[发明专利]歧管垫片组件

说明书

技术领域

本申请中公开的主题涉及垫片和垫片组件。更具体地讲，但不通过限制的方式，本申请涉及用于与内燃机中的排气歧管一起使用的垫片组件。

背景技术

内燃机典型地包括在气缸体的顶部上设置在气缸之上的气缸盖。气缸盖通过封闭气缸形成燃烧室。气缸盖可包括用于燃料/空气、排气和冷却剂的端口。气缸盖和气缸之间的连接部典型地由垫片(盖垫片)密封。垫片填充在连接部处两配合表面之间的空间以防止泄漏。在一些发动机中，垫片用来密封气缸盖和排气歧管之间的接合部位，且在排气歧管用水冷却的应用中，同样的垫片被用于密封冷却剂通道和排气端口。

密封冷却剂通道和排气端口的垫片在恶劣的环境中工作。在排气端口和冷却剂通道之间可能存在急剧的温度梯度。例如，排气端口可具有大约1300℉(704℃)的温度，而冷却剂通道可具有大约180℉(82℃)的温度。另外，存在冷却剂与垫片构件中所使用的材料进行化学反应的问题。这种恶劣的环境可造成垫片构件的失效。如果垫片失效，则可能发生对发动机的重大损伤。损伤可由于排气被注入冷却系统，或者冷却剂泄漏到气缸或者排气装置(exhaust)中而引起。

另外，当在发动机上更换垫片时，可存在显著的空间约束。典型地，当移除垫片凸缘安装螺栓的时候，气缸盖和排气歧管保持刚性地固定到发动机上，所以有非常小的空间可用于移除和更换垫片。

为了改善垫片的性能，存在许多已知的垫片构造。例如，铜制O型环可提供在冷却剂通道周围以防止泄漏。但是，铜制O型环不随着温度变化而充分地膨胀和收缩。而且，由于前面提到的空间约束，现场技术人员偶尔地用锤子敲击O型环，以便将垫片装进应用场合中。这两种情况都可造成垫片失效，导致冷却剂泄漏。

另一种已知的垫片构造包括胶粘到铜制O型环的内径的EPDM材料(乙烯丙烯二烯单体)垫环。垫环可暴露在高达大约313℉(156℃)的温度下。在许多情况下，EPDM材料不能承受其所暴露于的高的应用温度。而且，因为垫环的ID(内径)比冷却剂通道更小，垫环可被冷却剂通道中的冷却剂流损坏。这种已知的设计可充分地密封排气端口，但不会有效地密封冷却剂通道。

发明内容

因此，存在对这样的垫片组件的需要：该垫片组件有效地密封排气端口和冷却剂通道，且其不易受由于极端的温度梯度和暴露于冷却剂引起的失效的影响。

在一些实施例中，提供了一种垫片组件，其包括具有冷却剂流过的至少一个开口的垫片元件及设置在开口中的至少一个冷却剂密封件。冷却剂密封件包括环形件和减少与冷却剂直接接触的环形件表面积的保护罩。

在一些实施例中，冷却剂密封件中的环形件可为弹性体材料制成的垫环。

在一些实施例中，冷却剂密封件中的保护罩可为沿着垫环内表面设置的金属套圈。

在其它实施例中，垫片组件中的垫片元件包括内部芯体(inner core)和包裹内部芯体的具有均匀厚度的板。

附图说明

在参考附图阅读随后的详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面和优点会变得更好理解，其中，贯穿所有附图，相似特征代表相似部件，其中：

图1表示垫片组件的正视图。

图2是通过图1中的垫片组件得到的截面AA。

图3是通过图1中的垫片组件得到的截面BB。

图4表示冷却剂密封件的一个特定实施例的侧视图。

图5是冷却剂密封件的一个特定实施例的正视图。

图6是通过图5中的冷却剂密封件得到的截面CC。

图7表示冷却剂密封件的另一实施例的侧视图。

图8是冷却剂密封件的另一实施例的正视图。

图9是通过图8中的冷却剂密封件得到的截面DD。

部件列表

垫片组件   11

垫片元件   13

冷却剂开口   15

冷却剂密封件   17

螺栓孔   19

排气开口   21

轴线22   22

芯体   23

上板   25

下板   27

内燃烧环   29

气穴   30

外燃烧环   31

重叠部   32

环形件(垫环)   33

保护罩(套圈)   35

内周边   36

环形板(垫圈)   37

外周边   38

台阶   39。

具体实施方式