專利名稱：缸套密封結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種密封結(jié)構(gòu)，特別涉及一種缸套密封結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
.氣缸蓋與氣缸體之間設(shè)有氣缸墊，以保證燃燒室的密封。氣缸墊應(yīng)該滿足以下主要要 求1)在高溫、高壓燃?xì)庾饔孟掠凶銐虻膹?qiáng)度，不易損壞。2)耐熱和耐腐蝕，即在高溫、 高壓燃?xì)庀禄蛴袎毫Φ臋C(jī)油和冷卻水的作用下不燒損、不變質(zhì)。3)具有一定的彈性，能 補(bǔ)償接合面的不平度，以保證密封。4)拆裝方便，壽命長。
對于敞開式(Open Deck)鋁合金機(jī)體，缸套與機(jī)體的配合形式常見的形式有壓入式、 鋁包容式(Cast-in)和活動式。無論是壓入式缸套還是鋁包容式缸套，在將缸套裝配到 機(jī)體后，缸套與機(jī)體為過盈配合，最后都會對帶有缸套的機(jī)體頂面進(jìn)行機(jī)加工，使機(jī)體上 的缸套端面達(dá)到一定的平面度要求。
但對于活動式缸套，缸套和機(jī)體是間隙配合，缸套和機(jī)體都分別完成各自的機(jī)加工， 然后裝配在一起，不對裝配總成的缸套2端面進(jìn)行最后的合件加工，由于公差配合的問題， 勢必會造成各缸的突出量有一定量的差異，如圖l所示，這將給氣缸墊的密封設(shè)計要求提 出了一定的挑戰(zhàn)。
眾所周知，發(fā)動機(jī)氣缸的密封要求特別高，現(xiàn)代多點(diǎn)噴射自然吸氣的汽油機(jī)爆發(fā)壓力 達(dá)到70bar以上，增壓的或直噴的汽油機(jī)的爆發(fā)壓力則更高。現(xiàn)代的氣缸墊設(shè)計多采用多 層金屬形式的結(jié)構(gòu)(MLS)。對于前面提到的壓入式或鋁包容式等機(jī)體合件頂面機(jī)加工的 形式來說，氣缸墊缸口的密封通常采用的結(jié)構(gòu)如圖2所示，兩層凸筋層中間夾一厚度補(bǔ)充 層，以使氣缸墊的壓緊厚度達(dá)到設(shè)計要求。該厚度補(bǔ)充層通常為單塊光整的冷軋的低碳鋼 制成。兩層凸筋層在需要密封的氣缸口和水口、油口周圍沖壓出一定高度的凸紋。利用凸 紋的彈性變形來實(shí)現(xiàn)密封。上述現(xiàn)有的缸套密封結(jié)構(gòu)應(yīng)用在壓入式和鋁包容式的氣缸口上 的密封等進(jìn)行機(jī)體頂面最終加工工序的結(jié)構(gòu)是可以達(dá)到密封要求的。
但對于采用活動式缸套的發(fā)動機(jī)，由于缸套突出量的不一致，造成宏觀的不平度，如 果采用圖2或類似的結(jié)構(gòu)，勢必會造成多缸機(jī)各缸套的面壓值有很大差異，缸套突出量大 的，對應(yīng)的面壓值就高，反之，缸套突出量小的，對應(yīng)的面壓值就低。在一定的范圍內(nèi)， 面壓值大的，密封性能越好。因此，在發(fā)動機(jī)工作時，面壓值低的位置泄露的可能性就非
常高。
在申請?zhí)枮?00620141232. X的專利中，描述了一種汽油發(fā)動機(jī)全金屬氣缸墊，所述 氣缸墊墊體上設(shè)有氣缸孔、水孔、油孔和螺栓孔，墊體是由上板和薄板二片金屬板構(gòu)成， 在氣缸孔處的薄板上設(shè)有一環(huán)形金屬板形成的環(huán)形平面密封帶，在氣缸孔處的上板上設(shè)有 一弧形的上板波紋筋并與薄板配合形成單波紋筋密封帶。在氣缸孔處的薄板上設(shè)有一弧形 的薄板波紋筋并與上板配合形成豎置雙波紋筋密^f帶。結(jié)合附圖可以看出，該專利同樣不 適用于氣缸頂面不平的情況。
