一种密封垫片及含有其的发动机和车辆的制作方法

本实用新型属于发动机技术领域，涉及一种密封垫片，以及应用此密封垫片的发动机及车辆，具体应用在发电机的高压EGR与排气管的连接结构中。

背景技术：

随着国家排放法规的愈发严格，柴油机必须使用高压EGR而提高排放水平，来满足国家法规的要求。高压EGR为废气再循环的冷却系统，需要将发动机的排放废气通过冷却再次进入到燃烧室进行燃烧。因此需要在高压EGR与排气管的之间通过连接管进行连接，而连接管两端通常用连接法兰进行连接，连接时需要采用密封垫片进行密封。

而且随着对发动机性能要求的逐渐提高，发动机所排出的废气、压力温度也逐渐升高。所以高压EGR与排气管之间的连接管的工作环境更加恶劣，对连接管两端的连接法兰的密封垫片的密封性要求也越来越高。

一般的密封垫片是通过设置密封筋并依靠密封筋的回弹作用进行密封的，密封筋需要良好的回弹性能。但是，由于发动机排气温度最高能达到800℃左右，传递到连接法兰上的温度在650℃左右，导致密封垫片在此温度下的弹性非常低。由于发动机存在震动问题，会造成密封垫片在高温震动下密封筋消失，失去密封效果。而因成本限制，仅通过更改密封垫片材料无法解决此问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种适用于较高温度的使用环境且密封性能更好的密封垫片，并将其应用在发动机高压EGR与排气管的连接结构中，以及发动机和车辆上。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种密封垫片，包括垫片本体，所述垫片本体的中心处设有贯通的中心孔，所述垫片本体靠近中心孔处的内侧设置为具有回弹间隙的密封筋，所述回弹间隙具有防止在外力作用下所述密封筋被压平的回弹结构。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的密封垫片在靠近中心孔处互相分离形成回弹间隙，这部分结构形成密封垫片的密封筋，依靠密封筋的回弹作用进行密封，而在回弹间隙内设置回弹结构，可以防止在外力作用下密封筋被压平相互贴合，这样就不会出现因密封垫片长期处于压平状态，导致密封筋失去弹性，从而失去密封作用。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述垫片本体包括相邻的第一层板和第二层板，所述第一层板与所述第二层板靠近中心孔处的内侧互相分离形成所述回弹间隙，并共同构成所述密封筋，且所述第一层板与所述第二层板的其余部分紧密贴合连接。

采用上述进一步方案的有益效果是垫片本体可以为双层结构，两层板分别制作出来之后，中部及外侧通过适当的连接方式进行紧密贴合连接，内侧你互相分离，之间的间隙即为回弹间隙，而第一层板和第二层板的内侧及回弹间隙共同组成了密封垫片的密封筋。

进一步，所述回弹结构为由所述第一层板或所述第二层板的内侧边缘向所述回弹间隙弯折的连续或间断的翻边；或者，所述回弹结构为由所述第一层板或所述第二层板的内侧向所述回弹间隙凸出的连续或间断的凸起。

采用上述进一步方案的有益效果是回弹结构的作用是防止密封垫片的密封筋不会被压平而失去弹性，所以可以起到这个作用的具体结构都能作为本申请中的回弹结构。

进一步，所述翻边设置在所述第二层板的内侧边缘，且其被弯折后覆盖在所述第二层板上，所述翻边与所述第二层板紧密贴合连接或留有空隙，且与所述第一层板之间留有空隙。

采用上述进一步方案的有益效果是翻边可以设置成压覆在对应的第二层板上，再通过焊接或其他方式使翻边固定到第二层板上，这样的结构稳定、紧凑，也可以保留一点空隙，不影响结构的稳定就行，主要的目的是要保证翻边与第一层板之间具有一个较大的空隙，回弹性能的稳定性高。

进一步，所述垫片本体还包括第三层板，所述第三层板与所述第二层板靠近中心孔处的内侧紧密贴合连接，且所述第三层板与所述第二层板的其余部分互相分离形成密封间隙。

采用上述进一步方案的有益效果是本实用新型的垫片本体还可以设计成三层结构，额外设置的第三层板也可以起到密封的作用，其外侧与第二层板分离形成密封间隙，也可以起到类似密封筋的作用，进一步提高密封垫片的密封性能。

