專利名稱：用于內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，將添加有鑄鋼或鍛鋼的基座通過夾緊插入到為此布置在氣缸蓋中的凹槽中來制造發(fā)動機(jī)氣缸蓋的氣門的基座?；挥昧Φ匮b合在其凹槽中。裝合力較大，在200daN至500daN之間，且其圍繞凹槽在相對較弱的接觸表面上傳播。因此基座的放置在基座和凹槽之間的接觸表面上以及由此在氣門橋區(qū)域上(即，在兩個氣門的基座之間或在氣 門的基座和通向發(fā)動機(jī)預(yù)燃室的孔之間的狹窄區(qū)域中)產(chǎn)生較大的力。應(yīng)當(dāng)指出氣門橋(pontet)位于氣缸蓋承受較高溫度的部分中。在發(fā)動機(jī)的每個運(yùn)行循環(huán)中其承受加熱和冷卻循環(huán)。該區(qū)域比鄰近區(qū)域更脆弱以及受到加熱更多，當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行時，其需要更多和更好的冷卻。此外，當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行時，氣門橋區(qū)域承受與較高溫度下的蠕變現(xiàn)象相關(guān)的相繼膨脹和收縮，這會導(dǎo)致在著火表面(face feu)上激發(fā)出裂紋，并且向周圍區(qū)域傳播。如果構(gòu)成氣門橋的材料厚度較小，例如小于2mm，則開裂或激發(fā)裂紋的危險變得很大。已經(jīng)研究增強(qiáng)氣門橋區(qū)域的熱力機(jī)械強(qiáng)度。例如，專利文件FR2736969描述內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋，尤其用于機(jī)動車輛，其包括限定發(fā)動機(jī)氣缸的燃燒室范圍的著火表面，包括通至燃燒室中并且被氣門橋分隔開的至少兩個孔，其中氣門橋包括形成在氣缸蓋的著火表面中的至少一個槽，與毗連孔的軸線的方向大體平行。槽的寬度與深度相比較小，尤其是寬度小于深度的十分之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋，其中，“氣門中間”的氣門橋區(qū)域和/或氣門的基座和氣缸蓋的燃燒表面的孔之間的區(qū)域具有優(yōu)異的熱力機(jī)械強(qiáng)度，即實(shí)踐中沒有開裂或激發(fā)裂紋的風(fēng)險。本發(fā)明的另一個目的是提供具有優(yōu)異熱力機(jī)械強(qiáng)度的這種氣缸蓋，其設(shè)計和實(shí)施簡單并且具有經(jīng)濟(jì)性。為了達(dá)到這些目的，本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋，尤其用于機(jī)動車輛，其包括限定發(fā)動機(jī)氣缸的燃燒室范圍的燃燒表面，所述燃燒表面包括通入所述燃燒室中的至少兩個孔，所述至少兩個孔被相對狹窄區(qū)域分隔開，所述相對狹窄區(qū)域被稱為“氣門橋”。在這種改進(jìn)的氣缸蓋中，通過去除材料在所述氣門橋中形成凹陷形狀，以便增加氣門橋的寬度，由此增強(qiáng)所述氣門橋的熱力機(jī)械強(qiáng)度。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述凹陷形狀是借助用于去除材料的圓形工具實(shí)施的直圓柱體區(qū)段。被實(shí)施在所述氣門橋中的所述凹陷形狀的深度允許使氣門橋的寬度增加大約60%。在實(shí)施所述凹陷形狀之前兩個孔之間的氣門橋的寬度小于2_。根據(jù)本發(fā)明的第一系列實(shí)施示例，所述兩個孔的至少其中之一是氣門的基座的凹槽。此外，凹陷形狀的深度小于預(yù)先確定的值使得氣門的基座至少不離開其凹槽，所述凹槽高度大體等于或大于所述氣門的基座高度的三分之一。作為不對本發(fā)明的主題和范圍作出限制的示例，通入燃燒室中的所述兩個孔可以是進(jìn)氣氣門的基座的凹槽。在實(shí)施凹陷形狀之前進(jìn)氣氣門的基座的兩個凹槽之間的氣門橋的寬度大約為 I. 35mm，在實(shí)施所述凹陷形狀之后所述寬度被增加到大約2. 15mm的值，這使得具有熱力機(jī)械方面可以接受的氣門橋?qū)挾戎怠１景l(fā)明也可應(yīng)用到氣缸蓋的燃燒表面的其它狹窄區(qū)域。其可以應(yīng)用到將排氣氣門的兩個基座分隔開的氣門橋，將進(jìn)氣氣門的基座和排氣氣門的基座分隔開的氣門橋，將進(jìn)氣氣門或排氣氣門的基座和任意穿通孔分隔開的氣門橋，所述穿通孔例如從布置在氣缸蓋內(nèi)部的預(yù)燃燒室穿通并且通入燃燒室中。本發(fā)明不僅涉及具有四個氣門的氣缸，還可應(yīng)用到例如具有兩個或三個氣門的內(nèi)燃機(jī)的氣缸。本發(fā)明的目的還在于一種多氣缸內(nèi)燃機(jī)，每個氣缸具有至少兩個氣門，其包括大致如上所述的氣缸蓋。該內(nèi)燃機(jī)可以是汽油發(fā)動機(jī)或者“柴油”發(fā)動機(jī)。其可以是兩缸、三缸或四缸發(fā)動機(jī)，還或者例如是直列或“V”形排列的五缸發(fā)動機(jī)。


