CN101004154A - 缸盖密封衬垫 - Google Patents

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Abstract

提供一种可以减免未直接有助于密封面压力的部分的面压力，将与该减免了的面压力相应的夹紧载荷利用于密封面压力，提高燃烧室孔周围的密封面压力，发挥优异的密封性能的缸盖密封衬垫。在由单长或多张金属结构板(10、20、30)构成的多缸发动机用的缸盖密封衬垫(1)的金属结构板(10、20、30)的任意一个(20)上，在面压力较低的部分、并且是对燃烧室孔(2)的密封凸筋(3)的刚性不会带来影响的部分上，设置面压力减免用切口部(6)。

Description

缸盖密封衬垫
技术领域
本发明涉及夹在发动机的缸盖、缸体等两个发动机构件之间从而进行密封的缸盖密封衬垫。
背景技术
缸盖密封衬垫，在被夹在汽车的发动机(内燃机)的缸盖和缸体(cylinder body)之间的状态下，被缸盖螺栓紧固，起到密封燃烧气体、机油、冷却水等流体的作用。
最近，作为发动机的轻型化方法，进行发动机材料的铝合金化、薄壁化，发动机低刚性化迅速地进展。其结果，在观察最近的多缸发动机的缸盖密封衬垫的密封状况时，由局部的燃烧气体泄漏引起的不良有逐渐增多的倾向。作为其主要原因，可以列举发动机的局部的低刚性化、温度分布的不均匀化的增大。
特别是，伴随着发动机的低刚性化，对密封衬垫的夹紧时的夹紧力的大小产生限制，存在燃烧室孔(缸筒)周围的密封面压力变小的倾向。作为该密封面压力的降低的对策，为了加强面压力，可通过使燃烧室周围的密封部的面压力整体增加，或者将凸筋(bead)的材质改变为具有弹性的材质来对应。另外，一般也可以采用使用垫片等加强板的方法。
其一，提出一种金属密封衬垫，该金属密封衬垫在燃烧室孔的周围设置有用于提高面压力的密封凸筋，其中除了相邻的燃烧室间之外，在燃烧室孔的周围的密封凸筋的外侧，还设置用于使该密封凸筋的刚性降低的切口，从而提高相邻的燃烧室间的夹紧性(例如，参照专利文献1)。
在该金属密封衬垫中，对于由于燃烧室孔间以外的燃烧室孔周围的密封凸筋的刚性使燃烧室孔间的夹紧变得不充分的情况，通过借助切口来部分地调整密封凸筋的凸筋刚性，从而使夹紧性提高。
另一方面，在缸盖的密封衬垫中，具有燃烧室孔、水孔、液体孔、螺栓孔等周围的密封凸筋等有助于密封的部分，和除其以外的部分，由螺栓紧固产生的夹紧力，主要作用在有助于密封的部分上，但也作用在除其以外的部分上。在该除其以外的部分上面压力较低，但其面积比较大，所以会产生夹紧载荷的一部分未直接有助于密封，不能将夹紧载荷充分地利用于密封这样的问题。
另外，伴随着发动机的低刚性化，还会有下述问题：缸盖由于燃烧室孔的垫圈、凸筋，其接合面以纵向中央部变得向下凹陷的方式变形，接合面间的密封性下降。
作为该问题的对应方案，提出一种仅在密封衬垫的纵向的两端部上设置耐热性、非压缩性并且非变形性的突条，在紧固紧固螺栓时，在发动机的纵向的两端部缸盖和缸体之间的间隔不会变得狭小，制止了缸盖的接合面以在纵向中央部变得向下凹陷的方式变形、弯曲的情况的金属密封衬垫(例如，参照专利文献2)。
该突条，通过网板印刷涂布环氧树脂等液体状涂布材料，或者在一体地设置在金属板上的压纹凸筋的内部空间部中填充环氧树脂等硬质合成树脂层而形成。因此，会有虽然很少但重量增加，另外增加环氧树脂等的涂布工序的问题。
专利文献1：特开2001-132843号公报
专利文献2：]特开平09-292027号公报
