[發明專利]用于內燃機的氣缸蓋組件

有效

• 申請號: 201010246089.1
• 申請日: 2010-08-03
• 公開（公告）號: CN101994596A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: D·A·格拉德;P-H·蔡
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作公司
• 主分類號: F02F1/24
• 分類號: F02F1/24;F02F11/00;F01L3/06;F16J15/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 范曉斌

技術領域

本發明涉及用于內燃機的氣缸蓋組件，所述氣缸蓋組件具有閥座插件，且更具體地涉及抵抗氣缸蓋腐蝕的氣缸蓋密封組件。

背景技術

閥座插件可以插入內燃機的氣缸蓋中以改進耐用性。這種插件通常用于由較軟和較輕合金制成的氣缸蓋，所述較軟和較輕合金可能不具有高溫高磨損環境所需的穩固強度、硬度、磨損和其它材料特性。閥座插件通常被壓配合到氣缸蓋中的閥座插件槽中，且通常由相對硬的耐磨損且耐熱的材料(例如，鑄造金屬或燒結金屬)制成。當安裝在氣缸蓋中時，閥座插件有效地提供發動機往復閥的耐用安置表面。

閥座插件與氣缸蓋閥座插件槽的壓配合匹配可導致在閥座插件和氣缸蓋材料的接口處形成微小間隙或縫隙。在發動機操作期間，液體和蒸汽(包括燃料、水或其它污染物)可進入這些開口且捕獲在閥座插件表面和氣缸蓋閥座插件槽之間。雖然所捕獲的液體或蒸汽在基于含有相對低百分比的醇的燃料(例如使用乙醇的大多數燃料)操作的發動機中相對溫和，但是在基于含有相對高百分比的醇的燃料(可包括甲醇或其它腐蝕性污染物和成分)操作的發動機中會是腐蝕性的，尤其是在氣缸蓋由鋁合金或其它輕質合金材料制成的情況下。

在采用含有相對高百分比的醇(例如，大于15％乙醇/甲醇)的燃料的發動機中，所捕獲的燃料、溶解在燃料中的環境水、蒸汽或其全部可在與閥座插件相關的區域中形成和/或促進形成可腐蝕氣缸蓋、閥座插件或兩者的腐蝕性酸或副產物。此外，這些成分可借助于用作與插件和氣缸蓋的不同金屬接觸的電解質而通過電鍍效應促進不同金屬的腐蝕。也可以預期的是，電鍍腐蝕可在與電解質接觸的表面上的不同金屬成分(例如在常用鋁合金中的銅-鋁(Cu-Al)界面)之間發生。隨著時間的經過，這種腐蝕可影響氣缸蓋和相關閥座插件的耐用性，尤其是在由鋁合金制成的氣缸蓋中。

已經提出各個方法來解決與含有醇的燃料相關的腐蝕問題，包括在安裝閥座插件之前用環氧樹脂或酚醛樹脂密封劑涂覆氣缸蓋閥座插件槽。然而，如果在涂覆期間錯誤涂覆到發動機或閥的其它部件上或者在發動機操作期間燃燒，這種材料會引起對裝置(例如，氧氣傳感器或其它環境裝置)的潛在污染問題，因而在氣缸蓋組件的制造期間必須極小心和仔細地涂覆或者應當避免。

因而，期望提供避免腐蝕作用的閥座插件和氣缸蓋密封組件，尤其是可能由含有諸如乙醇和甲醇的醇且也可包括水和其它腐蝕成分的燃料引起或者與所述燃料相關的腐蝕。

發明內容

在本發明的一個示例性實施例中，配置成在氣缸蓋組件的氣缸蓋閥座插件槽和閥座插件之間被壓縮的閥座槽墊圈包括至少一個活性層，所述至少一個活性層具有至少一個可壓縮密封臺肩(bead)，所述至少一個可壓縮密封臺肩在可壓縮密封臺肩與氣缸蓋閥座插件槽和閥座插件的接口處限定壓縮密封件。

在本發明的另一個示例性實施例中，一種用于內燃機的氣缸蓋組件的密封系統包括：具有燃燒室的氣缸蓋；通向燃燒室中的端口；圍繞所述端口周向設置的閥座插件槽；設置在所述閥座插件槽內的閥座插件；以及在所述閥座插件槽和閥座插件之間被壓縮的閥座槽墊圈。閥座槽墊圈包括至少一個活性層，所述至少一個活性層具有至少一個可壓縮密封臺肩，所述至少一個可壓縮密封臺肩在閥座插件槽和閥座插件之間限定壓縮密封件。

在本發明的又一個示例性實施例中，一種內燃機的氣缸蓋組件包括：具有燃燒室的氣缸蓋；通向燃燒室中的端口；閥，所述閥可移動地設置在端口內且能從關閉位置移動至開啟位置；圍繞所述端口周向設置的閥座插件槽；設置在所述插件槽內的閥座插件，其中，在關閉位置，閥安置在閥座插件上；以及在所述閥座插件槽和閥座插件之間被壓縮的閥座槽墊圈。閥座槽墊圈包括至少一個活性層和至少一個止擋層，所述至少一個活性層具有處于壓縮下的至少一個可壓縮密封臺肩，在密封臺肩與閥座插件槽和閥座的接口處限定壓縮密封件，從而防止燃料或水進入閥座插件和閥座插件槽之間，所述至少一個止擋層鄰近所述至少一個活性層且與所述至少一個活性層一起壓縮，并包括止擋部件特征，所述止擋部件特征包括凸起元件，所述凸起元件在止擋部件特征和材料的所述至少一個活性層的接口處限定第二壓縮密封件并限定用于所述至少一個活性層的變形限制器。

方案1.一種配置成在氣缸蓋組件的氣缸蓋閥座插件槽和閥座插件之間被壓縮的閥座槽墊圈，包括：

至少一個活性層，所述至少一個活性層具有至少一個可壓縮密封臺肩，在可壓縮密封臺肩與氣缸蓋閥座插件槽和閥座插件的接口處限定壓縮密封件。

方案2.根據方案1所述的閥座槽墊圈，還包括：

鄰近所述至少一個活性層的至少一個鈍性止擋層；以及