[发明专利]具有混合阀座插件的气缸盖组件

说明书

一种用于内燃发动机的气缸盖组件包括主体、阀座插件和延伸穿过主体的至少一个流动通道。主体可以由第一材料形成并且限定凹陷部，该凹陷部构造成与相关的气缸孔和活塞配合以形成燃烧室。流动通道可以从凹陷部延伸穿过主体。阀座插件可以设置在凹陷部内，靠近流动通道的一端。阀座插件包括粉末金属导热层、粉末金属硬度层和粉末金属机械加工层，所述粉末金属导热层具有设置成与所述主体相邻的上侧。

技术领域

本发明涉及一种气缸盖组件，其中阀座插件由至少三层不同的材料形成。

背景技术

耐磨性是对内燃发动机中使用的阀座插件的主要要求。为了实现良好的耐热性和耐腐蚀性以及机械加工性和耐磨性的组合，排气阀座插件已经作为铸造金属合金形成。考虑到内燃发动机的阀座插件必须在高温下长时间表现出高耐磨性，铸造金属合金通常优于其他材料。因此，希望阀座插件即使在高温下的反复冲击载荷下也具有高硬度特性，这种高硬度特性包括但不限于高抗蠕变强度和高热疲劳强度。

阀座插件可以使用粉末金属形成，因为粉末金属具有低压缩性。因此，诸如双压、双烧结和高温烧结之类的工艺用于实现期望的密度水平。因此，阀座通常由与气缸盖本身的材料不同且比其更硬的金属制成，以便提供高耐磨性、高耐热性和可靠密封。因此，当在阀座插入到气缸盖结合部后进行机械加工时，由于用于形成阀座插件的材料表现出高硬度特性，因此很难进行加工以及以高精度进行最后的精细加工。

应当理解，传统的阀座被首先插入到气缸盖或发动机缸体中，其中阀座插件使用过盈配合安装到气缸盖中，以实现可靠的保持。一旦正确定位在气缸盖内，然后对阀座插件进行精加工以获得所需的插入高度。

发明内容

本公开提供了一种用于内燃发动机的气缸盖组件，其中气缸盖组件包括主体、阀座插件和至少一个延伸穿过主体的流动通道。主体可以由第一材料形成并且限定凹陷部，该凹陷部构造成与相关的气缸孔和活塞配合以形成燃烧室。流动通道可以从凹陷部延伸穿过主体。阀座插件可以设置在凹陷部内，靠近流动通道的一端。阀座插件可以是烧结部件，该烧结部件包括粉末金属导热层、粉末金属硬度层和粉末金属机械加工层，其中粉末金属导热层具有设置成与主体相邻的第一侧。设置在阀座插件中的粉末金属机械加工层具有暴露于相关的气缸孔和活塞的第二侧。

粉末金属导热层可以具有，但不一定具有大于约350W/(m-K)的导热率。粉末金属硬度层可以具有，但不一定具有大于约Rc 35的硬度。粉末金属机械加工层可以包括，但不一定包括，但不限于钢合金。应当理解，粉末金属硬度层可以设置在粉末金属机械加工层与粉末金属导热层之间。

在本公开的另一实施方案中，在阀座插件中可以进一步包括第一过渡区和第二过渡区。第一过渡区可以被限定在粉末金属导热层与粉末金属硬度层之间，而第二过渡区可以被限定在粉末金属硬度层与粉末金属机械加工层之间。第一过渡区包括来自导热层和硬度层的粉末金属的第一混合物，而第二过渡区包括来自粉末金属硬度层和粉末金属机械加工层的粉末金属的第二混合物。应当理解，由于在进行烧结过程之前来自相邻层的粉末金属彼此混合，从而形成了第一过渡区和第二过渡区。

通常，应当理解的是，在进行机械加工之前和烧结金属粉末层之后，阀座插件可以设置成环的形式。在本发明的另一实施方案中，阀座插件还可以包括沿着环的内表面设置的二次硬度层，其中二次硬度层位于导热层与机械加工层之间。类似于硬度层，粉末金属二次硬度层可以具有，但不一定具有大于约Rc35的硬度。

无论阀座插件中各层的各种构造如何，机械加工层的一部分都构造成远离阀座插件进行机械加工，以便在阀座插件安装到气缸盖中之后缩短阀座插件的高度。

从参考附图考虑的以下详细描述，本公开及其特定特征和优点将变得更加明显。

附图说明

从以下详细说明、最佳模式、权利要求和附图将明白本公开的这些和其他特征和优点，其中：