专利名称：内燃发动机的汽缸盖罩和垫片的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及内燃发动机的汽缸盖罩和垫片。
背景技术：
许多汽油和柴油汽缸盖罩为隔离的系统。该罩可在弹性隔离垫环 (elastomericisolator grommets)禾口弹性周边垫圈(elastomeric perimeter gasket)之 间取得平衡。改善密封性能的一个途径是增加隔离系统的总体刚度。然而，增加隔离系统 的刚度可增加发动机和/或汽缸盖罩的NVH(噪声、振动和不平顺性)。相反，减小隔离系统 的刚度可增加机油泄漏的风险。作为一个在密封和刚度之间折衷的例子，发明人为萨拉马(Salameh)的美国专利 6，691，667公开了具有消声止挡(acoustically decoupled stop)的壳体罩。该壳体罩带 有具有外围边缘的轴向延伸部，所述外围边缘成形(profiled)为用于收容具有与发动机 缸体的密封面接合的边缘表面的成形的弹性体密封件。然而，本实用新型的发明人已经认识到这种方法带来的一些问题。作为一个示例， 该方法要求在壳体罩的轴向延伸部和发动机缸体之间维持一定压力(tension)以压缩该 成形密封件。这种方法仍然允许将NVH从发动机缸体传送至壳体罩。
实用新型内容本实用新型的目的包括提供内燃发动机的汽缸盖和垫片以解决上面的问题，其中 密封功能和NVH隔离功能可彼此相互消除影响(decoupled)。本实用新型提供一种内燃发动机的汽缸盖罩，所述汽缸盖罩包含具有长型的第 一垫片部件和沿所述第一垫片部件的长度与所述第一垫片部件密封连接的柔性第二垫片 部件的垫片；配置用于保持所述第一垫片部件抵压汽缸盖用于密封与所述汽缸盖的接合的 底部托架；及罩体，所述罩体配置用于提供汽缸盖的覆盖面，并在与所述汽缸盖具有间隔距 离处与所述第二垫片部件密封连接。第一垫片部件可用于在汽缸盖与底部托架之间的接合处密封汽缸盖罩。通过将罩 体在与第一垫片部件具有距离处连接至第二垫片部件，可分离并且可单独优化密封功能和 NVH隔离功能。这样，可提供有效的和低成本的结构。本实用新型还提供一种垫片，包含具有圆形截面并且配置为安装在第一元件和 第二元件之间以密封所述第一元件和第二元件之间的接合处的长型的弹性第一部件；及在 其第一边缘处与所述第一部件密封连接的柔性隔膜式第二部件，所述第二部件具有离开所 述第一边缘延伸并且配置用于密封与第三元件的接合的第二边缘并且配置以柔性方式将 所述第三元件密封连接至所述第一元件和第二元件。本实用新型进一步提供一种垫片，包含长型的第一部件和隔膜式第二部件，所述 第一部件配置用于在第一元件和第二元件之间的接合处提供密封接合，并且所述第二部件 为配置用于在第三元件与所述第一元件和第二元件中一个或二者之间提供柔性密封连接。[0010]本实用新型有利于改善密封功能和NVH隔离功能并降低成本。应该明白地是上面的实用新型内容是提供用于以简化形式引入将在具体实施方 式中进一步描述的一系列概念。其不意味着确定请求保护主题的主要的或关键特征，请求 保护的范围由本申请的权利要求书界定。此外，请求保护的主题不受限于解决上面提及的 或本说明书中任何部分提到的任何缺点的实施例。
图1显示了在带有依照本实用新型配置的示例汽缸盖罩的配置用于推进车辆的 内燃发动机内的一个汽缸的组合截面立体图。图2显示了图1中所示的汽缸盖罩的详细截面图。图3至5为可使用于其它示例汽缸盖罩的多种垫片装置的详细截面图。图3-5大约按比例绘制。本实用新型的范围内的其它实施例(未图示)可具有其 它相对大小。
具体实施方式
内燃发动机的气门罩描述为具有分隔开的和/或分离的密封功能和NVH隔离功 能。这样，可最优化每个功能。在多种实施例中，将汽缸盖罩的周边硬性安装(hard mounted)至汽缸盖。这会使 得将密封垫片硬性安装至汽缸盖上。这可提供改善的密封性能。改善的密封性能也可以允 许更大的紧固件跨度，并且因此可使用更少的紧固件。在多种实施例中，可相对于密封功能移动NVH隔离。这可使得NVH隔离被最优化， 并且因此改善NVH性能。实施例可使得可以消除弹性垫环和在其它情况下需要的隔离套 筒。在一些示例中，可将NVH隔离相对于汽缸盖罩的周边向内移动。现参考图1，其显示了组合截面立体图。