专利名称：一种密封垫片以及装设有其的发动机的制作方法
技术领域：
一种密封垫片以及装设有其的发动机
技术领域：
本实用新型涉 及一种密封垫片，尤其涉及一种密封垫片以及装设有所述密封垫片的发动机，该密封垫片特别适用于但并不局限于用来实现汽油发动机排气歧管与汽缸盖之间的密封。
背景技术：
在发动机的汽缸盖和排气歧管之间需要安装密封垫片，以便起到密封高温废气的功能。通常，这类密封垫片的工作环境是非常恶劣的，尤其需要面对着高、低温的剧烈交替变化。例如，在寒冷的冬季，密封垫片处的低温可以达到_40°C -50°C，而该处温度在持续运转后能达到800°C以上。随着发动机升功率的不断提升，发动机的排气温度也越来越高， 目前在汽油发动机的排气歧管法兰面处的温度已经能达到900°C以上。这样，排气歧管和密封垫片就会不断地膨胀、收缩，并且在发动机运转的过程中还会形成较大振动而致使密封垫片受到排气歧管和汽缸盖的挤压而造成大量磨损，而且由于密封垫片长期处于高温环境下工作而将产生很大的变形，这就要求所使用的密封垫片在高温、强振动、大变形的工作环境下仍能保持良好的密封性能。否则，一旦发生漏气就会在发动机上留下能被肉眼观测到的黑色炭黑而容易引起顾客抱怨，影响厂商信誉并可能发生质量纠纷；此外，如果漏气现象特别严重，则不仅会影响排放而不能达到国家法规等相关规范的要求，而且将对大气环境造成污染。伴随着发动机排气温度的不断提升，已经针对密封垫片所使用材料的耐高温性、 耐腐蚀性、耐高温氧化性能提出了更高得要求，然而这必将导致材料成本也随之升高。例如，为了提高使用性能，目前的发动机制造商大多采用带减磨涂层的多层合金钢材料制成的密封垫片，希望通过该减磨涂层来起到减小密封垫片与排气歧管之间摩擦的效果，但是由于减磨涂层价格较高，这对于低成本的发动机而言是不合适的。另外，人们也试图通过改进密封垫片的结构来增强它的密封效果。例如，在中国公开号为CN201705496U的实用新型专利文献中公开了一种排气管密封垫片，所述密封垫片由四个厚度相同的单层密封垫片对称叠焊而成，在中间两层密封垫片之间、气缸盖和排气管密封面的相应位置处设有外凸的圆弧空腔，使密封垫片外表面形成凸缘。又如，在中国公开号为CN201671722U的实用新型专利文献中公开了一种发动机排气管上的密封垫片，其中间处设置通孔，并且该密封垫片由上下两片钢板焊接构成。尽管采用以上这些技术方案能够获得一定技术效果，但是它们并不能非常理想地克服前述弊端。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型的目的之一在于提供一种密封垫片，以有效解决现有技术中存在的上述及其他方面的问题。此外，本实用新型的目的还在于提供一种其上装设有上述密封垫片的发动机，从而能更好地满足现实需要。[0007]为了实现上述及其他的目的，本实用新型采用了以下技术方案一种密封垫片，其被构造成具有用于对所接触的周边部件进行密封的密封区以及与所述密封区相连接的非密封区，所述密封区中设置有排气管孔，非密封区中至 少一部分被设置成在所述密封垫片发生形变时所吸收的形变能量大于由所述密封区吸收的形变能量。在上述的密封垫片中，优选地，所述非密封区中至少一部分的截面积小于所述密封区的截面积。在上述的密封垫片中，优选地，所述密封区由至少两层彼此接合而成，并且所述层中至少一个的外表面上设置有凸起部。 在上述的密封垫片中，优选地，所述凸起部呈圆弧形状。在上述的密封垫片中，优选地，所述密封区中的各层均由金属材料制成并且经焊接或铆接而接合形成一体。在上述的密封垫片中，优选地，所述非密封区由至少两层彼此接合而成。