專利名稱：氣缸蓋密封墊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用在發(fā)動機上的氣缸蓋密封墊，尤其是指一種具有測量燃燒室中燃燒氣壓功能的氣缸蓋密封墊。
這種已公開類型的氣缸蓋密封墊低成本地為裝配區(qū)提供了一個增大邊。
在上述所引用的前一個申請中，設(shè)計了一個離子間隙傳感器來測量燃燒壓力，該離子氣體傳感器夾在兩個外層板之間，以便朝向燃燒室。這種配置結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了離子間隙傳感器與外層板之間的密封性能降低，或者說產(chǎn)生了一個缺點，即圍繞燃燒室孔(保持密封非常重要)的邊緣部分的密封性能與由一般的無內(nèi)置傳感器的氣缸蓋密封墊產(chǎn)生的密封性能相比降低了。
另一方面，在上述后一個申請中，壓力測量是通過安裝在底口上的傳感器完成的，該底口形成在氣缸蓋密封墊之上，這種測量方式提供了一個可與由一般的無內(nèi)置傳感器的氣缸蓋密封墊產(chǎn)生的密封性能相比的密封性能。然而，除了傳感器之外的大量的其它元件的應(yīng)用導(dǎo)致了裝置結(jié)構(gòu)的更加復(fù)雜和除傳感器之外其它元件成本的增加。具體地說，氣缸蓋密封墊包括一對夾在氣缸蓋和氣缸體之間的外層板，一對置于兩個外層板之間的墊片以及一個置于兩個墊片之間的內(nèi)層板。裝配孔包括形成在其中一個外層板和相鄰墊片上的均勻、大直徑的多個開口；形成在另一個墊片和內(nèi)層板上的均勻、小直徑的多個開口；以及一個形成在另一個外層板上的密封圈，其處于與大徑的多個開口和小徑的多個開口相對的位置上，且以褶皺的方式徑向向外延伸。
具體地說，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種氣缸蓋密封墊，其包括一對夾在氣缸蓋和氣缸體之間的外層板，每個外層板有一個與氣缸口正對形成的氣缸室孔；一個置于外層板之間的內(nèi)層板，其有一個與氣缸口正對形成的燃燒室孔；形成在內(nèi)層板內(nèi)指定位置處的容納孔；以及容納于在內(nèi)層板內(nèi)的容納孔中的傳感器，該傳感器的壁厚比內(nèi)層板薄。氣缸蓋密封墊安置成使兩個外層板中至少有一個形成有伸向傳感器的凸起，從而通過該凸起把任何來自于氣缸蓋和氣缸體的推動力傳遞給傳感器。
采用描述的裝置，因為傳感器容納在形成于內(nèi)層板內(nèi)的容納孔中，因此對密封性能有重要影響的燃燒室孔的邊緣部分可以自由構(gòu)造而不受傳感器的限制。除傳感器外，制造根據(jù)本發(fā)明的裝置所需的成本與制造形成于內(nèi)層板內(nèi)的容納孔和形成于其中之一個外層板上的凸起的成本有關(guān)。采用這種方式，與一般的無內(nèi)置傳感器的氣缸蓋密封墊相比，可以得到相當(dāng)?shù)拿芊庑阅?，但與已有技術(shù)相比降低了除傳感器外的用于其它元件的成本。
本發(fā)明的上述的以及其它的發(fā)明目的、特征和優(yōu)點，從對下面的幾個實施例的說明及參照附圖將變得清楚明顯。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的第三個實施例的氣缸蓋密封墊201的基本部分的放大的截面圖；圖7是形狀為球形面的凸起P的截面圖；圖8是由附板22形成的形狀為杯子狀的凸起P的截面圖；圖9是由附板22形成的實體凸起P的截面圖；

圖10是一個基本部分的截面圖，其中，傳感器S5被形成在外層板302和303上的全墊圈330所密封。
第一外層板2和第二外層板3由層厚相等的普通材料形成，在本實施例中，第一外層板2和第二外層板3具有相同的剛性。第一、第二外層板2，3和內(nèi)層板4按照第一到第三的順序形成有同心的燃燒室孔6，這些燃燒室孔6各自與對應(yīng)的燃燒室B1到B3對準(zhǔn)形成。每個第一和第二外層板2，3各自形成有一個圍繞每個燃燒室孔6的內(nèi)墊圈7，一個共同圍繞內(nèi)墊圈7的中間墊圈8和一個外墊圈13。
可以看出，在中間墊圈8和外墊圈13之間的位置上，第一、第二外層板2，3和內(nèi)層板4上形成有滲漏孔9、螺栓孔10、水孔11和油孔12。
上面描述的氣缸蓋密封墊1置于氣缸體與氣缸蓋之間，通過夾緊螺栓(未示出)把它們整體地連接在一起，因此，氣缸蓋密封墊1被夾在氣缸體與氣缸蓋之間，從而產(chǎn)生其間的密封作用。
