专利名称：一种内燃机的水箱的制作方法
技术领域：
本发明创造涉及一种内燃机，特别是涉及一种装在内燃机机体上散热的水箱，涉及蒸发式散热的水箱，也涉及冷凝式散热的水箱，尤涉及在机体上平面上平行组合安装水箱与油箱的卧式单缸柴油机的水箱，也涉及卧式单缸柴油机上蒸发式散热的扁水箱(机体上不平行安装油箱)。
目前，公知的内燃机所装用于散热的水箱有不封闭敞开蒸发水蒸汽散热的蒸发式水箱，还有封闭式水蒸汽蒸发到冷凝器管道内冷却变水回流循环散热的冷凝式水箱。上述水箱定位连接在内燃机机体上，机体内的冷却水经过水箱的通水窗口在水箱内蒸发散热。为了解决水箱与机体连接结合平面处的渗漏水问题，现有技术是在连接平面上放置一块弹性密封平垫或涂密封胶后进行水箱定位螺接，依靠螺接紧固力压紧密封平垫或密封胶实现密封。定位螺接过程中各个螺栓紧固力的不均匀会造成水箱安装侧倾斜现象，影响密封效果。过大的螺接紧固力易造成密封平垫产生塑性变形反而破坏密封效果易造成漏水和缩短密封平垫使用寿命。由于连接平面上要全部复盖密封平垫，材料过薄缺乏弹性密封效果，不宜做到用较少材料消耗制出合适密封平垫。装配工人放置密封平垫时，不可能瞬间精确定位，要先放平垫再放上水箱，再在拧入定位螺栓时微调密封平垫及水箱对位准确后拧紧螺栓。涂密封胶在定位连接平面上避免了上述缺陷，但密封胶只能在装配现场即涂即装，影响装配速度，而一旦拆开修理，必须重新涂密封胶。中国专利CN85108024A ZL93237712.2 CN3012521SZL94312149.3公开的内燃机水箱与机体定位螺接方案，都采用弹性密封平垫放置于螺接平面上靠螺接紧固压力产生弹性变形实现密封，存在前述的技术缺陷。
本发明创造的目的是使设计水箱定位螺接密封时确定的密封材料最佳的弹性变形状态不受定位螺接紧固力变化的影响，能在达到某一紧固力后密封材料弹性不再随螺接紧固力加大而变化，材料弹性能保证处于设定值范围；确保即使定位螺接紧固压力过大也不发生密封材料的塑性变形破坏密封效果；能使用比密封平垫少的材料实现相同密封效果，降低成本；弹性密封材料能预装上水箱定位连接平面后随水箱进入总装线，工人拿起水箱装上机体就完成了密封，不必用手再微调密封材料到位。
本发明创造的目的是这样实现的在水箱与内燃机机体连接的平面上设环绕通水窗口的凹槽，这一凹槽内可嵌装入弹性密封圈，密封圈凸出凹槽口平面，水箱装上机体平面上时，密封圈受机体平面挤压发生弹性变形充满凹槽并且紧贴槽壁和机体平面，实现密封。凹槽还可以环绕定位连接孔设置。还可以设二道或二道以上多道凹槽在水箱连接机体的平面上成封闭环绕形。还可以设深度不一的凹槽在同一连接平面上，配上相对应形状的密封圈实现密封。密封圈内还可包容入金属或塑料骨架，既支撑弹性密封圈成形与凹槽形状吻合，又能节省昂贵的耐高温弹性材料。凹槽深度可以设计成整圈均匀，也可以各区段深浅不同，甚至于部分密封圈区段凹槽可以出现间隔中断，以满足各种需要，同时密封圈也配合这种凹槽作出厚薄不匀的设计，在凹槽间隔中断处的密封圈取最薄设计。
由于采用上述方案，密封圈嵌装入整圈凹槽后，凸露出凹槽口平面部分的大小直接影响密封圈的弹性变形状况和密封效果，可预先设定密封圈截面形状及几何尺寸，保证密封效果实现，一旦水箱与机体的定位连接平面被固紧，再加大螺接紧固压力，也不会加大凹槽内密封圈的弹性变形压力。由于密封圈位于凹槽内，再大的螺接紧固压力也不能使密封圈发生塑性变形破坏，可使密封圈在预先设定的最佳变形状况下长期工作，避免早期老化损坏。凹槽可以设计得截面尽量小，减少密封圈的材料消耗，便于应用较昂贵的耐高温弹性密封材料制作密封圈。密封圈嵌装入凹槽后，发生的弹性变形力能使密封圈卡紧在凹槽内不会脱落，装配时工人只要拿起水箱装上机体，不要再去调整密封材料对位，节省了总装工人的动作和时间，提高了总装效率。
下面结合附图和实施例，对本发明创造进一步说明
