气缸垫及设置有所述气缸垫的发动机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种气缸垫和设置有该气缸垫的发动机。所述气缸垫包括本体结构，所述本体结构包括若干个用于密封或连接的部位，其中各个部位的周围设置自所述本体结构表面凸起的全凸筋和半凸筋中的一者，在所述全凸筋上设置有具有第一非金属材料的第一涂层，而在所述半凸筋上设置有具有第二非金属材料的第二涂层，其中所述第一涂层的第一非金属材料不同于所述第二涂层的第二非金属材料。本实用新型专利技术与已有的结构相比，在发动机运行过程中使得不同硬度的非金属涂层更好的起到微密封、耐磨、防挤出等作用，这样发动机的密封效果更好、使用寿命更长，极大地提高了发动机的可靠性和耐久性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种气缸垫和设置有所述气缸垫的发动机。
技术介绍
气缸垫是发动机中的重要零部件，也是功能最多的密封件。发动机缸体和缸盖之间有高温冷却液、高温高压油、燃烧室的高压高温燃烧这一系列恶劣的环境，而气缸垫在其中起到密封这三种性质截然不同的流体的多功能特性。同时，发动机在运行过程中，缸体和缸盖之间会有不同程度的横向位移和纵向位移，纵向位移量就是缸盖提升量。再做气缸垫的结构设计时，缸盖提升量决定了功能层的数量，而缸体和缸盖之间的横向位移对于垫片的密封和耐久性提出了极大的挑战。经过发动机整机运动工况的CAE模拟分析发现，缸体和缸盖之间的各处横向位移量是不同的，其中冷却液孔、高压油孔、回油孔处的位移量比较大，燃烧孔的位移量相对较小，这一方面是由缸盖螺栓的夹紧力分布导致，另一方面还和气缸垫的凸筋设置有关，燃烧孔周围布置的凸筋为圆弧形的全筋，其余孔的周围布置的均为半筋，并且全筋的高度大于半筋的高度。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种密封效果更好的气缸垫。本技术涉及的气缸垫包括本体结构，所述本体结构包括若干个用于密封或连接的部位，其中各个部位的周围设置自所述本体结构表面凸起的全凸筋和半凸筋中的一者，在所述全凸筋上设置有具有第一非金属材料的第一涂层，而在所述半凸筋上设置有具有第二非金属材料的第二涂层，其中所述第一涂层的第一非金属材料不同于所述第二涂层的第二非金属材料。可选地，在上述气缸垫结构中，所述第一涂层的第一非金属材料的硬度低于所述第二涂层的第二非金属材料的硬度。可选地，在上述气缸垫结构中，所述部位至少包括燃烧室密封部位和其他部位，所述燃烧室密封部位为燃烧室孔，所述燃烧室孔的周围设置圆弧形的全凸筋。可选地，在上述气缸垫结构中，所述其他部位为高压油孔、螺栓孔、回油孔、定位孔和冷却液孔中的一种或多种组合，所述高压油孔、螺栓孔、回油孔、定位孔和冷却液孔的周围分别设置半弧形的半凸筋。可选地，在上述气缸垫结构中，所述第一涂层的第一非金属材料、所述第二涂层的第二非金属材料均包括以氟橡胶为基底的基底材料和另外的耐磨填料，所述耐磨填料包括石墨、炭黑、二硫化钼、微米铜粉、纳米铜粉中的一种或多种组合，所述第一非金属材料、第二非金属材料的耐磨填料含量不相同。可选地，在上述气缸垫结构中，所述第一涂层的第一非金属材料、所述第二涂层的第二非金属材料均包括以氟橡胶为基底的基底材料，其中所述第一非金属材料和第二非金属材料的氟橡胶的分子量和交联点不相同。可选地，在上述气缸垫结构中，在所述第一涂层、第二涂层上以及除第一涂层和第二涂层的其他所述气缸垫表面上设置具有防粘材料的第三涂层。可选地，在上述气缸垫结构中，所述防粘材料为石蜡。本技术还涉及一种设置有上述气缸垫的发动机。 本技术可同时提高涂层的耐磨性和凸筋的耐久性。气缸垫上下表面的非金属涂层主要起到微密封和减摩的作用，随着发动机长时间的运行和工作，其表面涂层会被缸体缸盖之间的横向位移加剧磨损，从而造成发动机的泄漏。本技术采用在气缸垫的表面涂覆硬度不同的涂层。对于气缸垫的不同位置，硬度较高的涂层设置在高压油孔、螺栓孔、回油孔、定位孔、和冷却液孔周围的半圆弧形密封凸筋上，硬度较低的涂层设置在燃烧室孔周围的圆弧形密封凸筋上。非金属材料的基体材料由氟橡胶组成，可通过改变涂料中的石墨、炭黑、二硫化钼、微米铜粉、纳米铜粉等耐磨性不同的添加剂的含量来改变硬度，也可通过改变氟橡胶的分子量和交联点来改变涂料的硬度。一般认为，硬度较高的涂层的耐磨性比较好，但随着硬度的提高会降低缸垫的凸筋耐久性；硬度较低的涂层的耐磨性不及上者，但不会降低凸筋的耐久性。由于本技术涉及的气缸垫采用多种硬度不一的涂层设置在所有的半凸筋和全凸筋上，这就使涂层的耐磨性和缸垫的凸筋耐久性同时提高。