发明内容
本发明是为了解决该问题而完成的，本发明的目的在于提供一种通过设置面压力减免用切口部，可以减免未直接有助于密封面压力的部分的面压力，将该减免的面压力的程度的夹紧载荷利用于密封面压力，提高燃烧室孔周围的密封面压力，可发挥优异的密封性能的缸盖密封衬垫。
用于达成上述目的的本发明的缸盖密封衬垫，其特征在于：在由单张或多张金属结构板构成的多缸发动机用的缸盖密封衬垫的任意一个金属结构板上，在没有密封凸筋的平坦的部分、并且是对燃烧室孔的密封凸筋的刚性不会带来影响的部分上，设置面压力减免用切口部。
通过该结构，将没有配置燃烧室孔用的密封凸筋的金属基板的平坦部分的一部分、即面压力较低的部分冲切掉，来设置面压力减免用切口部，由此可以将对密封没有贡献的无用的夹紧载荷分配到凸筋部，谋求密封性的提高。
上述的缸盖密封衬垫，其特征在于：在包围燃烧室孔地设置有螺栓孔的缸盖密封衬垫上，将所述面压力减免用切口部设置在由所述螺栓孔和该缸盖密封衬垫的端部包围的部分、并且是没有配置燃烧室孔的部分上。
或者，上述的缸盖密封衬垫，其特征在于：在该缸盖密封衬垫的角部上，将面压力减免用切口部，部分地包围所述螺栓孔地设置在配置在所述角部上的所述螺栓孔的所述角部侧。
通过在这些螺栓孔的周围设置面压力减免用切口部，特别是可以提高对螺栓孔周围的凸筋的载荷，谋求缸盖挠曲、筒变形的降低，可以发挥相对于缸筒的优异的密封性能。
进而，上述的缸盖密封衬垫，其特征在于：在由3张或其以上的金属结构板构成的缸盖密封衬垫上，在作为中间板的金属结构板上设置所述面压力减免用切口部；此时，切口部不会在表面上露出，不会给与发动机构件的接触面带来影响，可以减小设置了切口部的部分的面压力。
根据本发明的金属密封衬垫，通过在没有配置燃烧室孔用的密封凸筋的金属基板的平坦部的一部分上设置面压力减免用切口部，可以将对密封没有贡献的无用的夹紧载荷分配到凸筋部，谋求密封性的提高。
进而，通过在螺栓孔的周围设置面压力减免用切口部，特别是可以提高对螺栓孔周围的凸筋的载荷，谋求缸盖挠曲、筒变形的降低。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的金属密封衬垫的俯视图。
图2是示意性地表示图1的A-B剖面的剖面图。
图3是表示本发明的第2实施方式的其他结构的金属密封衬垫的局部俯视图。
图4是示意性地表示图3的C-D剖面的剖面图。
标号说明
1、1A    盖密封衬垫          2       燃烧室孔
3        全凸筋(密封凸筋)    4       螺栓孔
5        半凸筋(密封凸筋)    6、6A   面压力减免用切口部
10、10A  第1金属结构板       20、20A 第2金属结构板
30       第3金属结构板
具体实施方式
接下来，参照附图对本发明的缸盖密封衬垫的实施方式进行说明。另外，图1～图4是示意性的说明图，为了使结构更容易理解，使燃烧室孔的大小、螺栓孔的大小、密封凸筋的大小、面压力减免切口部、金属基板的板厚等的尺寸与实际的尺寸不同，夸张进行表示。
本发明的缸盖密封衬垫，是被夹在发动机的缸盖和缸体(cylinderbody)的发动机构件之间的金属密封衬垫，对燃烧室(缸筒)的高温·高压的燃烧气体、以及冷却水通路、冷却机油通路等的冷却水、机油等流体进行密封。
