內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋和用于制造內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋和用于制造內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋的方法，具體而言，涉及一種內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋，該氣缸蓋帶有至少一個排放通道(4)，其通過金屬板罩殼(1)形成，圍繞該金屬板罩殼(1)鑄造氣缸蓋。根據(jù)本發(fā)明設(shè)置成，所有的排氣通道(4)和排氣歧管(5)通過以鑄造的方式位于氣缸蓋中的金屬板罩殼(1)形成。此外本發(fā)明涉及一種用于制造內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋的方法，在該方法中單件式金屬板罩殼(1)或者金屬板罩殼的單個的罩殼部件(2,3)首先至少部分區(qū)段地設(shè)有覆層(8)和/或者一定結(jié)構(gòu)，然后插入到鑄模中并且最后由鑄造材料以圍繞單件式金屬板罩殼(1)或者金屬板罩殼的單個的罩殼部件(2,3)鑄造的方式形成氣缸蓋。
【專利說明】內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋和用于制造內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋，該氣缸蓋帶有至少一個排放通道，該排放通道通過金屬板罩殼形成,其中圍繞該金屬板罩殼鑄造(111110688611)氣缸蓋。
[0002]此外本發(fā)明涉及一種用于制造內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋的方法，在該方法中單件式金屬板罩殼或者金屬板罩殼的單個的罩殼部件集成到氣缸蓋中。

【背景技術(shù)】
[0003]上述類型的裝置從出版文件02 33 15 988八1中已知。該出版文件描述了一種內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋，該氣缸蓋帶有至少一個排放通道，該排放通道通過以鑄造的方式插入(611181688611)到氣缸蓋中的金屬板罩殼形成。在以鑄造的方式插入的金屬板罩殼和氣缸蓋的鑄體之間設(shè)置隔熱的層。該隔熱的層能夠通過在鑄造前給金屬板罩殼施加陶瓷材料(例如通過噴涂)而形成。
[0004]上述類型的方法從出版文件00 290 705八5中已知。該出版文件描述了一種用于內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋的氣體引導(dǎo)通道的陶瓷的襯里陶瓷的襯里引起流動通過排氣管的排氣的良好的隔熱。通過以下方式來制造襯里，即襯里附加地插入到已鑄造的氣缸蓋中。襯里借助于高溫穩(wěn)定的粘合材料固定在氣缸蓋的鑄造材料處。
[0005]此外由出版文件02 10 2009 046 003 八1 和 02 10 2007 034 609 八 1 以及 02 102006 008 010八1已知預(yù)陶瓷化聚合體的應(yīng)用。該預(yù)陶瓷化聚合體施覆到工件上并且通過加熱轉(zhuǎn)化成無定形的或者結(jié)晶的陶瓷。
[0006]排氣歧管是內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的排氣設(shè)備的構(gòu)件。通常排氣歧管直接與發(fā)動機(jī)尤其與發(fā)動機(jī)的氣缸蓋連接。排氣歧管用作為集流管并且將發(fā)動機(jī)燃燒室的各個排放通道聯(lián)合成共同的排氣管。在排氣歧管集成在氣缸蓋中時氣缸蓋所需的強(qiáng)力的冷卻也作用到排放通道上并且尤其作用到排氣歧管上。由于在排氣歧管集成在氣缸蓋中時排氣更長地停留在氣缸蓋中，因此排氣相應(yīng)地被冷卻。然而為了布置于在排氣歧管和排出系統(tǒng)(如8叩打)之間的排氣管路中的催化器和/或者渦輪增壓器的運(yùn)行高的排氣溫度是有利的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在此背景下本發(fā)明的目標(biāo)是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)并且改進(jìn)開頭提及的類型的裝置和方法。