通过以下参考附图的详细说明，本技术的其他方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本技术的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，附图仅仅意图概念地说明此处描述的结构和流程，除非另外指出，不必要依比例绘制附图。附图说明结合附图参阅以下具体实施方式的详细说明，将更加充分地理解本技术，附图中同样的参考附图标记始终指代视图中同样的元件。其中：图1为本技术涉及的气缸垫的结构示意图。具体实施方式为帮助本领域的技术人员能够确切地理解本技术要求保护的主题，下面结合附图详细描述本技术的具体实施方式。参见图1，为本技术涉及的气缸垫的结构示意图。该气缸垫包括本体结构，本体结构包括若干个用于密封或连接的部位。这些部位可被分为燃烧室密封部位和其他部位，其中燃烧室密封部位主要是为有效密封燃气而构成的，具体为设于本体结构中央的四个燃烧室孔6；其他部位包括有效密封冷却液和油的部位，以及连接气缸体和气缸盖的部位，具体说前者包括高压油孔1、回油孔3、和冷却液孔5，后者包括螺栓孔2、和定位孔4。由图可知，在本实施例中，冷却液孔5沿各燃烧室孔6的外圆布置，而高压油孔1、螺栓孔2、回油孔3和定位孔4沿气缸垫的边缘布置。应理解的是，气缸垫的结构不限于上述实施例，可以有其他的相对于燃烧室孔6的水孔以及油孔的布置方式。在每个孔、即每个部位的周围都布置着自本体结构表面凸起的全凸筋或半凸筋（或者称全筋或半筋）。全凸筋为大致圆弧形断面的凸起，半凸筋为斜梯形断面，大致为半弧形。燃烧室孔6的周围布置的是全凸筋，而其他孔、即高压油孔1、回油孔3、定位孔4、冷却液孔5的周围布置的是半凸筋。在全凸筋上设置有具有第一非金属材料的第一涂层，而在半凸筋上设置有具有第二非金属材料的第二涂层，这是两种不同材料的涂层。其中第一涂层的第一非金属材料的硬度低于所述第二涂层的第二非金属材料的硬度。也就是说，在燃烧室孔6周围（半凸筋上）设置的第二涂层具有较高的硬度，而在高压油孔1、螺栓孔2、回油孔3、定位孔4或冷却液孔5周围（全凸筋上）设置的第一涂层具有较低的硬度。对应于不同部位/孔的位移量及不同的螺栓夹紧力，可以在单块气缸垫的全凸筋及半凸筋上设置多种硬度不一的涂层以满足上述需求。设计在半凸筋上的涂层可以不止一种非金属材料，还可以有第三非金属材料、第四非金属材料设置在不同孔的半凸筋上，但相对而言，设于半凸筋上的涂层的硬度要比全凸筋上的涂层的硬度高。第一涂层的第一非金属材料、第二涂层的第二非金属材料均包括以氟橡胶为基底的基底材料和另外的耐磨填料（或称为添加剂），该耐磨填料包括石墨、炭黑、二硫化钼、微米铜粉、纳米铜粉中的一种或多种组合。不同种类的耐磨填料添加入基底材料中，使得第一非金属材料、第二非金属材料的添加剂含量不相同，因此不同含量的添加剂影响了非金属材料涂层的硬度。或者，第一非金属材料和第二非金属材料的氟橡胶的分子量和交联点不相同也能影响材料涂层的硬度。另外，在第一涂层、第二涂层上以及除第一涂层和第二涂层的其他气缸垫表面上设置具有防粘材料的第三涂层。该防粘材料为石蜡。本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
气缸垫，其包括本体结构，所述本体结构包括若干个用于密封或连接的部位，其中各个部位的周围设置自所述本体结构表面凸起的全凸筋和半凸筋中的一者，其特征是：在所述全凸筋上设置有具有第一非金属材料的第一涂层，而在所述半凸筋上设置有具有第二非金属材料的第二涂层，其中所述第一涂层的第一非金属材料不同于所述第二涂层的第二非金属材料。

【技术特征摘要】
1.气缸垫，其包括本体结构，所述本体结构包括若干个用于密封或连接的部位，其中各个部位的周围设置自所述本体结构表面凸起的全凸筋和半凸筋中的一者，其特征是：在所述全凸筋上设置有具有第一非金属材料的第一涂层，而在所述半凸筋上设置有具有第二非金属材料的第二涂层，其中所述第一涂层的第一非金属材料不同于所述第二涂层的第二非金属材料。
2.根据权利要求1所述的气缸垫，其特征是：所述第一涂层的第一非金属材料的硬度低于所述第二涂层的第二非金属材料的硬度。
3.根据权利要求1或2所述的气缸垫，其特征是：所述部位至少包括燃烧室密封部位和其他部位，所述燃烧室密封部位为燃烧室孔，所述燃烧室孔的周围设置圆弧形的全凸筋。
4.根据权利要求3所述的气缸垫，其特征是：所述其他部位为高压油孔、螺栓孔、回油孔、定位孔和冷却液孔中的一种或多种组合，所述高压油孔、螺栓孔、回油孔、定位孔和冷却液孔的周围分别设置半弧形的半凸筋。...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡斌，许昆朋，尹建民，
申请(专利权)人：上海通用汽车有限公司，泛亚汽车技术中心有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31