衬垫和带有衬垫的内燃机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的衬垫以及根据权利要求9的前序部分所述的内燃机。
【背景技术】
[0002]已经已知在此所述类型的衬垫和内燃机。这种内燃机包括至少一个气缸(其包括气缸套)，此外具有气缸盖，其在与(在气缸套的轴向方向上观察)可移动位置地布置在气缸套中的活塞相对而置的侧部上封闭气缸，该气缸盖具有面对气缸套的第一端面的第二端面。气缸套通过以下方式保持在内燃机中，即，气缸套在气缸套凸肩(Buchsenbund)的区域中由气缸盖压向曲轴箱的所谓的台座(Balkonsitz)。在此，压紧力的力流伸延通过气缸套凸肩的沿径向外部地布置的区域，以便避免剪断气缸套的径向内部的区域。为了承受压紧力，在气缸套的径向外部的区域中设置有力引入元件，其典型地构造为镀铜的铁环。优选地，整个力流从气缸盖通过该力引入元件伸延到气缸套的气缸套凸肩中。为了避免压紧力还在气缸套凸肩的径向内部的区域中起作用，在此优选地在第一端面和第二端面之间设置有间隔，从而整体得到环形间隙，其在径向方向上观察朝气缸套的内部敞开。还被称为有害空间的间隙不利地影响在气缸的燃烧室中的燃烧，因为在有害空间中可聚集有未燃烧的剩余气体，或者可产生由空气、燃烧气体和未完全燃烧的产物组成的未受限定的混合状态。尤其可能的是，通过在燃烧室中的燃烧产生的压力波点燃在有害空间中的剩余气体，这引起爆燃。此外，润滑物质(尤其油)可聚集在有害空间中，这导致炭黑形成以及发热点的聚集，其又以未受限定的方式到达燃烧室中并且在此可导致不受控的点燃或爆燃。通过在间隙中的淬熄提高了未燃烧的碳氢化合物的组分，这在带有均匀的混合气压缩的燃气马达的废气中导致提高的碳氢化合物排放。因此值得期望的是，尽可能最小化有害空间。
[0003]为此，由欧洲专利申请EP I 918 559 A2中得知一种衬垫，其或者构造为气缸盖密封部的部件，或者构造成与气缸盖密封部分开。为了确保力流仅仅在气缸套的径向外部的区域中伸延，与压紧力引入其中的区域相比，填充或密封有害空间的衬垫的区域弱化地来构造和/或由更软的材料形成。然而尤其由于在批量生产中的加工公差，以这种方式不可实现实际上无论如何都无间隙地密封有害空间，并且在此同时保证压紧力仅仅引入到为此设置的径向外部的区域中。与设置在力引入区域中的材料相比更软的或弱化的材料同样还具有这样的硬度，即，当应避免对力走向的任何影响时，为了公差匹配，需要设置至少少许的间隙。虽然以这种方式减小了有害空间，然而未有效地将其封闭。
【发明内容】
[0004]因此，本发明的目的在于提供一种衬垫和内燃机，利用该衬垫或在该内燃机中可有效地密封有害空间，其中，同时无论如何都保证用于固定气缸套的力流仅仅在为此设置的径向外部的区域中伸延。
[0005]该目的通过以下方式实现，即，提供带有权利要求1所述的特征的衬垫。该衬垫的特征在于，其包括至少一种可压缩的材料。由此可在没有值得注意的力消耗的情况下将衬垫压缩到实际存在的轴向间隙尺寸上，即在第一端面和第二端面之间的轴向距离，其中，有效地密封了有害空间，并且同时避免了对在气缸套凸肩的径向外部区域中的力流的任何影响。