图1是本发明创造第一个实施例蒸发式水箱的俯视图；图2图1中的A-A剖视图；图3是本发明创造一个实施例的F部放大图；图4是本发明创造一个实施例的F部放大图；图5是本发明创造一个实施例的F部放大图；图6是本发明创造一个实施例的F部放大图；图7是本发明创造第一个实施例的C向局部放大图；图8是本发明创造第二个实施例的C向局部放大图；图9是本发明创造第三个实施例的C向局部放大图；图10是本发明创造第四个实施例的C向局部放大图。
图中1、水箱上盖 2、水箱漏斗 3、水箱下体 4、通水窗口8、水箱漏斗加水孔 9、上盖定位连接孔 10、下体定位连接孔11、油箱 12、定位连接螺孔 13、水位浮子孔 14、定位连接孔15、上盖开口槽孔 40、定位连接孔凸台 41、定位连接平面 42、环绕通水窗口的凹槽 43、弹性密封圈 59、油箱连接板 60、油箱定位连接孔 150、下体开口槽孔 a、凹槽脱模斜度 2a、凹槽壁与密封圈侧壁间的夹角 x、密封圈凸出凹槽口平面的距离 3x、密封圈嵌入凹槽的变形量。
在图1中，水箱下体3底部定位连接平面41上有定位连接孔14，定位连接孔14上部有定位连接孔凸台40，环绕通水窗口的凹槽42内可嵌装入密封圈防止水箱内水渗漏。油箱定位连接孔60内可容吊环螺栓穿过并压紧油箱连接板59于水箱上盖1的开口槽孔15上面。
在图2中，凹槽42横截面环绕通水窗口4，水箱下体3的底部定位连接平面41一旦固紧于内燃机机体上，通水窗口4即对准机体内的冷却水腔，凹槽内的密封圈被压紧产生的弹性变形封住连接平面间隙内的渗漏水空隙，实现密封不渗漏水的目的。
在图3中，图2的F部放大图画出了凹槽42的脱模斜度a，凹槽底部的圆角设计防止应力集中导致凹槽42部位产生裂纹。
在图4中，密封圈43的横截面边线与凹槽42侧壁面有夹角2a，目的是使密封圈43嵌入凹槽42时在靠凹槽42底部的密封圈发生弹性变形卡紧槽壁不易脱落。密封圈43底部凸露出凹槽42所在平面41的距离x，使得水箱被紧固于机体上时，密封圈43受机体上平面挤压后发生弹性变形，密封圈43紧密挤压凹槽42壁部和机体上平面，实现密封不渗漏的目的。现有水箱垫片放在水箱底平面与机体上平面之间，垫片上有穿过螺栓的孔，各个定位连接螺栓顺序拧紧时，垫片各个部位发生的弹性变形直接导致水箱装配发生侧倾斜，紧固力的大小和紧固的顺序变化，都直接影响水箱的装配侧倾斜程度，过大的紧固力会使垫片发生塑性变形，直接破坏垫片的弹性密封性能。本图中的密封圈43嵌于凹槽42内，当定位连接平面41紧压在机体上平面上后，再拧螺栓加大紧固压力，密封圈43所受的压力也不会随之增加，可保持设定的最佳密封弹性压力，只要在密封圈的工作寿命范围内，多次拆装也不影响密封性能，而一般密封胶拆一次要重涂一次。由于水箱底平面与机体上平面实现了直接接触，平面间隙内无弹性变性材料来影响装配的侧倾斜度，易于提高装配精度。由于现有铝合金压铸和塑料注塑技术已有成熟可靠的精度，压铸或注塑制造水箱时，只要同时制出环绕通水窗口4的凹槽42，不必再进行定位连接平面41的冷切削加工，凹槽42也不必再作冷切削加工就可以嵌装入匹配的密封圈43，能节省加工时间和费用。本图中的夹角2a及弹性变形距离x可以根据密封圈的不同材质选定最佳值，由于是模具化生产，数量再大也能取得相同密封效果，不再如垫片密封要受各螺栓不同紧固力，各螺栓紧固顺序不规范带来的侧倾斜影响。
在图5中，密封圈43横截面两边紧贴凹槽42壁装嵌，嵌入时阻力要稍大于图4中的状态，弹性变形距离x被压缩时，仍能实现密封。
在图6中，密封圈43横截面成圆形，嵌装入凹槽42内，密封圈43两侧会发生弹性收缩变形量3x，所产生的弹力卡紧密封圈43于凹槽42内不会脱落，方便装配时的搬运装卸，总装配工人只要拿起水箱装上机体，手不必再接触密封垫片，也不要微调密封圈43去对准某个位置，密封圈43嵌装入凹槽42后已融合到水箱一体中去，节省了总装工人取垫片放到机体上再微调定位连接孔对位的动作和时间，能减轻总装工人的劳动强度。
在图7中，环绕通水窗口的凹槽42从外侧绕过定位连接孔14，优点在于即使水箱内的水从定位连接孔14内渗出，也会被密封住渗不出去。
在图8中，凹槽42环绕每一个定位连接孔14，使得水不能从定位连接平面的间隙处渗入定位连接孔14内。
