气缸衬套密封装置及其设置方法制造方法及图纸

一种用于内燃发动机的气缸衬套密封装置，气缸衬套密封装置包括具有气缸孔的气缸体、气缸盖、位于每个气缸孔内的气缸衬套和形成在气缸衬套的上部表面和外部表面中的圆周切口。圆形密封环定位在圆周切口中，其中密封环至少接触气缸体和气缸衬套，以便在其间形成冷却剂密封。密封环包括至少形成在密封环的外周面上的密封增强结构，该密封增强结构包括“D”形环密封件的弧形部分或者多个周向延伸的肋部中的至少一个。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及一种内燃发动机的气缸衬套密封件。更具体地，本专利技术涉及一种压装就位且容易保持的气缸衬套密封件，用于防止冷却剂穿过气缸体和气缸衬套之间的连接部，并且本专利技术还涉及设置和替换这种密封件的方法。专利技术背景在设计内燃发动机时将可替换的气缸衬套包含在内，为这种发动机的制造和其使用者提供了众多优点。除了其明显优势（在彻底检修发动机的过程中替换该气缸衬套而无需替换整个气缸体）之外，气缸衬套消除了在制造或使用过程中，由于气缸的内侧表面被不当地加工或者损坏而废弃整个气缸体的必要性。尽管有这种和其他优势，在可替换的气缸衬套（如例如发动机制造之前所使用的各种各样的气缸衬套设计）的使用中出现很多问题。此外，密封件在许多柴油发动机平台中是很普遍的，并且经常希望或是需要发动机内的流体与环境之间的分离。尤其是针对在气缸衬套内的燃烧气体和围绕气缸衬套的冷却剂之间的情况。在传统的气缸衬套构造中，燃烧气体密封件设置用于防止燃烧气体从气缸衬套和气缸盖之间的燃烧室通过。如果密封失效，则燃烧气体可能与围绕气缸衬套的冷却剂护套的冷却剂混合。在授予Stamper并且转让给本专利技术的受让人的美国专利No.6036194中阐述了这种类型的燃烧气体密封件，其用于提供气缸衬套顶面和气缸盖之间的燃烧气体密封。目前，湿式气缸衬套和干式气缸衬套两者均包含中间止挡装置或者顶部止挡，在中间止挡装置中的情况下，气缸衬套基本上沿气缸衬套的长度被支撑在气缸体中间位置处，在顶部止挡情况下，其中气缸衬套围绕其上周面被支撑。美国专利No.3403661公开了一种用于发动机气缸体中的汽缸套设计，该气缸体具有沉孔气缸腔，其中衬套包括径向向外延伸的凸缘，设计用于被安置在沉孔中，从而使得衬套可以容易地被发动机气缸盖夹紧到位。为了设置用于围绕衬套的冷却剂流动，在发动机气缸体和衬套的与顶部凸缘间隔开的下部之间设置有密封件。由于振动和热引起的衬套尺寸变化，在密封区域中发生相对运动，这种类型的相对运动可能会破坏传统已知的密封。在工业中已知采用机械装置来获得气缸衬套和气缸体之间的密封，从而防止冷却剂穿过气缸体和气缸衬套之间的连接部。在授予Baugh等人并且转让给本专利技术的受让人的美国专利No.4244330中阐述了一种这样的方法。其中，内燃发动机的气缸衬套包括空心体，该空心体具有压装的上端部和位于衬套端部中间的止挡件，用于接合发动机缸体衬套止挡件，以便为冷却剂通道提供上部和底部密封。形成与压装的上端部邻接的衬套的外侧面和止挡件，以允许在衬套和发动机缸体之间使用可设定的塑料材料，从而辅助冷却剂密封的形成并且提供气缸衬套的径向支撑。类似地，美国专利No.5979374提供了一种用于内燃发动机的气缸体内的气缸腔的可替换的气缸衬套，该气缸衬套具有在气缸腔内定位在活塞的行进范围的中间点处的衬套止挡件，该活塞布置成用于在气缸腔内进行往复运动。