用于活塞汽缸組件的減少的縫隙體積的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本文公開的主題大體上設(shè)及往復(fù)式發(fā)動機(jī)，并且更具體地設(shè)及往復(fù)式發(fā)動機(jī)的活 塞汽缸組件的減少的縫隙體積。
【背景技術(shù)】
[0002] 往復(fù)式發(fā)動機(jī)（例如，內(nèi)燃機(jī)）燃燒燃料與氧化劑（例如，空氣）來生成熱燃燒氣 體，其繼而驅(qū)動汽缸襯套內(nèi)的活塞（例如，往復(fù)式活塞）。特別地，熱燃燒氣體膨脹，且相對 于活塞施加壓力，活塞在膨脹沖程（例如，向下沖程）期間在汽缸襯套內(nèi)線性地移動?；钊?將由燃燒氣體施加的壓力和活塞的線性運(yùn)動轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動（例如，經(jīng)由聯(lián)接至活塞的連 接桿和曲軸），其驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)一個或更多個負(fù)載（例如，發(fā)電機(jī)）?；钊推滓r套的設(shè)計 和構(gòu)造可顯著地影響排放（例如，氮氧化物、一氧化碳等），W及油消耗。接近燃燒室的間隙 或縫隙可保持未完全燃料的燃料和空氣，由此增大排放或降低燃燒效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 在下面概括在范圍上與最初要求權(quán)利的本發(fā)明相稱的某些實施例。運(yùn)些實施例不 意圖限制要求權(quán)利的本發(fā)明的范圍，而是相反地，運(yùn)些實施例僅意圖提供本發(fā)明的可能形 式的簡要概括。實際上，本發(fā)明可包含可與在下面提出的實施例相似或不同的各種形式。
[0004] 在第一實施例中，一種往復(fù)式發(fā)動機(jī)包括汽缸蓋、汽缸襯套、外密封件和內(nèi)密封 件。汽缸襯套包括圍繞汽缸襯套內(nèi)的腔沿周向延伸的內(nèi)壁、圍繞內(nèi)壁沿周向延伸的外壁，W 及鄰近汽缸蓋的凸緣。凸緣在內(nèi)壁與外壁之間沿徑向延伸。外密封件鄰近外壁并軸向地設(shè) 置在汽缸襯套的凸緣與汽缸蓋之間。外密封件與凸緣和汽缸蓋對接。內(nèi)密封件鄰近內(nèi)壁并 沿軸向設(shè)置在汽缸襯套與汽缸蓋之間。內(nèi)密封件與凸緣和汽缸蓋中的至少一個對接，并且 夕F密封件構(gòu)造成在汽缸蓋與凸緣之間相比于內(nèi)密封件傳遞更大的軸向壓縮負(fù)載。
[0005] 在第二實施例中，一種往復(fù)式發(fā)動機(jī)包括汽缸蓋、汽缸襯套、外密封件和內(nèi)密封 件。汽缸襯套具有鄰近汽缸蓋的凸緣，在該處，汽缸襯套圍繞燃燒室沿周向延伸，并且汽缸 蓋限定燃燒室的端部。外密封件設(shè)置在汽缸襯套的凸緣與汽缸蓋之間，在該處，外密封件構(gòu) 造成在汽缸蓋與汽缸襯套之間傳遞軸向壓縮負(fù)載。內(nèi)密封件設(shè)置在汽缸襯套與鄰近燃燒室 的汽缸蓋之間。內(nèi)密封件構(gòu)造成使外密封件的內(nèi)面與燃燒室隔離。外密封件的第一抗壓強(qiáng) 度大于內(nèi)密封件的第二抗壓強(qiáng)度。
[0006] 在第Ξ實施例中，一種方法包括使用內(nèi)密封件減小汽缸蓋、汽缸襯套與外密封件 的內(nèi)面之間的環(huán)形縫隙體積。該方法還包括使用內(nèi)密封件使外密封件的內(nèi)面與燃燒室隔 離。燃燒室由汽缸蓋和汽缸襯套限定。往復(fù)式發(fā)動機(jī)包括汽缸蓋、汽缸襯套、外密封件和內(nèi) 密封件。外密封件構(gòu)造成在汽缸蓋與汽缸襯套之間相比于內(nèi)密封件傳遞更大的軸向壓縮負(fù) 載。