有鑒于上述現(xiàn)有的缸套密封結(jié)構(gòu)存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計制造多 年來豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識，并加以實(shí)際運(yùn)用，以期創(chuàng)設(shè)出適用于氣缸頂面不平的、
密封性能更好的缸套密封結(jié)構(gòu)。經(jīng)本發(fā)明人不斷研究、試驗(yàn)和改進(jìn)，創(chuàng)設(shè)出本實(shí)用新型。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種密封性能更好，能應(yīng)用于活動式等缸'套頂面 不平的機(jī)體的缸套密封結(jié)構(gòu)。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型缸套密封結(jié)構(gòu)在缸套的缸口處設(shè)置兩彈性變形層和 一塑性變形層，所述塑性變形層夾在兩彈性變形層中間。
作為上述方案的優(yōu)選方案，塑性變形層在對應(yīng)缸套的缸口處設(shè)置凸起的圓環(huán)帶。
作為上述方案的優(yōu)選方案，所述塑性變形層由至少一對壓緊厚度調(diào)節(jié)層構(gòu)成，所述壓 緊厚度調(diào)節(jié)層在對應(yīng)缸套的缸口處設(shè)置凸起的圓環(huán)帶，兩片壓緊厚度調(diào)節(jié)層對扣，在圓環(huán) 帶處形成空腔。
優(yōu)選的是，彈性變形層在對應(yīng)缸套的缸口處設(shè)置凸紋。
優(yōu)選的是，彈性變形層由至少一對對扣的凸筋層構(gòu)成，凸筋層在對應(yīng)缸套的缸口處設(shè) 有凸紋。
優(yōu)選的是，塑性變形層由低碳鋼材料制成。 優(yōu)選的是，彈性變形層為不銹鋼材料。
采用這樣的結(jié)構(gòu)后，缸套密封結(jié)構(gòu)能適用于活動式缸套，即缸套裝入機(jī)體后頂面不 平的缸套的密封，該缸套密封結(jié)構(gòu)能彌補(bǔ)缸套不平引起的誤差，從而起到良好的密封效 果。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。


圖1是活動式缸套裝配到機(jī)體后頂面不平示意圖。圖2是現(xiàn)有的MLS氣缸墊常用缸口密封結(jié)構(gòu)。圖3是本實(shí)用新型的俯視圖。圖4是圖3中A-A向視圖。圖5是本實(shí)用新型氣缸墊初次裝配壓緊后的狀態(tài)圖。 附圖標(biāo)記如下1、機(jī)體 2、缸套3、彈性變形層 4、厚度補(bǔ)充層5、塑性變形層 6、氣缸蓋21、缸口 31、 32、凸筋層53、空腔 51、 52、壓緊厚度調(diào)節(jié)層具體實(shí)施方式
根據(jù)本實(shí)用新型缸套密封結(jié)構(gòu)包括如下結(jié)構(gòu)，下文中參照附圖將對此進(jìn)行詳細(xì)描述。圖2所示為現(xiàn)有技術(shù)中的氣缸墊常用缸口 21密封結(jié)構(gòu)形式。該缸套密封結(jié)構(gòu)包括兩 個凸筋層3i、 32,兩凸筋層31、 32之間夾一厚度補(bǔ)充層4。該凸筋層31、 32在對應(yīng)缸套 的缸口21處設(shè)置凸紋，凸筋層31、 32截面呈單波紋型，材料采用不銹鋼板。該厚度補(bǔ)充 層4通常為平板形的冷軋鋼板，以使氣缸墊壓緊厚度達(dá)到設(shè)計要求。但現(xiàn)有的氣缸墊密封結(jié)構(gòu)不適用于多缸機(jī)的各個氣缸頂面不平的情況。如