在图9中，凹槽42在定位连接孔14的内侧环绕通水窗口4，优点在节省密封圈材料，缺点在水箱内水会从定位连接孔14内渗漏出去，只有在定位连接孔14内肯定不会有渗漏的前提下，才可以全部或局部采用本图中凹槽42从定位连接孔14内侧环绕通水窗口4作密封的技术方案。
在图10中，给出了多道凹槽42设置的方案，加上凹槽环绕全部定位连接孔14，能更可靠地实现密封，由于可以采用压铸或注塑技术直接制作出复杂形状的凹槽42，不作冷切削加工也能嵌装密封圈43于槽内，模具制作的密封圈43可以采用耐高温橡胶或其它合成材料，靠材料本体的弹性变形能力和使用寿命能方便地实现密封目的，还可以在制作密封圈时嵌入金属或塑料骨架，只要骨架外面包裹弹性材料，同样能达到密封效果，还能节省昂贵的弹性密封材料。
凹槽42的深度、宽度可取均匀设计方案，也可取不同部位不同深度、宽度的设计方案，只要密封圈作相应设计，保证定位紧固连接时槽内的密封圈受压产生足够的弹性变形，同样能达到密封目的。只要密封圈材料的弹性达到密封要求，可尽量缩小密封圈横截面，最大限度节省材料。现有的各种内燃机水箱，除去水箱不直接装在机体上的以外，都能应用本发明创造实现可靠密封。
中国专利申请98123728.2中给出的扁水箱，可以装于CN2046549U专利公开的机体上方，上述扁水箱的通水窗口旁和盖住平衡轴窗口的凹坑旁的定位连接平面上都能应用本发明创造的凹槽设计用密封圈实现密封。在某些设凹槽会破坏水箱强度的部位，适于应用浅凹槽密封方案。也为了节省弹性密封材料，可以将凹槽深度设计成深浅交替，深槽内能嵌入卡紧密封圈，浅槽内的密封圈只能起密封作用，不能达到嵌入卡紧不脱落的状况，由于间隔区间的深槽能嵌入卡紧密封圈从而能使整个密封圈嵌附于凹槽内不脱落。环绕定位连接孔[14]的凹槽[42]也可以设计成紧靠接通定位连接孔[14]，当定位连接紧固件拧入定位连接孔[14]时也同时贴紧穿过密封圈[43]上环绕定位连接孔[14]的圆圈密封材料，紧固完成时，密封圈弹性变形压紧凹槽外侧壁底壁和机体平面同时，凹槽内侧壁方向密封圈[43]压紧连接紧固件外表面一圈，同样实现密封。
权利要求
1.一种内燃机的水箱，该水箱与机体定位连接平面[41]上有定位连接孔[14]，定位连接孔[14]旁有通水窗口[4]，其特征在于水箱定位连接平面[41]上有环绕通水窗口[4]的凹槽[42]。
2.如权利要求1所述的水箱，其特征是凹槽[42]内嵌装有弹性密封圈[43]。
3.如权利要求1所述的水箱，其特征是水箱定位连接平面[41]上有间隔深度不同的凹槽[42]。
4.如权利要求1、2所述的水箱，其特征是水箱定位连接平面[41]上有双道、多道凹槽[42]。
5.如权利要求1、2所述的水箱，其特征是弹性密封圈[43]内有金属或塑料骨架。
6.如权利要求1、2所述的水箱，其特征是密封圈[43]凸出凹槽口部平面一般距离[x]。
7.如权利要求1所述的水箱，其特征是水箱定位连接平面[41]上有环绕通水窗口[4]并且环绕定位连接孔[14]的凹槽[42]。
8.如权利要求1、2、7所述的水箱，其特征是环绕定位连接孔[14]的凹槽[42]内有与定位连接紧固件外壁及机体平面均直接接触的弹性密封胶圈[43]。
9.如权利要求1所述的水箱，其特征是水箱定位连接平面[41]上有环绕通水窗口[4]并且有间隔中断的凹槽[42]。
全文摘要
一种内燃机的水箱,应用于蒸发式或冷凝式散热的内燃机水箱,在水箱与内燃机体定位连接平面上设环绕通水窗口的凹槽,凹槽内嵌装入的弹性密封圈凸出凹槽口平面,水箱定位螺接上机体使弹性密封圈发生设定的弹性变形,紧密压住凹槽壁及机体平面,实现可靠密封。过紧的螺接力也不能破坏密封圈弹性,不均匀的紧固力分布不易造成水箱安装侧倾斜,凹槽保证密封圈发生不受紧固力影响的合理弹性变形,延长密封圈寿命,节省总装时间和动作。
文档编号F01P3/02GK1240879SQ9910871
公开日2000年1月12日 申请日期1999年7月4日 优先权日1999年7月4日
发明者蒋尧夫 申请人:蒋尧夫