參考附圖，本發(fā)明的其它目的、優(yōu)點(diǎn)和特征將在下面對實(shí)施方式示例的并非對本發(fā)明主題和范圍作出限制的描述中顯現(xiàn)，所附附圖其中圖I示意性示出內(nèi)燃機(jī)的帶有四個氣門的氣缸的燃燒表面的進(jìn)氣氣門的兩個凹槽以及這兩個凹槽之間的狹窄區(qū)域，稱為氣門橋，圖2示出圖I的凹槽，具有根據(jù)本發(fā)明的“加寬”的氣門橋，以及圖3示意性示出實(shí)施在根據(jù)本發(fā)明的原理的氣門橋上的凹陷形狀的最大高度。
具體實(shí)施例方式參考圖1，以不對本發(fā)明的主題和范圍作出限制的示例方式示出氣缸蓋I的一部分燃燒表面，也稱為著火表面，其封閉三氣缸的汽油內(nèi)燃機(jī)的帶有四個氣門的氣缸的燃燒室。圖I的燃燒表面設(shè)有兩個孔，通常標(biāo)記為10和20，所述兩個孔均用于接收空氣燃料混合物的進(jìn)氣氣門的基座。孔50和60每個用于接收排氣氣門的基座，孔70通入燃燒室中。凹槽10和20在其間限定狹窄區(qū)域或“氣門橋”30的范圍。
如前所述，如果最狹窄區(qū)域中的氣門橋的材料寬度“e”較小，例如小于2_，不僅在當(dāng)將氣門的基座用力裝合在兩個凹槽10和20中時而且在發(fā)動機(jī)運(yùn)行時，在凹槽之間的區(qū)域上有開裂或激發(fā)裂紋的風(fēng)險，在所述發(fā)動機(jī)運(yùn)行過程中氣門橋被劇烈地引發(fā)出交替的拉力和壓縮力。根據(jù)本發(fā)明的原理，如圖2所示，通過去除材料在氣門橋30中實(shí)施凹陷形狀32，以便增加氣門橋的寬度，由此增強(qiáng)氣門橋的熱力機(jī)械強(qiáng)度。凹陷形狀32優(yōu)選為圓形，更確切地說是借助用于去除材料的圓形工具實(shí)施的直圓柱體區(qū)段。這樣，進(jìn)氣氣門的兩個凹槽10和20之間的氣門橋32的寬度就被增加；其從
I.35mm(圖I的“e”)增加至2. 15mm(圖2的“E”)，即大于2mm的值，所述值能夠顯著地降低開裂和激發(fā)裂紋的風(fēng)險。因而，實(shí)施在氣門橋30中的凹陷形狀32允許使氣門橋的寬度增加大約60%。如圖3中所示，在氣門橋30上存在去除材料而不造成妨害的最大厚度“H”，即凹陷形狀32的最大深度。該最大厚度“H”被根據(jù)桌狀面(face tablature)的構(gòu)造(氣門的基座的直徑和高度，氣門的軸線之間的距離等)來限定。通常，應(yīng)當(dāng)指出凹陷形狀的深度必須小于預(yù)先確定的值，使得氣門的基座，圖3中標(biāo)記為11和21，不離開其相應(yīng)的凹槽10，20，所述凹槽高度大體等于或大于氣門的基座高度的三分之一。本發(fā)明的以上描述是在將進(jìn)氣氣門的兩個基座分隔開的氣門橋的范圍中，但是應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明必要時可以應(yīng)用至將排氣氣門的兩個基座分隔開的氣門橋，或者是將進(jìn)氣氣門的基座和排氣氣門的基座分隔開的氣門橋，或者是將進(jìn)氣氣門或排氣氣門的基座與任意穿通孔分隔開的氣門橋，所述穿通孔例如從布置在氣缸蓋內(nèi)部的預(yù)燃燒室穿通并且通入燃燒室中。盡管以上描述的本發(fā)明的實(shí)施方式示例涉及具有四個氣門的氣缸，但是本發(fā)明也可以應(yīng)用到具有不同數(shù)量的氣門的內(nèi)燃機(jī)的氣缸，例如具有兩個氣門或三個氣門的氣缸。此外，應(yīng)當(dāng)指出本發(fā)明可被應(yīng)用至所有類型的內(nèi)燃機(jī)汽油發(fā)動機(jī)、柴油發(fā)動機(jī)、兩缸、三缸、四缸或五缸發(fā)動機(jī)、氣缸直線排列式發(fā)動機(jī)或氣缸“V”形排列式發(fā)動機(jī)。最后，盡管以上描述的本發(fā)明的實(shí)施方式示例涉及具有四個氣門的氣缸，但本發(fā)明也可以應(yīng)用至具有不同數(shù)量的氣門的內(nèi)燃機(jī)的氣缸，例如具有兩個氣門或三個氣門的氣缸。不管本發(fā)明所應(yīng)用的氣缸或發(fā)動機(jī)類型如何，以上通過其實(shí)施方式的特殊示例描述的氣缸蓋具有以下優(yōu)點(diǎn)成本較低，在限制性的環(huán)境中，氣門橋?qū)挾茸阋员苊饪赡軙a(chǎn)生其所要承受的強(qiáng)熱力機(jī)械力的開裂和激發(fā)裂紋。