[0007] 本發(fā)明的第一技術(shù)方案提供了一種往復(fù)式發(fā)動機(jī)，其包括：汽缸蓋；汽缸襯套，其 包括：內(nèi)壁，其圍繞汽缸襯套內(nèi)的腔沿周向延伸；外壁，其圍繞內(nèi)壁沿周向延伸；W及凸緣， 其鄰近汽缸蓋，其中凸緣在內(nèi)壁與外壁之間沿徑向延伸；外密封件，其鄰近外壁并沿軸向設(shè) 置在汽缸襯套的凸緣與汽缸蓋之間，其中外密封件與凸緣和汽缸蓋對接；W及內(nèi)密封件，其 鄰近內(nèi)壁并沿軸向設(shè)置在汽缸襯套的凸緣與汽缸蓋之間，其中內(nèi)密封件與凸緣和汽缸蓋中 的至少一個對接，并且外密封件構(gòu)造成在汽缸蓋與凸緣之間相比于內(nèi)密封件傳遞更多軸向 壓縮負(fù)載。
[0008] 本發(fā)明的第二技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，內(nèi)密封件包括硬針焊環(huán)，其中往復(fù) 式發(fā)動機(jī)的初始操作期間腔內(nèi)的燃燒構(gòu)造成將硬針焊環(huán)與凸緣和汽缸蓋潤濕。
[0009] 本發(fā)明的第Ξ技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，內(nèi)密封件包括構(gòu)造成在處于或大于 峰值燃燒溫度的溫度下潤濕凸緣和汽缸蓋的硬針焊環(huán)。
[0010] 本發(fā)明的第四技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，外密封件包括鋼、陶瓷或它們的任 何組合。
[0011] 本發(fā)明的第五技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，內(nèi)密封件與外密封件的內(nèi)面、汽缸 蓋和凸緣的頂表面對接。
[0012] 本發(fā)明的第六技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，內(nèi)密封件包括防護(hù)物和硬針焊材 料，硬針焊材料沿徑向設(shè)置在防護(hù)物與外密封件之間，并且防護(hù)物構(gòu)造成在往復(fù)式發(fā)動機(jī) 操作期間將硬針焊材料與腔內(nèi)的燃燒氣體隔離。
[0013] 本發(fā)明的第屯技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，內(nèi)密封件包括硬針焊環(huán)，并且硬針 焊環(huán)包括至少23重量百分?jǐn)?shù)的銘和至少6重量百分?jǐn)?shù)的娃，其中硬針焊化的固相線溫度大 于大約970攝氏度，并且硬針焊環(huán)的液相線溫度小于大約1135攝氏度。
[0014] 本發(fā)明的第八技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，外密封件的第一抗壓強(qiáng)度大于內(nèi)密 封件的第二抗壓強(qiáng)度。
[0015] 本發(fā)明的第九技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，外密封件的第一厚度大約等于內(nèi)密 封件的第二厚度。
[0016] 本發(fā)明的第十技術(shù)方案提供了一種往復(fù)式發(fā)動機(jī)，其包括：汽缸蓋；汽缸襯套，其 包括鄰近汽缸蓋的凸緣，其中汽缸襯套圍繞燃燒室沿周向延伸，并且汽缸蓋限定燃燒室的 端部；外密封件，其設(shè)置在汽缸襯套的凸緣與汽缸蓋之間，其中外密封件構(gòu)造成在汽缸蓋與 汽缸襯套之間傳遞軸向壓縮負(fù)載；W及內(nèi)密封件，其設(shè)置在汽缸襯套與鄰近燃燒室的汽缸 蓋之間，其中內(nèi)密封件構(gòu)造成將外密封件的內(nèi)面與燃燒室隔離，并且外密封件的第一抗壓 強(qiáng)度大于內(nèi)密封件的第二抗壓強(qiáng)度。
[0017] 本發(fā)明的第十一技術(shù)方案是在第十技術(shù)方案中，包括在汽缸蓋、汽缸襯套和外密 封件的內(nèi)面之間的環(huán)形縫隙，其中內(nèi)密封件構(gòu)造成填充環(huán)形縫隙體積的至少百分之50。