该缸盖密封衬垫，具有单块或多块由软钢板、不锈钢退火材料(anneal材料)、不锈钢调质材料(弹簧钢板)等形成的金属结构板(金属基板)而构成。另外，形成有与缸体等发动机构件的形状相适应地制造的燃烧室孔、用于冷却水或发动机机油的循环的液体孔、和紧固缸盖螺栓用的缸盖螺栓孔等。
图1以及图2所示的第1实施方式的缸盖密封衬垫1，是将3块金属结构板10、20、30层叠而构成的多缸发动机用的缸盖密封衬垫1。在该金属结构板的第1金属结构板10和第3金属结构板30上，在燃烧室孔2的周围作为密封凸筋设置有全凸筋3。另外，预先以包围燃烧室孔2的方式设置有螺栓孔4，并在该各个螺栓孔4上设置有密封用的半凸筋5。
而且，在本发明中，在金属结构板10、20、30中的任意一个(在图2中是金属结构板20)上，在没有密封凸筋3、5的平坦的部分、并且是对燃烧室孔2的密封凸筋3的刚性不会带来影响的部分上，设置面压力减免用切口部(面压力减免用切口)6。在图1以及图2的结构中，将面压力减免用切口部6设置在由螺栓孔4和缸盖密封衬垫1的端部1a(或者1b)包围的部分、并且是没有配置燃烧室孔2的部分上，即图2的斜线部分上。
根据该结构，通过将没有配置燃烧室孔2用的密封凸筋3、螺栓孔4的密封凸筋5等密封装置的金属基板20的平坦部分的一部分冲切掉，设置面压力减免用切口部6，由此可以将对密封没有贡献的无用的夹紧载荷分配给凸筋部，谋求密封性的提高。
另外，在该图2的结构中，由于在作为中间板的金属结构板20上设置面压力减免用切口部6而构成，所以面压力减免用切口部6不会在密封衬垫1A的表面露出，不会带来如切口的角部触碰到与发动机构件的接触面上而使接触面损伤这样的影响。即，能够在与发动机构件相接触的表面板10、30上与以往相同不产生变化地，减小设置了面压力减免用切口部6的部分的面压力。
接下来，对图3以及图4所示的第2实施方式的缸盖密封衬垫1A进行说明。该缸盖密封衬垫1A，是将2块金属结构板10A、20A层叠而构成的多缸发动机用的缸盖密封衬垫1A。在该第1金属结构板10A上，在燃烧室孔2的周围作为密封凸筋设置有全凸筋3。另外，预先以包围燃烧室孔2的方式设置有螺栓孔4，并在该各个螺栓孔4上设置有密封用的半凸筋5。
在该第2金属结构板20A的缸盖密封衬垫1A的角部上，在配置在该角部上的螺栓孔4的角部侧，以部分地包围该螺栓孔4的方式，设置面压力减免用切口部6A。通过在该螺栓孔4的周围设置面压力减免用切口部6A，特别是可以提高与螺栓孔4周围的半凸筋5相对的密封面压力，谋求缸盖挠曲、筒变形的降低，可以发挥相对于燃烧室孔2的优异的密封性能。

Claims (4)

1.一种缸盖密封衬垫，其特征在于：在由单张或多张金属结构板构成的多缸发动机用的缸盖密封衬垫的金属结构板的任意一个上，在没有密封凸筋的平坦的部分、并且是不会对燃烧室孔的密封凸筋的刚性带来影响的部分上，设置面压力减免用切口部。
2.如权利要求1所述的缸盖密封衬垫，其特征在于：在包围燃烧室孔地设置有螺栓孔的缸盖密封衬垫上，将所述面压力减免用切口部设置在由所述螺栓孔和该缸盖密封衬垫的端部包围的部分、并且是没有配置燃烧室孔的部分上。
3.如权利要求1或2所述的缸盖密封衬垫，其特征在于：在该缸盖密封衬垫的角部上，将面压力减免用切口部，以部分地包围所述螺栓孔的方式设置在配置在所述角部上的所述螺栓孔的所述角部侧。
4.如权利要求1～3中的任意一项所述的缸盖密封衬垫，其特征在于：在由3张或其以上的金属结构板构成的缸盖密封衬垫上，在作为中间板的金属结构板上设置所述面压力减免用切口部。
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