[發(fā)明專利]氣缸襯套密封裝置及其設(shè)置方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280045194.6
• 申請日: 2012-07-31
• 公開（公告）號: CN103797237A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·沃辛頓;T·M·肖;D·P·詹特爾;D·E·理查森;I·W·麥吉芬;M·G·呂曼;K·A·甘特
• 申請（專利權(quán)）人: 康明斯知識產(chǎn)權(quán)公司
• 主分類號: F02F1/10
• 分類號: F02F1/10
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 王小東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體上涉及一種內(nèi)燃發(fā)動機的氣缸襯套密封件。更具體地，本發(fā)明涉及一種壓裝就位且容易保持的氣缸襯套密封件，用于防止冷卻劑穿過氣缸體和氣缸襯套之間的連接部，并且本發(fā)明還涉及設(shè)置和替換這種密封件的方法。

發(fā)明背景

在設(shè)計內(nèi)燃發(fā)動機時將可替換的氣缸襯套包含在內(nèi)，為這種發(fā)動機的制造和其使用者提供了眾多優(yōu)點。除了其明顯優(yōu)勢（在徹底檢修發(fā)動機的過程中替換該氣缸襯套而無需替換整個氣缸體）之外，氣缸襯套消除了在制造或使用過程中，由于氣缸的內(nèi)側(cè)表面被不當?shù)丶庸せ蛘邠p壞而廢棄整個氣缸體的必要性。盡管有這種和其他優(yōu)勢，在可替換的氣缸襯套（如例如發(fā)動機制造之前所使用的各種各樣的氣缸襯套設(shè)計）的使用中出現(xiàn)很多問題。此外，密封件在許多柴油發(fā)動機平臺中是很普遍的，并且經(jīng)常希望或是需要發(fā)動機內(nèi)的流體與環(huán)境之間的分離。尤其是針對在氣缸襯套內(nèi)的燃燒氣體和圍繞氣缸襯套的冷卻劑之間的情況。在傳統(tǒng)的氣缸襯套構(gòu)造中，燃燒氣體密封件設(shè)置用于防止燃燒氣體從氣缸襯套和氣缸蓋之間的燃燒室通過。如果密封失效，則燃燒氣體可能與圍繞氣缸襯套的冷卻劑護套的冷卻劑混合。在授予Stamper并且轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人的美國專利No.6036194中闡述了這種類型的燃燒氣體密封件，其用于提供氣缸襯套頂面和氣缸蓋之間的燃燒氣體密封。

目前，濕式氣缸襯套和干式氣缸襯套兩者均包含中間止擋裝置或者頂部止擋，在中間止擋裝置中的情況下，氣缸襯套基本上沿氣缸襯套的長度被支撐在氣缸體中間位置處，在頂部止擋情況下，其中氣缸襯套圍繞其上周面被支撐。美國專利No.3403661公開了一種用于發(fā)動機氣缸體中的汽缸套設(shè)計，該氣缸體具有沉孔氣缸腔，其中襯套包括徑向向外延伸的凸緣，設(shè)計用于被安置在沉孔中，從而使得襯套可以容易地被發(fā)動機氣缸蓋夾緊到位。為了設(shè)置用于圍繞襯套的冷卻劑流動，在發(fā)動機氣缸體和襯套的與頂部凸緣間隔開的下部之間設(shè)置有密封件。由于振動和熱引起的襯套尺寸變化，在密封區(qū)域中發(fā)生相對運動，這種類型的相對運動可能會破壞傳統(tǒng)已知的密封。

在工業(yè)中已知采用機械裝置來獲得氣缸襯套和氣缸體之間的密封，從而防止冷卻劑穿過氣缸體和氣缸襯套之間的連接部。在授予Baugh等人并且轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人的美國專利No.4244330中闡述了一種這樣的方法。其中，內(nèi)燃發(fā)動機的氣缸襯套包括空心體，該空心體具有壓裝的上端部和位于襯套端部中間的止擋件，用于接合發(fā)動機缸體襯套止擋件，以便為冷卻劑通道提供上部和底部密封。形成與壓裝的上端部鄰接的襯套的外側(cè)面和止擋件，以允許在襯套和發(fā)動機缸體之間使用可設(shè)定的塑料材料，從而輔助冷卻劑密封的形成并且提供氣缸襯套的徑向支撐。

類似地，美國專利No.5979374提供了一種用于內(nèi)燃發(fā)動機的氣缸體內(nèi)的氣缸腔的可替換的氣缸襯套，該氣缸襯套具有在氣缸腔內(nèi)定位在活塞的行進范圍的中間點處的襯套止擋件，該活塞布置成用于在氣缸腔內(nèi)進行往復運動。該襯套包括空心圓柱體，該空心圓柱體具有內(nèi)端部和外端部，其中外端部具有與活塞接合的內(nèi)表面，該與活塞接合的內(nèi)表面用于在行進過程中引導活塞，并且該外端部還具有頂端面，該頂端面用于借助發(fā)動機蓋形成燃燒氣體密封。襯套還包括一個機構(gòu)，該機構(gòu)用于加強襯套并在氣缸腔內(nèi)將襯套固定到位，用于抵抗由于在外端部內(nèi)的燃料燃燒引起的變形力，并且還用于在壓制于其中時，以壓縮和摩擦的方式接合氣缸腔的內(nèi)表面。加強和固定機構(gòu)包括與外端部的外端相鄰的端部凸臺，這種端部凸臺的外徑比供端部凸臺壓裝在其中的氣缸腔的相應部分的內(nèi)徑略大。可替換的襯套還包括用于在氣缸腔內(nèi)軸向支撐中空圓柱體的襯套支撐部，襯套支撐部包括襯套止擋件，該襯套止擋件在襯套被放置在氣缸腔內(nèi)時，與用于接合襯套止擋件的表面接合。

端部凸臺位于襯套的外端部的最外端處，該端部凸臺形成在襯套的外表面上，用于加強，并且主要用于以摩擦的方式接合氣缸腔的內(nèi)表面以形成冷卻劑密封，并且用于抵抗由于中空氣缸體內(nèi)的燃料燃燒引起的變形力。特別是，端部凸臺防止氣缸襯套的外端部的徑向移動，同時通過形成與襯套容納腔的內(nèi)表面的徑向壓接配合（通過在壓接時以壓縮和摩擦的方式接合該腔體的內(nèi)表面來形成）允許外端部在襯套容納腔內(nèi)的受限的軸向運動。在端部凸臺的外表面中形成有用于容納一個或多個O形環(huán)類型的密封構(gòu)件的一個或多個凹部，該密封構(gòu)件在端部凸臺和相鄰的氣缸體之間提供了冷卻劑密封。在全面檢修發(fā)動機的情況下進行常規(guī)保養(yǎng)的過程中，為了替換一個或多個O形環(huán)類型的密封構(gòu)件，需要移除每個氣缸襯套以對O形環(huán)密封進行操作。

發(fā)明內(nèi)容