气缸盖密封及包括该密封的密封系统技术方案

气缸盖密封，其具有多个燃烧室开口(18、20、22、24)、流体通路开口(28)、螺钉孔(26)，以及至少第一功能层(12、14)和载体层(16)，其中所述功能层(12)具有燃烧室密封焊道(32)，该燃烧室密封焊道(32)围绕所述燃烧室开口，并且在所述燃烧室密封焊道(32)的远离所述燃烧室开口指向的那一侧，在距所述焊道的一定间隔处，具有至少一个流体密封焊道(34)，该流体密封焊道(34)构造为半焊道的形式并且具有第一焊道脚部(40)和第二焊道脚部(42)，所述第一焊道脚部(40)能够被压靠于所述载体层(16)，所述第二焊道脚部(42)与所述第一焊道脚部间隔开焊道宽度(B2)，并且其中，至少在与螺钉孔(26)相邻的一些区域中，所述载体层(16)在其指向所述第一功能层(12)的第一层那一侧上具有沿着所述第一焊道脚部(40)延伸的至少一个浅的凹陷部(50)，所述凹陷部具有这样的宽度(B3)，即：使得仅所述第一功能层(12)的条状区域位于所述凹陷部(50)上方，并且在所述半焊道(34)中，所述条状区域仅包含所述半焊道(34)的第一焊道脚部(40)且至多包含一半的焊道宽度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种气缸盖衬垫，其具有伸长的多层金属密封板，该密封板包括多个燃烧室开口、流体通路开口和用于气缸盖螺钉通过的螺钉孔、以及还有载体层和至少一个功能层，该功能层设置有围绕燃烧室开口的燃烧室密封焊道(bead)，并设置有至少一个流体密封焊道，该至少一个流体密封焊道形成为半焊道的形式并且在距所述焊道的一定间隔处布置在燃烧室密封焊道的远离燃烧室开口指向的那一侧上(在密封板的平面视图中)，并且该流体密封焊道还具有第一焊道脚部和第二焊道脚部，该第一焊道脚部将被压靠于载体层。
技术介绍
在这种类型的气缸盖衬垫的情形中，流体通路开口是用于冷却水和/或发动机油的贯通开口，并且功能层被密封领域的技术人员理解为金属板层，其中，具有弹性性能的焊道是压印的(功能层通常由弹簧钢板构成)，而载体层通常不需要任何弹性性能，基本上是平坦的，但是在适当时，其也能够在一个或多个点处轮廓化，并且具有比功能层大的材料厚度，并且形成流体密封焊道的半焊道在所有情形中是环形(endless)的并且封闭在自身上(在密封板的平面视图中)。在气缸盖衬垫的功能层中设置的密封焊道必须具有永久弹性性能，即，该类型的密封焊道的高度必须总是能够由于作用于所述密封焊道上的按压力而弹性地减少，使得当按压力减少时，焊道高度再次弹性地增加；这由于以下原因而是必需的，即：使得密封焊道能够以耐久的方式执行其密封功能：发动机部件(发动机体和气缸盖)，尤其是气缸盖，不能够被认为是绝对刚性的部件，并且气缸盖也仅在某些点处连接到发动机体，尤其是通过气缸盖螺钉连接到发动机体，使得作用于被夹紧在气缸盖和发动机体之间的气缸盖衬垫上的按压力被主要局部地引入气缸盖衬垫内(尤其是引入气缸盖螺钉所布置的区域)。因此，在没有任何特定措施的情况下，朝向气缸盖衬垫指向的组装好的气缸盖的密封面由于气缸盖的扭曲而不再平坦或者不再位于一个平面上，并且作用于气缸盖衬垫上的按压力随着距气缸盖螺钉的距离增加而减少，单独地由于此原因，将由气缸盖衬垫密封的发动机体和气缸盖之间的密封间隙因此不会到处具有相同的宽度或高度。在发动机运转期间，存在密封间隙的宽度的另外地局部动态变化，所述变化由在气缸中点燃的气体的循环地改变的气体压力引起，该气体压力局部地作用于气缸盖上，但是所述变化也由准静态密封间隙变化引起，该准静态密封间隙变化由于所述发动机部件受到彼此相对的热膨胀并且也受到局部不同的热膨胀的事实而引起。使得围绕燃烧室开口的燃烧室密封焊道在发动机组装期间或者在发动机运转期间不被气缸盖衬垫的功能层过度地平坦化，并且因此可能完全或部分地损失它们的弹性性能，或者可能甚至暴露于在发动机运转的过程期间在焊道区域中的功能层中出现的开裂的危险，通常在气缸盖衬垫中提供与燃烧室密封焊道相关联并且与这些焊道直接相邻布置的变形限制器(下面称为止档)。