[0008]該目標(biāo)利用根據(jù)權(quán)利要求1的特征的裝置來解決。從屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明的尤其適宜的改進(jìn)方案。
[0009]因此根據(jù)本發(fā)明設(shè)置這樣的內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋，即對于該氣缸蓋而言所有的排放通道至少部分區(qū)段地并且排氣歧管通過金屬板罩殼形成，其中圍繞該金屬板罩殼鑄造氣缸蓋。據(jù)此可實(shí)現(xiàn)，利用具有更小的導(dǎo)熱能力且相對侵蝕性的排氣具有高穩(wěn)定性的材料創(chuàng)造由排放通道和排氣歧管形成的排氣通道。
[0010]在本發(fā)明的一種實(shí)施形式中金屬板罩殼如此構(gòu)造，即所有的排放通道完全地尤其從閥座直到排氣歧管加襯有金屬板罩殼。在備選的、生產(chǎn)技術(shù)方面更簡單的且因此優(yōu)選的實(shí)施形式中金屬板罩殼從排氣歧管開始僅僅在排放通道的部分長度區(qū)段上延伸。例如金屬板罩殼從排氣歧管僅僅伸展到在排氣通道的中間的區(qū)段中的明顯的彎曲部的始端，從而金屬板罩殼在其整體方面具有近似平的幾何結(jié)構(gòu)。
[0011]已證實(shí)有利的是，金屬板罩殼實(shí)施成單件式。據(jù)此一方面實(shí)現(xiàn)迅速精確地對鑄模進(jìn)行裝載，另一方面排氣通道的幾何形狀能夠通過金屬板罩殼準(zhǔn)確地被預(yù)先確定并且可獨(dú)立于鑄模而個別化。此外單件式金屬板罩殼僅具有少量的接合區(qū)域和連接接口，這降低了用于制造對于排氣密封的導(dǎo)引通道的費(fèi)用。
[0012]已證實(shí)實(shí)用的是，金屬板罩殼填充有砂芯，在鑄造后才移除砂芯。據(jù)此處理薄壁的且因此敏感的金屬板罩殼是更簡單且更可靠的。
[0013]然而也可為有利的是，金屬板罩殼由多個罩殼部件，優(yōu)選地由兩個罩殼部件裝配而成。據(jù)此使處理金屬板罩殼尤其在其制造時、在運(yùn)輸、存儲時和在再加工時(例如插入到鑄模中)變得容易。金屬板罩殼可能因為其小的壁厚而容易變形并且由此變得不能用。
[0014]鑄模通常包含兩個半模。由于兩個半模也互相獨(dú)立地為鑄造作準(zhǔn)備，因此有利的是，一個罩殼部件是金屬板罩殼的上半殼，而另一罩殼部件是金屬板罩殼的下半殼。在此每個半殼與排放通道或者排氣歧管的橫截面的另外一半相關(guān)聯(lián)。在鑄模被封閉前，半殼插入到相應(yīng)的半模中。
[0015]尤其期望的是，金屬板罩殼在兩個鄰近的罩殼部件的接縫區(qū)域中部分區(qū)段地垂直于排放通道和/或排氣歧管的包絡(luò)曲線而定向。由此在金屬板罩殼為多件式的情況下可行的是，實(shí)現(xiàn)相對于排氣的高密封性。兩個罩殼部件的垂直于包絡(luò)曲線而定向的邊緣區(qū)段互相貼靠并且在圍繞鑄造時力配合地和/或者材料配合地連接。這樣對排氣不可實(shí)現(xiàn)，流到金屬板罩殼后面，尤其擠入金屬板罩殼和氣缸蓋之間。這用作保護(hù)氣缸蓋并且也保護(hù)如有可能設(shè)置在金屬板罩殼和氣缸蓋之間的絕緣層。
[0016]已證實(shí)極有可能的是，金屬板罩殼至少部分區(qū)段地在面向氣缸蓋的外面和/或者面向排氣通道的內(nèi)面處部分區(qū)段地具有覆層。該覆層由陶瓷材料和/或者由琺瑯材料和/或者由預(yù)陶瓷化聚合體形成，其中覆層在氣缸蓋鑄造之前施覆到金屬板罩殼上。施覆覆層優(yōu)選地借助于熱施加、噴射和/或者浸潰實(shí)行。在此具有不同的材料的多個層是可行的。作為陶瓷材料氧化鋯和氧化鋁已證實(shí)是尤其實(shí)用的。