进一步，所述垫片本体设有至少一个贯通的安装孔。

进一步，所述安装孔设有两个，两个所述安装孔相对于中心孔对称设置。

进一步，至少一个所述安装孔内设有防止密封垫片在安装过程中窜动掉落的锯齿型结构，所述锯齿型结构由多个均匀间隔分布的向所述安装孔内延伸的锯齿组成。

采用上述进一步方案的有益效果是密封垫片是配合连接法兰使用的，连接法兰是需要用螺栓来固定的，安装孔就是用于螺栓穿过的，而在安装时，螺栓和密封垫片可能会发生相对位移，有可能窜动而导致掉落或者安装偏移，会影响密封效果，所以可以在安装孔处设置锯齿形结构，锯齿形结构刚好跟螺栓的螺纹尺寸相同，安装时，这样螺栓稍微拧上一些，锯齿形结构卡入螺栓的螺纹中，密封垫片就不会掉落或发生位移了。

进一步，所述垫片本体由金属制成，所述紧密贴合连接的方式为点焊焊接，所述第一层板与所述第二层板的其余部分设有至少一个用于点焊的焊点。

进一步，所述第一层板与所述第二层板的其余部分的焊点设有两个，两个所述焊点相对于中心孔对称设置。

采用上述进一步方案的有益效果是第一层板与第二层板一般是分体制作再进行紧密贴合连接的，而对于这种金属结构的连接，通常使用点焊焊接的方式，而针对密封垫片的尺寸和形状，设置两个相对于中心孔对称的焊点较为合适，焊接效果足够好，且步骤简单，易于实现。

进一步，所述垫片本体的外侧边缘处设有防止错装或漏装的标识结构。

进一步，所述标识结构为由所述垫片本体的外侧边缘处向外延伸的圆弧形结构。

采用上述进一步方案的有益效果是标识结构的作用一个是看有没有漏装，另一个主要是密封垫片结构是对称的，有装反的可能，需要排查掉。在安装过程中或者安装完成后，观察密封垫片对应位置处的标识结构有没有，在不在对应的位置，即可排查装反及漏装的情况。

进一步，所述密封垫片采用高镍不锈钢INCONEL718材料制成。

采用上述进一步方案的有益效果是该材质在650℃高温下仍能保持一定的回弹性能，综合成本考虑，是制作密封垫片的最为合适的材料。

在上述密封垫片的基础上，本实用新型还涉及一种发动机，包括高压EGR和排气管，所述高压EGR与所述排气管通过连接管连接，所述连接管的至少一端设有用于与高压EGR或排气管连接的连接法兰，在连接法兰与高压EGR或排气管的连接处设有所述的密封垫片。

本实用新型还涉及一种车辆，包括所述的发动机。

附图说明

图1为本实用新型密封垫片的立体图；

图2为本实用新型密封垫片的俯视图；

图3为本实用新型密封垫片的纵截面剖视图；

图4为本实用新型密封垫片的密封筋处剖面具部放大图；

图5为本实用新型发动机排气管与连接管连接处的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、垫片本体，11、第一层板，12、第二层板，13、第三层板，14、中心孔，15、回弹间隙，151、翻边，16、密封间隙，17、安装孔，171、锯齿，18、焊点，19、圆弧形结构，2、排气管，3、连接管，4、连接法兰。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例1

如图1-4所示，本实用新型涉及一种密封垫片，包括垫片本体1，所述垫片本体1的中心处设有贯通的中心孔14，所述垫片本体1靠近中心孔14处的内侧设置为具有回弹间隙15的密封筋，所述回弹间隙15具有防止在外力作用下所述密封筋被压平的回弹结构。

本实施例中，垫片本体1在靠近中心孔14处互相分离形成回弹间隙15，这部分结构形成密封垫片的密封筋，依靠密封筋的回弹作用进行密封，而在回弹间隙15内设置回弹结构，可以防止在外力作用下密封筋被压平相互贴合，这样就不会出现因密封垫片长期处于压平状态，导致密封筋失去弹性，从而失去密封作用。相比对现有的密封垫片，本实用新型的密封垫片通过增加的回弹结构，使得其密封性能更好，而且还适用于较高温度的环境，回弹性能保持时间长，密封性能延续性强，不会因为震动及长时间的抵压状态而失去密封作用。

具体的，如图4所示，所述垫片本体1包括相邻的第一层板11和第二层板12，所述第一层板11与所述第二层板12靠近中心孔14处的内侧互相分离形成所述回弹间隙15，并共同构成所述密封筋，且所述第一层板11与所述第二层板12的其余部分紧密贴合连接。垫片本体1可以为双层结构，两层板分别制作出来之后，中部及外侧通过适当的连接方式进行紧密贴合连接，内侧你互相分离，之间的间隙即为回弹间隙15，而第一层板11和第二层板12的内侧及回弹间隙15共同组成了密封垫片的密封筋。