该衬套包括空心圆柱体，该空心圆柱体具有内端部和外端部，其中外端部具有与活塞接合的内表面，该与活塞接合的内表面用于在行进过程中引导活塞，并且该外端部还具有顶端面，该顶端面用于借助发动机盖形成燃烧气体密封。衬套还包括一个机构，该机构用于加强衬套并在气缸腔内将衬套固定到位，用于抵抗由于在外端部内的燃料燃烧引起的变形力，并且还用于在压制于其中时，以压缩和摩擦的方式接合气缸腔的内表面。加强和固定机构包括与外端部的外端相邻的端部凸台，这种端部凸台的外径比供端部凸台压装在其中的气缸腔的相应部分的内径略大。可替换的衬套还包括用于在气缸腔内轴向支撑中空圆柱体的衬套支撑部，衬套支撑部包括衬套止挡件，该衬套止挡件在衬套被放置在气缸腔内时，与用于接合衬套止挡件的表面接合。端部凸台位于衬套的外端部的最外端处，该端部凸台形成在衬套的外表面上，用于加强，并且主要用于以摩擦的方式接合气缸腔的内表面以形成冷却剂密封，并且用于抵抗由于中空气缸体内的燃料燃烧引起的变形力。特别是，端部凸台防止气缸衬套的外端部的径向移动，同时通过形成与衬套容纳腔的内表面的径向压接配合（通过在压接时以压缩和摩擦的方式接合该腔体的内表面来形成）允许外端部在衬套容纳腔内的受限的轴向运动。在端部凸台的外表面中形成有用于容纳一个或多个O形环类型的密封构件的一个或多个凹部，该密封构件在端部凸台和相邻的气缸体之间提供了冷却剂密封。在全面检修发动机的情况下进行常规保养的过程中，为了替换一个或多个O形环类型的密封构件，需要移除每个气缸衬套以对O形环密封进行操作。
技术实现思路
本公开提供了一种用于内燃发动机的气缸衬套密封装置，气缸衬套密封装置包括具有气缸孔的气缸体、气缸盖、位于每个气缸孔内的气缸衬套和形成在气缸衬套的上表面和外表面中的圆周切口。圆形密封环定位在圆周切口中，其中密封环至少接触气缸体和气缸衬套以在气缸体和气缸衬套之间形成冷却剂密封。密封环包括至少形成在密封环的外周面上的密封增强结构。圆周切口包括形成在气缸衬套的圆柱形上部外表面中的第一侧壁和径向延伸的底壁，该底壁从第一侧壁朝向气缸体延伸，同时气缸孔的上部内表面形成圆周切口的第二侧壁。替换气缸衬套密封件包括：在保持气缸衬套在相应的气缸孔内的位置的同时移除气缸盖；在保持气缸衬套在气缸孔内的位置的同时从形成在气缸衬套中的圆周切口内移除上部衬套密封件；在继续保持气缸衬套在气缸孔内的位置的同时将替换的密封环定位在圆周切口中；随后替换气缸盖并将其固定在发动机的气缸体上。在保持气缸衬套在相应的气缸孔内的位置的同时将替换的密封环定位在圆周切口中时，需要确定替换的气缸衬套密封件与第一侧壁和第二侧壁的接触。在一种实施方式中，气缸衬套密封件是“D”形环密封件，并且密封加强结构包括“D”形环密封件的形成该“D”形环密封件的外周面的弧形部分。“D”形环密封件的弧形部分定位成与气缸体接触，并且“D”形环密封件的相对的表面定位成与所述气缸衬套接触。在另一实施方式中，气缸衬套密封件包括至少形成在气缸衬套密封件的外周面上的多个周向延伸的肋部。多个肋部定位成与圆周切口的第二侧壁接触。气缸衬套密封件由弹性体材料形成，尤其是由耐高温抗冷却剂材料形成。适合于该目的的材料包括，但不限于，四氟乙烯丙烯和过氧化物固化的氟碳化合物（peroxide cured fluorocarbon）。此外，气缸衬套密封件可以包括由弹性体材料封装并且结合至弹性体材料的金属芯。