在上述的密封垫片中，优选地，所述非密封区与所述密封区各自设置的层的数目相同。在上述的密封垫片中，优选地，所述非密封区中的各层均由金属材料制成并且经焊接或铆接而接合形成一体。在上述的密封垫片中，优选地，所述非密封区中设置有安装孔。一种发动机，所述发动机的排气歧管与汽缸盖之间装设有如以上任一项所述的密封垫片。本实用新型的有益效果在于在不增加制造成本的前提下，它通过改进设计而能够最大程度地改善密封垫片的变形能力并同时增强其耐久性，使得密封垫片在使用过程中可以长期持续、稳定可靠地保持良好的密封性能。当在发动机等装置上应用本密封垫片时， 由于它在高温、高压、温度交替变换等工况下具有很好的变形跟随性，因此可以克服相对较大的排气歧管和密封垫片的变形，而且在变形时对密封垫片上安装孔处的作用力较小而不会导致安装孔变形并减小了其间的摩擦损耗。所以，通过使用本实用新型能够降低对于密封垫片材料的较高要求，有效控制并缩减密封垫片的制造和使用成本。
以下将结合附图和实施例，对本实用新型的技术方案作进一步的详细描述。其中图1是本实用新型的密封垫片一个实施例的结构示意图；图2是图1中沿A-A方向的截面剖视图；图3是对应于图2中密封区结构的另一个示例的截面剖视图；以及图4为图1中沿B-B方向的截面剖视图。附图标记说明1 密封垫片 2 密封区3 非密封区 4 排气管孔5 安装孔21 密封区第一层[0028]22密封区第二层23密封区第三层31非密封区第一层32非密封区第二层33非密封区第三层211凸起部221凸起部
具体实施方式请参阅图1，在该图中示意性地图示出了 本密封垫片一个实施例的基本结构，下面将通过结合该示例来详细说明本实用新型的设计原理、基本构造以及特点和优点等。如图1所示，在密封垫片1上设置有密封区2和非密封区3，其中的密封区2是指在密封垫片1上具备密封功能的区域，即通过这样的区域来对密封垫片1以及与它相接触的周边部件进行密封，从而防止例如发动机废气从汽缸盖与排气歧管之间泄漏出来。与之相反，非密封区3则是指在密封垫片1上除去上述密封区2之外的其他区域，显然这种非密封区并没有承担密封功能。需要指出的是，为了简化图面起见，在图1中只是分别以数字标记2和3直接标识出了上述密封区和非密封区各自的一部分，然而根据以上的相应说明是可以在图1的实施例中具体区分出这两种不同类型区域的。在密封垫片1上的密封区2中设置有四个排气管孔4，出于简化图面的考虑并且由于图1中的四个排气管孔具有相同或大致相同的结构，所以在图1中也是通过数字标记 4标识出了所有排气管孔中的一部分。上述的这些排气管孔4是对应于发动机汽缸盖排气孔到排气歧管的孔，通过由这些排气管孔形成的通道来排出处于高温、高压状态下的废气。 显然，在其他一些实施例中，可以根据实际情况而设置多于或少于四个的排气管孔，或者灵活布置这些排气管孔在密封垫片1上的具体位置。另外，如图1所示，在密封垫片1上还设置了 8个安装孔5，这些安装孔被设置在非密封区3中用于装设诸如螺栓、销钉等连接件。可以理解的是，在另外一些应用场合下使用其他实施例时，可以在非密封区3中自由安排任意数目的安装孔，例如在某个特殊场合下仅仅设置一个安装孔。并且，还可以将上述的安装孔布置在非密封区3中任意所需位置上。作为本实用新型改进设计的关键点之一，它是将位于非密封区3中的至少一部分设置成具备以下特性，即该部分能够在密封垫片1发生形变时吸收大于由密封区2所吸收的形变能量，这样就可以主要通过该部分的形变来释放整个变形量，从而削弱密封垫片1 上其他部位的变形，使得密封区2不至于因为变形过大而造成密封功能失效，以此来最大程度提高密封垫片1的抗变形能力，保证在它的使用过程中、特别是即便在其处于相当恶劣的工作环境下也都一直具有良好的密封性能。