[发明专利]具有延长的使用寿命的多缸内燃机

说明书

技术领域

本发明涉及多缸内燃机，该内燃机具有一个气缸盖或多个单体式气缸盖以及一个气缸体，气缸体和气缸盖通过螺栓连接而被固定在一起。

背景技术

在尤其用于营运汽车(如载货汽车)的多缸内燃机中存在以下问题，即一方面在气缸盖和气缸体之间要获得足够高的气密性，另一方面，要使得此时出现的应力是适当的。因此，从DE3727598C2中知道了如此实现气密性的改善，即所用的气缸盖衬垫通过槽在气缸盖中和气缸体中被对中。采用这种方式应保证在气缸盖壳体、气缸衬套和曲轴箱体之间不会因存在的负荷而出现错位。因此还布置有定位槽，该定位槽与气缸盖壳体相对并且位于一个气缸衬筒内。通过在构件相互螺栓连接时施加压力，还保证了通过槽与气缸盖衬垫的配合能获得足够的挤压气密性。DE10344110A1也提出了利用在气缸体和气缸盖区域内的槽。该文献表明，为了避免气缸盖材料中的热应力，应设置卸压槽，其在气缸盖的两个冷却介质空间之间设置在底板中。由此应补偿通过两个相邻燃烧室输入底板并进而到达冷却介质空间的输入热量。此外，卸压槽应允许在气缸盖衬垫或者气缸体上的轻微移动。

发明内容

本发明的目的是如此设计多缸内燃机，即它具有高的耐疲劳性，尤其在气缸室中有超过200巴的最高压力时。

利用具有权利要求1特征的多缸内燃机以及具有权利要求13特征的、用于求出多缸内燃机的气缸盖和气缸体的优化连接的方法来实现上述目的。其他有利的设计和改进在各从属权利要求中给出。

本发明提出一种多缸内燃机，它具有一个气缸盖或多个气缸盖并具有气缸体，气缸盖和气缸体通过螺栓连接固定在一起，在气缸盖和气缸体之间设有气缸盖衬垫。在两个气缸之间，在气缸盖中为每个气缸配备一个单独的卸压槽，卸压槽最好分别位于气缸盖衬垫的气密垫圈内。在这里基于以下认识，即对多缸内燃机系统来说，尤其在气缸室内压力超过200巴时，必须注重整个系统及其各单独部件并且使之相互协调。在早期设计中充分考虑了特殊构件形状，而本发明对此是如此解决的，即一方面考虑每个单独气缸室及由此产生的影响如压力、温度、材料疲劳等，另一方面考虑整个系统和整个系统中各单独气缸的作用。结果，每个气缸分别在气缸盖中配有至少一个单独的卸压槽，这些卸压槽都被气缸盖衬垫盖住。

此时最好如此设计气缸盖衬垫，该气缸盖衬垫为每个气缸提供气密垫圈，例如通过一个或多个阻塞件和/或卷边。于是，配属于一个气缸的卸压槽在气缸盖中设置在由气密垫圈限定的直径内。通过这种方式，尤其可以给每个气缸在气缸盖中的气密垫圈内配备一个或多个卸压槽。由此保证了对每个气缸区和对应的气缸盖区来说出现了更好的高压热机械性能。由于对每个气缸尤其在高温高压敏感区内出现了更好的材料机械力卸压并且同时因卸压槽在气缸盖材料中的作用改善了热输入和热流动，所以总体上对气缸盖和气缸体的多缸内燃机组件来说得到了更长的使用时间，尽管有高的螺纹紧固力也是如此。作为配合部件的气缸盖衬垫也对这种协调配合有特殊意义。

最好在使用气缸盖衬垫时采用金属气缸盖衬垫，它具有许多金属层。尤其将许多钢板连接起来，它们为了提高局部压力而具有卷边或者板插槽。此外，可以设置弹性体涂层。金属汽缸盖衬垫可以具有一个或多个阻塞件，其能够如所希望的那样影响密封缝隙波动。阻塞件此时可以以一层或多层气缸盖衬垫的形式构成凸起轮廓。阻塞件最好具有0.1毫米至0.15毫米的高度。此外，可以施行所谓的塑料阻塞件的可行方案。在这里，其凸起轮廓通过在螺栓连接气缸体和气缸盖时的塑性配合来实现。除了简单的阻塞件外，也可以利用双阻塞件。在这里，一个阻塞件沿燃烧室周边由法尔茨卷边构成，在这里，第二阻塞件在卷边后由两个层叠加形成。借助例如激光焊缝，这两个阻塞件层可以在搭接区相互连接。此外，也可以通过其它方式形成双阻塞件。尤其优选在采用双阻塞件(其用于一个气缸的气密垫圈)时，可以采用不同的材料。这样一来，可以调整压力分布。如果利用气缸衬套，则优选这样做。

气缸盖衬垫中的阻塞件可以具有截然不同的形状。例如，它可以具有梯形形状，也可以简单地成平面形状。除此之外或者作为替换方式，气缸盖衬垫可以具有卷边或钢圈。

不过，也可以采用这样的气缸盖衬垫，它没有阻塞件。例如，也可以采用金属-软材料气缸盖衬垫。在这里，例如给金属基板配备涂在两面上的软材料层和塑料涂层。通过卷边，就可以由此获得气密效果。