具有推杆孔眼的汽缸头垫片的制作方法
【专利说明】具有推杆孔眼的汽缸头垫片
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求提交于2013年6月15日的美国临时专利申请序列N0.61/846,334的优先权，其内容通过引用并入本文。
【背景技术】
[0003]1.
技术领域
[0004]本申请涉及汽缸头垫片，且更特别地涉及这种垫片中的推杆开口。
[0005]2.相关技术
[0006]汽缸头垫片放置于内燃发动机中发动机缸体和汽缸头之间。这些垫片环绕发动机缸体中的多个汽缸密封，以确保最大压缩并防止冷却剂和发动机油泄露进汽缸中。这种垫片具有用于每个汽缸的开口以及用于容纳发动机缸体和汽缸头之间的发动机冷却剂和发动机油的流动的开口。在许多情况下，汽缸头垫片还具有用于推杆的开口，所述推杆用于操作汽缸头中的阀。
[0007]现在的汽缸头垫片通常是通过上下层叠多层钢材形成。多个层以各种方式固定在一起，例如通过焊接、铆接或卷边。
[0008]许多汽缸头垫片中的开口通常是通过冲裁工艺形成的。这种工艺通常提供具有锋利边缘的开口，其可能会对推杆造成损害，无论是在组装过程中还是使用过程中。
【发明内容】
[0009]本发明提供了一种针对内燃发动机的改进的方法和系统，用于最小化或防止对推杆的损害，以及用于在组装过程中稳定推杆。本发明提供了一种保护推杆防止受到多层钢材垫片中的推杆开口的锋利边缘的损害的改进的方式。每个推杆开口中设置有一孔眼。所述孔眼采用可成型材料制成，其能够承受发动机环境，且能够保持连接或固定至钢垫片层。孔眼成型为具有平滑的圆边缘，且优选地轴向延伸足以覆盖所有的垫片层。
[0010]本发明防止对推杆的损害和磨损，但是又仍能够将其适当地定位在垫片开口中。所述孔眼优选地采用黄铜、铜或可成型钢制成。所述孔眼还可采用塑料、橡胶、弹性材料或其它耐磨损材料制成。所述孔眼还可辅助保持垫片的多个层牢固地固定在一起。优选地，孔眼材料比形成垫片和推杆的钢材要软(硬度更低)。
[0011]可选的实施例包括利用垫片包含于孔眼中且折叠到一个或多个其它层的其中一个层。折叠部分形成圆边(radiused edges)，其能够引导推杆以组装，使用期间支撑推杆，以及保持垫片多个层的结合和刚性。
【附图说明】
[0012]当结合附图参照以下具体说明考虑时，本发明的这些和其它特征以及优势将能够得到更好的理解，其中:
[0013]图1所示为一种示例性的垫片构件；
[0014]图2为一种示例性的垫片构件的一部分的部分放大图；
[0015]图3为沿图2中的直线3-3的截面图，所示为本发明的实施例；
[0016]图4所示为本发明的可选实施例的截面图；且
[0017]图5所示为本发明的另一可选实施例的截面图。
【具体实施方式】
[0018]参照附图，其中在几个视图中，相同的附图标记表示相应的部件，图1为示例性汽缸头垫片10的平面图。应当理解，垫片10的类型、形状、配置和部件为示例性的，仅用于说明推杆开口孔眼的发明。本发明用于保护和支撑推杆，所述推杆组装并定位在垫片构件的开口中，其可与任何合适的垫片构件一起使用，并不限于本文所示及所述的特定实施例的汽缸头垫片。
[0019]垫片构件10具有多个开口12，用于与发动机中的汽缸孔紧密配合。垫片构件10还具有多个开口 14，用于使发动机冷却剂、油、水等流体通过。每个开口 14还具有围绕其设置以防止泄露的密封构件16。通常，密封构件16采用弹性密封材料制成，模制和/或直接粘连至垫片构件10的表面。
[0020]垫片构件10还具有多个用于定位推杆的推杆开口20，所述推杆操作燃烧室(未示出)中的阀。另外，还设置有多个开口 22，其用于紧固件，例如螺栓，以便将汽缸头(未示出)紧固至发动机缸体(未示出)。当将垫片构件10组装至其在汽缸头和发动机缸体之间的最终位置时，螺栓或其它紧固件穿过相应的开口定位在两个发动机部件中，以将部件紧密固定在一起。
[0021]图2中所示为另一示例性的垫片构件30的放大位置。该部分显示了汽缸孔32、汽缸孔密封构件34和一对推杆开口 40，每个推杆开口 40具有一定位于其中的孔眼42。
[0022]图3为沿图2中的直线3-3的截面图，所示为推杆开口40和孔眼42。如图3中所示，垫片构件30为多层垫片构件30，其包括多个钢板构件层。在图3中所示的实施例中，垫片构件30具有五个层，分别为30A、30B、30C、30D和30Ε。应当理解，根据本发明，垫片构件30可具有任何合适数量的层，如1、3、5层或更多。多层垫片构件30的层30A-E可附加地以任何其它常规方式固定在一起，例如通过焊接、铆接或卷边。层30A-E的推杆开口 40相互之间轴向对齐。
[0023]还是参照图3，在示例性的垫片构件30中，孔眼构件42设置于每个推杆开口40中。由于钢层30A-E中的开口的边缘通常都很锋利，孔眼构件42保护推杆(未示出)防止受到损害一一当推杆组装到发动机中时和当推杆在使用期间在开口中往复时均是如此。
[0024]孔眼构件42采用围绕推杆开口形成的材料制成。所述材料可以是软材料，如黄铜、铜或任何可成型的钢材(例如不锈钢)。孔眼还可采用任何塑料、橡胶或弹性材料制成，只要其足够耐用且能够与发动机流体相容以便符合其目的要求即可。优选地，孔眼构件42采用硬度不如用于制造推杆的材料(通常为钢材)的材料制成。相对较软的孔眼材料可防止对推杆产生刮擦、刻痕以及其它损害。