为了实现上述设计目的，举例而言，在图1所示情形下可以将非密封区3上图面中部的一部分区域(图4显示出了沿图1中B-B方向的该处剖视截面，将在后文中对此加以详述)构造成其截面积小于密封区2的截面积，即该部分区域的宽度被有意设置成明显偏小， 从而使得它相对于整个密封垫片1上的其他区域而成为最薄弱的区域。如此，在密封垫片 1不断受到压力、温差变化而发生形变中，上述部分区域最有可能首先出现断裂而快速释放掉形变能量，使得密封垫片1上的密封区2不再会发生过大的变形，以便通过这些密封区2 来使得密封垫片1在其密封处提供相当稳定、可靠的密封防漏功能。毫无疑问，通过采用其他形式的设计结构、或者采用具有不同抗变形能力的材料等多种方式也都能实现前述的本实用新型设计目的，由于本领域技术人员完全可以根据本实用新型的上述设计思路来理解和实现这些实现方式，因此在本文中不再赘述。另外，本实用新型改进设计还体现在密封区2和非密封区3各自的组成结构上，图 2、图3和图4分别通过一些示例来对密封区2和非密封区3的结构进行了图示。图2是在图1所示密封垫 片1的密封区2上沿着A-A方向的截面剖视图。在该图中显示出密封区2由三层接合而成(例如，采用焊接或铆接等工艺处理方式)，即密封区第一层21、密封区第二层22以及位于它们之间的密封区第三层23。作为优选地，以上这些层都是采用金属材料制成。此外，在密封区第一层21、密封区第二层22各自的外表面上还分别设置了凸起部211、凸起部221，这些凸起部都被构造成具有圆弧形状。由于采用以上结构，密封垫片1上密封区2的密封功能被进一步增强，密封垫片的耐久性能也得以提升。这是因为此时的密封垫片1已经具备了更好的变形跟随性，当它处于工作温度变化较大、高温、高压等情况下时，将会通过密封区第一层21上的凸起部211、密封区第二层22上的凸起部221来紧密跟随与之相接触的被密封部件进行变形，从而形成非常理想地稳定密封效果，并且在此变形过程中对于非密封区3中的安装孔5处形成的作用力较小而不会导致其发生异变。此外，由于整个变形过程比较协调一致，这将会有利于降低密封处的振动和冲击运动，减少各部件之间的摩损量，从而不仅能保证这些部件处于长期稳定工作状态，而且可以有效延长它们的使用寿命。当然，根据实际使用需要或者在某些应用场合下的设计要求，也可以将上述的密封垫片1设置成具有两层或三层以上的结构，例如在图3中示出了省去上述示例中的密封区第三层23之后的该密封区2的剖面结构，在图中显示保留了密封区第一层21和密封区第二层22，通过分别设置在它们上向外凸出的凸起部211也可以实现本实用新型的设计目的。此外，尽管将上述的凸起部211、凸起部221设置成具有圆弧形状可能是最佳的。 然而，在某些情形下，也可以考虑针对这些凸起部的圆弧形状进行适当调整，将它们改为可能适用的其他曲线形状，或者使得这些凸起部彼此具有相异的外形形状。再请参考图4，在本实施例中，密封垫片1的非密封区3上最薄弱区域是由非密封区第一层31、非密封区第二层32、非密封区第三层33构成，这些层具有呈平面或者大致呈平面的形状。作为优选地，以上这些层都是采用金属材料制成，并且通过诸如焊接或铆接等方式被接合形成一体。显然，为了便于制造，可以针对密封区2中所有的层、非密封区3中所有的层均采用相同的金属材料，并且这样的金属材料的性能要求可不必如前所述那样对垫片材料要求过高；同时，可以将前者所具有的层数和后者所具有的层数设置成完全相同。