用于内燃发动机的维修垫片和方法技术

本发明专利技术涉及一种用于内燃发动机的维修垫片和方法。维修垫片包括一件式层压体部，该一件式层压体部具有可定位在发动机缸盖与发动机缸体之间的多个低压密封件和可定位在所述发动机缸盖与突出的气缸衬套的密封面之间的高压燃烧密封件。所述一件式层压体部还包括从外周延伸至内周的多个遍布的基层，和位于内径向区域外部的至少一个非遍布的维修层，以使得所述维修垫片具有对在维修所述内燃发动机期间增加的所述气缸衬套的密封面的突出距离进行补偿的向外逐渐增加的厚度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及一种用于在内燃发动机中的发动机缸盖和发动机机体之间密封的垫片，且更具体地涉及一种构造成对在维修期间从发动机缸体的顶面除去材料进行补偿的维修垫片。
技术介绍
各种各样的策略用于在内燃发动机中的构件之间密封。用于在发动机缸盖与发动机缸体之间的流体传送通路周围密封并用于在缸体内的气缸周围形成燃烧密封的垫片的使用在本领域中早就是已知的。已知将这两种密封功能结合到单个部件中的设计，以及分离多个构件之间的密封功能的设计。某些垫片是复合的并提供与多个气缸相关的全部所需密封件，而其它垫片专用于发动机中的仅一个气缸。在压燃式发动机的高压环境中，可能特别希望这些构件的可靠设计，并且本领域的技术人员将熟悉缸盖垫片失效的负面影响(downside)。授予McDowell的美国专利No. 4, 351, 534针对一种耐磨防腐蚀垫片组件。McDowell提出在垫片中使用弹性体材料来减少发动机缸盖与发动机缸体之间的剪切移动引起的磨损和腐蚀。虽然McDowell可执行其预期功能,但存在改进的余地。除获得充分可靠和有效的密封件的挑战外，另一个挑战是发动机之间尤其有关于尺寸的变化。虽然能预期大部分发动机是按特定相当紧密的规格制造的，但随着时间推移，发动机的维修能导致上述密封功能中所包括的构件的大小和形状的偏离。当发动机被送修时，发动机缸盖和发动机缸体中的缺陷和/或损伤可能已由于相对苛刻的运转条件和长时间使用而产生。在修理这些缺陷等时，发动机构件的尺寸可能不同于针对新发动机中的特定功能而设计的规格。典型示例涉及在发动机缸体的顶面和缸盖面中除去所嵌埋的密封压条(bead)材料。通常使用比较高的夹持载荷来附装发动机缸盖和发动机缸体，其中一个或多个垫片定位在二者之间。夹持载荷和其它条件能将密封压条的材料例如少量金属嵌埋在顶面的材料中。因此，当发动机缸盖与发动机缸体分离以进行重建、改造、日常维修或修复一些问题时，发动机缸体中的缺陷等通常很明显。一种处理这一问题的不稳妥的方式是简单地安装新垫片并忽略缸体中的瑕疵。这一方法存在的一个问题是缺陷等可能危害垫片性能，从而导致密封件失效或过早老化。在其它情形中，技术人员可从顶面刮削(skim-cut)掉或以其它方式加工掉材料，以除去所嵌埋的材料或其它不希望的特征结构，然后堆积(build up)发动机缸体的材料，并将其再次机加工以恢复发动机缸体的规格。这种加工掉缺陷、增加材料然后再次将其机加工的技术显然相当耗费劳动力。
技术实现思路
在一个方面,提供了一种用于在内燃发动机中被夹持在发动机机体上的发动机缸盖和发动机机体之间密封的维修垫片，其中所述发动机机体包括具有顶面的发动机缸体，所述顶面在维修期间被机加工，以使得从所述顶面至突出的气缸衬套的密封面的距离从对标准垫片的多个密封件之间在所述发动机缸盖与所述发动机机体之间分配夹持载荷指定的距离增大。所述维修垫片包括一件式层压体部，所述层压体部具有外周、限定具有中心轴线的气缸开口的内周、邻接所述外周的外径向区域、和邻接所述内周的内径向区域。所述外径向区域限定多个螺接孔/螺栓连接孔和多个流体传送孔，并且包括围绕多个流体传送孔延伸并可定位在所述发动机缸盖与所述发动机缸体的所述顶面之间的多个低压密封件。所述内径向区域包括在所述气缸开口周围延伸并可定位在所述发动机缸盖与所述气缸衬套密封面之间的高压燃烧密封件。所述一件式层压体部还包括位于所述外径向区域和内径向区域两者内的多个遍布的基层，和位于所述外径向区域内的至少一个非遍布的维修层，以使得所述一件式层压体部具有构造成补偿在分配所述夹持载荷时所述增大的距离的向外逐渐增加的厚度。在另一个方面,一种用于在内燃发动机中被夹持在发动机机体上的发动机缸盖和所述发动机机体之间密封的维修垫片包括一件式层压体部，所述层压体部具有外周、限定具有中心轴线的气缸开口的内周、邻接所述外周的外径向区域、和邻接所述内周的内径向区域。所述外径向区域限定多个螺接孔和多个流体传送孔，并且包括在所述多个流体传送孔周围延伸并可定位在所述发动机缸盖与所述发动机机体的发动机缸体的顶面之间的多个低压密封件。