图1显示多缸发动机10的一个汽缸，其 可包括在车辆的推进系统中。发动机10可至少部分由包括控制器(末图示)的控制系统 和由车辆操作者经过输入装置(例如加速踏板)的输入控制。发动机10的燃烧室(即汽 缸)30可包括带有定位于其内的活塞36的燃烧室壁32。活塞36可连接至曲轴40以便使 活塞的往复运动转换成曲轴40的旋转运动。曲轴40可经由中间传动系统连接至车辆的至 少一个驱动轮。而且，起动机马达可经由飞轮连接至曲轴40以起动发动机10的运转。燃烧室30可从进气歧管44接收进气并且可经由排气道48排出燃烧气体。进气 歧管44和排气道48可经由各自的进气门52和排气门54选择性地与燃烧室30连通。在 一些实施例中，燃烧室30可包括一个或更多的进气门和/或一个或更多的排气门。这个例子中，可经由各自的凸轮驱动系统51和53通过凸轮驱动控制进气门52和 排气门54。凸轮驱动系统51和53可各自包括一个或更多的凸轮并且可利用可通过控制 器运转的凸轮廓线变换系统(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变 气门升程(WL)系统中一个或多个以改变气门运转。进气门52和排气门54的位置可分别 由位置传感器55和57确定。在可替代实施例中，可通过电动气门驱动控制进气门52和/ 或排气门54。例如，汽缸30可替代地包括经由电动气门驱动控制的进气门和经由包括CPS 和/或VCT系统的凸轮驱动控制的排气门。[0022]燃料喷射器66显示为直接连接至燃烧室30用于将燃料与可从控制器接收的信号 脉冲宽度成比例地直接地喷射于其中。以这样的方式，燃料喷射器66提供了将燃料直接喷 射进燃烧室30内的所谓直接喷射。燃料喷射器66可安装在例如燃烧室的侧面或在燃烧室 的上方。可通过包括燃料箱、燃料泵和燃料导轨的燃料系统(未显示)将燃料输送至燃料 喷射器66。在一些实施例中，燃烧室30可替代地或附加地包括设置在进气歧管44中的燃 料喷射器用于提供将燃料喷射至燃烧室30的上游进气道内的所谓进气道喷射。在选定的运转模式下，点火系统88可响应来自控制器的点火提前信号SA经由火 花塞92将点火火花提供至燃烧室30。尽管显示了火花点火部件，在一些实施例中，无论有 无点火火花，燃烧室30或发动机10的一个或多个其他燃烧室可以压缩点火模式运转。汽缸盖94可连接至汽缸体96上。汽缸盖94可配置以可运转地容纳，和/或支撑 一个或多个进气门52、一个或多个排气门54、相关联的气门驱动系统51和53和位置传感 器55和57等。其它部件，例如火花塞92也可由汽缸盖94容纳和/或支撑。汽缸体96可 配置用于容纳活塞36。如上所述，图1仅显示了多缸发动机的一个汽缸，并且每个汽缸可类似地包括其 自身的一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。本实用新型说明的和描述的发动机10 可包括在车辆中，例如道路汽车(road automobile)以其它类型车辆。在一些示例中，发动 机10可作为包括一个或多个马达或发动机内的混合动力推进系统的一部分，例如在混合 动力电动车辆(HEV)的情况下。尽管将参照车辆描述发动机10的示例应用，应该了解的是 发动机10可使用于不必要限制于车辆推进系统的其它应用中。图1也显示了内燃发动机10的汽缸盖罩100，并且图2显示了汽缸盖罩100 —部 分的放大示图。图2中显示了示例相对大小，其大约按比例绘制。汽缸盖罩100可包括具 有长型的第一垫片部件104和沿该第一垫片部件104的长度109与第一垫片部件104密封 连接的弹性的第二垫片部件106的垫片102。底部托架110可配置用于保持第一垫片部件 104抵压汽缸盖94用于密封与汽缸盖94的接合。罩体114可配置用于提供汽缸盖94的覆 盖面。罩体114可在与汽缸盖94具有间隔距离126处与第二垫片部件106密封连接。在 多种实施例中，罩体114可由热塑性材料制成。第一垫片部件104和第二垫片部件106中一个或二者可由弹性材料 (elastomericmaterial)制成。第一垫片部件104可在汽缸盖94的顶面130上形成无端部 回路(endlessloop)。第二垫片部件106可具有可纵向地连接至第一垫片部件104的第一纵向边缘118。 