專(zhuān)利名稱(chēng)：用于內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋組件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包含氣門(mén)座墊圈的用于內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋組件，更具體地，涉及防 止氣缸蓋腐蝕的氣缸蓋密封組件。
背景技術(shù)：
氣門(mén)座墊圈安裝于內(nèi)燃機(jī)氣缸蓋中用來(lái)增強(qiáng)耐用性。這些墊圈通常使用在氣缸蓋 中，氣缸蓋包括較柔較輕的合金，這些合金不具備高溫、高磨損環(huán)境中所需的較大的強(qiáng)度、 硬度、耐用以及其他材料特性。氣門(mén)座墊圈通常壓入配合于氣缸蓋內(nèi)的氣門(mén)座墊圈口內(nèi)，并 通常由相對(duì)較硬的、耐磨和耐熱性材料(如鑄件或燒結(jié)金屬)制成。當(dāng)安裝于氣缸蓋內(nèi)時(shí)， 氣門(mén)座墊圈有效地為發(fā)動(dòng)機(jī)的往復(fù)式氣門(mén)提供耐用的支撐面。氣門(mén)座墊圈與氣缸蓋氣門(mén)座墊圈口的壓入配合形成了氣門(mén)座墊圈與氣缸蓋材料 的交界面的接縫。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)，包括燃料、水及其他污染物的液體和蒸汽會(huì)透過(guò)接縫并 被收集在氣門(mén)座墊圈的表面和氣缸蓋氣門(mén)座墊圈口之間。雖然收集的液體或蒸汽在依靠含 相對(duì)低百分比的醇的燃料運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)內(nèi)是相對(duì)良性的，但其在依靠含有較高百分比醇的 燃料運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)內(nèi)可能是腐蝕性的，或其可能包含其他腐蝕性的污染物和成份。這種腐 蝕在氣缸蓋由鋁合金或其他輕質(zhì)合金材料制成的情況下會(huì)更普遍。在使用包含較高百分比醇(例如大于15%的乙醇/甲醇)燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)中，收集 的燃料、溶解在燃料中的環(huán)境水、蒸氣或以上全部可以形成或有助于形成腐蝕酸或副產(chǎn)品， 其可能在與氣門(mén)座墊圈相關(guān)的位置處腐蝕氣缸蓋、氣門(mén)座墊圈或二者。而且，通過(guò)作為與墊 圈和氣缸蓋的不同金屬接觸的電解液，通過(guò)電流效應(yīng)這些成分會(huì)促進(jìn)不同的金屬腐蝕。還 可以想象，電流腐蝕可以發(fā)生在不同的金屬元件之間、與電解液接觸的表面上，例如象在共 同鋁合金的銅-鋁(Cu-Al)界面。隨著時(shí)間的推移，這種腐蝕會(huì)影響氣缸蓋和相關(guān)的氣門(mén) 座墊圈的耐用性，特別是在由鋁合金制成的氣缸蓋中。已提出多種方法來(lái)解決與含醇燃料相關(guān)的腐蝕，包括在安裝氣門(mén)座墊圈之前，用 環(huán)氧樹(shù)脂或酚醛密封膠層涂覆氣缸蓋氣門(mén)座墊圈口。然而這些材料如果誤用到內(nèi)燃機(jī)的他 部件或氣門(mén)上，在內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)應(yīng)用或燃燒期間，就會(huì)存在對(duì)于例如氧傳感器或其他環(huán)境 裝置潛在的污染問(wèn)題，并因此在氣缸蓋組件的制造過(guò)程這些材料必須非常謹(jǐn)慎地和準(zhǔn)確地 施加，或應(yīng)避免使用這些材料。還提出了特殊的密封件或密封墊，但這些裝置非常昂貴而且 在制造環(huán)境中難以進(jìn)行有效地控制。因而，期望能夠提供一種氣門(mén)座墊圈和氣缸蓋密封組件來(lái)避免腐蝕性，特別是由 諸如含乙醇和甲醇的含醇燃料(其還包括水和其它腐蝕成分)引起或與其相關(guān)的腐蝕。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，用于內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋組件，包括具有燃燒室的 氣缸蓋，和開(kāi)放到所述燃燒室內(nèi)的開(kāi)口。墊圈口，其圍繞開(kāi)口周向地設(shè)置并構(gòu)造用于在其中 接收氣門(mén)座以及在其間形成接縫。密封件，包括移置的氣缸蓋材料，其橫過(guò)接縫設(shè)置，用來(lái)密封接縫以阻止污染物的進(jìn)入。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，提供了制造內(nèi)燃機(jī)氣缸蓋組件的方法，氣缸蓋組件 包括氣缸蓋鑄件，其具有開(kāi)放到燃燒室內(nèi)的開(kāi)口。所述方法包括圍繞所述開(kāi)口周向地形成 墊圈口 ；將氣門(mén)座壓入配合到墊圈口中，以由此在墊圈口與氣門(mén)座之間形成接縫；以及將 材料從氣缸蓋鑄件移置到接縫上以形成密封件，氣缸蓋鑄件鄰近于接縫。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，提供了構(gòu)造成依靠含醇燃料運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)。內(nèi)燃機(jī) 包括具有燃燒室的氣缸蓋和開(kāi)放到燃燒室內(nèi)的開(kāi)口。墊圈口圍繞開(kāi)口周向地設(shè)置并構(gòu)造用 于在其中接收氣門(mén)座以及在其間形成接縫。包括移置的氣缸蓋材料的密封件橫過(guò)接縫設(shè) 置，用來(lái)密封接縫以阻止從含醇燃料產(chǎn)生的污染物的進(jìn)入。方案1 一種用于內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋組件，包括具有燃燒室的氣缸蓋；開(kāi)放到所述燃燒室內(nèi)的開(kāi)口 ；墊圈口，其圍繞所述開(kāi)口周向地設(shè)置，并構(gòu)造用于在其中接收氣門(mén)座以及在兩者 間形成接縫；和密封件，包括移置的氣缸蓋材料，其橫過(guò)接縫設(shè)置，用來(lái)密封接縫以阻止污染物的 進(jìn)入。方案2 如方案1所述的用于內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋組件，其中，所述氣缸蓋包括合金材 料，所述合金材料的硬度低于所述氣門(mén)座，所述密封件包括所述合金材料。方案3 如方案1所述的用于內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋組件，其中所述密封件包括拋光密封 件。方案4 如方案1所述的用于內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋組件，其中所述接縫形成在所述墊圈 口的支撐肩與所述氣門(mén)座墊圈的口支撐面之間。方案5 如方案1所述的用于內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋組件，其中所述接縫形成在所述墊圈 口的外環(huán)壁與所述氣門(mén)座墊圈的外環(huán)面之間。方案6 如方案1所述的用于內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋組件，其中所述開(kāi)口為進(jìn)氣口。方案7 如方案1所述的用于內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋組件，其中所述開(kāi)口為排氣口。方案8 一種制造用于內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋組件的方法，氣缸蓋組件包括氣缸蓋鑄件， 其具有開(kāi)放到燃燒室內(nèi)的開(kāi)口，所述方法包括圍繞所述開(kāi)口周向地形成墊圈口；將氣門(mén)座壓入配合到墊圈口中，以由此在墊圈口與氣門(mén)座之間形成接縫；以及將材料從氣缸蓋鑄件移置到接縫上以形成密封件，氣缸蓋鑄件鄰近于接縫。方案9 如方案8所述的制造用于內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋組件的方法，其中材料通過(guò)施加 拋光操作來(lái)進(jìn)行移置，拋光操作應(yīng)用于鄰近進(jìn)氣口開(kāi)口的氣缸蓋材料。方案10 如方案8所述的制造用于內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋組件的方法，其中所述開(kāi)口為 進(jìn)氣口。方案11 如方案8所述的制造用于內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋組件的方法，其中所述開(kāi)口為 排氣口。方案12 —種構(gòu)造成依靠含醇燃料運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)，包括具有燃燒室的氣缸蓋；
