[發明專利]用于內燃發動機的維修墊片和方法

無效

• 申請號: 201210361470.1
• 申請日: 2012-09-25
• 公開（公告）號: CN103032201A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: J·R·奇滕登
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒公司
• 主分類號: F02F11/00
• 分類號: F02F11/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 牛曉玲;吳鵬

技術領域

本發明總體上涉及一種用于在內燃發動機中的發動機缸蓋和發動機機體之間密封的墊片，且更具體地涉及一種構造成對在維修期間從發動機缸體的頂面除去材料進行補償的維修墊片。

背景技術

各種各樣的策略用于在內燃發動機中的構件之間密封。用于在發動機缸蓋與發動機缸體之間的流體傳送通路周圍密封并用于在缸體內的氣缸周圍形成燃燒密封的墊片的使用在本領域中早就是已知的。已知將這兩種密封功能結合到單個部件中的設計，以及分離多個構件之間的密封功能的設計。某些墊片是復合的并提供與多個氣缸相關的全部所需密封件，而其它墊片專用于發動機中的僅一個氣缸。在壓燃式發動機的高壓環境中，可能特別希望這些構件的可靠設計，并且本領域的技術人員將熟悉缸蓋墊片失效的負面影響（downside）。授予McDowell的美國專利No.4,351,534針對一種耐磨防腐蝕墊片組件。McDowell提出在墊片中使用彈性體材料來減少發動機缸蓋與發動機缸體之間的剪切移動引起的磨損和腐蝕。雖然McDowell可執行其預期功能，但存在改進的余地。

除獲得充分可靠和有效的密封件的挑戰外，另一個挑戰是發動機之間尤其有關于尺寸的變化。雖然能預期大部分發動機是按特定相當緊密的規格制造的，但隨著時間推移，發動機的維修能導致上述密封功能中所包括的構件的大小和形狀的偏離。當發動機被送修時，發動機缸蓋和發動機缸體中的缺陷和/或損傷可能已由于相對苛刻的運轉條件和長時間使用而產生。在修理這些缺陷等時，發動機構件的尺寸可能不同于針對新發動機中的特定功能而設計的規格。典型示例涉及在發動機缸體的頂面和缸蓋面中除去所嵌埋的密封壓條（bead）材料。通常使用比較高的夾持載荷來附裝發動機缸蓋和發動機缸體，其中一個或多個墊片定位在二者之間。夾持載荷和其它條件能將密封壓條的材料例如少量金屬嵌埋在頂面的材料中。因此，當發動機缸蓋與發動機缸體分離以進行重建、改造、日常維修或修復一些問題時，發動機缸體中的缺陷等通常很明顯。

一種處理這一問題的不穩妥的方式是簡單地安裝新墊片并忽略缸體中的瑕疵。這一方法存在的一個問題是缺陷等可能危害墊片性能，從而導致密封件失效或過早老化。在其它情形中，技術人員可從頂面刮削（skim-cut）掉或以其它方式加工掉材料，以除去所嵌埋的材料或其它不希望的特征結構，然后堆積（build?up）發動機缸體的材料，并將其再次機加工以恢復發動機缸體的規格。這種加工掉缺陷、增加材料然后再次將其機加工的技術顯然相當耗費勞動力。

發明內容

在一個方面，提供了一種用于在內燃發動機中被夾持在發動機機體上的發動機缸蓋和發動機機體之間密封的維修墊片，其中所述發動機機體包括具有頂面的發動機缸體，所述頂面在維修期間被機加工，以使得從所述頂面至突出的氣缸襯套的密封面的距離從對標準墊片的多個密封件之間在所述發動機缸蓋與所述發動機機體之間分配夾持載荷指定的距離增大。所述維修墊片包括一件式層壓體部，所述層壓體部具有外周、限定具有中心軸線的氣缸開口的內周、鄰接所述外周的外徑向區域、和鄰接所述內周的內徑向區域。所述外徑向區域限定多個螺接孔/螺栓連接孔和多個流體傳送孔，并且包括圍繞多個流體傳送孔延伸并可定位在所述發動機缸蓋與所述發動機缸體的所述頂面之間的多個低壓密封件。所述內徑向區域包括在所述氣缸開口周圍延伸并可定位在所述發動機缸蓋與所述氣缸襯套密封面之間的高壓燃燒密封件。所述一件式層壓體部還包括位于所述外徑向區域和內徑向區域兩者內的多個遍布的基層，和位于所述外徑向區域內的至少一個非遍布的維修層，以使得所述一件式層壓體部具有構造成補償在分配所述夾持載荷時所述增大的距離的向外逐漸增加的厚度。

在另一個方面，一種用于在內燃發動機中被夾持在發動機機體上的發動機缸蓋和所述發動機機體之間密封的維修墊片包括一件式層壓體部，所述層壓體部具有外周、限定具有中心軸線的氣缸開口的內周、鄰接所述外周的外徑向區域、和鄰接所述內周的內徑向區域。所述外徑向區域限定多個螺接孔和多個流體傳送孔，并且包括在所述多個流體傳送孔周圍延伸并可定位在所述發動機缸蓋與所述發動機機體的發動機缸體的頂面之間的多個低壓密封件。所述內徑向區域包括在所述氣缸開口周圍延伸并且可定位在所述發動機缸蓋與從所述頂面突出的氣缸襯套的密封面之間的高壓燃燒密封件。所述一件式層壓體部還包括從所述外周延伸至所述內周的多個遍布的基層，和位于所述內徑向區域外部的至少一個非遍布的維修層，以使得所述維修墊片具有對在所述內燃發動機的維修期間增加的所述密封面的突出距離進行補償的向外逐漸增加的厚度。