第二垫片部件106也可具有可基本上平行于第一纵向边缘118并与其间隔开的第二纵向边 缘120。尽管第一纵向边缘118和第二纵向边缘120可为平行的，它们可以离开汽缸盖94 不同距离设置。第二垫片部件106可在第一纵向边缘118和第二纵向边缘120之间形成长 MWPBIM (elongate diaphragm)。可使用多种连接方式将第二垫片部件106连接至第一垫片部件104。例如，通过使 用粘合剂、焊接、使用紧固件等。在一些示例中，第二垫片部件106可与第一垫片部件104 一体成形。垫片102可为例如单个模制弹性部件。在一些示例中，第一垫片部件104可具 有圆形截面。第二垫片部件106可径向地、或切向地或通过其它合适的连接配置连接至第 一垫片部件104。
6[0030]可使用多种连接方式将第二垫片部件106连接至罩体114。例如，通过使用粘合 剂、焊接、使用紧固件等。在多种示例中，罩体114可包括配置用于容纳第二纵向边缘120 的槽口 122。第二纵向边缘120可压配入槽口 122和/或使用任意所描述的连接方式或其 它合适的方式连接。罩体114可具有在汽缸盖94的顶面130之上保持距离126的周边边 缘124。周边边缘124可与槽口 122具有距离128。在一些示例中，第二纵向边缘120可直 接地连接至周边边缘124。罩体114能够相对于汽缸盖94移动并且其任何移动可被第二垫片部件106吸收。 这样，可有效地吸收来自汽缸盖94的NVH。第二垫片部件106包括弯曲部132，弯曲部132 配置为可弯曲以吸收罩体114在汽缸盖94的顶面130的法线方向上的移动，和吸收平行于 汽缸盖94的顶面130的移动。图1还说明了可配置用于将汽缸盖罩100固定至汽缸盖94的两个或多个紧固件 装置158中一个。紧固件装置158可包括与可与汽缸盖94连接的连接座162连接的紧固 件160，例如螺栓或螺钉等。紧固件160可穿过与底部托架110连接、紧固至其上或与之一 体制造的安装凸缘164。通过将密封功能与NVH隔离功能分离而可以实现的本实用新型的 刚性结构(stiffening structure)可得到有效的密封功能，其进而使得紧固件装置158可 以被相对远地间隔开。这样，可使用更少的紧固件160。汽缸盖罩100可配置为包括多种示例配置的底部托架110。例如，图1和图2中 所示的底部托架可包括基本上水平地设置在第一垫片部件104上方的凸缘134。第一腹板 (web) 136和第二腹板137可连接至凸缘134，并且可沿凸缘134的相对侧基本上垂直设置。 底部托架110可配置用于连接和/或部分地容纳第一垫片部件104。在一些示例中，第一 垫片部件104可基本上位于腹板136、137之间并且在凸缘134之下。在这个示例中，腹板
136、137可突出至凸缘134之上。腹板136、137(特别是腹板136、137延伸至凸缘134之上 的部分)可为底部托架110提供额外的强度和刚度。额外增加的强度和刚度也可允许使用 更少的紧固件160 (即提供更大的紧固件160间隔)在这个示例中，第一腹板136可位于第一垫片部件104的外侧138，并且第二腹板 137可位于第一垫片部件104的内侧140。第二腹板137可包括设置为接触第二垫片部件 106的底边缘144。在其它示例中，底边缘144和第二垫片部件106之间可存在间隔。图3为另一示例汽缸盖罩200的截面图。垫片102可包括长型的弹性第一垫片部 件或第一部件104，其具有基本上圆形截面并且可配置用于安装在第一元件194和第二元 件210之间以密封第一元件194和第二元件210之间的接合处220。垫片102还可包括在 其第一边缘118处与第一部件密封连接、并且具有延伸离开第一边缘118并配置用于密封 与第三元件214的接合的第二边缘120、并且配置用于以柔性方式将第三元件214密封连接 至第一元件194和第二元件210的柔性隔膜式第二部件106。在这个示例中，第一元件194可为汽缸盖94，并且第二元件210可为配置为被紧 固至汽缸盖94的底部托架110。此外，第三元件214可为汽缸盖罩体114。在带有汽缸盖 罩的其它应用中，可替代地或作为补充使用垫片102。一个示例使用可为与油盘(oil pan)