此外，气缸盖衬垫通常包括公知为腹地止档(backland stoppers)的那些，借助于该腹地止档，气缸盖扭曲将被抵消，并且该腹地止档(在气缸盖衬垫的平面视图中)布置在燃烧室密封焊道的远离燃烧室开口指向的那一侧上且在距所述焊道的一定间隔处，特别是在用于多气缸发动机的气缸盖衬垫的纵向端部区域中。因为在气缸盖衬垫安装以后，功能层的被按压的密封焊道必须施加相当大的恢复力以便能够确保在发动机运转期间足够的密封，密封焊道尝试局部地加宽在焊道区域中的气缸盖和发动机体之间的密封间隙；该趋势特别是在气缸盖衬垫的有多个密封焊道相邻地彼此延伸(在气缸盖衬垫的平面视图中)的那些区域中存在，特别是在气缸盖螺钉的附近通常就是这样，在那里，密封和/或支撑焊道通常直接相邻地彼此延伸，特别是用于冷却水的流体密封焊道和用于发动机油的流体密封焊道。因为如已经提到的，用于夹紧气缸盖、发动机体和气缸盖衬垫的力尤其是通过气缸盖螺钉而仅局部地引入到密封系统，所以由于尚要讨论的原因，所寻求的是：当所述气缸盖螺钉被紧固时，气缸盖衬垫的层和发动机体在发动机组装的过程期间在气缸盖螺钉的区域中“全体”被按压，即，寻求的是：气缸盖衬垫的层且还有气缸盖和发动机体的指向那些层的密封面在没有在气缸盖螺钉的区域中的间隙的情况下彼此压靠，且气缸盖衬垫在那里被压平。然而，在现代发动机中，存在以下情况，其中，由气缸盖螺钉施加的力不足以能够在与气缸盖螺钉直接相邻的所有区域中全体拉动气缸盖，并且因此，在这些区域中，在气缸盖和气缸盖衬垫之间留有小的间隙，但是可能地也在气缸盖衬垫和发动机体之间留有小的间隙，并且因此，气缸盖衬垫且特别是气缸盖在那里未彼此抵靠压平。这能够在发动机运转期间导致在密封间隙宽度的时间内波动的增加和气缸盖和发动机体之间相对更大的相对移动(所谓的在密封间隙平面中的滑动移动)，从而可能地导致在功能层中的其焊道区域中开裂形成的危险和在彼此相对密封的密封系统的区域处增加的磨损。在某些螺钉区域中，气缸盖和发动机体之间气缸盖衬垫的期望的平坦按压不能利用气缸盖螺钉实现的原因如下(单独地或组合地)：抵消螺钉力的密封焊道的恢复力，特别是当气缸盖衬垫具有在气缸盖螺钉的附近的多个密封焊道时—这特别是当气缸盖在气缸盖螺钉的附近也由燃烧室密封焊道(已知为燃烧室止档)支撑时的情形。如果除燃烧室止档之外，气缸盖衬垫也具有支撑气缸盖的腹地止档，则在某些螺钉区域中存在的密封焊道以及燃烧室止档和腹地止档抵消在所述区域中的气缸盖和发动机体之间的气缸盖衬垫的平坦按压。能够设想通过借助于合适的焊道设计来减少密封焊道、特别是流体密封焊道或多个流体密封焊道的弹簧力而实现在前述螺钉区域中的气缸盖和发动机体之间的气缸盖衬垫的平坦按压；然而，这通常将自身排除，这是因为由于在发动机运转期间不可避免的密封间隙的上述的动态和准静态膨胀，所以相对较高的焊道力是必要的，使得密封焊道或多个密封焊道能够总是可靠地执行其密封功能(由于生产相关的原因，通常不推荐通过在所述焊道的产生期间改变沿着焊道的高度而仅在螺钉区域中减少焊道力)。以下应指出：当组装气缸盖时，一旦气缸盖螺钉已经被正确地紧固，则气缸盖衬垫被最高的螺钉力(即按压力)作用，然而，这些力在发动机第一次启动之后是显著较低的(例如当发动机变热时低约15％并且当发动机变冷时低约20％至35％)，更具体地是由于当发动机第一次启动时在发动机部件上的固定过程和气缸盖螺钉的一定程度的伸长。这必须在组装气缸盖时通过相应地较高的螺钉力来考虑，使得密封焊道能够在发动机运转期间以持续的方式执行其密封功能；由于在气缸盖的组装期间施加的这些较高的螺钉力，流体密封焊道然而比在发动机运转期间的情形被先前变形(平坦化)到更大的程度，并且已经发现：由于密封焊道的该较强的平坦化，其耐久性被降低。尽管这能够通过给气缸盖衬垫提供腹地止档而被抵消，以便限制在气缸盖的组装期间流体密封焊道的平坦化，但是腹地止档增加了气缸盖衬垫的生产成本，并且尤其是在现代发动机中，由于空间原因，在气缸盖衬垫中的所述止档将被需要的那些位置容纳腹地止档以便防止在气缸盖的组装期间流体密封焊道的过度平坦化通常是有问题的或甚至不可能的。最后，也参考以下情况：如从前述清楚的是，在没有流体密封焊道的高度轮廓化(profiling)(这是有问题的)的情况下，在提到的螺钉区域中存在不必要高的或甚至不利的过量的焊道力，本文档来自技高网...