[0017]排氣通道是在燃燒室和聯(lián)接到氣缸蓋處的排氣管之間的包含排放通道和排氣歧管的并且引導(dǎo)排氣的通道結(jié)構(gòu)。
[0018]在金屬板罩殼和由鋁制成的氣缸蓋之間的傳熱比在中間置入有覆層和/或者金屬板罩殼具有一定結(jié)構(gòu)的情況下更大。在金屬板罩殼的外面上施加的覆層或者一定結(jié)構(gòu)被保護(hù)免受排氣的影響。覆層有0.1到10毫米的厚度，優(yōu)選地具有0.5毫米的厚度。金屬板罩殼具有0.1到10毫米的厚度，優(yōu)選地具有0.5毫米的厚度。根據(jù)一種特別的實(shí)施形式金屬板罩殼和覆層具有相同厚度。
[0019]根據(jù)本發(fā)明還通過以下方式實(shí)現(xiàn)金屬板罩殼相對于氣缸蓋的隔熱，即金屬板罩殼至少部分區(qū)段地在面向氣缸蓋的外面處具有一定結(jié)構(gòu)。該一定結(jié)構(gòu)能夠通過施覆和/或者在外面上的凹口形成。通過該一定結(jié)構(gòu)在金屬板罩殼和氣缸蓋之間設(shè)置起隔絕作用的空隙。
[0020]此外通過將排氣與氣缸蓋熱隔離可降低氣缸蓋的熱負(fù)荷并且由此降低冷卻需要。
[0021]該目標(biāo)也利用根據(jù)權(quán)利要求9的特征的方法來解決。從屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明的適宜的改進(jìn)方案。
[0022]因此根據(jù)本發(fā)明設(shè)置一種用于制造內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋的方法，在該方法中單件式金屬板罩殼或者多件式金屬板罩殼的單個的罩殼部件首先至少部分區(qū)段地設(shè)有覆層和/或者一定結(jié)構(gòu)。然后單件式金屬板罩殼或多件式金屬板罩殼的單個的罩殼部件插入到鑄模中并且封閉鑄模。最后由鑄造材料以圍繞金屬板罩殼鑄造的方式形成氣缸蓋。金屬板罩殼的覆層借助于熱施覆工藝?yán)缁鹧鎳娡亢?或借助于噴射和/或者借助于浸潰實(shí)現(xiàn)。金屬板罩殼的一定結(jié)構(gòu)借助于噴砂和/或者借助于化學(xué)反應(yīng)和/或者借助于激光光束實(shí)現(xiàn)。
[0023]在預(yù)陶瓷化聚合體作為覆層的情況下預(yù)陶瓷化聚合體在超過某一溫度時轉(zhuǎn)化成陶瓷材料。該轉(zhuǎn)化在鑄造期間或者在內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行期間才實(shí)現(xiàn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]本發(fā)明允許許多實(shí)施形式。為了進(jìn)一步說明其基本原理在附圖中示出了許多實(shí)施形式之一并且接下來描述該實(shí)施形式，其中:
圖1顯示了排氣通道的金屬板罩殼的示意性示圖；
圖2顯示了氣缸蓋的截段的示意性截面圖。
[0025]參考圖表 1金屬板罩殼 2罩殼部件
3罩殼部件 4排放通道 5排氣歧管 6外面 7內(nèi)面 8覆層 9排氣通道 10氣缸蓋 11接縫區(qū)域 12邊緣區(qū)段 13厚度。

【具體實(shí)施方式】
[0026]圖1顯不了兩部分式金屬板罩殼1。金屬板罩殼1包括兩個罩殼部件2，3，其中一個罩殼部件2是金屬板罩殼1的上半殼，而另一罩殼部件3是金屬板罩殼1的下半殼，罩殼部件2，3裝配在一起形成金屬板罩殼1。通過金屬板罩殼1形成排氣通道9，其包括排放通道4和排氣歧管5，金屬板罩殼1具有外面6和內(nèi)面7。在外面6處金屬板罩殼1具有覆層8。