所述内径向区域包括在所述气缸开口周围延伸并且可定位在所述发动机缸盖与从所述顶面突出的气缸衬套的密封面之间的高压燃烧密封件。所述一件式层压体部还包括从所述外周延伸至所述内周的多个遍布的基层，和位于所述内径向区域外部的至少一个非遍布的维修层，以使得所述维修垫片具有对在所述内燃发动机的维修期间增加的所述密封面的突出距离进行补偿的向外逐渐增加的厚度。在又一个方面，一种准备内燃发动机以便进行维修的方法包括接收发动机机体，所述发动机机体包括具有顶面的发动机缸体，所述顶面被机加工，使得从所述顶面至突出的气缸衬套的密封面的距离从针对通过标准垫片在所述发动机缸盖与所述发动机机体之间分配夹持载荷指定的距离增大。所述方法还包括将包括一件式层压体部的维修垫片安装在所述发动机缸盖与所述发动机机体之间一所述层压体部具有高压燃烧密封件和多个流体传送密封件，以及经由延伸穿过形成在所述维修垫片中的多个螺接孔的多个螺栓将所述发动机缸盖夹持在所述发动机机体上。所述方法还包括通过所述维修垫片在所述发动机缸盖与所述发动机机体之间分配夹持载荷，以使得所述垫片的向外逐渐增加的厚度补偿所述增大的距离。附图说明图1是根据一个实施例的内燃发动机的剖面侧视概略图；图2是适合用于图1的发动机中的维修垫片的顶视图；图3是沿着图2的线3-3截取的剖视图；图4是沿着图2的线4-4截取的剖视图；图5是沿着图2的线5-5截取的剖视图；图6是图1的发动机的一部分的扩大视图；以及图7是穿过根据另一个实施例的维修垫片的一部分的剖视图。具体实施例方式参照图1，示出了根据一个实施例的内燃发动机10。内燃发动机10可包括直喷压燃式柴油发动机。然而，可以设想替代选择，诸如火花点火式发动机，包括天然气发动机、端口喷射式发动机和其它发动机。发动机10可包括发动机缸盖12和发动机机体14。发动机缸盖12可包括复合发动机缸盖，其中多个不同的发动机缸盖单元与发动机机体14联接，但可代之以包括整体的缸盖设计。发动机机体14可限定多个气缸，经由参考标号15显示和标出了其中之一。发动机10的某些特征结构如活塞、曲轴、凸轮轴、燃料喷射器等从图1的图示被省略，然而，这些构件在本领域中是公知的。发动机机体14还可包括具有顶面20的发动机缸体18，和从发动机缸体18突出的气缸衬套16。气缸衬套16可以是与发动机10的多个气缸逐一相关的多个气缸衬套中的一个。在图不实施例中，气缸衬套16是具有邻靠发动机缸体18内的横档44的台肩部46的中间支承式气缸衬套。气缸衬套16的密封面22与顶面20间隔开。发动机缸体18的顶面20已在维修期间被机加工，以使得从顶面20至密封面22的距离102已从对在标准垫片的多个密封件之间在发动机缸盖12与发动机机体18之间分配夹持载荷指定的突出距离增大，其意义将在下文的描述中显而易见。发动机10还包括定位在发动机缸盖12与发动机机体14之间并构造成补偿所述增大的距离的维修垫片8。维修垫片8可包括一件式层压体部24，该层压体部包括外周26和限定具有中心轴线100的气缸开口 30的内周28。体部24还可包括邻接外周26的外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在内燃发动机（10）中的被夹持在发动机机体（14）上的发动机缸盖（12）和所述发动机机体（14）之间密封的维修垫片（8，108），其中，所述发动机机体（14）包括具有顶面（20）的发动机缸体（18），所述顶面在维修期间被机加工，以使得从所述顶面（20）至突出的气缸衬套（16）的密封面（22）的距离从标准垫片的多个密封件之间针对在所述发动机缸盖（12）与所述发动机机体（14）之间分配夹持载荷而指定的距离增大，所述维修垫片（8，108）包括：一件式层压体部（24），其包括外周（26）、限定具有中心轴线（100）的气缸开口（30）的内周（28）、邻接所述外周（26）的外径向区域（32，132）和邻接所述内周（28）的内径向区域（34）；所述外径向区域（32，132）限定多个螺接孔（36）和多个流体传送孔（38），并且包括围绕所述多个流体传送孔（38）延伸并可定位在所述发动机缸盖（12）与所述发动机缸体（18）的所述顶面（20）之间的多个低压密封件（40，140）；所述内径向区域（34）具有绕所述气缸开口（30）延伸并可定位在所述发动机缸盖（12）与所述气缸衬套密封面（22）之间的高压燃烧密封件（42）；并且所述一件式层压体部（24）还包括位于所述外径向区域和内径向区域两者（32，34，132）内的多个遍布的基层（50，150），和位于所述外径向区域（32，132）内的至少一个非遍布的维修层（60，160），以使得所述一件式层压体部（24）具有构造成补偿在分配所述夹持载荷时增大的距离的向外逐渐增加的厚度。...

