發(fā)動(dòng)機(jī)隔板墊片的制作方法
【專利說明】發(fā)動(dòng)機(jī)隔板墊片
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2013年3月15日提交的第61/798，624號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的權(quán)益，該臨時(shí)申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過引用合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明主要涉及內(nèi)燃機(jī)，并且更具體地涉及用于內(nèi)燃機(jī)的密封裝置。
【背景技術(shù)】
[0004]圖1示出了一種常規(guī)內(nèi)燃機(jī)，其包括發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和氣缸蓋。發(fā)動(dòng)機(jī)缸體具有用于容納活塞的缸膛。氣缸蓋和發(fā)動(dòng)機(jī)缸體也包括用于在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體與氣缸蓋之間輸送冷卻劑的多個(gè)冷卻劑孔以及包括用于容納螺栓以將氣缸蓋與發(fā)動(dòng)機(jī)缸體互相連接的多個(gè)螺栓孔。一塊鋁板夾設(shè)在氣缸蓋與發(fā)動(dòng)機(jī)缸體之間并且具有與缸膛和冷卻劑/螺栓孔對(duì)應(yīng)且相對(duì)于這些孔擴(kuò)大的開口。發(fā)動(dòng)機(jī)還包括缸套，該缸套典型地由比發(fā)動(dòng)機(jī)缸體更硬的材料構(gòu)成，并且作為缸膛壁的襯里。缸套具有凸緣，該凸緣朝著位于發(fā)動(dòng)機(jī)缸體與氣缸蓋之間的間隙中的鋁板延伸。
[0005]圖1中所示的發(fā)動(dòng)機(jī)還包括用于在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、氣缸蓋和缸套之間建立氣密和液密密封的多個(gè)密封裝置。其中一個(gè)密封裝置是具有橡膠涂層的金屬板，該金屬板夾設(shè)在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體與鋁板之間。另一密封裝置是具有鋼芯的橡膠套環(huán)，該橡膠套環(huán)周向包圍冷卻劑/螺栓孔。又一密封裝置是用于將缸套與鋁板以及與氣缸蓋密封的燃燒密封裝置。該燃燒密封裝置具有外部鎧裝件，該鎧裝件被彎曲成大致呈C形，并且具有內(nèi)部開口、設(shè)置在該內(nèi)部開口內(nèi)的主體以及鄰近環(huán)形主體且同樣設(shè)置在該內(nèi)部開口內(nèi)的支承環(huán)(Wire ring)。
[0006]具有橡膠涂層的板式密封裝置、具有鋼芯的橡膠套環(huán)以及環(huán)形密封裝置都是必須在發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配期間被手動(dòng)放置到它們各自的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件中的嵌入式構(gòu)件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的一個(gè)方面包括一種用于在內(nèi)燃機(jī)中建立氣密和液密密封的密封組件。該密封組件包括一塊板，該板由金屬制成，并且具有多個(gè)開口和至少一個(gè)大致平坦的表面。該板具有至少一個(gè)擱架(shelf)，該擱架周向包圍其中一個(gè)開口中的一個(gè)開口，并且向著大致平坦的表面以及向著多個(gè)開口中的一個(gè)開口敞開。由彈性可壓縮材料制成的至少一個(gè)密封護(hù)條(bead)與擱架接合，并且從擱架向外延伸經(jīng)過板的至少一個(gè)大致平坦的表面以將該板與內(nèi)燃機(jī)中的另一構(gòu)件密封。該密封組件具有一些特定的制造優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)槊芊庾o(hù)條與板的擱架的接合使得在內(nèi)燃機(jī)的裝配期間不需要添加額外的密封裝置。