一起使用。图3中说明的示例包括连接至凸缘134的相对边缘的第一腹板136和第二腹板
137。该示例不同于图2中说明的示例，至少在于腹板136和137未延伸超出凸缘134之上。[0038]也可以如早先描述的示例的情况，图3中所示的垫片102可包括第二垫片部件 106，其可包括定位为延伸离开与第一元件194邻近的第一垫片部件104的第一部222、定 位为弯曲形状的第二部223和在与第一元件194具有距离126处连接至第三元件214的第 三部224。第二部223可具有至少第一弯曲226和第二弯曲228以使得第三元件214相对 于第一元件194或第二元件210的任何移动可由第二部223内的第一弯曲226和第二弯曲 228中一个或二者的弯曲吸收。一些示例实施例可包含包括长型的第一垫片部件104和隔膜式第二部件106的垫 片102，其中第一垫片部件104可配置用于在第一元件194和第二元件210之间的接合处 220提供密封接合。第二部件106可配置用于在第三元件214与第一元件194和第二元件 210中一个或二者之间提供柔性和密封连接。第一部件104和第二部件106可形成无端部回路并且所具有的大小和形状符合第 二元件210和第三元件214的各自周边。 图4说明了另一个示例汽缸盖罩300。在这个示例中，垫片102可具有在离开第一 元件194的第一间隔距离150处从第一部件104延伸的第二部件106。第二部件106可在 离开第一元件194的第二间隔距离152处与第三元件214连接。在一些示例中，第一距离 150可基本上等于第二距离152。第三元件214能够相对于第一元件194和第二元件210 移动，并且其任何移动可由第二部件106吸收。第二部件106可为隔膜式第二部件106。汽缸盖罩300可包括配置用于将第二垫片部件106的一部分支撑在离开汽缸盖94 的顶面130第一间隔距离150处的支柱154。支柱154可连接至第一元件194，和/或连接 至底部托架110。图5说明了包括垫片102的另一示例汽缸盖罩400。在该示例中，底部托架110可 包括腹板137。腹板137可具有配置为接触第二垫片部件106的弯曲的接触面146。这样， 腹板137可在第二垫片部件106上施加分散的压力。同样，对于罩体114的任何移动可允 许第二垫片部件106以平滑方式弯曲。底部托架102、第二垫片部件106和罩体108的组合可在汽缸盖94上形成的基本 上连续的密封。第二垫片部件106可在底部托架102和在离开底部托架102间隔距离126 处的罩体108之间提供至少一些振动隔离。这样，可尽可能刚性地制造密封部件(例如将 底部托架110夹至第一垫片部件104之上)以提供有效的密封特性，并且可尽可能软地制 造隔离部件(例如第二垫片部件106)以提供有效的NVH隔离特性。注意的是本实用新型包括的示例控制和估计过程能够与多种发动机和/或车辆 系统配置一起使用。本实用新型描述的具体过程可代表任意数量处理策略(例如事件驱 动、中断驱动、多任务、多线程等)中的一个或多个。同样，可以以所说明的顺序或并行实现 所说明的各种动作、操作或功能，或在一些情况下有所省略。同样，处理的顺序也并非达到 此处所描述的实施例所必需的，而只是为了说明和描述的方便。可根据使用的具体策略，可 重复实现一个或多个说明的动作或功能。此外，这些动作图像化表示了编程入发动机控制 系统的计算机可读存储介质的编码。应了解，此处公开的配置与过程实际上为示例性，且这些具体实施例不可认定为 限制，因为可能存在多种变形。例如，上述技术可应用于V-6、1-4、1-6、V-12、对置4缸、和 其他发动机类型。本实用新型的主旨包括所有多种系统与配置以及其它特征、功能和/或此处公开的性质的新颖且非显而易见的组合与子组合。 本申请的权利要求具体地指出某些被认为是新颖的和非显而易见的组合和次组 合。这些权利要求可指为“一个”元素或“第一”元素或其等同物。这些权利要求应该了解 为包括一个或多个这种元素的结合，既不要求也不排除两个或多个这种元素。所公开的特 征、功能、元件和/或特性的其他组合和次组合可通过修改现有权利要求或通过在这个或 关联申请中提出新的权利要求得到主张。这些权利要求，无论与原始权利要求范围相比更 宽、更窄、相同或不相同，也被认为包括在本实用新型主题内。