附图描述图1是包括冷却剂密封件的发动机盖组件的剖视图；图2仅示出了上部衬套密封件；图3是沿图2的剖切线III-II本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于内燃发动机的气缸衬套密封装置，所述气缸衬套密封装置包括：气缸体，该气缸体具有至少一个气缸孔；气缸盖，所述气缸盖刚性附接至所述气缸体；气缸衬套，该气缸衬套位于形成在所述气缸体中的所述至少一个气缸孔中，所述气缸衬套具有大致圆柱形的上部外表面和大致平面状的顶面；圆周切口，该圆周切口形成在所述气缸衬套的所述大致圆柱形的上部外表面和所述大致平面状的顶面中；以及上部衬套密封件，该上部衬套密封件定位在所述圆周切口中；其中所述上部衬套密封件至少与所述气缸体和所述气缸衬套接触，以在所述气缸体和所述气缸衬套之间形成冷却剂密封。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.08.03 US 13/197,1971.一种用于内燃发动机的气缸衬套密封装置，所述气缸衬套密封装置包括：
气缸体，该气缸体具有至少一个气缸孔；
气缸盖，所述气缸盖刚性附接至所述气缸体；
气缸衬套，该气缸衬套位于形成在所述气缸体中的所述至少一个气缸孔中，所述
气缸衬套具有大致圆柱形的上部外表面和大致平面状的顶面；
圆周切口，该圆周切口形成在所述气缸衬套的所述大致圆柱形的上部外表面和所
述大致平面状的顶面中；以及
上部衬套密封件，该上部衬套密封件定位在所述圆周切口中；
其中所述上部衬套密封件至少与所述气缸体和所述气缸衬套接触，以在所述气缸
体和所述气缸衬套之间形成冷却剂密封。
2.根据权利要求1所述的气缸衬套密封装置，其中所述圆周切口包括形成在所
述气缸衬套的所述圆柱形上部外表面中的第一侧壁和从所述第一侧壁朝向所述气缸
体延伸的径向延伸的底壁。
3.根据权利要求2所述的气缸衬套密封装置，其中所述至少一个气缸孔的上部
内表面形成所述圆周切口的第二侧壁。
4.根据权利要求3所述的气缸衬套密封装置，其中所述第一侧壁的上部和所述
第二侧壁是倾斜的。
5.根据权利要求3所述的气缸衬套密封装置，其中所述上部衬套密封件由弹性
体材料制成。
6.根据权利要求3所述的气缸衬套密封装置，其中所述上部衬套密封件由耐高
温抗冷却剂的弹性体材料制成。
7.根据权利要求3所述的气缸衬套密封装置，其中所述上部衬套密封件由四氟
乙烯-丙烯和过氧化物固化的氟碳化合物中的至少一种形成。
8.根据权利要求4所述的气缸衬套密封装置，其中所述上部衬套密封件是“D”
形环密封件，所述“D”形环密封件的弧形部分形成该“D”形环密封件的外周面。
9.根据权利要求7所述的气缸衬套密封装置，其中所述“D”形环密封件的所述弯
曲部分被定位成与所述气缸体接触，并且所述“D”形环密封件的相对的表面被定位成

\t与所述气缸衬套接触。
10.根据权利要求5所述的气缸衬套密封装置，该气缸衬套密封装置还包括至少
形成在所述上部衬套密封件的外周面中的多个周向延伸的肋部。
11.根据权利要求9所述的气缸衬套密封装置，该气缸衬套密封装置还包括形成
在所述上部衬套密封件的内周面中的多个周向延伸的肋部。
12.根据权利要求10所述的气缸衬套密封装置，其中所述上部衬套密封件包括
由所述弹性体材料封装并且结合至所述弹性体材料的金属芯。
13.一种在内燃发动机中替换气缸衬套...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·沃辛顿，T·M·肖，D·P·詹特尔，D·E·理查森，I·W·麦吉芬，M·G·吕曼，K·A·甘特，
申请(专利权)人：康明斯知识产权公司，
类型：发明
国别省市：美国;US