開(kāi)放到燃燒室內(nèi)的開(kāi)口；墊圈口，其圍繞開(kāi)口周向地設(shè)置，并構(gòu)造用于在其中接收氣門(mén)座以及在兩者間形 成接縫；以及密封件，包括移置的氣缸蓋材料，橫過(guò)接縫設(shè)置，用來(lái)密封接縫以阻止從含醇燃料 中產(chǎn)生的污染物的進(jìn)入。方案13 如方案12所述的構(gòu)造成依靠含醇燃料運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)，其中所述氣缸蓋包 括合金材料，所述合金材料的硬度低于所述氣門(mén)座，所述密封件包括所述合金材料。方案14 如方案12所述的構(gòu)造成依靠含醇燃料運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)，其中所述密封件包 括拋光密封件。方案15 如方案12所述的構(gòu)造成依靠含醇燃料運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)，其中所述接縫形成 在所述墊圈口的支撐肩與所述氣門(mén)座墊圈的口支撐面之間。方案16 如方案12所述的構(gòu)造成依靠含醇燃料運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)，其中所述接縫形成 在所述墊圈口的外環(huán)壁與所述氣門(mén)座墊圈的外環(huán)面之間。方案17 如方案12所述的構(gòu)造成依靠含醇燃料運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)，其中所述開(kāi)口為進(jìn)氣口。方案18 如方案12所述的構(gòu)造成依靠含醇燃料運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)，其中所述開(kāi)口為排氣口。上述特征及優(yōu)點(diǎn)以及本發(fā)明的其他特征及優(yōu)點(diǎn)可以較容易地結(jié)合本發(fā)明附圖從 以下對(duì)本發(fā)明的最優(yōu)實(shí)施例的詳細(xì)描述中顯現(xiàn)出來(lái)。


通過(guò)以下對(duì)實(shí)施例的詳細(xì)介紹，一些本發(fā)明的特征、優(yōu)勢(shì)以及細(xì)節(jié)將被表現(xiàn)，這些 詳細(xì)細(xì)節(jié)描述涉及到以下附圖圖1是包括本發(fā)明特征的用于內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋組件的燃燒室示例性實(shí)施例的局 部平面視圖；圖2是沿圖1中2-2剖開(kāi)的氣缸蓋的局部剖視圖；圖3是圖2的局部放大剖視圖，其示意性地示出制造用于內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋組件的 方法的示例性實(shí)施例；圖4是圖2的局部放大剖視圖。
具體實(shí)施例方式以下的描述事實(shí)上僅是示例性的，并不是意圖限制本發(fā)明的公開(kāi)范圍及其應(yīng)用或 用途?？梢岳斫猓灤└綀D，相應(yīng)的附圖標(biāo)記表示相同或相應(yīng)的部件和特征。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，如圖1所示，用于內(nèi)燃機(jī)(未示出)的氣缸蓋組件8， 包括具有燃燒室10的氣缸蓋12。燃燒室10可包括多種不同的構(gòu)造(例如半球形的)，這 在很大程度上取決于特定的發(fā)動(dòng)機(jī)、燃料系統(tǒng)或者兩者的構(gòu)造。為了描述的目的，該燃燒室 10可包含任何可預(yù)見(jiàn)的構(gòu)造。氣缸蓋12包括一個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣口 14，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)通過(guò)這 些進(jìn)氣口燃料/空氣混合物被引入燃燒室10中。燃料/空氣混合物被往復(fù)式活塞(未示 出)壓縮并在燃燒室10中燃燒。該燃燒事件驅(qū)動(dòng)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)并因此驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。排氣口 16設(shè)置用于來(lái)自燃燒室10的燃燒的產(chǎn)物的排出。參照?qǐng)D2，提升式氣門(mén)18被可移動(dòng)地布置于氣缸蓋12的每一個(gè)進(jìn)氣口 14中并控 制進(jìn)入燃燒室10的燃料和/或燃燒空氣的流動(dòng)。提升式氣門(mén)18可選擇地從氣門(mén)接合氣門(mén) 座20的閉合位置移動(dòng)到提升式氣門(mén)18從氣門(mén)座20移除從而使得燃料和/或空氣進(jìn)入燃 燒室10的開(kāi)啟位置(圖2中的虛線(xiàn)所示)。類(lèi)似的提升式氣門(mén)也被布置于每一個(gè)排出口 16中，并以與該提升式氣門(mén)18相似的方式運(yùn)行，以允許燃燒產(chǎn)物排出燃燒室10。氣缸蓋12包括整體形成的氣門(mén)座墊圈口或腔22，每一個(gè)墊圈孔或腔用來(lái)接收 氣門(mén)座墊圈對(duì)。氣門(mén)座墊圈口或腔22被機(jī)器加工到氣缸蓋12內(nèi)或可以是近終形鑄件 (near-net-sharp cast)。氣門(mén)座墊圈孔或腔22圍繞或包圍進(jìn)氣口 14 (和排氣口 16)形 成，并包括墊圈支撐肩沈和外環(huán)壁觀(guān)。參照?qǐng)D2和3，氣門(mén)座墊圈M通常為圓形或環(huán)狀， 并包括外環(huán)面30，外環(huán)面30的直徑比氣缸蓋氣門(mén)座墊圈口 22的外環(huán)壁觀(guān)的直徑稍微大些 (大約0.7um)。氣門(mén)座墊圈M通常由較耐用的、耐磨的且熱處理過(guò)的金屬材料(比如硬化 的、熱處理過(guò)的燒結(jié)粉末金屬、鑄鋼或鑄鐵)制成。氣缸蓋氣門(mén)座墊圈口 22和氣門(mén)座墊圈 24的直徑之間的尺寸差別可以使面觀(guān)和30之間能夠過(guò)盈配合或壓入配合。特別地，氣門(mén) 座墊圈M以這樣的方式壓入配合到氣缸蓋12的氣缸蓋氣門(mén)座墊圈口 22中有效地使得每 個(gè)氣門(mén)座墊圈的外環(huán)面30鄰接地并摩擦地接合相連的每個(gè)氣缸蓋氣門(mén)座墊圈口的外環(huán)壁 28，由此使氣門(mén)座墊圈M固定在氣缸蓋12的燃燒室10中。為了便于制造氣缸蓋組件8，每個(gè)氣門(mén)座墊圈M的外環(huán)面30可以包括傾斜的或者 斜削的導(dǎo)入邊緣部34。斜削的導(dǎo)入邊緣部34便于在壓入配合安裝過(guò)程中對(duì)中和引導(dǎo)氣門(mén) 座墊圈M進(jìn)入氣缸蓋氣門(mén)座墊圈口 22中。在一些情況下，由于斜削的導(dǎo)入邊緣34，在氣門(mén) 座墊圈M和氣缸蓋氣門(mén)座口 22之間會(huì)形成微小的環(huán)形空隙35。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，在 沒(méi)有適當(dāng)?shù)拿芊獾那闆r下，這個(gè)環(huán)形空隙35會(huì)收集各種進(jìn)入或者排出物質(zhì)，包括例如存在 于燃燒室、進(jìn)氣或出氣口中的碎屑，腐蝕性成份、液體(如燃料、水或類(lèi)似物)、蒸氣(如未燃 燒汽化的燃料或水分)或其結(jié)合體。這些物質(zhì)會(huì)通過(guò)支撐肩沈與氣門(mén)座墊圈對(duì)的口支撐 面32之間的界面以及通過(guò)外環(huán)壁28與氣門(mén)座墊圈M的外環(huán)面30之間的界面而被輸送。 這些污染物會(huì)導(dǎo)致尤其是構(gòu)造成依靠含醇燃料運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)中的氣缸蓋12的腐蝕。參照?qǐng)D3，支撐肩沈與氣門(mén)座墊圈M的孔支撐面32之間的界面形開(kāi)放到進(jìn)氣口 14內(nèi)的接縫40。類(lèi)似地，外環(huán)壁28與氣門(mén)座墊圈M的外環(huán)面30之間的界面形成開(kāi)放到 燃燒室10內(nèi)的接縫42。第一和第二界面接縫40、42分別圍繞氣門(mén)座墊圈口 22周向地延 伸，并且在沒(méi)有恰當(dāng)密封的情況下，第一和第二界面接縫40、42提供所述污染物的進(jìn)入途 徑。在示例性實(shí)施例中，在將氣門(mén)座墊圈M插入氣門(mén)座墊圈口 22中之后，使用滾動(dòng)磨光輪 或其他合適工具43分別對(duì)直接鄰近第一和第二界面接縫40、42設(shè)置的氣缸蓋12的材料施 加打磨操作或類(lèi)似可控的材料移置操作。參照?qǐng)D1和4所示，操作導(dǎo)致可控制的氣缸蓋材 料移置到第一和第二界面接縫40、42上，這導(dǎo)致第一和第二界面接縫40、42的封閉或消除， 并分別由包含變形材料的第一和第二密封件44和46代替。密封件44和46阻止了氣缸蓋 氣門(mén)座墊圈口 22和氣門(mén)座墊圈M之間污染物的進(jìn)入，從而有效地消除了在其界面處的腐 蝕損。對(duì)第一和第二界面接縫40、42的消除省掉了需要昂貴且較難地在氣缸蓋12和氣門(mén) 座墊圈14的配合表面上涂覆防腐蝕涂層，或使用密封墊片來(lái)防止污染物進(jìn)入。在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，在將氣門(mén)座墊圈M插入氣門(mén)座墊圈口 22中之后，可替換地對(duì)氣門(mén)座墊圈M的材料施加打磨操作或類(lèi)似可控的材料移置操作，從而導(dǎo)致可控制 的氣門(mén)座墊圈材料移置到第一和第二界面接縫40、42上，這導(dǎo)致第一和第二界面接縫40、 42的封閉或消除，并分別由包含變形材料的第一和第二密封件44和46代替，參照?qǐng)D1和 4所示。密封件44和46阻止了氣缸蓋氣門(mén)座墊圈口 22和氣門(mén)座墊圈M之間污染物的進(jìn) 入，從而有效地消除了在其界面處的腐蝕損。對(duì)第一和第二界面接縫40、42的消除省掉了 需要昂貴且較難地在氣缸蓋12和氣門(mén)座墊圈14的配合表面上涂覆防腐蝕涂層，或使用密 封墊片來(lái)防止污染物進(jìn)入。 雖然本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)被描述解釋?zhuān)瑢?duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，各 種變化和零件的等同替換在沒(méi)有超出本發(fā)明的范圍的情況下都是允許的。更進(jìn)一步，一些 結(jié)合具體情況和材料進(jìn)行的修改以及按照本發(fā)明的教導(dǎo)所得到的改變也都被本發(fā)明的范 圍所覆蓋。因此，本發(fā)明不限于所公開(kāi)的優(yōu)選實(shí)施例，所有的實(shí)施方式的應(yīng)用也都在本發(fā)明 的保護(hù)范圍中。