[0027]圖2顯示了帶有此處沒進(jìn)一步描述的內(nèi)燃機(jī)的至少一個排放通道4的氣缸蓋10的截段。通過以鑄造的方式插入到氣缸蓋10中的金屬板罩殼1形成排氣通道9，其包括所有的排放通道4和在圖1中簡述的內(nèi)燃機(jī)的排氣歧管5。金屬板罩殼1由兩個罩殼部件2，3裝配而成。金屬板罩殼1在接縫區(qū)域11中具有邊緣區(qū)段12。邊緣區(qū)段12部分區(qū)段地垂直于排氣通道9的包絡(luò)曲線而定向。鄰近的罩殼部件2，3的邊緣區(qū)段12互相貼靠。金屬板罩殼1在其面向氣缸蓋10的外面6處部分區(qū)段地具有覆層8。覆層8和金屬板罩殼1的厚度13分別為0.5毫米。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋(10)，該氣缸蓋帶有至少一個排放通道(4)，該排放通道通過金屬板罩殼(I)形成，其中圍繞該金屬板罩殼(I)鑄造所述氣缸蓋(10)，其特征在于，所有的排放通道(4)至少部分區(qū)段地并且排氣歧管(5)通過以鑄造的方式位于所述氣缸蓋(10)中的金屬板罩殼(I)形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣缸蓋(10)，其特征在于，所述金屬板罩殼(I)實(shí)施成單件式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣缸蓋(10),其特征在于,所述金屬板罩殼(I)由多個罩殼部件(2，3)，優(yōu)選地由兩個罩殼部件(2，3)裝配而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣缸蓋(10),其特征在于,一罩殼部件(2)是金屬板罩殼(I)的上半殼，而另一罩殼部件(3)是金屬板罩殼(I)的下半殼，其中每個半殼與排放通道(4)或者排氣歧管(5)的橫截面的另外一半相關(guān)聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3和4的至少一個所述的氣缸蓋(10),其特征在于,所述金屬板罩殼(I)在兩個相鄰的罩殼部件(2，3)的接縫區(qū)域(11)中部分區(qū)段地垂直于排放通道(4)或者排氣歧管(5)的包絡(luò)曲線而定向。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少任一項所述的氣缸蓋(10),其特征在于,所述金屬板罩殼(I)至少部分區(qū)段地在面向所述氣缸蓋(10)的外面(6)處和/或在面向包括所述排放通道(4)和所述排氣歧管(5)的排氣通道(9)的內(nèi)面(7)處具有覆層(8)，其中在所述氣缸蓋(10)鑄造之前利用陶瓷材料和/或利用琺瑯材料和/或利用預(yù)陶瓷化聚合體形成所述覆層⑶。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣缸蓋(10)，其特征在于，所述覆層(8)具有0.1到10毫米的厚度(13)，優(yōu)選地具有0.5毫米的厚度，和/或所述金屬板罩殼(I)具有0.1到10毫米的厚度(13)，優(yōu)選地具有0.5毫米的厚度。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少任一項所述的氣缸蓋(10)，其特征在于，所述金屬板罩殼(I)至少部分區(qū)段地在面向所述氣缸蓋(10)的外面(6)處具有一定結(jié)構(gòu)。
9.一種用于制造內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋(10)的方法，在該方法中單件式金屬板罩殼(I)或者金屬板罩殼(I)的單個的罩殼部件(2，3)首先至少部分區(qū)段地設(shè)有覆層(8)和/或設(shè)有一定結(jié)構(gòu)，然后插入到鑄模中并且最后由鑄造材料以圍繞單件式金屬板罩殼(I)或者金屬板罩殼的單個的罩殼部件(2，3)鑄造的方式形成氣缸蓋(10)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，借助于熱施覆方法例如火焰噴涂施加所述覆層(8)和/或者借助于噴砂和/或者借助于化學(xué)反應(yīng)和/或者借助于激光光束產(chǎn)生所述一定結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】F02F1/42GK104373241SQ201410401566
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月16日
【發(fā)明者】M.克洛夫特 申請人:大眾汽車有限公司