通过以上描述，就可以将本实用新型的密封垫片装配在发动机上而获得优于现有密封垫片的技术效果，即将该密封垫片具体安装在发动机的排气歧管与汽缸盖之间来进行密封以避免发生气体泄漏。如此，该密封垫片在发动机冷启动、低速运转、高速运转或停机等运转过程中、在排气侧温度变化大(尤其是在冬季常存在着高、低温交变剧烈现象)时， 也都能有效吸收排气歧管和密封垫片之间的形变能量，并且降低对密封垫片材料的过高要求。这样，在不增加密封垫片制造和使用成本的前提下，采用本实用新型更能保证长期、持续的良好密封性能。以上列举了若干具体实施例来详细阐明本实用新型的密封垫片以及装设有所述密封垫片的发动机，这些个例仅供说明本实用新型的原理及其实施方式之用，而非对本实用新型的限制，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，本领域的普通技术人员还可以做出各种变形和改进。例如，密封区2和/或非密封区3中的各层或其中某些层是可以采用任何适用的非金属材料制成，并且在某些特殊场合下可以采用诸如涂覆粘结剂、设置凹凸配合结构等其他连接方式来将这些层接合在一起或辅助将它们接合成一体。因此，所有等同的技术方案均应属于本实用新型的范畴并为本实用新型的各项权利要求所限定。
权利要求1.一种密封垫片，其被构造成具有用于对所接触的周边部件进行密封的密封区以及与所述密封区相连接的非密封区，所述密封区中设置有排气管孔，其特征在于，非密封区中至少一部分被设置成在所述密封垫片发生形变时所吸收的形变能量大于由所述密封区吸收的形变能量。
2.根据权利要求1所述的密封垫片，其特征在于，所述非密封区中至少一部分的截面积小于所述密封区的截面积。
3.根据权利要求1所述的密封垫片，其特征在于，所述密封区由至少两层彼此接合而成，并且所述层中至少一个的外表面上设置有凸起部。
4.根据权利要求3所述的密封垫片，其特征在于，所述凸起部呈圆弧形状。
5.根据权利要求3所述的密封垫片，其特征在于，所述密封区中的各层均由金属材料制成并且经焊接或铆接而接合形成一体。
6.根据权利要求1所述的密封垫片，其特征在于，所述非密封区由至少两层彼此接合而成。
7.根据权利要求6所述的密封垫片，其特征在于，所述非密封区与所述密封区各自设置的层的数目相同。
8.根据权利要求6所述的密封垫片，其特征在于，所述非密封区中的各层均由金属材料制成并且经焊接或铆接而接合形成一体。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的密封垫片，其特征在于，所述非密封区中设置有安装孔。
10.一种发动机，其特征在于，所述发动机的排气歧管与汽缸盖之间装设有如权利要求 1-9中任一项所述的密封垫片。
专利摘要本实用新型涉及密封垫片以及装设有其的发动机，所述密封垫片被构造成具有用于对所接触的周边部件进行密封的密封区以及与所述密封区相连接的非密封区，所述密封区中设置有排气管孔，所述非密封区中至少一部分被设置成在所述密封垫片发生形变时所吸收的形变能量大于由所述密封区吸收的形变能量。在不增加制造成本的前提下，它通过改进设计而能最大程度地改善密封垫片的变形能力并增强其耐久性，使得密封垫片在使用过程中可以长期持续、稳定可靠地保持良好的密封性能。通过使用本实用新型能够降低对于密封垫片材料的较高要求，有效控制并缩减密封垫片的制造和使用成本。
文档编号F02F11/00GK202108611SQ20112014546
公开日2012年1月11日 申请日期2011年5月9日 优先权日2011年5月9日
发明者侯金华, 李慧明 申请人:上海通用汽车有限公司, 泛亚汽车技术中心有限公司