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于以上以示例方式描述和展示的實(shí)施例；本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明范圍的情況下設(shè)計出其它實(shí)施例。權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋，尤其用于機(jī)動車輛，其包括限定發(fā)動機(jī)氣缸的燃燒室范圍的燃燒表面，所述燃燒表面包括通入所述燃燒室中的至少兩個孔(10，20)，所述至少兩個孔被相對狹窄區(qū)域分隔開，所述相對狹窄區(qū)域被稱為“氣門橋”(30)，其特征在于，通過去除材料在所述氣門橋(30)中形成凹陷形狀(32)，以便增加氣門橋的寬度，由此增強(qiáng)所述氣門橋的熱力機(jī)械強(qiáng)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋，其特征在于，所述凹陷形狀(32)是借助用于去除材料的圓形工具形成的直圓柱體區(qū)段。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋，其特征在于，被實(shí)施在所述氣門橋(30)中的所述凹陷形狀(32)的深度允許使氣門橋的寬度增加大約60%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋，其特征在于，在形成所述凹陷形狀(32)之前，兩個孔(10,20)之間的氣門橋(30)的寬度小于2mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋，其特征在于，所述兩個孔(10，20)的至少其中之一是氣門的基座(11，21)的凹槽，其中，凹陷形狀(32)的深度小于預(yù)先確定的值使得氣門的基座(11，21)至少不離開其凹槽，所述凹槽高度大體等于或大于所述氣門的基座(11，21)高度的三分之一。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋，其特征在于，通入燃燒室中的所述兩個孔(10，20)是進(jìn)氣氣門的基座的凹槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋，其特征在于，在形成凹陷形狀(32)之前，進(jìn)氣氣門的基座的兩個凹槽之間的氣門橋(32)的寬度大約為I. 35mm，在形成所述凹陷形狀(32)之后所述寬度被增加到大約2. 15mm的值，這使得具有熱力機(jī)械方面可以接受的氣門橋?qū)挾戎怠?br> 8.一種多氣缸內(nèi)燃機(jī)，每個氣缸具有至少兩個氣門，其特征在于，其包括根據(jù)權(quán)利要求I至7項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的氣缸蓋。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多氣缸內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，所述氣缸是具有四個氣門的氣缸。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多氣缸內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，其是具有三氣缸的汽油發(fā)動機(jī)。
11.一種特征在于包括根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的機(jī)動車輛。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氣缸蓋，其包括限定發(fā)動機(jī)氣缸的燃燒室范圍的燃燒表面。所述燃燒表面包括通入所述燃燒室中的至少兩個孔(10，20)，所述至少兩個孔被相對狹窄區(qū)域分隔開，所述相對狹窄區(qū)域被稱為“氣門橋”。通過去除材料在所述氣門橋中形成凹陷形狀(32)，以便增加氣門橋的寬度，由此增強(qiáng)所述氣門橋的熱力機(jī)械強(qiáng)度。本發(fā)明被用于汽車，內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋，以及具有三氣缸的汽油內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋中。
文檔編號F02F1/42GK102791967SQ201180012237
公開日2012年11月21日 申請日期2011年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月5日
發(fā)明者C·雷奧堡 申請人:標(biāo)致·雪鐵龍汽車公司