圖1所示， 氣缸頂面不平，會造成缸體突出量小的地方，面壓值小，缸體突出量大的地方，面壓值大， 各缸套的面壓值有很大差異。因此，在發(fā)動機(jī)工作時，面壓值低的位置泄漏的可能性就越 高。為了徹底解決這個問題，提高安全系數(shù)，設(shè)計了如圖3、圖4所示的結(jié)構(gòu)形式。如圖4所示，為本實(shí)用新型的密封結(jié)構(gòu)示意圖。主要的改進(jìn)之處在于，在兩彈性變形 層3之間設(shè)置了塑性變形層5，該塑性變形層5在外力足夠大的情況下可以發(fā)生塑性變形， 即永久變形。這樣，可以彌補(bǔ)氣缸頂面不平引起的高度差。上面所述的塑性變形層5的結(jié)構(gòu)可以在缸套的缸口 21位置沖壓出凸起的圓環(huán)帶。該 圓環(huán)帶在缸蓋螺栓扭緊后，會在氣缸較高的位置產(chǎn)生塑性變形，以彌補(bǔ)各個氣缸的高度差。 這樣就可以保持各個缸套的面壓值均勻。從而保證氣缸密封結(jié)構(gòu)良好的密封性能。作為上述方案的優(yōu)選方案，塑性變形層5由至少一對壓緊厚度調(diào)節(jié)層51、 52構(gòu)成，壓緊厚度調(diào)節(jié)層51、 52的結(jié)構(gòu)與上述方案相同，在對應(yīng)缸套的缸口 21處沖壓出凸起的圓 環(huán)帶。將這兩片壓緊厚度調(diào)節(jié)層51、 52對扣，在圓環(huán)帶處形成圓環(huán)形的空腔53。塑性變 形層5還可以由兩對或兩對以上的壓緊厚度調(diào)節(jié)層51、 52構(gòu)成。根據(jù)設(shè)計要求的氣缸墊 壓緊厚度來確定。彈性變形層3在對應(yīng)缸套的缸口 21處設(shè)置一圈凸紋。發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)的燃燒過程使內(nèi) 部壓力產(chǎn)生周期性的變化。燃燒氣體產(chǎn)生的壓力造成氣缸蓋6的抬升。圖4中的凸筋層 31、 32能^始終保持與氣缸套缸口21的緊密接觸，從而保證密封。彈性變形層3由至少一對對扣的凸筋層31、 32構(gòu)成，凸筋層31、 32與上述方案結(jié)構(gòu)相同，在對應(yīng)缸套的缸口 21處設(shè)有凸紋。彈性變形層3可以由兩對或兩對以上的凸筋層31、 32構(gòu)成。這樣可以提高彈性變形層3對氣缸蓋6抬升的跟隨性。上述塑性變形層5采用低碳鋼材料，例如使用冷軋鋼板等塑性材料。彈性變形層3采用不銹鋼材料等彈性較高的材料。由于壓緊厚度調(diào)節(jié)層51、 52使用的是冷軋鋼板等這樣的低碳鋼材料，它的凸起結(jié)構(gòu)的彈性不像不銹鋼材料的凸筋層31、 32那么好。當(dāng)氣缸墊初次裝配時，缸蓋螺栓的壓緊力先是克服凸筋的彈力，然后再克服壓緊厚度調(diào)節(jié)層51、 52的彈力。缸套突出量高的地方產(chǎn)生的壓緊力大一些，壓緊厚度調(diào)節(jié)層51、 52的凸起部受到較大的力，先是克服一部分彈力，如果缸套突出較高的話，缸套對壓緊厚度調(diào)節(jié)層51、 52所施加的壓力超過壓緊厚度調(diào)節(jié)層5K 52的彈性限度時，此部分可能產(chǎn)生一定的永久變形；而缸套突出量較低的地方產(chǎn)生的壓緊力較小，對壓緊厚度調(diào)節(jié)層51、 52的凸起部的壓緊變形就較小，沒有超過壓緊厚度調(diào)節(jié)虔51、 52的彈性限度，僅做彈性變形。通過這樣的調(diào)節(jié)，使得多缸發(fā)動機(jī)各個缸套突出畺有較大差異的發(fā)動機(jī)在裝配后，各個缸套處的面壓值一致性非常好，從而極大地提高缸口21的密封性。壓緊后的狀態(tài)如圖4。兩片壓緊厚度調(diào)節(jié)層5K 52在缸套較高處產(chǎn)生永久變形，兩片壓緊厚度調(diào)節(jié)層51、 52對扣所形成的空腔53在缸套較高處變小。