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，密封護(hù)條通過二次成型連接(overmolding connect1n)與板的擱架接合。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，板包括多個(gè)擱架，且密封組件還包括燃燒密封裝置，該燃燒密封裝置與其中一個(gè)擱架接合，并且周向包圍多個(gè)開口中的一個(gè)開口。燃燒密封裝置可以具有鎧裝件和主體環(huán)以及支承環(huán)。燃燒密封裝置可以通過彈性體護(hù)條與擱架互相連接，該彈性體護(hù)條通過二次成型連接與板以及與鎧裝件互相連接。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，至少一個(gè)密封護(hù)條包括至少一個(gè)肋條。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，板由鋁或者鋁合金構(gòu)成。
[0012]本發(fā)明的另一方面提供一種內(nèi)燃機(jī)，該內(nèi)燃機(jī)包括具有缸膛的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、設(shè)置在缸膛中的缸套以及氣缸蓋。一塊金屬板夾設(shè)在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體與氣缸蓋之間。該板具有多個(gè)開口、至少一個(gè)大致平坦的表面以及至少一個(gè)擱架，該擱架周向包圍多個(gè)開口中的至少一個(gè)開口，并且向著大致平坦的表面以及向著開口敞開。由彈性可壓縮材料構(gòu)成的至少一個(gè)密封護(hù)條與至少一個(gè)擱架接合，并且從擱架向外延伸以相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和缸套以及氣缸蓋中的至少一個(gè)密封。
[0013]本發(fā)明的又一方面提供一種制造用于內(nèi)燃機(jī)的密封組件的方法。該方法包括以下步驟:準(zhǔn)備一塊板，該板由金屬構(gòu)成且具有多個(gè)開口和至少一個(gè)大致平坦的表面。該板還具有至少一個(gè)擱架，該擱架周向包圍多個(gè)開口中的一個(gè)開口，并且向著大致平坦的表面以及向著該開口敞開。該方法還包括以下步驟:將彈性可壓縮材料注塑成在至少一個(gè)擱架處與板二次成型接合，以形成密封護(hù)條。
[0014]本發(fā)明的另一方面包括以下步驟:準(zhǔn)備一個(gè)燃燒密封裝置，并且將彈性體護(hù)條注塑成與燃燒密封裝置以及板的至少一個(gè)擱架二次成型接合。
【附圖說明】
[0015]請(qǐng)參閱下述詳細(xì)說明并結(jié)合附圖進(jìn)行考慮，本發(fā)明的這些和其它特征及優(yōu)點(diǎn)將更加容易領(lǐng)會(huì)和理解，其中:
[0016]圖1是一種已知內(nèi)燃機(jī)的剖視圖；
[0017]圖2是包括密封組件的第一示例性實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的剖視圖；
[0018]圖3a_e是用于圖2的密封組件的密封裝置的不同示例性實(shí)施方式的剖視圖；
[0019]圖4是密封組件的另一示例性實(shí)施方式的部分剖視圖；
[0020]圖5是密封組件的又一示例性實(shí)施方式的部分剖視圖；
[0021]圖6是密封組件的另一示例性實(shí)施方式的部分剖視圖；
[0022]圖7是密封組件的又一示例性實(shí)施方式的部分剖視圖；
[0023]圖8是密封組件的又一示例性實(shí)施方式的部分剖視圖；
[0024]圖9是密封組件的另一示例性實(shí)施方式的部分剖視圖；
[0025]圖10是密封組件的又一示例性實(shí)施方式的部分剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]參照?qǐng)D2，本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種改進(jìn)的柴油的壓縮點(diǎn)火的內(nèi)燃機(jī)18，該內(nèi)燃機(jī)包括發(fā)動(dòng)機(jī)缸體20 ;氣缸蓋22 ;缸套24 ;以及帶有金屬板26的密封組件，該金屬板夾設(shè)在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體20與氣缸蓋22之間。內(nèi)燃機(jī)18與類似發(fā)動(dòng)機(jī)相比得到改進(jìn)，因?yàn)樗峁└纳频拿芊庑阅芮也恍枰缭谠擃愋偷钠渌阎獌?nèi)燃機(jī)中通常存在的橡膠涂層板、任何具有鋼芯的橡膠套環(huán)以及燃燒密封裝置。這節(jié)省了材料，也使內(nèi)燃機(jī)的裝配變得更快且更加成本有效。在示例性實(shí)施方式中，金屬板26由鋁或鋁合金制成且在下文被稱作“鋁板26”。鋁板26包括多個(gè)開口，這些開口與缸膛以及與在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體20和氣缸蓋22中的冷卻劑孔和螺栓孔29相對(duì)應(yīng)。
[0027]仍然參照?qǐng)D2，主要示出了密封組件的第一示例性實(shí)施方式。鋁板26在鋁板26、氣缸蓋22以及發(fā)動(dòng)機(jī)缸體20在冷卻劑/螺栓孔29處和在缸套24處的交接處包括多個(gè)擱架27或者臺(tái)肩。每個(gè)擱架27向著鋁板26的至少兩個(gè)表面(例如，頂面和冷卻劑孔和螺栓孔29中的一個(gè))敞開。這樣，在從橫截面看時(shí)，鋁板26在它的每個(gè)角部上都具有一個(gè)擱架27。根據(jù)具體應(yīng)用，擱架27可以具有類似或者不同尺寸或者構(gòu)造。
[0028]由彈性可壓縮材料(例如橡膠)構(gòu)成的護(hù)條28(在下文被稱作“角部護(hù)條28”)被注塑成在擱架27處與鋁板26接合。在示例性實(shí)施方式中，鋁板26在冷卻劑/螺栓孔29的頂部和底部包括彈性體角部護(hù)條28，以及在鋁板26、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體20以及缸套24的交接處具有單個(gè)角部護(hù)條28。角部護(hù)條28基本上圍繞相應(yīng)的冷卻劑/螺栓孔29以及缸套周向延伸，以在鋁板26和與之接合的不同構(gòu)件之間建立氣密和液密密封。例如，其中一個(gè)角部護(hù)條28在鋁板、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體20以及缸套24之間建立氣密和液密密封。另一角部護(hù)條28在鋁板26與發(fā)動(dòng)機(jī)缸體20之間建立氣密和液密密封。又一角部護(hù)條28在鋁板26與氣缸蓋22之間建立氣密和液密密封。角部護(hù)條28優(yōu)選通過注塑工藝與鋁板26連接。這可以實(shí)現(xiàn)更快和/或更簡(jiǎn)單的內(nèi)燃機(jī)裝配，因?yàn)椴恍枰度胂鹉z涂層板和具有鋼芯的橡膠模制套環(huán)的步驟。另外，因?yàn)榻遣孔o(hù)條28在發(fā)動(dòng)機(jī)18裝配之前與鋁板26連接，因此，消除了裝配工人忘記任何在其它已知發(fā)動(dòng)機(jī)中存在的嵌入式密封裝置的風(fēng)險(xiǎn)。角部護(hù)條28可以由任何合適的彈性可壓縮密封材料(例如包括合成橡膠或者天然橡膠)形成。
[0029]圖3a_e示出了彈性體角部護(hù)條28a_e的不同示例性實(shí)施方式。這些實(shí)施方式中的每一種實(shí)施方式包括一個(gè)或更多個(gè)凸起的脊條32a_e、肋條或者可以具有降低在被置于壓力下時(shí)護(hù)條破裂風(fēng)險(xiǎn)的作用的其它結(jié)構(gòu)，由此提高所提供的密封裝置的耐用性和使用壽命。肋條32a_e優(yōu)選地在注塑過程中被形成到角部護(hù)條28a_e中。在圖3a的示例性實(shí)施方式中，角部護(hù)條28a包括沿相反軸向延伸的一對(duì)脊條32a。在圖3b的示例性實(shí)施方式中，角部護(hù)條28b包括沿著一個(gè)軸向延伸的兩個(gè)脊條32b和沿著相反軸向延伸的兩個(gè)脊條32b。在圖3c的示例性實(shí)施方式中，角部護(hù)條28c包括沿著一個(gè)軸向方向延伸的兩個(gè)脊條32c、沿著相反軸向延伸的兩個(gè)脊條32c、徑向向內(nèi)延伸的一個(gè)脊條32c和徑向向外延伸的一個(gè)脊條32c。在圖3d的示例性實(shí)施方式中，角部護(hù)條28d包括徑向向內(nèi)延伸的兩個(gè)脊條32d