已經(jīng)有用于測量燃燒室中燃燒氣壓的內(nèi)置有傳感器的氣缸蓋密封墊。采用這種氣缸蓋密封墊，其密封性能與無內(nèi)置傳感器的普通氣缸蓋密封墊相比是下降的。另一方面，為了保證得到可與無內(nèi)置傳感器的普通氣缸蓋密封墊相比的密封性能，就需要使用更多的元件，這就會導(dǎo)致裝置的復(fù)雜和除了傳感器之外的其它元件成本的無益增加。
本實施例的目的是提供一種氣缸蓋密封墊，其能夠在減少元件數(shù)量和簡化裝置結(jié)構(gòu)以降低所需成本的同時，保證得到可與無內(nèi)置傳感器的普通氣缸蓋密封墊相比的密封性能。
具體地說，內(nèi)層板4形成有用于容納第一到第十傳感器S1到S10的10個圓形的容納孔或者說第一到第十容納孔H1到H10，這些傳感器，如壓電傳感器的形狀為圓盤，壁厚比內(nèi)層板4薄。置于內(nèi)層板相對側(cè)面之上的第一、第二外層板2，3防止了這些傳感器S1到S10從容納孔H1到H10中脫離。
應(yīng)該認(rèn)識到傳感器的數(shù)量并不局限于10個，可以在需求的位置上提供需求數(shù)量的傳感器，或者根據(jù)燃燒室的數(shù)量合適地改變傳感器的數(shù)量。
大多數(shù)第一到第十容納孔H1到H10在第一、第二外層板2，3上的中間墊圈8的外側(cè)的位置處形成，在本實施例中，容納孔H1到H10這樣分布，從而使它們圍繞每個燃燒室B1到B3等距分隔開。
更準(zhǔn)確地說，第一到第四容納孔H1到H4位于一條通過第一到第三燃燒室B1到B3的中心O1到O3虛直線L上(未示出)，而第五和第八容納孔H5、H8位于一條通過第一燃燒室B1的中心O1且與直線L垂直的直線上，第六和第九容納孔H6、H9位于一條通過第二燃燒室B2的中心O2且與直線L垂直的直線上，第七和第十容納孔H7、H10位于一條通過第三燃燒室B3的中心O3且與直線L垂直的直線上，因此它們處于各自中心的相對側(cè)。
第二傳感器S2被設(shè)計用于測量每個第一和第二燃燒室B1、B2內(nèi)的燃燒壓力，而第三傳感器S3被設(shè)計用于測量每個第二和第三燃燒室B2、B3內(nèi)的燃燒壓力。由于第一到第三燃燒室B1到B3有不同的燃燒時間控制，這就可以確定發(fā)生在某個特定燃燒室內(nèi)的燃燒過程，因此在相鄰兩個燃燒室孔之間共用一個傳感器就沒有問題?？梢岳斫獾礁鶕?jù)燃料加入信號或角桿的旋轉(zhuǎn)角度可以決定燃燒控制時間。
第五、第六和第七傳感器S5、S6、S7連接到共用引導(dǎo)線18上，該共用引導(dǎo)線18再連接到一個外部控制器上。另外，因為第一到第三燃燒室B1到B3有不同的燃燒時間控制，因此這種結(jié)構(gòu)就不會產(chǎn)生問題。如圖3所示，共用引導(dǎo)線18容納在內(nèi)層板內(nèi)的凹孔19中，正極線在右邊，負(fù)極線在左邊。雖然圖中沒有顯示，但可以知道，第一和第四傳感器S1、S4被共用引導(dǎo)線連接在一起，正如第二和第三傳感器S2、S3與第八到第十S8到S10傳感器那樣。
在本實施例中，第一到第十傳感器S1到S10和與其連接的引導(dǎo)線被樹脂密封膠包敷住以進(jìn)行防水和防油的保護(hù)(見圖3)。
可以看出，由于每個第一到第十傳感器S1到S10的壁厚比內(nèi)層板4薄，因此這樣的傳感器不能夠測量來自于氣缸蓋和氣缸體的推動力。因此，在本實施例中，每一個第一和第二外層板2、3形成有圓形的第一到第十凸起P1到P10，該凸起各自伸入第一到第十容納孔H1到H10中以接觸每個第一到第十傳感器S1到S10(見顯示P5的圖2)。
為了提高第一到第十傳感器S1到S10測量的準(zhǔn)確度，第一、第二外層板2、3和內(nèi)層板4通過在以每個傳感器為中心的四個位置處的焊接(在圖1中以圍繞S7的“X”示意)整體地連接在一起。在這種方式下，可防止任何可能隨氣缸蓋和氣缸體之間的熱膨脹和收縮而發(fā)生在第一外層板2與內(nèi)層板4之間或者第二外層板3與內(nèi)層板4之間的滑動。