【技术特征摘要】
2011.09.30 US 13/249,5111.一种用于在内燃发动机(10)中的被夹持在发动机机体(14)上的发动机缸盖(12)和所述发动机机体(14)之间密封的维修垫片(8，108)，其中，所述发动机机体(14)包括具有顶面(20)的发动机缸体(18)，所述顶面在维修期间被机加工，以使得从所述顶面(20)至突出的气缸衬套(16)的密封面(22)的距离从标准垫片的多个密封件之间针对在所述发动机缸盖(12)与所述发动机机体(14)之间分配夹持载荷而指定的距离増大，所述维修垫片(8，108)包括 一件式层压体部(24)，其包括外周(26)、限定具有中心轴线(100)的气缸开ロ(30)的内周(28)、邻接所述外周(26)的外径向区域(32，132)和邻接所述内周(28)的内径向区域(34)； 所述外径向区域(32，132)限定多个螺接孔(36)和多个流体传送孔(38)，并且包括围绕所述多个流体传送孔(38)延伸并可定位在所述发动机缸盖(12)与所述发动机缸体(18)的所述顶面(20)之间的多个低压密封件(40，140)； 所述内径向区域(34)具有绕所述气缸开ロ(30)延伸并可定位在所述发动机缸盖(12)与所述气缸衬套密封面(22)之间的高压燃烧密封件(42);并且 所述一件式层压体部(24)还包括位于所述外径向区域和内径向区域两者(32，34，132)内的多个遍布的基层(50,150),和位于所述外径向区域(32,132)内的至少一个非遍布的维修层(60，160)，以使得所述一件式层压体部(24)具有构造成补偿在分配所述夹持载荷时増大的距离的向外逐渐增加的厚度。2.根据权利要求1所述的维修垫片(8，108)，其中 所述多个遍布的基层(50，150)中的每ー个都包括邻接所述气缸开ロ(30)的露出的内周边缘(77)； 所述内周(28)为第一圆形内周(28)且所述燃烧密封件(42)具有环形构型并与所述第一圓形内周(28)同心，并且其中所述非遍布的维修层(60，160)包括与所述第一圆形内周(28)同心并与其向外间隔开的第二圆形内周(29);并且 所述流体传送孔(38)中的每ー个都由全部所述多个遍布的基层(50，150)和所述至少一个非遍布的维修层(60,160)限定。3.根据权利要求1所述的维修垫片(8，108)，其中 所述多个遍布的基层(50，150)包括被夹置在ー组金属密封板(62，162)之间的ー组金属间隔板(54)； 所述多个遍布的基层(50，150)还包括被夹置在所述金属间隔板(54)之间并在所述燃烧密封件(42 )内具有波形构型的金属弹簧板(56 )。4.根据权利要求3所述的维修垫片(8，108)，其中，所述至少一个非遍布的维修层(60，160)包括另一个金属密封板(62,162),并且其中所述燃烧密封件(42)包括全压条密封件(42)且所述低压密封件(40)中的每ー个都包括半压条密封件(40)。5.根据权利要求3所述的维修垫片(8，108)，其中 所述多个遍布的基层(50,150)的数量大于所述至少一个非遍布的维修层(60,160)的数量；并且 所述另ー个金属密封板(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·R·奇滕登，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：