[0018] 本發(fā)明的第十二技術(shù)方案是在第十技術(shù)方案中，內(nèi)密封件包括硬針焊環(huán)。
[0019]本發(fā)明的第十Ξ技術(shù)方案是在第十二技術(shù)方案中，內(nèi)密封件包括構(gòu)造成將硬針焊 環(huán)與燃燒室隔離的防護(hù)物。
[0020] 本發(fā)明的第十四技術(shù)方案是在第十技術(shù)方案中，內(nèi)密封件的外面、外密封件的內(nèi) 面、汽缸蓋和凸緣形成密封的腔。
[0021] 本發(fā)明的第十五技術(shù)方案是在第十技術(shù)方案中，內(nèi)密封件包括硬針焊環(huán)，并且硬 針焊環(huán)包括至少23重量百分?jǐn)?shù)的銘和至少6重量百分?jǐn)?shù)的娃。
[0022] 本發(fā)明的第十六技術(shù)方案提供了一種方法，其包括：用內(nèi)密封件減小在汽缸蓋、汽 缸襯套和外密封件的內(nèi)面之間的環(huán)形縫隙體積；w及用內(nèi)密封件將外密封件的內(nèi)面與燃燒 室隔離，其中燃燒室由汽缸蓋和汽缸襯套限定，往復(fù)式發(fā)動機(jī)包括汽缸蓋、汽缸襯套、外密 封件和內(nèi)密封件，并且外密封件構(gòu)造成在汽缸蓋與汽缸襯套之間相比于內(nèi)密封件傳遞更多 的軸向壓縮負(fù)載。
[0023] 本發(fā)明的第十屯技術(shù)方案是在第十六技術(shù)方案中，內(nèi)密封件包括硬針焊環(huán)。
[0024] 本發(fā)明的第十八技術(shù)方案是在第十屯技術(shù)方案中，包括用防護(hù)物將硬針焊環(huán)與燃 燒室隔離，其中內(nèi)密封件包括防護(hù)物。
[0025] 本發(fā)明的第十九技術(shù)方案是在第十六技術(shù)方案中，內(nèi)密封件與汽缸蓋和凸緣的頂 表面對接。
[0026] 本發(fā)明的第二十技術(shù)方案是在第十六技術(shù)方案中，內(nèi)密封件的外面、外密封件的 內(nèi)面、汽缸蓋和汽缸襯套形成密封的腔。
【附圖說明】
[0027] 在參照附圖閱讀W下詳細(xì)描述時，本發(fā)明的運(yùn)些及其它特征、方面和優(yōu)點將變得 更好理解，在該附圖中相似的標(biāo)記遍及附圖表示相似的部分，在該附圖中： 圖1是發(fā)動機(jī)驅(qū)動的發(fā)電系統(tǒng)的一部分的實施例的示意性框圖； 圖2是定位在發(fā)動機(jī)的汽缸襯套內(nèi)的活塞的實施例的剖視圖； 圖3是在圖2的線3-3內(nèi)截取的活塞、汽缸襯套、W及發(fā)動機(jī)的密封組件的實施例的局 部剖視圖； 圖4是在圖2的線3-3內(nèi)截取的汽缸襯套和密封組件的實施例的局部剖視圖； 圖5是在圖2的線3-3內(nèi)截取的汽缸襯套和密封組件的實施例的局部剖視圖；W及 圖6是在圖2的線3-3內(nèi)截取的汽缸襯套和密封組件的實施例的局部剖視圖。
【具體實施方式】
[0028] 將在下面描述本申請的一個或更多個特定實施例。為了提供運(yùn)些實施例的簡明 描述，可不在說明書中描述實際實施的所有特征。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，在任何運(yùn)種實際實施的開 發(fā)中，如在任何工程或設(shè)計項目中，必須作出許多特定實施決定W實現(xiàn)開發(fā)者的特定目的， 諸如符合系統(tǒng)相關(guān)且商業(yè)相關(guān)的約束，運(yùn)可從一個實施變化到另一個實施。此外，應(yīng)當(dāng)認(rèn) 識到，運(yùn)種開發(fā)努力可為復(fù)雜且耗時的，但是對于受益于本公開的技術(shù)人員而言，仍將是設(shè) 計、制作和制造的日常工作。
[0029] 當(dāng)介紹本申請的各種實施例的元件時，詞語"一"、"一個"、"該"和"所述"意圖表 示存在元件中的一個或