[0006]这样的衬垫是优选的，其特征在于，如此选择至少一种可压缩的材料，S卩，与在气缸套的固定区段中作用到力引入元件上的静态力相比，为了使衬垫变形到有害空间在批量生产中的可预期的最小轴向间隙尺寸上所需的力很小。不一定需要设置单独的力引入元件。气缸套的凸肩自身也可设置为力引入元件，或者气缸盖密封部可用作力引入元件。衬垫优选地可压缩到其轴向高度的约一半上，为此，仅仅需要与在固定区段中起作用的力相比可忽略的力。相应地，用于固定气缸套的力流没有或者至少没有明显地通过衬垫改变。衬垫可柔性地与在加工公差方面实际存在的轴向间隙尺寸相匹配，而没有显著改变力流，其中，同时相对于燃烧室有效地密封或封闭或填充有害空间。
[0007]这样的衬垫是优选的，其特征在于，为了使衬垫变形到有害空间的可预期的最小轴向间隙尺寸上所需的力为至少4 kN至最高8 kN。优选地，该力为至少5 kN至最高7 kN，优选6 kN，特别优选地6.4 kN。备选地，尤其当衬垫包括其他的材料时，该力优选地为至少0.5 kN至最高2 kN，优选至少I 1^至最高1.5 kN，特别优选地1.4 kN。对于在此所述的用于作用到衬垫上的压缩力的值，无论如何确保，与在气缸套的固定区段中起作用的静态力相比，该压缩力明显更小且可忽略。因此，在此存在的力流没有或者至少没有明显地(即最多以可忽略的方式)由于衬垫布置在有害空间中改变。
[0008]这样的衬垫是优选的，其特征在于，至少一种可压缩的材料包括这样的材料，其从这样的组中来选择，该组陶瓷纤维毛毡、陶瓷纤维织物、陶瓷纤维垫、陶瓷纤维无纺布、金属(尤其金属合金)和石墨薄片。可行的是，使上述材料相互组合或者与合适的其他材料相组合。然而优选地，衬垫包括所述材料中的一种。特别优选地，为衬垫选择这样的材料，该材料由于其结构而可压缩。尤其当选择纤维材料时，该纤维材料优选地构造为织物、纱布、针织物、编织物、毛毡、无纺布或垫子，那么是这种情况。由于在纤维之间存在的间隙，材料可压缩。包括金属和/或金属合金的衬垫优选地由于其形状构造成可压缩。于是优选地尤其如此选择衬垫的截面形状，即，在轴向上观察，得到衬垫的可压缩性。如果衬垫包括石墨薄片，衬垫优选由于其材料结构构造成可压缩。可行的是，组合由于衬垫的几何结构的可压缩性和由材料结构决定的可压缩性，尤其当衬垫包括多于一种材料时。
[0009]这样的衬垫是优选的，其特征在于，其包括至少一种可压缩的材料。于是优选地设置成，衬垫几乎均匀地由唯一的可压缩的材料形成，其中，优选地选择以上所述材料中的一种用于衬垫。
[0010]同样可行的是，衬垫包括载体材料，其中，至少一种可压缩的材料在单侧或两侧设置在载体材料的至少一个轴向的端面上。优选地，金属板设置为载体材料。同样可行的是，至少一种可压缩的材料几乎以三明治状结构形式布置在在轴向方向上观察相对而置地布置的两个载体元件之间。在此，载体元件优选地构造成圆环形并且优选地彼此同心地来布置。
[0011]对于这样的实施例，在其中衬垫包括载体材料和至少一种可压缩的材料，可行的是，载体材料基于其几何形状设计成可压缩，而至少一种可压缩的材料基于其材料结构而可压缩。由此近似以在力方向上观察近似串联布置的弹簧元件的方式得到双重的可压缩性。
[0012]同样可行的是，载体材料构造成不可压缩，其中，衬垫的可压缩性仅仅基于至少一种可压缩的材料。最终还可行的是，不仅载体材料而且至少一种可压缩的材料基于相应的几何形状而设计成可压缩。其中载体材料构造成不可压缩的实施例具有的优点是，比起当不仅载体材料而且至少一种可压缩的材料都构造成可压缩时，衬垫整体相对很硬并且因此可更好地操作。
[0013]结合衬垫的仅仅由于其几何形状而可压缩的实施例，措辞“可压缩”不是指衬垫的材料本身在材料性能的意义中可压缩。而是在此仅仅是指，衬垫本身由于其材料的几何形状而可被缩短或变形(在轴向方向上观察)。
[0014]