专利名称：用于气缸盖的垫片的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于气缸盖的垫片，更具体地涉及一种布置在内燃发动机的气缸 体与气缸盖之间的垫片。
背景技术：
内燃发动机包括通过螺栓紧固在一起的气缸体和气缸盖。垫片布置在气缸体与气 缸盖之间以密封发动机，以免流体逸出，所述流体比如燃烧气体、油(润滑剂)和冷却剂。在 垫片中预定位置处形成孔以允许燃烧气体、油、冷却剂和螺栓通过。围绕这些孔形成各种类 型的密封突筋(比如，参照日本特开平4-64776号专利公报、特开2000-220740号专利公报 和特开平8485080号专利公报)。突筋各自形成为在通过螺栓紧固垫片时产生根据其密封 对象而不同的密封压力。比如，具有高密封压力的高压突筋用作密封孔(润滑剂孔)的缘 边的突筋，润滑剂经由上述孔从气缸体流到气缸盖。具有低密封压力的低压突筋用作密封 螺栓孔的缘边的突筋。垫片使用高压突筋以密封润滑剂孔。然而，暴露于高压油并在苛刻条件下使用的 垫片易于磨损和劣化。当这种磨损或劣化发生时，润滑剂可能会从高压突筋逸出、经由形成 在垫片与气缸盖之间的间隙移动并从发动机渗出。
发明内容
本发明提供一种用于气缸盖的垫片，该垫片减少了从发动机渗出的润滑剂的量。本发明的一个方面是一种垫片，所述垫片用于布置在内燃发动机的气缸体与气缸 盖之间并且包括润滑剂孔，润滑剂经由所述润滑剂孔供给到所述气缸盖。所述垫片包括高 压突筋，所述高压突筋围绕所述润滑剂孔延伸。低压突筋围绕所述高压突筋延伸，并且在所 述垫片布置在所述气缸体与所述气缸盖之间时至少部分地围绕中空部延伸，其中所述中空 部与所述发动机的润滑剂储槽连通。本发明的另一方面是一种垫片，所述垫片用于布置在内燃发动机的气缸体与气缸 盖之间并且包括润滑剂孔，润滑剂经由所述润滑剂孔供给到所述气缸盖。所述垫片包括高 压突筋，所述高压突筋围绕所述润滑剂孔延伸。低压突筋包括第一部分和第二部分。所述 第一部分从与中空部相对的一侧围绕所述高压突筋延伸，其中所述中空部与所述发动机的 润滑剂储槽连通。所述第二部分沿所述垫片的面向所述中空部的边缘延伸。从结合附图以示例方式示出本发明的原理的以下说明中，本发明的其它方面和优 势将变得清楚。
通过参照当前优选实施方式的以下说明以及参照附图，可最好地理解本发明及其 目的和优势，在所述附图中图IA是示出根据本发明的一个实施方式的气缸盖垫片的一部分的俯视图IB是图IA的局部放大图；图2是沿图IB中的线2-2截取的放大的示意性剖视图；图3是示出低压突筋与高压突筋之间的区别的示意性剖视图；图4A是示出逸出垫片中的高压突筋的润滑剂的移动的示意图，该垫片具有沿腔 室延伸的低压突筋；图4B是示出逸出垫片中的高压突筋的润滑剂的移动的示意图，该垫片具有包围 高压突筋的低压突筋；图5是示出本发明的另一个实施方式中的低压突筋与高压突筋之间的区别的示 意性剖视图；以及图6是示出根据本发明的另一个实施方式的垫片的一部分的俯视图。
具体实施例方式现在将参照图IA至4论述本发明的一个实施方式。参照图IA和1B，用于气缸盖的垫片11包括沿垫片11的纵向方向以预定间隔布置 的多个气缸膛孔12。除气缸膛孔12之外，垫片11还包括螺栓孔13、润滑剂孔14、润滑剂回 收孔15和冷却剂孔16。当垫片11布置在气缸体与气缸盖之间时，螺栓穿过螺栓孔13插入 以紧固气缸体和气缸盖。润滑剂(机油)从气缸体经由润滑剂孔14供给到气缸盖。润滑 剂从气缸盖经由润滑剂回收孔15返回到用作润滑剂储槽的油盘。发动机冷却剂经由冷却 剂孔16在气缸体与气缸盖之间流动。在本实施方式中，具有单个润滑剂孔14以及多个润 滑剂回收孔15和冷却剂孔16。如图2所示，垫片11通过重叠两个基板Ila和一个副板lib形成，副板lib布置 在两个基板Ila之间。两个基板Ila和副板lib各自由弹性金属薄板形成，比如用于弹簧 的不锈钢片。副板lib中形成有突筋。用作燃烧气体密封件的环形突筋17形成在每个气缸膛孔12周围。用作润滑剂密 封件的突筋18形成在每个润滑剂回收孔15周围。用作冷却剂密封件的突筋19形成在每 个冷却剂孔16周围。用作密封件的突筋20形成在每个螺栓孔13周围。突筋17到20中 的每一个均为完整突筋。在图IA和IB中，突筋17至20各自以单虚线示出。垫片11在纵向方向上具有第一端部。第一端部面向容纳腔室22，容纳腔室22容 纳发动机的正时传动系21。在垫片11的第一端部中的一个转角处形成润滑剂孔14。高压 突筋23形成在润滑剂孔14周围。正时传动系指的是将曲轴的转动传送至用于驱动发动机 气门的机构的动力传送系统。比如，正时传动系可为环接式(link-type)动力传送机构或 齿轮式动力传送机构，环接式动力传送机构使用正时链或正时带以传送动力，齿轮式动力 传送机构使用齿轮以传送动力。垫片11的第一端部上还形成低压突筋M以密封容纳腔室22，以使润滑剂不从容 纳腔室22逸出。低压突筋M至少部分地围绕中空部25延伸，中空部25是容纳腔室22的 一部分。低压突筋M还围绕高压突筋23延伸。中空部25沿面向容纳腔室22的、垫片的 侧边(边缘)延伸，并位于发动机机体与正时传动系21之间，如图IA所示。低压突筋对 包括对应于润滑剂孔14的第一部分(弯曲部)和作为其余部分的第二部分。第一部分是 弯曲的，以使高压突筋23布置在低压突筋M与中空部25之间。换句话说，第一部分从与
4中空部25相对的一侧围绕高压突筋23延伸。第二部分沿中空部25，即沿垫片11的面向中 空部25的边缘延伸。高压突筋23和低压突筋M各自以单虚线示出并各自由半突筋形成。半突筋由副 板lib中的斜部(倾斜表面)形成。当垫片11紧固在气缸体与气缸盖之间时，在低压突筋 24产生低密封压力的同时，高压突筋23产生高密封压力。密封压力根据当从气缸体拆除垫 片11时半突筋的倾斜角而不同，如图3的状态所示。在这种状态中，高压突筋23具有比低 压突筋M更大的倾斜度。高压突筋23和低压突筋M的倾斜角设定为获得所需的用于高 压突筋23和低压突筋M的平面压力。现在将说明垫片11的操作。使垫片11保持在由螺栓紧固在一起的气缸体与气缸 盖之间。当垫片11被保持在气缸体与气缸盖之间时，突筋17至19、高压突筋23和低压突 筋M相对于气缸盖的平面压力增大。这保证了垫片11的密封。在苛刻条件下使用的垫片11易于磨损和劣化。当出现这种磨损或劣化时，流经润 滑剂孔14的一些高压润滑剂从高压突筋23逸出。在这种情况下，如果垫片11具有形成为 如图4A所示地仅沿中空部25延伸的低压突筋M，则从高压突筋23逸出的润滑剂将如箭头 所示地沿垫片11的上表面移动并从发动机渗出。但是，在该实施方式中，低压突筋M形成 为围绕高压突筋23以及中空部25的至少一部分延伸。因此，即使当润滑剂逸出高压突筋 23并沿垫片11的上表面移动时，也仅有较少润滑剂从发动机渗出。另外，如图4B所示，逸 出高压突筋23的润滑剂如指向中空部25的箭头所示地沿垫片11的上表面移动。润滑剂 从垫片11的边缘进入容纳正时传动系21的容纳腔室22，然后返回到油盘。该实施方式具有如下所述的优势。(1)垫片11包括高压突筋23和低压突筋24，高压突筋23围绕向气缸盖供给润滑 剂的润滑剂孔14延伸，低压突筋M围绕中空部25和高压突筋23延伸。因此，在垫片11 紧固在气缸体与气缸盖之间的状态中，当润滑剂从包围润滑剂孔14的高压突筋23逸出时， 围绕高压突筋23延伸的低压突筋M减少从发动机渗出的润滑剂的量。(2)低压突筋M密封容纳发动机的正时传动系21的容纳腔室22，以便防止润滑 剂逸出容纳腔室22。逸出围绕润滑剂孔14延伸的高压突筋23的润滑剂进入容纳正时传动 系21的容纳腔室22，并返回到油盘。这减少了损失的油的量。(3)润滑剂孔14形成在垫片11中一侧中的转角处，该侧面向容纳正时传动系21 的容纳腔室22。与当润滑剂孔14形成在垫片11的纵向中部处时相比，这缩短了从低压突 筋对的弯曲部到中空部25的距离，该弯曲部弯曲成包围高压突筋23。因此，逸出高压突筋 23的润滑剂经容纳腔室22容易地返回油盘。在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本发明可按许多其它特定形式实施，这 对于本领域技术人员来说应当是显而易见的。具体地，应当理解，本发明可按以下形式实 施。 参照图5，低压突筋M和高压突筋23可为完整突筋。完整突筋的密封压力根据在 突筋11从气缸体拆除的状态中突筋的脊高而不同。高压突筋23的脊高于低压突筋M的 脊。每个突筋的脊高设定为使得高压突筋23具有所需的平面压力并且低压突筋M具有所 需的平面压力。平坦部沈布置在低压突筋M和高压突筋23彼此靠近的位置处。这种结 构获得与上述实施方式相同的优势。取代将平坦部沈布置在低压突筋M和高压突筋23
5彼此靠近的位置处，低压突筋M的脊和高压突筋23的脊可形成为彼此接连。但是，在这种 情况下，将难以形成具有所需高度的低压突筋M和高压突筋23。平坦部沈在低压突筋M 与高压突筋23之间的布置允许低压突筋M和高压突筋23容易地形成为具有所需高度。如图6所示，平面压力调整突筋27可形成在低压突筋M围绕其延伸的部分中。平 面压力调整突筋27形成为具有与低压突筋M相同的横截面形状。低压突筋M不是闭环， 而是朝向中空部25开口。因此，根据低压突筋M的形状和面积，当垫片11紧固在气缸体 与气缸盖之间时，平面压力可能会不均勻地施加到低压突筋M或高压突筋23。但是，垫片 11上的平面压力调整突筋27均等地调整施加到低压突筋M和高压突筋23的平面压力。围绕用于润滑剂孔14的高压突筋23延伸的突筋不局限于低压突筋24，而是可为 围绕当垫片11处于使用状态时与发动机的润滑剂储槽连通的部分延伸的突筋。比如，包围 润滑剂回收孔15的突筋18可形成为也围绕高压突筋23延伸。在这种情况下，逸出包围润 滑剂孔14的高压突筋23的润滑剂减少了从发动机渗出的润滑剂的量，并使润滑剂从润滑 剂回收孔15返回到油盘。取代在面向容纳腔室22的、垫片11的一侧处的转角中形成润滑剂孔14，可在垫片 11的纵向中部中形成润滑剂孔14，其中所述容纳腔室22容纳正时传动系21。用于螺栓孔13的突筋20和用于冷却剂孔16的突筋19可为半突筋(倾斜表面) 而非完整突筋。另外，可去除用于螺栓孔13的突筋20。垫片11不必由三个弹性金属薄板形成。比如，垫片11可由单个弹性金属薄板形 成。另外，垫片11可由第一金属板和第二金属板形成，第一金属板包围每个气缸膛孔12的 缘边并具有合适的宽度，第二金属板形成垫片11的其余部分。在这种情况下，第二金属板 比第一金属板更薄并更硬，并且第一和第二金属板激光焊接以形成垫片11。垫片11可由金属基板和橡胶层形成。金属基板包括孔，比如气缸膛孔12、润滑剂 孔14、润滑剂回收孔15以及冷却剂孔16。由泡沫橡胶形成的橡胶层覆盖基板的表面。在 这种情况下，橡胶层中的每个孔的缘边形成为非气泡部，在该非气泡部中气泡被从橡胶层 挤压出。垫片11不局限于用于敞板式(open deck type)气缸体，也可应用于闭板式 (closed deck type)气紅体。当前的示例和实施方式应被视为示例性而非限制性，并且本发明不局限于文中给 出的细节，而是可在所附权利要求的范围及等同物内改变。