[0025]孔眼构件42可以任何常规的方式成型并永久定位和附接在推杆开口中。通常，其可成型或压制成如图3中所示的形状。另外，优选地，孔眼构件42将延伸推杆开口的整个轴向长度，然后在垫片构件的上表面和下表面延伸足够的距离，例如附图标记44所表示(如图3中所示)。孔眼构件42在组装和使用过程中引导推杆，且不以任何方式损坏推杆。孔眼构件42还保护推杆防止受到垫片构件30的多个层30A-E中的开口的锋利边缘的损害。孔眼构件42还辅助将垫片构件30的多个层30A-E紧密地固定在一起。像这样，孔眼构件42保持垫片层的结合和刚性。
[0026]图4和5所示为本发明的可选实施例，在这些实施例中，多层垫片的一个或多个层折叠到一个或多个其它层上，以形成圆边。这在开口中形成孔眼，不需使用单独一块材料。
[0027]图4中，多层垫片60具有六层60A、60B、60C、60D、60E和60F。多个层以常规的方式固定在一起。孔眼开口70形成于所有层中，除一个以外，此实例中为层60E。在层60E中，开口最初没有形成。一旦所有的层60A-60F结合并固定在一起，开口 70中层60E的部分60E ’通过一个或多个成型步骤变形成为边缘保护件65。边缘保护件65以相同的方式作为孔眼构件42，如上参照图3所示和所述。边缘保护件65维持推杆在推杆开口的中心，且如果推杆移动到会接触其它层60A、60B、60C、60D和60F的锋利边缘的一位置处，边缘保护件65保护推杆。当手动将推杆定位在开口中时，边缘保护件65还在组装过程中充分保护推杆。
[0028]本发明图5中所示的实施例类似于图4的实施例，只是在相对的方向弯曲和形成突出的垫片层，且不提供对推杆的相同的保护程度。如图所示，多层垫片80具有六层80A、80B、80C、80D、80E和80F。层80E首先突出(在80E，处)进入推杆开口 90，然后成型为保护边缘85。保护边缘85维持推杆在开口 90的中心，保护推杆防止与层80A-80D和80F的内边缘接触。
[0029]对于图4中所示的实施例以及图5中所示的实施例，优选但不必须的是层60E’和80E’采用较软且硬度低于推杆的材料制成。该材料可以是黄铜、铜，或者冷乳钢材，或者任何其它足够耐磨和强度足以成为多层垫片的一部分的材料。
[0030]显然，参照以上所述，对本发明的许多改进和变型都是可能的，并且可能在所附权利要求的范围内以不同于以上具体描述的方式实施。
【主权项】
1.一种多层汽缸头垫片，包括: 多个形成垫片的材料层，所述垫片具有至少一个用于汽缸的第一开口、至少一个用于流体流动的第二开口以及至少一个用于推杆的第三开口 ；以及 设置于至少所述第三开口中的孔眼，所述孔眼采用比推杆材料软的可成型材料制成。2.根据权利要求1所述的多层汽缸头垫片，其中，所述孔眼材料从包括黄铜、铜和成型钢的组中提供。3.根据权利要求1所述的多层汽缸头垫片，其中，所述孔眼材料从包括塑料、橡胶和弹性体的组中提供。4.根据权利要求1所述的多层汽缸头垫片，其中，形成所述多层垫片的所述材料层采用钢材。5.一种多层汽缸头垫片，包括: 多个形成垫片的第一材料的第一层，除一个以外的所有第一层具有多个开口，所述开口的至少其中一个为推杆开口 ； 形成为垫片的一部分的第二材料的第二层，所述第二层最初不具有任何推杆开口；和 在所述第一层的推杆开口中成型为孔眼的所述第二层中的材料。6.根据权利要求5所述的多层汽缸头垫片，其中，第一层采用钢材制成，所述第二层采用能够成型且比推杆材料软的第二材料制成。7.根据权利要求6所述的多层汽缸头垫片，其中，所述第二材料采用包括黄铜、铜和成型钢的组中的材料。8.—种多层汽缸头垫片，包括: 多个材料层，每层具有多个开口，包括至少一个汽缸孔开口和至少一个推杆开口，每层具有一环绕所述至少一个推杆开口的边缘，且多个层的所述推杆开口相互轴向对齐； 一孔眼，在所述推杆开口中轴向延伸并覆盖每个所述层的所述边缘;且 所述孔眼采用比所述多个层的材料软的材料制成。9.根据权利要求8所述的多层汽缸头垫片，其中，所述孔眼采用黄铜、铜、成型钢、塑料、橡胶或弹性体制成。10.根据权利要求9所述的多层汽缸头垫片，其中，所述层采用钢制成。
【专利摘要】提供有一种多层汽缸头垫片。所述汽缸头垫片包括多个材料层，每层具有多个开口，包括至少一个汽缸孔开口和至少一个推杆开口。每层具有一环绕至少一个推杆开口的边缘，且多个层的推杆开口相互轴向对齐。一孔眼在每个推杆开口中轴向延伸并覆盖用于保护延伸通过各个推杆开口的推杆的多个层的边缘。孔眼采用比多个层的材料软的材料制成。
【IPC分类】F16J15/12, F02F11/00
【公开号】CN105492750
【申请号】CN201480046267
【发明人】N·纳尔逊, W·D·维珍, S·库尔特佐, R·拉尔森, J·斯塔克
【申请人】费德罗-莫格尔公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年7月15日
【公告号】US20150014942, WO2015009703A2, WO2015009703A3