[发明专利]气缸盖－浇铸毛坯件、用于柴油内燃机的铸造的气缸盖以及用于制造气缸盖－浇铸毛坯件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造用于通过柴油燃料驱动的内燃机气缸盖的气缸盖-浇铸毛坯件，包括一个在加工完成的状态下用于装配到发动机缸体相应的密封面的密封面，该密封面在气缸盖-浇铸毛坯件的密封面部分上构成，该密封面部分的厚度在浇铸状况下具有相对于其在密封面的切削精加工后得到标称厚度的加工余量，并且其包含一燃烧室区域，该燃烧室区域配属于一个在发动机缸体中成形的燃烧室。

此外，本发明涉及一种由金属熔液浇铸的气缸盖，该气缸盖用于通过柴油燃料驱动的内燃机，包括一个用于装配到发动机缸体相应的密封面的、通过切削精加工形成的密封面，该密封面包含一燃烧室区域，该燃烧室区域配属于一在发动机缸体中形成的燃烧室。

最后，本发明还包括一种用于铸造气缸盖-浇铸毛坯件的方法，在此方法中一种金属熔液、特别是一种轻金属熔液浇铸到铸型中，此铸型包括构成一气缸盖-浇铸毛坯件的型腔，此型腔具有一在气缸盖-浇铸毛坯件上构成密封面的分界面，且在气缸盖-浇铸毛坯件的浇铸、凝固和成型过后通过切削加工被加工完成，因为在密封面的区域内浇铸材料减少一厚度，以便产生一用于装配到发动机缸体相应的密封面上完成加工的密封面。

背景技术

在用于柴油内燃机发动机，特别是直接喷射式发动机的气缸盖中，燃烧室区域不具有如其通常在用于汽油发动机的气缸盖上设置的球形的几何形状，而是平面地制出到同样是平的密封面上，通过此密封面柴油-气缸盖在装配状态中紧贴于各发动机缸体的配属于其的密封面上。汽缸盖的燃烧室区域以这种方式位于面向发动机缸体的密封平面上。

为了能够制成具有对于持续可靠的密封的安装所需的精度的密封面，在气缸盖-浇铸毛坯件上通常预先铸造一加工余量，此加工余量在气缸盖的精加工中被切削。在实践中，在精加工过程中去除的、作为加工余量设置的附加的、支承气缸盖-浇铸毛坯件的密封面的部分的厚度通常为2mm到3mm。此厚度的切削去除量使实现高精度地制造具有必要的平面度的密封面。

在实际使用中，气缸盖的燃烧室区域由于在柴油发动机中出现的高压和高温要求最坚固。这些负载特别是在由轻金属合金浇铸的气缸盖的情况下通常在其燃烧室区域制出的阀座和阀杆上导致了增大的易裂性。此种易裂性特别在考虑到更高的负载的气缸盖时是有问题的，这会提高从柴油发动机的制造者和使用者一方面考虑到最可能高的功率收益。

当气缸盖由轻金属材料例如铝合金制造时，这些要求至今仅能通过相当大的合金技术的、结构的或工艺的费用来实现。因此阀座的承载能力在燃烧室区域内例如通过浇铸由较高的可加载的金属制成的元件得以改善。但与阀座的浇铸相关的费用及为足够的固定连接在气缸盖的轻金属内所需的措施导致一附加的加工技术的费用。同样对于以下可能性也是适用的，即：燃烧室区域的强度和延伸性能通过一后续的热处理得到提高。

发明内容

在这样的背景下因此本发明提出如下目的，以简单的方式实现一种可制造的气缸盖-浇铸毛坯件，通过盖浇铸毛坯件可以以简单的方式制造出具有优化的承载能力的用于柴油机的气缸盖。同时还应当提到相应设计的特别采用由轻金属合金制成的、通过后续的切削精加工的铸造技术制造出的用于柴油发动机的气缸盖，该气缸盖持久地经受对此类气缸盖的承载能力的提高的要求。最后本发明还提供一种用于制造此类气缸盖的方法。

与该浇铸毛坯件相关，该目的从开头提到的类型的气缸盖-浇铸毛坯件出发通过以下措施解决，即：在一种此类浇铸毛坯件中按本发明在密封面的燃烧室区域内的密封面部分的加工余量最多为在密封面的其它区域上的密封面部分的余量的15％。

因此本发明基于如下认识，即由待制造的气缸盖的密封面包围的燃烧室区域的静态和动态特性受铸造组织的形成的决定性影响。本质上取决于凝固速度的接合性在此也具有特别的意义。

在轻金属熔液的浇铸时，凝固通过经由铸型的热量排出进行控制且在铸型和充满在铸型中的熔液之间的分界面上最快地结束。由此本发明建议，将存在于燃烧室区域内的加工余量的厚度限制在最小值，现在实现，在燃烧室区域上接近于表面存在的、快速凝固的铸造组织也在为了制造出密封面的所需的平面度而不可避免的在燃烧室区域的表面处进行切削加工之后不再被去除，而是保持。在那里与铸造气缸盖的其它位于内部的凝固较慢的区域相比其机械性能相当出色。该燃烧室区域也保持了最好凝固的组织且可以因此在更长的生命周期内承受更高的负荷。