权利要求
1.一种垫片，所述垫片用于布置在内燃发动机的气缸体与气缸盖之间并且包括润滑剂 孔(14)，润滑剂经由所述润滑剂孔(14)供给到所述气缸盖，所述垫片的特征在于具有高压突筋(23)，所述高压突筋围绕所述润滑剂孔(14)延伸；以及 低压突筋(M)，所述低压突筋04)围绕所述高压突筋延伸，并且在所述垫片布 置在所述气缸体与所述气缸盖之间时至少部分地围绕中空部05)延伸，其中所述中空部 (25)与所述发动机的润滑剂储槽连通。
2.根据权利要求1所述的垫片，其特征在于，所述中空部05)是用于容纳所述发动机 的正时传动系的容纳腔室02)的一部分，并且所述中空部05)沿所述垫片的面向所 述容纳腔室02)的边缘延伸。
3.根据权利要求2所述的垫片，其特征在于，所述低压突筋04)密封所述容纳腔室(22)，以免润滑剂从所述容纳腔室0 逸出。
4.根据权利要求2所述的垫片，其特征在于，所述润滑剂孔(14)形成在所述垫片的、当 所述垫片布置在所述气缸体与所述气缸盖之间时面向所述容纳腔室0 的一侧处的转角 中。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的垫片，其特征在于，所述低压突筋04)包括 第一部分和第二部分，所述第一部分从与所述中空部0 相对的一侧围绕所述高压突筋(23)延伸，而所述第二部分沿所述垫片的面向所述中空部05)的边缘延伸。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的垫片，其特征在于，所述低压突筋04)包括第 一部分和第二部分，所述第一部分围绕所述高压突筋延伸，以使所述高压突筋03)位 于所述中空部0 与所述低压突筋04)之间，而所述第二部分沿所述垫片的面向所述中 空部05)的边缘延伸。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的垫片，其特征在于具有平坦部( )，所述平坦部06)布置在所述低压突筋04)与所述高压突筋之间。
8.—种垫片，所述垫片用于布置在内燃发动机的气缸体与气缸盖之间并且包括润滑剂 孔(14)，润滑剂经由所述润滑剂孔(14)供给到所述气缸盖，所述垫片包括高压突筋(23)，所述高压突筋围绕所述润滑剂孔(14)延伸；以及 低压突筋(M)，所述低压突筋04)包括第一部分和第二部分，其中，所述第一部分从 与中空部05)相对的一侧围绕所述高压突筋03)延伸，其中所述中空部05)与所述发动 机的润滑剂储槽连通，而所述第二部分沿所述垫片的面向所述中空部0 的边缘延伸。
全文摘要
一种用于气缸盖的垫片，该垫片布置在内燃发动机的气缸体与气缸盖之间。垫片包括润滑剂孔，润滑剂经由润滑剂孔供给到气缸盖。高压突筋围绕润滑剂孔延伸。当垫片布置在气缸体与气缸盖之间时，低压突筋围绕高压突筋延伸并且至少部分地围绕中空部延伸，其中该中空部与发动机的润滑剂储槽连通。
文档编号F02F11/00GK102121432SQ20111000658
公开日2011年7月13日 申请日期2011年1月5日 优先权日2010年1月7日
发明者安田纪章, 小寺祯典, 岛川达朗, 西村圭右 申请人:丰田自动车株式会社, 株式会社丰田自动织机, 石川密封垫板有限责任公司