权利要求一种内燃发动机的汽缸盖罩，其特征在于，包含具有长型的第一垫片部件和沿所述第一垫片部件的长度与所述第一垫片部件密封连接的柔性第二垫片部件的垫片；配置用于保持所述第一垫片部件抵压汽缸盖用于密封与所述汽缸盖的接合的底部托架；及罩体，所述罩体配置用于提供汽缸盖的覆盖面，并在与所述汽缸盖具有间隔距离处与所述第二垫片部件密封连接。
2.如权利要求1所述的汽缸盖罩，其特征在于，所述罩体能够相对于所述汽缸盖移动， 并且所述罩体的移动可由所述第二垫片部件吸收，所述罩体包括配置用于容纳所述第二垫 片部件的末端边缘的槽口并具有在所述汽缸盖的顶面之上保持距离的周边边缘，所述第二 垫片部件包括配置用于弯曲以吸收所述罩体在所述汽缸盖的顶面的法线方向上的移动，并 且还配置用于吸收平行于所述汽缸盖的顶面的移动的弯曲部。
3.如权利要求1所述的汽缸盖罩，其特征在于，所述第二垫片部件形成长型的隔膜，并 且所述第二垫片部件沿着所述第一垫片部件的纵向边缘固定。
4.如权利要求1所述的汽缸盖罩，其特征在于，所述底部托架包括腹板，所述腹板具有 配置用于接触所述第二垫片部件的弯曲的接触面。
5.一种垫片，其特征在于，包含具有圆形截面并且配置为安装在第一元件和第二元件之间以密封所述第一元件和第 二元件之间的接合处的弹性的长型第一垫片部件；及在其第一边缘处与所述第一部件密封连接的隔膜式的柔性第二垫片部件，所述第二垫 片部件具有离开所述第一边缘延伸并且配置用于密封与第三元件的接合的第二边缘并且 配置以柔性方式将所述第三元件密封连接至所述第一元件和第二元件。
6.如权利要求5所述的垫片，其特征在于，所述第二垫片部件包括定位为延伸离开与 所述第一元件邻近的第一部件的第一部、定位为弯曲形状的第二部和在与所述第一元件具 有距离处连接至所述第三元件的第三部以使得所述第三元件相对于所述第一元件或第二 元件的任何移动可由所述第二部的弯曲吸收，所述第二垫片部件在离开所述第一元件第一 间隔距离处从所述第一部件延伸，并且在离开所述第一元件第二间隔距离处与所述第三 元件连接，所述第一距离等于所述第二距离，所述第二垫片部件与所述第一垫片部件一体 成形。
7.如权利要求5所述的垫片，其特征在于，所述第三元件能够相对于所述第一元件和 第二元件移动，并且所述第三元件的任何移动可由所述第二垫片部件吸收，所述第一垫片 部件在汽缸盖的顶面上形成无端部回路。
8.如权利要求5所述的垫片，其特征在于，所述第一元件为汽缸盖，所述第二元件为配 置为被紧固至所述汽缸盖的底部托架，并且所述第三元件为汽缸盖罩体。
9.如权利要求5所述的垫片，其特征在于，所述第一元件为汽缸盖，所述第二元件为底 部托架，所述底部托架包括水平地设置在所述第一部件上方的凸缘，及沿所述凸缘的相对 侧垂直设置的第一腹板和第二腹板，所述第一腹板位于所述第一垫片部件的外侧，并且所 述第二腹板位于所述第一垫片部件的内侧，且所述第二腹板包括设置为接触所述第二垫片 部件的底边缘。
10.一种垫片，其特征在于，包含长型的第一垫片部件和隔膜式的柔性第二垫片部件，所述第一垫片部件配置用于在第 一元件和第二元件之间的接合处提供密封接合，并且所述第二垫片部件配置用于在第三元 件与所述第一元件和第二元件中一个或二者之间提供柔性密封连接。
11.如权利要求10所述的垫片，其特征在于，所述第一垫片部件和第二垫片部件形成 无端部回路并且所具有的大小和形状符合所述第二元件和所述第三元件的各自周边，所述 第一元件为汽缸盖，所述第二元件为配置为紧固至所述汽缸盖的底部托架，并且所述第三 元件为汽缸盖罩体。
专利摘要本实用新型公开一种内燃发动机的汽缸盖罩和垫片。示例汽缸盖罩可包括具有长型的第一垫片部件和沿所述第一垫片部件的长度与所述第一垫片部件密封连接的柔性第二垫片部件的垫片、配置用于保持所述第一垫片部件抵压汽缸盖用于密封与所述汽缸盖的接合的底部托架及罩体，所述罩体配置用于提供汽缸盖的覆盖面，并在与所述汽缸盖具有间隔距离处与所述第二垫片部件密封连接。本实用新型的优点在于可分离并且可单独地优化密封功能和NVH隔离功能。这样，可提供有效的和低成本的结构。
文档编号F02F11/00GK201730695SQ20092026935
公开日2011年2月2日 申请日期2009年11月4日 优先权日2008年11月5日
发明者托马斯·爱德华·史密斯 申请人:福特环球技术公司