第一到第十凸起P1到P10各自有一個平坦的接觸面P1’到P10’(見只顯示了P5’的圖2)，該每個接觸面選擇的比第一到第十傳感器S1到S10的壓力反應(yīng)表面S1’到S10’(見只顯示了P5’的圖2)較小。采用這種方式，可以保證如果由于氣缸蓋和氣缸體之間的熱膨脹和收縮而在內(nèi)層板4與外層板2或者外層板3之間發(fā)生了偏移，則第一到第十傳感器S1到S10與第一到第十凸起P1到P10之間可以保持穩(wěn)定的接觸面。
對于采用上述方式制造的氣缸蓋密封墊1，對密封性能有重要影響的燃燒室孔6的邊緣部分可以自由構(gòu)造而不受由第一到第十傳感器S1到S10裝置產(chǎn)生的任何限制，換句話說，燃燒室孔6的邊緣部分可以不考慮內(nèi)置于其中的傳感器而構(gòu)造。采用這種方式，可以得到可與由一般的無內(nèi)置傳感器的氣缸蓋密封墊得到的密封性能相比的密封性能。可以看出，在本實施例中，除了第一到第十傳感器S1到S10外，所需要構(gòu)件的僅僅是位于內(nèi)層板4內(nèi)的第一到第十容納孔H1到H10裝置和在第一、第二外層板2、3之上的第一到第十凸起P1到P10，因此，與已有技術(shù)相比，可以使除第一到第十傳感器S1到S10外的元件，包括連接的引導(dǎo)線18，的所需成本下降。
可以預(yù)料到，內(nèi)置的引導(dǎo)線18可能會因施加在外露的引導(dǎo)線18上的拉力而受力。為了適應(yīng)這一點，至少每一段凹孔19形成有一個或多個彎部19’以使置于氣缸蓋密封墊內(nèi)的引導(dǎo)線18自身形成有彎頭18’，以便在內(nèi)部產(chǎn)生足以防止斷裂發(fā)生的緩沖。第二個實施例圖5顯示了本發(fā)明的第二個實例。在第一個實施例中，凸起形成在第一、第二外層板2、3上，但是，凸起也可以形成在它們中的任何一個上。在第二個實施例中，凸起P僅形成在第一外層板102上，而第二外層板103保持平坦。在其它方面，該裝置與第一個實施例相似，相應(yīng)地，對應(yīng)的組件用前面所用的相同圖號加上100表示。另外，可以得到與第一個實施例類似的功能和效果。第三個實施例圖6顯示了本發(fā)明的第三個實施例。在第一個實施例中，每個傳感器連接到一對引導(dǎo)線18上，該對引導(dǎo)線可以組成一個用于傳感器的正、負(fù)極終端的同軸電纜。在第三個實施例中，一個正極引導(dǎo)線218單獨連接到各個傳感器S1到S10上。
具體地，如顯示在圖6中的S5，每個傳感器S1到S10通過導(dǎo)電的第二外層板203對車體(未示出)是導(dǎo)電的，該車體是諸如發(fā)電機的導(dǎo)電機殼。因此每個傳感器S1到S10由用絕緣材料組成的密封膠220粘固著，從而僅保留一個壓力反應(yīng)面(如S5’所示)與第二外層板203上的凸起P1到P10接靠。
在其它方面，該裝置與第一個實施例相似，相應(yīng)地，對應(yīng)的組件用前面所用的相同圖號加上200表示。另外，在降低所需成本的同時，可以得到與第一個實施例類似的功能和效果。
在第一個和第二個實施例中，第一到第十凸起P1到P10各自有一個平坦的接觸面P1’到P10’，但是本發(fā)明并不局限于此。如圖7所示，凸起P自身可以形成為一個伸向傳感器S的球形結(jié)構(gòu)，這可以使傳遞給壓力反應(yīng)面的壓力分布均勻。
在第一個和第二個實施例中，凸起P通過模壓工序整體地形成在第一和第二外層板2、3(或者第一外層板102)上，但是本發(fā)明并不局限于此。另一個選擇，凸起P可以有一個杯子形狀的附板22(見圖8)或者一個實板22(見圖9)。該附板22可以或不連接在外層板3(或2)上。采用這種方式，可以合適地選擇用于附板22的材料，從而能夠改變凸起P的彈性反應(yīng)性。
在第一個實施例中，樹脂密封膠用于密封傳感器S1到S10和引導(dǎo)線18，但是本發(fā)明并不局限于此。如圖10所示，外層板302和303都可以形成有伸向內(nèi)層板304的環(huán)狀的全墊圈330(或者可以是半墊圈)，該墊圈用于單獨環(huán)繞各個傳感器S1到S10，因此局部地密封住了各個傳感器S1到S10。圖中雖然沒有顯示，但可以知道，環(huán)狀的橡膠印條可以應(yīng)用在任一外層板2、3(302、303)和內(nèi)層板4的相對表面上，從而單獨地環(huán)繞每個傳感器S1到S10，因此局部地密封各個傳感器。當(dāng)全墊圈330或橡膠印條用于為傳感器S1到S10提供局部密封時，密封膠20可以僅用于局部包敷引導(dǎo)線18(318)。