【技术保护点】
气缸盖衬垫，所述气缸盖衬垫具有伸长的多层金属密封板，所述密封板包括多个燃烧室开口、流体通路开口和用于气缸盖螺钉通过的螺钉孔、以及至少第一功能层，且还有载体层，其中所述功能层设置有燃烧室密封焊道，所述燃烧室密封焊道围绕所述燃烧室开口，并且在所述燃烧室密封焊道的远离所述燃烧室开口指向的那一侧，在距所述焊道的一定间隔处，所述功能层设置有至少一个流体密封焊道，所述流体密封焊道形成为半焊道并且还具有第一焊道脚部和第二焊道脚部，所述第一焊道脚部将被压靠于所述载体层，所述第二焊道脚部与所述第一焊道脚部间隔开焊道宽度，并且其中，所述载体层在其指向所述第一功能层的第一层那一侧上至少在与螺钉孔相邻的所述密封板的一些区域中具有沿着所述第一焊道脚部延伸的至少一个伸长的且浅的凹陷部，所述凹陷部具有这样的宽度，即：使得仅所述第一功能层的条状区域位于所述凹陷部上方，所述条状区域仅包含所述半焊道的所述第一焊道脚部且至多包含一半的所述焊道宽度，但不包含所述第二焊道脚部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.28 DE 102014100948.71.气缸盖衬垫，所述气缸盖衬垫具有伸长的多层金属密封板，所述密封板包括多个燃烧室开口、流体通路开口和用于气缸盖螺钉通过的螺钉孔、以及至少第一功能层，且还有载体层，其中所述功能层设置有燃烧室密封焊道，所述燃烧室密封焊道围绕所述燃烧室开口，并且在所述燃烧室密封焊道的远离所述燃烧室开口指向的那一侧，在距所述焊道的一定间隔处，所述功能层设置有至少一个流体密封焊道，所述流体密封焊道形成为半焊道并且还具有第一焊道脚部和第二焊道脚部，所述第一焊道脚部将被压靠于所述载体层，所述第二焊道脚部与所述第一焊道脚部间隔开焊道宽度，并且其中，所述载体层在其指向所述第一功能层的第一层那一侧上至少在与螺钉孔相邻的所述密封板的一些区域中具有沿着所述第一焊道脚部延伸的至少一个伸长的且浅的凹陷部，所述凹陷部具有这样的宽度，即：使得仅所述第一功能层的条状区域位于所述凹陷部上方，所述条状区域仅包含所述半焊道的所述第一焊道脚部且至多包含一半的所述焊道宽度，但不包含所述第二焊道脚部。2.根据权利要求1所述的气缸盖衬垫，其中所述凹陷部在所述第一焊道脚部的整个长度上延伸。3.根据权利要求1或2所述的气缸盖衬垫，其中在所述密封板的平面视图中，所述第一焊道脚部位于所述凹陷部的纵向中心区域上方。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的气缸盖衬垫，其中沿着所述凹陷部平均，所述凹陷部的与所述第一焊道脚部相对的区域的深度近似地等于未按压的所述半焊道的高度的4％至30％，优选地等于未按压的所述半焊道的高度的10％至25％。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的气缸盖衬垫，其中未按压的所述半焊道的高度为150μm至250μm，优选地是180μm至220μm。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的气缸盖衬垫，其中沿着所述凹陷部平均，所述凹陷部的与所述第一焊道脚部相对的区域的深度近似地为10μm至60μm，优选地是10μm至35μm。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的气缸盖衬垫，其中所述凹陷部是所述载体层中的压痕。8.根据权利要求7所述的气缸盖衬垫，其中在所述载体层的指向所述第一功能层的第一层那一侧上，在所述凹陷部的两侧上，所述载体层具有沿着所述凹陷部延伸的隆起，所述隆起在第一层那一侧上突起。9....

【专利技术属性】
技术研发人员：马蒂亚斯·布劳恩，
申请(专利权)人：爱尔铃克铃尔股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE