊的前端和后端相對應的支撐層金屬板上分別設有前端護圈和后端護 圈；其特征在于 上層金屬板上的缸孔密封筋的底部和上層金屬板下表面之間的間距，或下層金屬板上的缸孔密封筋的頂部和下層金屬板上表面之間的間距為缸孔密封筋的高度，均為Hl ； 每個缸孔密封筋的內(nèi)側(cè)相對應的支撐層金屬板的上表面和下表面上分別設有上凸環(huán)和下凸環(huán)，所述上凸環(huán)和下凸環(huán)上分別均勻布置兩圈以上的凹槽，上凸環(huán)和上凸環(huán)上的凹槽形成上表面的缸孔護圈，下凸環(huán)和下凸環(huán)上的凹槽形成下表面的缸孔護圈； 上凸環(huán)的頂面與支撐層金屬板的上表面之間的間距或下凸環(huán)的底面與支撐層金屬板的下表面之間的間距為缸孔護圈的高度，缸孔護圈高度為H2 ； 缸孔護圈在缸孔的不同周向位置的高度數(shù)值可以變化； 所述支撐層金屬板的前端的上表面上和下表面上分別設有前外凸環(huán)，后端的上表面上和下表面上分別設有后外凸環(huán)，所述前外凸環(huán)和后外凸環(huán)上分別均勻布置兩圈以上的凹槽，前外凸環(huán)和前外凸環(huán)上的凹槽分別形成前端的上表面護圈和下表面護圈，且兩者高度相同，并統(tǒng)稱為前端護圈；后外凸環(huán)和后外凸環(huán)上的凹槽分別形成后端的上表面護圈和下表面護圈，且兩者高度相同，并統(tǒng)稱為后端護圈；所述前端護圈和后端護圈的高度均為H3 ；當然，前端護圈和后端護圈的高度也可以不同。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)動機用三層氣缸墊，其特征在于缸孔護圈在缸孔的不同周向位置的高度數(shù)值變化范圍是O. 7XH2 I. 3XH2，其中H2為O. 09mm ;且缸孔護圈的最大高度小于缸孔圓周處的圓弧形密封筋高度H1，即1.3XH2 <H1。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)動機用三層氣缸墊，其特征在于前端護圈和后端護圈的高度H3小于缸孔護圈的最小高度，即H3 < O. 7XH2。
專利摘要本實用新型涉及發(fā)動機用三層氣缸墊。包括由上層金屬板、支撐層金屬板和下層金屬板組成的三層氣缸墊，上層金屬板和下層金屬板在缸孔圓周處設有圓弧形的缸孔密封筋，支撐層金屬板的上表面和下表面在缸孔圓周處形成缸孔護圈，支撐層金屬板的前后端區(qū)域分別形成前端護圈和后端護圈；可變高度的缸孔護圈，使氣缸墊密封筋與缸蓋、缸體的接觸壓力更加均勻；前后端護圈的作用在于，會抵消一部分缸蓋因爆發(fā)壓力產(chǎn)生的向上的彎曲變形，即減小了缸蓋的縱向彎曲變形量，有利于提升氣缸墊的密封可靠性和缸蓋的彎曲疲勞壽命。
文檔編號F02F11/00GK202732149SQ20122044610
公開日2013年2月13日 申請日期2012年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月4日
發(fā)明者章家續(xù), 李歡, 劉彤, 楊林強, 陳園明, 張應兵, 陳亮, 姚巍, 張建操 申請人:安徽江淮汽車股份有限公司