在第一個實施例中，凹孔19形成在內(nèi)層板4內(nèi)，引導(dǎo)線18置于凹孔內(nèi)，但是本發(fā)明并不局限于此。引導(dǎo)線可以由在內(nèi)層板上的印刷電路取代，從而代替在內(nèi)層板內(nèi)形成凹孔。
雖然與它的幾個實施例一起對本發(fā)明作了以上描述，但是，應(yīng)該理解到，從上述公開的內(nèi)容中，不脫離由附屬權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍，其中的許多變化、修改和替代是可能的。
權(quán)利要求
1.一種氣缸蓋密封墊，包括一對夾在氣缸蓋和氣缸體之間的外層板，每個外層板有一個與氣缸口正對形成的燃燒室孔；一個置于外層板之間的內(nèi)層板，其有一個與氣缸口正對形成的燃燒室孔；形成在內(nèi)層板內(nèi)指定位置處的容納孔；以及容納在內(nèi)層板內(nèi)的容納孔中的傳感器，該傳感器的壁厚比內(nèi)層板??；氣缸蓋密封墊做成使至少一個外層板上形成有伸向傳感器的凸起，因此可以通過該凸起把來自于或者氣缸蓋或者氣缸體的推動力傳遞給傳感器。
2.據(jù)權(quán)利要求1的氣缸蓋密封墊，其特征在于兩個外層板上形成有伸向傳感器的多個凸起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的氣缸蓋密封墊，其特征在于凸起有一個面積比傳感器的壓力反應(yīng)面小的接觸面。
4.據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項的氣缸蓋密封墊，其特征在于外層板整體地形成有附板，凸起形成在該附板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項的氣缸蓋密封墊，其特征在于凸起為中空圓柱體或球形的杯子形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項的氣缸蓋密封墊，其特征在于傳感器制成圓盤形狀，凸起的形狀為圓形。
7.據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項的氣缸蓋密封墊，其特征在于外層板和內(nèi)層板在靠近傳感器的位置處整體地連接在一起。
8.據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項的氣缸蓋密封墊，其特征在于一端連接到傳感器上的引導(dǎo)線穿過形成在內(nèi)層板內(nèi)的凹孔，用于連接外部儀器，該傳感器和引導(dǎo)線被密封裝置密封。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項的氣缸蓋密封墊，其特征在于裝置傳感器與導(dǎo)電外層板貼靠，以便通過外層板連接到車體的導(dǎo)電機殼上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項的氣缸蓋密封墊，其特征在于一端連接到傳感器上的引導(dǎo)線在氣缸蓋密封墊內(nèi)部形成有彎頭以防止其斷裂。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項的氣缸蓋密封墊，其特征在于該一對外層板具有均勻的壁厚。
全文摘要
一種氣缸蓋密封墊包括一對第一和第二外層板2、3,以及一個置于它們之間的內(nèi)層板4。內(nèi)層板4在其內(nèi)部指定處形成有用于容納傳感器S1到S10的容納孔H1到H10。兩個外層板2、3形成有伸向傳感器的凸起P1到P10,因此可以通過該凸起P1到P10把來自于氣缸蓋或者氣缸體的推動力傳遞給傳感器S1到S10。這里提供了一種氣缸蓋密封墊,其具有可與無內(nèi)置傳感器的普通氣缸蓋密封墊的密封性能相比的密封性能,但與已有技術(shù)相比,降低了除傳感器外的減少的元件的所需成本。
文檔編號F16J15/06GK1375626SQ02107518
公開日2002年10月23日 申請日期2002年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月15日
發(fā)明者河合志郎, 萩原義幸, 安田智伊, 田中利幸, 村井博之, 中山茂樹, 末松敏男, 福間隆雄 申請人:大豐工業(yè)株式會社