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋組件，包括 具有燃燒室的氣缸蓋；開(kāi)放到所述燃燒室內(nèi)的開(kāi)口；墊圈口，其圍繞開(kāi)口周向地設(shè)置，并構(gòu)造用于在其中接收氣門(mén)座以及在其間形成接縫；密封件，包括移置的氣缸蓋材料，其橫過(guò)接縫設(shè)置，用來(lái)密封接縫以阻止污染物的進(jìn)入。
2.如權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋組件，其中，所述氣缸蓋包括合金材料，所 述合金材料的硬度低于所述氣門(mén)座，所述密封件包括所述合金材料。
3.如權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋組件，其中所述密封件為拋光密封件。
4.一種制造用于內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋組件的方法，氣缸蓋組件包括氣缸蓋鑄件，其具有開(kāi) 放到燃燒室內(nèi)的開(kāi)口，所述方法包括圍繞所述開(kāi)口周向地形成墊圈口；將氣門(mén)座壓入配合到墊圈口中，以由此在墊圈口與氣門(mén)座之間形成接縫；以及 將材料從氣缸蓋鑄件移置到接縫上以形成密封件，氣缸蓋鑄件鄰近于接縫。
5.如權(quán)利要求4所述的制造用于內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋組件的方法，其中材料通過(guò)施加應(yīng)用 于鄰近進(jìn)氣口開(kāi)口的氣缸蓋材料的拋光操作來(lái)進(jìn)行移置。
6.一種構(gòu)造成依靠含醇燃料運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)，包括 具有燃燒室的氣缸蓋；開(kāi)放到燃燒室內(nèi)的開(kāi)口；墊圈口，其圍繞開(kāi)口周向地設(shè)置，并構(gòu)造用于在其中接收氣門(mén)座以及在其間形成接縫;以及密封件，包括移置的氣缸蓋材料，橫過(guò)接縫設(shè)置，用來(lái)密封接縫以阻止從含醇燃料中產(chǎn) 生的污染物的進(jìn)入。
7.如權(quán)利要求6所述的構(gòu)造成依靠含醇燃料運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)，其中所述氣缸蓋包括合金 材料，所述合金材料的硬度低于所述氣門(mén)座，所述密封件包括所述合金材料。
8.如權(quán)利要求6所述的構(gòu)造成依靠含醇燃料運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)，其中所述密封件為拋光密 封件。
9.如權(quán)利要求6所述的構(gòu)造成依靠含醇燃料運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)，其中所述開(kāi)口為進(jìn)氣口。
10.如權(quán)利要求6所述的構(gòu)造成依靠含醇燃料運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)，其中所述開(kāi)口為排氣口。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋組件及其制造方法。該氣缸蓋組件包括具有燃燒室的氣缸蓋和開(kāi)放到所述燃燒室內(nèi)的開(kāi)口。墊圈口圍繞開(kāi)口周向地設(shè)置并構(gòu)造用于在其中接收氣門(mén)座以及在其間形成接縫。密封件，包括移置的氣缸蓋材料，其橫過(guò)接縫設(shè)置，用來(lái)密封接縫以阻止污染物的進(jìn)入。
文檔編號(hào)B24B29/02GK102116211SQ20101060262
公開(kāi)日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2010年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月5日
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