專利名稱：復(fù)合密封機(jī)構(gòu)、氣缸襯套和發(fā)動(dòng)機(jī)組裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒密封策略，且更具體地涉及借助于成形為容置氣缸襯套的一保護(hù)性端部凸起的一體式墊圈本體來(lái)形成燃燒密封件。
背景技術(shù)：
在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中結(jié)合使用各種各樣的密封策略。本領(lǐng)域中長(zhǎng)期以來(lái)已知使用其中形成有各種流體傳輸孔的氣缸蓋墊圈來(lái)密封發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼與發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋之間的流體傳輸通路。許多常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)還采用定位在發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋與發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼之間的單獨(dú)的燃燒密封件，該燃燒密封件在發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋與發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼或氣缸襯套之間形成密封以容納燃燒氣體。氣缸蓋墊圈可以作為與燃燒密封件分開(kāi)的部件形成，并在定位成在用于發(fā)動(dòng)機(jī)中時(shí)包圍燃燒密封件。氣缸蓋墊圈和燃燒密封件兩者均可能承受比較高的密封載荷，以使構(gòu)件能夠耐受比較高的燃燒壓力和溫度而不變形或失效。在壓縮點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓環(huán)境中，此類構(gòu)件的可靠設(shè)計(jì)和密封可能是特別理想的。雖然用于氣缸蓋墊圈和燃燒密封件的設(shè)計(jì)和實(shí)施 的某些策略已取得成功多年，但它們往往具有某些缺陷。授予Hoopes的美國(guó)專利No. 4，474，147公開(kāi)了一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的示例性密封機(jī)構(gòu)。該密封件包括據(jù)稱能夠確保對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體或氣缸套進(jìn)行有效密封的環(huán)。雖然Hoopes在某些環(huán)境中可能有效，但其概念不容易適用于具有某些特定構(gòu)造的發(fā)動(dòng)機(jī)。其它獲得有效密封的嘗試包括使用比較大的密封載荷——所述密封載荷施加至與壁相對(duì)較厚的氣缸襯套接觸的燃燒密封件。

發(fā)明內(nèi)容
—方面,一種用于在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋和發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼之間密封的復(fù)合密封機(jī)構(gòu)包括一體式墊圈本體，該一體式墊圈本體包括外周和內(nèi)周。該內(nèi)周限定具有中心軸線的氣缸開(kāi)口。該一體式墊圈本體還包括在內(nèi)周和外周之間沿徑向延伸的上表面、定位成與上表面相對(duì)的下表面、以及包括多個(gè)連通上表面和下表面的開(kāi)孔的外徑向區(qū)域。該一體式墊圈本體還包括內(nèi)徑向區(qū)域，該內(nèi)徑向區(qū)域包括具有發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋密封面和氣缸襯套密封面的燃燒密封件。氣缸襯套密封面包括下表面的一部分并定位在內(nèi)周附近。該一體式墊圈本體還包括位于下表面中的凹部，該凹部位于氣缸襯套密封面的徑向外側(cè)并構(gòu)造成在其中接納氣缸襯套的保護(hù)性端部凸起。在另一方面，一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸襯套包括具有襯套壁的襯套本體，該襯套壁具有外表面和內(nèi)表面，該內(nèi)表面限定具有第一孔徑的第一縱向孔口和具有大于第一孔徑的第二孔徑的第二縱向孔口。第一縱向孔口和第二縱向孔口限定一公共縱向軸線。該襯套本體還包括第一軸向端、第二軸向端以及多個(gè)軸向部段，多個(gè)軸向部段包括第一軸向部段和第二軸向部段，第一軸向部段包括第一軸向端和第一縱向孔口，所述第二軸向部段包括第二軸向端和第二縱向孔口。第一軸向部段包括第一部段直徑，第二軸向部段包括大于第一部段直徑的第二部段直徑。第二軸向端包括在內(nèi)表面和外表面之間沿徑向延伸的密封面，以及鄰接該密封面并從該密封面沿軸向突出的保護(hù)性端部凸起。密封面位于內(nèi)表面附近，并且保護(hù)性端部凸起相比于所述內(nèi)表面更靠近外表面地定位。第一軸向部段包括位于內(nèi)表面與外表面之間的襯套壁壁厚，該壁厚等于或小于第一孔徑的約12%。在再另一方面，一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸襯套和復(fù)合密封組件包括具有襯套本體的氣缸襯套，該襯套本體具有外表面和內(nèi)表面，該內(nèi)表面限定包括縱向軸線的縱向孔口。該氣缸襯套還包括第一軸向端和第二軸向端，第二軸向端包括在內(nèi)表面與外表面之間沿徑向延伸的密封面、以及從密封面沿軸向延伸的保護(hù)性端部凸起。該組件還包括復(fù)合密封機(jī)構(gòu)，該復(fù)合密封機(jī)構(gòu)包括一體式墊圈本體，該一體式墊圈本體具有外周和內(nèi)周，該內(nèi)周限定包括中心軸線的氣缸開(kāi)口。該一體式墊圈本體還包括在內(nèi)周與外周之間沿徑向延伸的上表面、定位成與上表面相對(duì)的下表面、以及包括多個(gè)連通所述上表面與下表面的開(kāi)孔的外徑向區(qū)域。該一體式墊圈本體還包括內(nèi)徑向區(qū)域，該內(nèi)徑向區(qū)域包括具有發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋密封面和氣缸襯套密封面的燃燒密封件。氣缸襯套密封面包括下表面的一部分并定位在內(nèi)周附近。該一體式墊圈本體還包括位于下表面中的凹部，該凹部位于氣缸襯套密封面的徑向外側(cè)并構(gòu)造成在其中接納氣缸襯套的保護(hù)性端部凸起。在再另一方面，一種組裝內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法包括以下步驟使燃燒密封件的氣缸 襯套密封面與定位在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼內(nèi)的氣缸襯套接觸，以及使燃燒密封件的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋密封面與內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋接觸。該方法還包括以下步驟將氣缸襯套的保護(hù)性端部凸起接納在凹部?jī)?nèi)——所述凹部形成在包括燃燒密封件的一體式墊圈本體的下表面中，以及至少部分地通過(guò)將一體式襯套本體夾持在發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋與發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼之間的步驟來(lái)向該一體式墊圈本體施加密封載荷。


圖I是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的剖視側(cè)視示意圖；圖2是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的復(fù)合密封機(jī)構(gòu)的正視圖；圖3是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分的等軸視圖；圖4是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的氣缸襯套的局部剖視的側(cè)視示意圖；圖5是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的復(fù)合密封機(jī)構(gòu)和氣缸襯套組件的剖視側(cè)視示意圖；以及圖6是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)在組裝階段的局部剖視側(cè)視示意圖。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1，示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10可包括直噴式壓縮點(diǎn)燃柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。然而，可以設(shè)想替代選擇，諸如火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)，包括天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)、端口噴射發(fā)動(dòng)機(jī)等。發(fā)動(dòng)機(jī)10可包括發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋12和發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼14。發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋12可包括復(fù)合發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋，其中多個(gè)不同的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋單元與發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼14聯(lián)接，但在某些實(shí)施例中可包括整體的缸蓋設(shè)計(jì)。發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼14可以限定多個(gè)氣缸19,各氣缸19具有一定位在其中的氣缸襯套16。發(fā)動(dòng)機(jī)10的某些細(xì)節(jié)如活塞、曲軸、凸輪軸等從圖I的圖示被省略，然而，這些構(gòu)件在本領(lǐng)域中是公知的。用于在發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋12與發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼14之間進(jìn)行密封的多個(gè)復(fù)合密封機(jī)構(gòu)20在圖I中示出并與各個(gè)氣缸19逐一關(guān)聯(lián)，其某些細(xì)節(jié)在文中詳細(xì)說(shuō)明。在所不的實(shí)施例中，各氣缸襯套16可以包括襯套本體80、夕卜表面84、內(nèi)表面86以及表面84和86位于其上的襯套壁82。內(nèi)表面86可以限定第一縱向孔口 88和第二縱向孔口 90?？v向孔口 88和90可以限定公共縱向軸線Ap第一縱向孔口 88可以包括第一孔徑D1，且第二縱向孔口 90可以包括大于第一孔SD1的第二孔徑D2。套環(huán)18等可以定位在第二縱向孔口 90之間并且構(gòu)造成以 公知的方式從與相應(yīng)氣缸19相關(guān)聯(lián)的活塞刮掉積炭等。轉(zhuǎn)向圖2，更詳細(xì)地示出了復(fù)合密封機(jī)構(gòu)20的某些細(xì)節(jié)。復(fù)合密封機(jī)構(gòu)20可以包括一體式墊圈本體22，該墊圈本體22具有外周24和內(nèi)周26，該內(nèi)周26限定具有中心軸線A2的氣缸開(kāi)口 28。墊圈本體22還可以包括在內(nèi)周26與外周24之間沿徑向、即正交于軸線A2的方向延伸的上表面30。墊圈本體22還可以包括與上表面30相對(duì)地定位的下表面(圖2中不可見(jiàn))，以及一包括多個(gè)連通上表面30與下表面的開(kāi)孔36的外徑向區(qū)域34。墊圈本體22還可以包括內(nèi)徑向區(qū)域38，該內(nèi)徑向區(qū)域38包括具有發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋密封面42和氣缸襯套密封面(圖2中不可見(jiàn))的燃燒密封件40。還參考圖3，示出了墊圈本體22的相對(duì)于圖2所示的視圖翻轉(zhuǎn)的視圖，并且還示出了部分的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋12和一組用于將墊圈本體22夾緊在發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋12與發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼14之間的螺栓112。發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼14在圖3中未示出，而下表面32和氣缸襯套密封面43是可見(jiàn)的。圖3中還示出了例如通過(guò)機(jī)加工形成在下表面32中并從氣缸襯套密封面43徑向向外定位的凹部44。凹部44構(gòu)造成在其中接納氣缸襯套如氣缸襯套16之一的保護(hù)性端部凸起，如本文進(jìn)一步描述的。氣缸開(kāi)口 28可以包括圓形形狀，并且在一個(gè)實(shí)施例中，凹部44可以包括繞中心軸線A2并鄰接氣缸襯套密封面43的連續(xù)環(huán)狀凹部。在其它實(shí)施例中，凹部44可以是不連續(xù)的，并且例如可以包括多個(gè)形成在下表面32中并構(gòu)造成接納氣缸襯套的多個(gè)保護(hù)性端部凸起的凹部。如文中所用，術(shù)語(yǔ)“鄰接”應(yīng)該理解為意味著給定的構(gòu)件或特征定位成緊挨著另一有關(guān)構(gòu)件或特征。相反，術(shù)語(yǔ)“鄰近”意味著給定類型的構(gòu)件或特征是與另一有關(guān)構(gòu)件或特征最接近的給定類型的構(gòu)件或特征。如上所述，多個(gè)開(kāi)孔36可以定位在外徑向區(qū)域34內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，開(kāi)孔36可以包括一組繞軸線A2以第一徑向圖案布置的螺孔46和一組繞軸線A2以與第一徑向圖案不同的第二徑向圖案布置的流體傳輸開(kāi)孔48。多個(gè)流體傳輸密封件50也可以位于外徑向區(qū)域34中并逐一與各個(gè)流體傳輸開(kāi)孔48關(guān)聯(lián)。因此，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋12與發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼14聯(lián)接時(shí)，在發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋12與發(fā)動(dòng)機(jī)殼體14之間的壓縮夾緊載荷下，墊圈本體22可以經(jīng)由流體傳輸密封件50流體地密封在發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋12與發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼14之間延伸的通路。對(duì)燃燒密封件40使用類似的密封策略，如文中進(jìn)一步描述的。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言易于顯而易見(jiàn)的是，墊圈本體22的設(shè)計(jì)使得其適合于供發(fā)動(dòng)機(jī)10中的單個(gè)氣缸19使用。換言之，不同于諸如構(gòu)造成提供與多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸關(guān)聯(lián)的密封件的某些常規(guī)氣缸蓋墊圈的密封機(jī)構(gòu)，墊圈本體22是多個(gè)單獨(dú)的復(fù)合密封機(jī)構(gòu)中的一個(gè)——這些單獨(dú)的復(fù)合密封機(jī)構(gòu)均可以與具有多個(gè)氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)中的一個(gè)氣缸一起使用。為此，墊圈本體22可以具有獨(dú)特的構(gòu)造，以用于提供與給定發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸相關(guān)聯(lián)的多個(gè)流體密封件中的每個(gè)流體密封件。外周24可以包括不一致的外周，其具有第一周邊部段52和第二周邊部段56，第一周邊部段52限定外徑向區(qū)域34的第一次凸耳54，第二周邊部段56限定外徑向區(qū)域34的第二次凸耳58。外周24還可以包括位于第一周邊部段52與第二周邊部段56之間并限定外徑向區(qū)域34的第一主凸耳62的第三周邊部段60。外周24還可以包括也位于第一周邊部段52與第二周邊部段56之間并與第三周邊部段60相對(duì)的第四周邊部段64，該第四周邊部段64限定外徑向區(qū)域34的第二主凸耳66。主凸耳62和66可以大于次凸耳54和58。第一數(shù)量的螺孔46可以位于第一主凸耳62中，而等于第一數(shù)量的第二數(shù)量的螺孔46可以位于第二主凸耳66中。流體傳輸開(kāi)孔48可以位于第一主凸耳62以及第二主凸耳66中。位于相應(yīng)凸耳62和66中的流體傳輸開(kāi)孔48的數(shù)量可以不同。在所不的實(shí)施例中，五個(gè)流體傳輸開(kāi)孔48位于第一主凸耳62中，而三個(gè)流體傳輸開(kāi)孔48位于第二主凸耳66中。螺孔46中的三個(gè)可以位于第一主凸耳62中，而螺孔46中的三個(gè)可以位于第二主凸耳66中。位于第一主凸耳62中的螺孔46可以限定與氣缸開(kāi)口 28共軸地布置的圓的第一圓弧C1，而位于第二主凸耳66中的螺孔46可以限定同一個(gè)圓的第二圓弧C2。第一圓弧C1可以包括第一中點(diǎn)M1，第二圓弧C2可以包括第二中點(diǎn)M2，且由第一中點(diǎn)M1和第二中點(diǎn)M2限定的線段可以與氣缸開(kāi)口 28的中心軸線A2相交。可以設(shè)想其它構(gòu)造，其中螺孔46繞軸線A2相對(duì)較不對(duì)稱地布置，然而，設(shè)想圖中所示和文中所述的相對(duì)較為對(duì)稱(的布置)以提供一種實(shí)用的實(shí)施策略。
參照?qǐng)D5，示出了用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(如內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10)的氣缸襯套和復(fù)合密封組件110的一部分，其更詳細(xì)地示出了某些構(gòu)件且與圖I中用虛線圓5標(biāo)出的部分大致對(duì)應(yīng)。同樣的標(biāo)號(hào)用于表示與結(jié)合文中所述的其它附圖使用相似的特征。如上所述，燃燒密封件40可以包括發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋密封面42和氣缸襯套密封面43。氣缸襯套密封面43可以包括下表面32的一部分，并且凹部44可以形成在下表面42中并位于氣缸襯套密封面43的徑向外部。如上所述，凹部44構(gòu)造成在其中接納氣缸襯套的保護(hù)性端部凸起。在圖5中出了氣缸襯套16的保護(hù)性端部凸起102被接納在凹部44中。氣缸襯套密封面43可以包括限定第一密封平面P1的平坦面，且發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋密封面42也可以包括限定平行于第一密封平面P1的第二密封平面P2的平坦密封面。氣缸襯套密封面43和發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋密封面42均可以在相對(duì)于中心軸線A2重疊的徑向位置處定位在內(nèi)周26附近。在一個(gè)實(shí)施例中，氣缸襯套密封面43和發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋密封面42可以包括相對(duì)于中心軸線A2的相同的徑向位置。換言之，氣缸襯套密封面43可以垂直于軸線A2延伸一個(gè)徑向距離，該徑向距離等于發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋密封面42垂直于軸線A2延伸的徑向距離。在其它實(shí)施例中，可以使用不重疊或徑向偏置的密封面。燃燒密封件40可以包括一具有多片位于氣缸襯套密封面43與發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋密封面42之間的材料的多層燃燒密封件。具體地，燃燒密封件40可以具有包括氣缸襯套密封面43的第一金屬片68、包括發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋密封面42的第二金屬片70、以及夾置在第一金屬片68與第二金屬片70之間的第三金屬片72。在一個(gè)實(shí)施例中，第一金屬片68和第二金屬片70可以包括繞第三金屬片72折疊的一個(gè)金屬片的不同部分。第三金屬片72可以包括具有平坦受載狀態(tài)和非平坦卸載狀態(tài)的金屬?gòu)椈善Ｔ趫D5中，金屬?gòu)椈善?2被大致示出為它在未向燃燒密封件40施加密封載荷的卸載狀態(tài)下所呈現(xiàn)的狀態(tài)。當(dāng)施加足夠大小的密封載荷時(shí)，可以預(yù)期金屬?gòu)椈善?2從圖5所示的構(gòu)造變形為更平坦的構(gòu)造。外徑向區(qū)域34可以包括與形成燃燒密封件40的材料不同的材料，或者外徑向區(qū)域44可以包括用于形成片68和70中的一者或兩者的材料的延續(xù)。在進(jìn)一步的其它實(shí)施例中，燃燒密封件40可以包括一塊均勻的材料，表面42和43兩者都位于該材料上。
現(xiàn)參照?qǐng)D4，示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的氣缸襯套16的局部剖視且局部正視的視圖。氣缸襯套16可以與其它圖所不和文中所述的其它氣缸襯套相同。如上所述,氣缸襯套16可以包括襯套本體80，該襯套本體80具有包括外表面84和內(nèi)表面86的襯套壁82。襯套本體80還可以包括第一軸向端92、第二軸向端94和多個(gè)軸向部段一所述多個(gè)軸向部段包括第一軸向部段96，該第一軸向部段96包括第一軸向端92和第一縱向孔口 88。該多個(gè)軸向部段還可以包括第二軸向部段98，該第二軸向部段98包括第二軸向端94和第二縱向孔口 90。第二縱向孔口 90可以包括構(gòu)造成接納如圖I和圖5所示的套環(huán)18的套環(huán)孔口。第一軸向部段96可以包括第一部段直徑D3，而第二軸向部段98可以包括大于第一部段直徑D3的第二部段直徑D4。直徑D3和直徑D4包括在相應(yīng)軸向部段96和98的最寬點(diǎn)之間沿正交于軸線A2的方向延伸并與軸線A2相交的尺寸。第二軸向端94還可以包括在內(nèi)表面86與外表面84之間沿徑向延伸并構(gòu)造成與燃燒密封件40的氣缸襯套密封面43流體地密封的密封面100。保護(hù)性端部凸起102也可以位于第二軸向端94上并鄰接密封面100。保護(hù)性端部凸起102設(shè)置成至少部分地保護(hù)密封面100免于在相關(guān)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(如發(fā)動(dòng)機(jī)10)的操作和/或組裝期間損壞。保護(hù)性端部凸起102可以從密封面100沿軸向突出，并且在某些實(shí)施例中可以包括小于約1.0毫米的 均勻軸向高度尺寸(其平行于軸線K)。端部凸起102的軸向高度也可以小于約0. 75毫米。如文中所用，“約”1. 0毫米可以理解為意味著介于0. 95毫米與I. 04毫米之間，而“約”0. 75毫米可以理解為意味著介于0. 70毫米與0. 79毫米之間。保護(hù)性端部凸起102可以位于外表面84附近并定位成相比于內(nèi)表面86更接近外表面84。在第二孔口 90與襯套座109之間的區(qū)域內(nèi)，第一軸向部段96可以包括襯套壁82的壁厚t，該壁厚t等于第一孔徑D1的約12%或更小。壁厚t可以理解為內(nèi)表面86與外表面84之間的徑向厚度，并且在某些實(shí)施例中也可以等于第一孔徑D1的約8%或更小。如文中所用，“約”8%可以理解為意味著介于7. 5%與8. 4%之間，而“約” 12%可以理解為意味著介于11. 5%與12. 4%之間。類似的規(guī)則可以理解為適用于文中所用的其它數(shù)量或百分比。從密封面100到襯套座109的距離限定襯套凸緣高度F，而從第一軸向端92到第二軸向端94的距離限定襯套長(zhǎng)度L。在一個(gè)實(shí)施例中，襯套凸緣高度F可以等于第一孔徑Dl的約60%或以下，而襯套凸緣高度F可進(jìn)一步等于襯套長(zhǎng)度L的約30%或以上。在又一個(gè)實(shí)施例中，第一孔徑D1可以等于約150毫米或以下，壁厚t可以等于約12毫米或以下，襯套凸緣高度F可以等于約85毫米或以下，且襯套長(zhǎng)度L可以等于約300毫米或以下。返回圖5，示出了襯套16另外的特征。如上所述，凹部44可以包括與氣缸開(kāi)口 28共軸的連續(xù)環(huán)狀凹部。為了能夠?qū)⒍瞬客蛊?02接納在凹部44中，端部凸起102可以包括具有適當(dāng)尺寸的連續(xù)環(huán)狀凸起，從而使得端部凸起102可以容易地配合在凹部44內(nèi)。當(dāng)密封載荷施加至燃燒密封件40時(shí)，可能希望避免加載端部凸起102。為此，端部凸起102的軸向高度可以小于凹部44的對(duì)應(yīng)軸向深度，從而使得當(dāng)墊圈本體22與發(fā)動(dòng)機(jī)10的其它構(gòu)件組裝在一起并被夾持在發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋12與氣缸襯套16之間時(shí)端部凸起102不實(shí)際接觸墊圈本體22。類似地，至少在某些實(shí)施例中，端部凸起102在正交于軸線A1的方向上的徑向?qū)挾瓤梢孕∮诎疾?4的對(duì)應(yīng)徑向?qū)挾?。端部凸?02的高度/長(zhǎng)度和寬度可以小于氣缸襯套16的相應(yīng)高度/長(zhǎng)度和寬度。端部凸起102還可以鄰接氣缸襯套16的外表面84并可以與第一縱向孔口 88和第二縱向孔口 90共軸。圖5中還示出了由密封面100限定、與圖5中的平面P1共面并因此用相同的參考標(biāo)號(hào)P1表示的密封平面。端部凸起102還可以包括過(guò)渡到并鄰接氣缸襯套16外表面84的第一機(jī)加工邊緣表面104。端部凸起102再還可以包括過(guò)渡到并鄰接密封面100的第二機(jī)加工邊緣表面106，以及從第一邊緣表面104延伸到第二邊緣表面106并限定平行于平面P1的另一平面P3的機(jī)加工平坦軸向端面108。圖5還示出了氣缸襯套16和墊圈本體22的互補(bǔ)截面輪廓。具體地，在包括氣缸襯套16的縱向軸線A1的剖面中，氣缸襯套16的第二軸向端94可以包括第一截面輪廓。墊圈本體22的下表面32可以在包括氣缸開(kāi)口 28中心軸線A2的剖面內(nèi)包括形狀與第一截面輪廓互補(bǔ)的第二截面輪廓。雖然可以設(shè)想在實(shí)際的實(shí)施策略中復(fù)合密封機(jī)構(gòu)20可以與氣缸襯套16—起作為組件110使用，但構(gòu)件并未嚴(yán)格限制于一起使用，并且在其它實(shí)施例中，復(fù)合密封機(jī)構(gòu)20可以與不同的氣缸襯套一起使用，同樣地，氣缸襯套16可與不同的密封機(jī)構(gòu)一起使用。工業(yè)實(shí)用性總體上參照附圖，且特別地參考圖I和圖6，在發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命過(guò)程中，或者在 準(zhǔn)備返修的改造期間，可能希望維修和/或更換某些構(gòu)件。在這些構(gòu)件當(dāng)中可以包括一個(gè)或多個(gè)氣缸襯套16以及一個(gè)或多個(gè)復(fù)合密封機(jī)構(gòu)20。還可以設(shè)想，氣缸襯套16和復(fù)合密封機(jī)構(gòu)20可以用于制造新發(fā)動(dòng)機(jī)，或者改裝到已有的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中。如上所述，每個(gè)復(fù)合密封機(jī)構(gòu)20可以用于形成與單個(gè)氣缸19/氣缸襯套16相關(guān)的流體密封。然而，本發(fā)明并未因此受限，并且可以設(shè)想這樣的實(shí)施例在單個(gè)墊圈本體中具有多個(gè)燃燒密封件和數(shù)量較大的流體傳輸密封件以提供用于多個(gè)氣缸的所需流體密封功能。類似地，雖然可以使用如文中所述的多單元發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋構(gòu)造，但在其它實(shí)施例中，可以使用單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋單元。因此，以下描述應(yīng)該理解為類似地指新發(fā)動(dòng)機(jī)的組裝、已有的發(fā)動(dòng)機(jī)與新的或重新制造的構(gòu)件的再組裝、具有單獨(dú)或復(fù)合的缸蓋單元的發(fā)動(dòng)機(jī)和具有個(gè)別的或復(fù)合的密封機(jī)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)10的拆卸和維修一般可以采用常規(guī)方式進(jìn)行。發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋12的各個(gè)個(gè)別的缸蓋單元可以與機(jī)體14分離并移除已有的燃燒密封件和氣缸蓋墊圈。如果需要的話，可以移除并更換已有的氣缸襯套。可以想到，氣缸襯套16可以包括改造的氣缸襯套。因此，移除已有的氣缸襯套可以包括移除構(gòu)造與氣缸襯套16不同的氣缸襯套(例如具有定位在內(nèi)表面附近的保護(hù)性端部凸起而不是定位在外表面附近的保護(hù)性端部凸起的氣缸襯套)。類似地，復(fù)合密封機(jī)構(gòu)20可以包括改造的密封機(jī)構(gòu)。因此，移除已有的密封機(jī)構(gòu)可以包括移除構(gòu)造與復(fù)合密封機(jī)構(gòu)20不同的密封機(jī)構(gòu)。在較早的系統(tǒng)中，為了(獲得)氣缸蓋墊圈-燃燒密封件功能，普遍使用單獨(dú)的構(gòu)件。不論發(fā)動(dòng)機(jī)10是新的還是在改造、維修等后返修，組裝內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10都可以包括在氣缸襯套16定位在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼14內(nèi)時(shí)使燃燒密封件40的氣缸襯套密封面43與氣缸襯套16的密封面100接觸。組裝發(fā)動(dòng)機(jī)10還可以包括使燃燒密封件40的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋密封面42與發(fā)動(dòng)機(jī)10的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋12接觸。在使氣缸襯套密封面43與氣缸襯套16接觸期間，保護(hù)性端部凸起102可以被接納在凹部44內(nèi)。一旦發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋12、復(fù)合密封機(jī)構(gòu)20和氣缸襯套16適當(dāng)定位，就可以通過(guò)將墊圈本體22夾持在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼14與發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋12之間來(lái)向墊圈本體22施加密封載荷，如文中進(jìn)一步描述的。圖6示出了在使氣缸襯套密封面43與氣缸襯套16的密封面100接觸前的組裝階段的發(fā)動(dòng)機(jī)10。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將熟悉在組裝各種發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件時(shí)希望的相對(duì)精度。例如，通常希望使燃燒密封件40與氣缸襯套16共軸地定位。還可能希望使燃燒密封件40與發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋12的各部分共軸地定位。為此，可以將多個(gè)導(dǎo)銷113壓入發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼14中。然后可以經(jīng)由導(dǎo)銷113與墊圈本體22中的導(dǎo)銷孔口 121的交互作用來(lái)將墊圈本體22引導(dǎo)到氣缸襯套密封面43接觸氣缸襯套16的密封面100的位置。在軸線A2與軸線A1重疊的位置處，墊圈本體22可以被同時(shí)地對(duì)準(zhǔn)。然后可以經(jīng)由導(dǎo)銷113與發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋12中的導(dǎo)銷孔口 123之間的交互作用來(lái)將發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋12引導(dǎo)到與墊圈本體22接觸，從而使得發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋密封面42接觸發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋12的下表面215。在將墊圈本體22引導(dǎo)到與氣缸襯套16接觸的期間，保護(hù)性端部凸起102可以定位在凹部44內(nèi)。然后，螺栓112可以穿過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋12、墊圈本體22并進(jìn)入螺孔114，并且按常規(guī)方式緊固以將墊圈本體22、發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋12和發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼14夾持在一起，并施加所需的密封載荷。這種經(jīng)由導(dǎo)銷112引導(dǎo)墊圈本體22的總體策略不同于適合于并針對(duì)兩件式燃燒密封件和氣缸蓋墊圈系統(tǒng)的較早技術(shù)，其中安置在氣缸襯套中的套環(huán)在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼上凸出并引導(dǎo)燃燒密封件。在某些情形中，可能希望對(duì)內(nèi)徑向區(qū)域38施加大于外徑向區(qū)域34的密封載荷。相 應(yīng)氣缸或氣缸襯套16中的峰值壓力可能需要比流體傳輸密封件50所需要的更緊密、更牢固可靠的燃燒密封件。因此，施加密封載荷可以包括經(jīng)由在發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋12與機(jī)體14之間夾持墊圈本體22來(lái)向內(nèi)徑向區(qū)域38施加比外徑向區(qū)域34相對(duì)較大的載荷。例如，經(jīng)由將發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋12加工成使得表面215在表面215區(qū)域216 (其接觸內(nèi)徑向區(qū)域38)內(nèi)比表面215區(qū)域218 (其接觸外徑向區(qū)域34)稍微更靠近發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼14，可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)徑向區(qū)域38與外徑向區(qū)域34之間的載荷的不一致的分配。換言之，可以將表面215加工得稍微不平坦以便向區(qū)域34和38施加完全不同的密封載荷?；蛘?，可以將墊圈本體22的軸向厚度定制成使得墊圈本體22在內(nèi)徑向區(qū)域38中比在外徑向區(qū)域34中相對(duì)較厚，或者可以將發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼14的上表面118加工成不平坦的。再者，螺孔46、114和214可以如此地定位使得密封載荷相對(duì)更接近內(nèi)徑向區(qū)域38地施加或者在內(nèi)徑向區(qū)域38內(nèi)施加，從而向內(nèi)徑向區(qū)域38傳遞比外徑向區(qū)域34相對(duì)較大比例的載荷。在一些發(fā)動(dòng)機(jī)中，經(jīng)由抒緊發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋與發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼來(lái)向燃燒密封件施加相對(duì)高的密封載荷往往會(huì)使氣缸襯套變形。具體地，氣缸襯套可以在為了密封燃燒密封件而施加的擰緊載荷的作用下在正交于其中心軸線的方向上向外展開(kāi)/張開(kāi)。這種變形在氣缸襯套和相關(guān)構(gòu)件承受相對(duì)高的燃燒溫度和壓力的情況下是尤其有問(wèn)題的。雖然氣缸襯套的變形通常將過(guò)小而無(wú)法肉眼察覺(jué)，但這種變形可能引起與發(fā)動(dòng)機(jī)活塞有關(guān)的密封問(wèn)題，尤其是當(dāng)活塞在氣缸襯套中接近上死點(diǎn)位置時(shí)。具體地，變形可以導(dǎo)致套環(huán)與活塞之間的間隙變大。在一些情形中，襯套變形也可以導(dǎo)致套環(huán)的外表面不再抵靠襯套的內(nèi)表面上密封。作為這些現(xiàn)象的結(jié)果，燃燒氣體會(huì)經(jīng)由本領(lǐng)域稱為“竄氣”的現(xiàn)象而逸出發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸。某些較早策略試圖通過(guò)使氣缸襯套形成有相對(duì)厚的襯套壁來(lái)限制氣缸襯套變形。雖然已證實(shí)這些策略相對(duì)有效，但在其它情形中可能不希望采用相對(duì)厚的氣缸襯套。例如，某些發(fā)動(dòng)機(jī)可能在作為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)使用后被改造以用作天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)。用于天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)中的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸通常具有與某些大小相當(dāng)?shù)牟裼桶l(fā)動(dòng)機(jī)不同的構(gòu)造或尺寸。因此，使用相對(duì)較薄的氣缸襯套與厚壁襯套相比可以為發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸之后的重新鏜孔保留相對(duì)較大量的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼材料，以使其在后續(xù)的使用壽命中可以進(jìn)行改造以用作天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明與常規(guī)的厚襯套策略的不同之處尤其在于，以特殊方式構(gòu)造氣缸襯套和相關(guān)的密封機(jī)構(gòu)以限制氣缸襯套變形而不需要相對(duì)大的孔口來(lái)容置相對(duì)厚壁的氣缸襯套。文中所述的各種特征的結(jié)合，諸如氣缸襯套16的相對(duì)薄的壁厚t、襯套凸緣高度F相對(duì)于孔徑D1的長(zhǎng)度、以及凸緣高度相對(duì)于總襯套長(zhǎng)度的長(zhǎng)度L，全部結(jié)合在一起以形成一可以承受合適的密封載荷而不會(huì)使氣缸襯套變形并導(dǎo)致燃燒氣體竄氣或其它問(wèn)題的氣缸襯套。本發(fā)明與某些常規(guī)策略的不同之處還在于施加至燃燒密封件40的密封載荷順循圖6中用箭頭Z示出的載荷路徑，該載荷路徑大致平行于軸線A1并集中在內(nèi)表面86與外表面84之間。通過(guò)使保護(hù)性端部凸起102定位在外表面84附近而不是與某些較早策略中一樣定位在內(nèi)表面86附近，可以使燃燒密封件40的位置相對(duì)接近軸線4。結(jié)果，密封載荷傾向于經(jīng)由更不易導(dǎo)致氣缸襯套16向外張開(kāi)的載荷路徑傳輸通過(guò)氣缸襯套16。該特征使得壁厚t能夠保持相對(duì)薄，并且在某些情形中可以允許使用減小的密封載荷。將燃燒密封件40安置成相對(duì)靠近軸線A1并因此使內(nèi)周26靠近襯套本體80的內(nèi)表面86導(dǎo)致的又一個(gè)特征是與燃燒密封件定位在氣缸襯套的保護(hù)性端部凸起的徑向外側(cè)的較早設(shè)計(jì)相比，“縫隙容積(crevice volume)”減小?？p隙容積的減小使得氣缸內(nèi)燃料和空氣趨于發(fā)生不完全燃燒或者燃燒以不同于期望的方式發(fā)生的空間較小。 本說(shuō)明書(shū)僅基于說(shuō)明的目的，并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為以任何方式使本公開(kāi)內(nèi)容的范圍變窄。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，可以對(duì)當(dāng)前公開(kāi)的實(shí)施例作出各種改型而不脫離本發(fā)明的完整和合理的范圍和精神。其它方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將在審閱附圖和所附權(quán)利要求后變得顯而易見(jiàn)。
權(quán)利要求
1.一種用于在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(10)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋(12)與發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼(14)之間密封的復(fù)合密封機(jī)構(gòu)(20)，包括 一體式墊圈本體(22)，其包括外周(24)和限定具有中心軸線的氣缸開(kāi)口(28)的內(nèi)周(26),所述一體式墊圈本體(22)還包括在所述內(nèi)周(26)與所述外周(24)之間沿徑向延伸的上表面(30)、與所述上表面(30)相對(duì)地定位的下表面(32)、以及外徑向區(qū)域(34)，所述外徑向區(qū)域(34)包括多個(gè)連通所述上表面(30)與所述下表面(32)的開(kāi)孔(36)； 所述一體式墊圈本體(22)還具有內(nèi)徑向區(qū)域(38)，所述內(nèi)徑向區(qū)域(38)包括具有發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋密封面(42)和氣缸襯套密封面(43)的燃燒密封件(40)，所述氣缸襯套密封面(43)包括所述下表面(32)的一部分并鄰近所述內(nèi)周(26)地定位；并且 所述一體式墊圈本體(22)還包括位于所述下表面(32)中的凹部(44)，所述凹部(44)位于所述氣缸襯套密封面(43)的徑向外側(cè)并構(gòu)造成在其中接納氣缸襯套(16)的保護(hù)性端部凸起(102)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的復(fù)合密封機(jī)構(gòu)(20)，其中，所述氣缸開(kāi)口(28)包括圓形形狀，所述凹部(44)包括位于所述氣缸開(kāi)口(28)的中心軸線的周向并鄰接所述氣缸襯套密封面(43)的連續(xù)環(huán)狀凹部(44);并且 其中，所述多個(gè)開(kāi)孔(36)包括一組繞所述中心軸線以第一徑向圖案布置的螺孔(46)，以及一組繞所述中心軸線以不同于所述第一徑向圖案的第二徑向圖案布置的流體傳輸開(kāi)孔(48)，所述一體式墊圈本體(22)還包括多個(gè)與所述多個(gè)流體傳輸開(kāi)孔(48)中的每一個(gè)逐一關(guān)聯(lián)的流體傳輸密封件(50)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的復(fù)合密封機(jī)構(gòu)(20)，其中，所述氣缸襯套密封面(43)限定第一密封面、所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋密封面(42)限定平行于所述第一密封面的第二密封面，并且其中所述氣缸襯套密封面(43 )和所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋密封面(42 )相對(duì)于所述氣缸開(kāi)口( 28 )的中心軸線位于重疊的徑向位置。
4.一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(10)的氣缸襯套(16)，包括 襯套本體(80 )，其包括具有外表面(84 )和內(nèi)表面(86 )的襯套壁(82 )，所述內(nèi)表面(86 )限定具有第一孔徑的第一縱向孔口(88)和具有大于所述第一孔徑的第二孔徑的第二縱向孔口(90)，所述第一縱向孔口(88)和所述第二縱向孔口(90)限定一共同的縱向軸線； 所述襯套本體(80)還具有第一軸向端(92)、第二軸向端(94)和多個(gè)軸向部段(96，98)，所述多個(gè)軸向部段(96，98)包括第一軸向部段(96)和第二軸向部段(98)，所述第一軸向部段(96)包括所述第一軸向端(92)和所述第一縱向孔口(88)，所述第二軸向部段(98)包括所述第二軸向端(94)和所述第二縱向孔口(90)，其中所述第一軸向部段(96)包括第一部段直徑、所述第二軸向部段(98)包括大于所述第一部段直徑的第二部段直徑； 所述第二軸向端(94)包括在所述內(nèi)表面(96)與所述外表面(88)之間沿徑向延伸的密封面(100)、以及鄰接所述密封面(100)并從所述密封面(100)沿軸向突出的保護(hù)性端部凸起(102)，所述密封面(100)鄰近所述內(nèi)表面(86)地定位、所述保護(hù)性端部凸起(102)相比于所述內(nèi)表面(86)更靠近所述外表面(84)地定位；并且 所述第一軸向部段(96)包括位于所述內(nèi)表面(86)與所述外表面(84)之間的襯套壁(82)的壁厚，所述壁厚等于或小于所述第一孔徑的約12%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的氣缸襯套(16)，其中所述保護(hù)性端部凸起(102)包括鄰接所述外表面(84)并與所述第一縱向孔口和第二縱向孔口(88，90)共軸的連續(xù)環(huán)狀凸起； 所述第一軸向部段(96)包括襯套座(109)，從所述密封面(100)到所述襯套座(109)的距離限定一襯套凸緣高度，從所述第一軸向端(92)到所述第二軸向端(94)的距離限定一襯套長(zhǎng)度； 所述襯套凸緣高度等于或小于所述第一孔徑的約60%，并等于或大于所述襯套長(zhǎng)度的約30%;并且 所述壁厚等于或小于所述第一孔徑的約8%。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的氣缸襯套(16)，其中，所述第一孔徑等于或小于約150毫米，所述壁厚等于或小于約12毫米，所述襯套凸緣高度等于或小于約85毫米，所述襯套長(zhǎng)度等于或小于約300毫米。
7.一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(10)的氣缸襯套和復(fù)合密封組件(110)，包括 氣缸襯套(16)，所述氣缸襯套包括具有外表面(84)和內(nèi)表面(86)的襯套本體(80)，所述內(nèi)表面(86)限定包括縱向軸線的縱向孔口(88，90)，所述氣缸襯套還包括第一軸向端(92)和第二軸向端(94)，所述第二軸向端(94)包括在所述內(nèi)表面(86)與所述外表面(84)之間沿徑向延伸的密封面(100)和從所述密封面(100)沿軸向延伸的保護(hù)性端部凸起(102);以及 復(fù)合密封機(jī)構(gòu)(20)，其包括一體式墊圈本體(22)，所述一體式墊圈本體(22)具有外周(24)和限定包括中心軸線的氣缸開(kāi)口( 28)的內(nèi)周(26)，所述一體式墊圈本體(22)還包括在所述內(nèi)周(26 )與所述外周(24 )之間沿徑向延伸的上表面(30 )、與所述上表面(30 )相對(duì)地定位的下表面(32)、以及外徑向區(qū)域(34)，所述外徑向區(qū)域(34)包括多個(gè)連通所述上表面(30)與所述下表面(32)的開(kāi)孔(36)； 所述一體式墊圈本體(22)還具有內(nèi)徑向區(qū)域(38)，所述內(nèi)徑向區(qū)域(38)包括具有發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋密封面(42)和氣缸襯套密封面(43)的燃燒密封件(40)，所述氣缸襯套密封面(43)包括所述下表面(32)的一部分并鄰近所述內(nèi)周(26)地定位；并且 所述一體式墊圈本體還包括位于所述下表面(32)中的凹部(44)，所述凹部(44)位于所述氣缸襯套密封面(43)的徑向外側(cè)并構(gòu)造成在其中接納氣缸襯套(16)的保護(hù)性端部凸起(102)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的組件，其中 所述凹部(44)包括位于所述氣缸開(kāi)口(28)的中心軸線的周向并鄰近所述氣缸襯套密封面(43)地定位的連續(xù)環(huán)狀凹部(44)，并且其中所述保護(hù)性端部凸起(102)包括當(dāng)所述氣缸襯套密封面(43)接觸所述氣缸襯套(16)的所述密封面(100)、且所述氣缸開(kāi)口(28)與所述縱向孔口(88，90)共軸地布置時(shí)被接納在所述凹部(44)中的連續(xù)環(huán)狀凸起(102)； 所述多個(gè)開(kāi)孔(36)包括一組繞所述中心軸線以第一徑向圖案布置的螺孔(46)，以及一組繞所述中心軸線以不同于所述第一徑向圖案的第二徑向圖案布置的流體傳輸開(kāi)孔(48);并且 所述外周(24)還包括一周邊部段(60)和另一周邊部段(64)，所述周邊部段(60)限定所述外徑向區(qū)域(34)的第一凸耳(62)，所述螺孔(46)中的三個(gè)和多個(gè)所述流體傳輸開(kāi)孔(48)位于所述第一凸耳(62)中，所述另一個(gè)周邊部段(64)限定所述外徑向區(qū)域(34)的第二凸耳(66)，并且所述螺孔(46)中的三個(gè)和多個(gè)流體傳輸開(kāi)孔(48)也位于所述第二凸耳(66)中。
9.一種組裝內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(10)的方法，包括以下步驟 使燃燒密封件(40 )的氣缸襯套密封面(43 )與定位在所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(10 )的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼(14)內(nèi)的氣缸襯套(16)接觸； 使所述燃燒密封件(40 )的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋密封面(42 )與所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(10 )的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋(12)接觸； 將所述氣缸襯套(16)的保護(hù)性端部凸起(102)接納在凹部(44)內(nèi)，所述凹部(44)形成在包括所述燃燒密封件(40)的一體式墊圈本體(22)的下表面(32)中；以及 至少部分地通過(guò)將所述一體式墊圈本體(22)夾持在所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋(12)與所述發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼(14)之間的步驟來(lái)給所述一體式墊圈本體(22)施加密封載荷。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中 施加密封載荷的所述步驟還包括給包括燃燒密封件(40)的所述一體式墊圈本體(22)的內(nèi)徑向區(qū)域(38)施加第一載荷，并給包括多個(gè)流體傳輸密封件(50)的所述一體式墊圈本體(22)的外徑向區(qū)域(34)施加不同的第二載荷，而不給所述保護(hù)性端部凸起施加載荷； 所述方法還包括以下步驟密封載荷至少主要沿位于所述氣缸襯套(16)的內(nèi)表面(86)與外表面(84)之間并平行于所述氣缸襯套(16)的縱向軸線定向的載荷路徑傳輸通過(guò)所述氣缸襯套(16)。
全文摘要
用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(10)的氣缸襯套和復(fù)合密封組件(110)包括具有襯套本體(80)的氣缸襯套(16)，襯套本體(80)具有外表面(84)和限定縱向孔口(88)的內(nèi)表面(86)。氣缸襯套(16)還包括第一軸向端(92)和第二軸向端(94)，第二軸向端(94)包括密封面(100)和從密封面(100)沿軸向延伸的保護(hù)性端部凸起(102)。用于實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋(12)與發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼(14)之間的密封的復(fù)合密封機(jī)構(gòu)(20)包括一體式墊圈本體(22)，一體式墊圈本體(22)具有外徑向區(qū)域(34)和內(nèi)徑向區(qū)域(38)，內(nèi)徑向區(qū)域(38)包括具有發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋密封面(42)和氣缸襯套密封面(43)的燃燒密封件(40)，凹部(44)形成在下表面(32)中并位于氣缸襯套密封面(43)的徑向外側(cè)并構(gòu)造成在其中接納氣缸襯套(16)的保護(hù)性端部凸起(102)。凹部(44)可包括位于形成在一體式墊圈本體(22)中的氣缸開(kāi)口(28)的中心軸線的周向并且定位在氣缸襯套密封面(43)附近的連續(xù)環(huán)狀凹部(44)。保護(hù)性端部凸起(102)可包括與縱向孔口(88)共軸地布置并定位在氣缸襯套(16)的內(nèi)表面(86)附近的連續(xù)環(huán)狀凸起(102)。
文檔編號(hào)F02F11/00GK102753805SQ201080063620
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者D·R·米勒, F·J·斯特魯韋, J·R·奇滕登 申請(qǐng)人:卡特彼勒公司