如圖4所示，在缸蓋螺栓扭緊后，由于凸筋層3K 32彈性較好，壓緊狀態(tài)近似平面， 而在缸套突出量高的地方產(chǎn)生的壓緊力大，將壓緊厚度調(diào)節(jié)層51、 52的凸起壓緊后厚度 變小，在缸套突出量較低的地方產(chǎn)生的壓緊力較小，凸起壓緊后厚度較大，通過這樣的調(diào) 節(jié)，傳遞到氣缸蓋6平面的宏觀不平度大大削弱，從而使發(fā)動機(jī)整個氣缸蓋6和機(jī)體1 接合面各個缸套處的面壓值非常均勻。當(dāng)發(fā)動機(jī)工作時，凸筋層31、 32也就是功能層的 凸筋的回彈特性相似，進(jìn)而保證動態(tài)密封。 采用新的密封結(jié)構(gòu)后，提高了活動式缸套的密封性能。上述設(shè)計實(shí)例僅用于對本實(shí)用新型進(jìn)行說明，并不構(gòu)成對權(quán)利要求范圍的限制，本領(lǐng) 域技術(shù)人員可以想到的其他實(shí)質(zhì)等同手段，均在本實(shí)用新型權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1. 一種缸套密封結(jié)構(gòu)，其特征在于在缸套的缸口(21)處設(shè)置兩彈性變形層(3)和一塑性變形層(5)，所述塑性變形層(5)夾在兩彈性變形層(3)中間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的缸套密封結(jié)構(gòu)，其特征在于所述塑性變形層(5)在對應(yīng)缸套 的缸口 (21)處設(shè)置凸起的圓環(huán)帶。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的缸套密封結(jié)構(gòu)，其特征在于所述塑性變形層(5)由至少一對 壓緊厚度調(diào)節(jié)層(51、 52)構(gòu)成，所述壓緊厚度調(diào)節(jié)層(51、 52)在對應(yīng)缸套的缸口(21)處設(shè)置凸起的圓環(huán)帶，兩片壓緊厚度調(diào)節(jié)層(51、 52)對扣，在圓環(huán)帶處形成 空腔(53)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的缸套密封結(jié)構(gòu)，其特征在于所述彈性變形層(3)在對應(yīng)缸套 的缸口 (21)處設(shè)置凸紋。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的缸套密封結(jié)構(gòu)，其特征在于所述彈性變形層(3)由至少一對 對扣的凸筋層(31、 32)構(gòu)成，所述凸筋層(31、 32)在對應(yīng)缸套的缸口 (21)處設(shè) 有凸紋。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的缸套密封結(jié)構(gòu)，其特征在于所述塑性變形層(5)采 用低碳鋼材料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或4或5所述的缸套密封結(jié)構(gòu)，其特征在于所述彈性變形層(3)采 用不銹鋼材料。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種缸套密封結(jié)構(gòu)，在缸套的缸口(21)處設(shè)置兩彈性變形層(3)和一塑性變形層(5)，所述塑性變形層(5)夾在兩彈性變形層(3)中間。采用這樣的結(jié)構(gòu)后，密封性能更好，能應(yīng)用于活動式等缸套頂面不平的機(jī)體。
文檔編號F02F11/00GK201215044SQ20082005714
公開日2009年4月1日 申請日期2008年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月10日
發(fā)明者張海峰 申請人:上海汽車集團(tuán)股份有限公司;上海興盛密封墊有限公司