在上述实例的基础上，优选的，所述回弹结构为由所述第一层板11或所述第二层板12的内侧边缘向所述回弹间隙15弯折的连续或间断的翻边151；或者，所述回弹结构为由所述第一层板11或所述第二层板12的内侧向所述回弹间隙15凸出的连续或间断的凸起。

回弹结构的作用是防止密封垫片的密封筋不会被压平而失去弹性，所以可以起到这个作用的具体结构都能作为本申请中的回弹结构，其可以是由第一层板11或第二层板12靠近中心孔14的最内侧边缘向回弹间隙15的内部弯折的翻边151，也可以是在第一层板1或第二层板12内侧上设置的向所述回弹间隙15的内部凸出的凸起，比如多设置一个凸出的圆环结构，焊接固定到第一层板11或第二层板12上，只是这样可能制作步骤繁琐一些，还可以是其他可以实现防止被压平的结构，具有一定的碰撞体积。优选的，回弹结构可以是连续的翻边151，这样比较容易制作，而且防止被压平的效果好，可以长时间使密封垫片的密封筋有回弹性能，提高恶劣使用环境下的密封能，且可以长期使用，使用寿命长。具体在制作时，可以先分别制作第一层板11和第二层板12，两个板尺寸大体一致，但是第二层板12的中心孔14直径小于第一层板11，然后将第二层板12靠近中心孔14处相对于第一层板11多出来的部分向一侧弯折形成翻边151，然后将第一层板11和第二层板12互相紧密贴合连接。

在上述实例的基础上，优选的，所述翻边151设置在所述第二层板12的内侧边缘，且其被弯折后覆盖在所述第二层板12的上，所述翻边151与所述第二层板12紧密贴合连接或留有空隙，且与所述第一层板11之间留有空隙。翻边151具体可以设置成压覆在对应的第二层板12上，再通过焊接或其他方式使翻边固定到第二层板12上，这样的结构稳定、紧凑，此外，翻边151和第二层板12之间也可以保留一点空隙，不影响结构的稳定就行，主要的目的是要保证翻边151与第一层板11之间具有一个较大的空隙，回弹性能的稳定性高。当然，翻边151也可以设置在第一层板11上，结构效果均类似于设置在第二层板12上的技术方案。

在上述实例的基础上，优选的，所述垫片本体1还包括第三层板13，所述第三层板13与所述第二层板12靠近中心孔14处的内侧紧密贴合连接，且所述第三层板13与所述第二层板12的其余部分互相分离形成密封间隙16。此时，垫片本体1变为三层结构，额外设置的第三层板13也可以起到密封的作用，其外侧与第二层板12分离形成密封间隙16，也可以起到类似密封筋的作用，进一步提高密封垫片的密封性能。

具体的，如图4所示，第一层板11、第二层板12和第三层板13均包括互相平行的外侧水平段和内侧水平段，外侧水平段和内侧水平段均通过过渡段连接；第一层板11和第二层板12的外侧水平段紧密贴合连接，过渡段的内侧互相远离的张开，内侧水平段呈互相分离的平行结构，内侧水平段之间为回弹间隙15，内侧水平段和回弹间隙15构成密封垫片内侧的密封筋；第二层板12和第三层板13的内侧水平段紧密贴合连接，过渡段的外侧互相远离的张开，外侧水平段呈互相分离的平行结构，外侧水平段之间为密封间隙16，外侧水平段和密封间隙16构成密封垫片外侧的密封筋。

具体密封垫片的尺寸可以按照连接法兰的要求及回弹密封的性能制作，如图4所示，第一层板11、第二层板12和第三层板13的外侧水平段和内侧水平段纵向偏移的距离(即过渡段纵向延伸距离)为L4，L4为0.3±0.03mm，过渡段的长度为L3，L3为1.5±0.3mm，内侧水平段的长度为L2，L2为1.5mm，翻边151弯折至第二层板12上的长度为L1，L1为1.2±0.3mm。

此外，除了在第二层板12的内侧边缘向回弹间隙15内弯折成内侧的翻边151，起到防止内侧被压平保证回弹性能的作用以外，还可以在第二层板12或第三层板13的外侧边缘之间的密封间隙16内设置回弹结构，比如向密封间隙16内弯折的新的翻边结构或者向密封间隙16内凸出的凸起结构，可以起到防止外侧被压平保证回弹性能的作用，结构和效果均类似于内侧的翻边151，双层密封，密封效果更佳。

实施例2

在上述实施例1的基础上，所述垫片本体1设有至少一个贯通的安装孔17。优选的，所述安装孔17设有两个，两个所述安装孔17相对于中心孔14对称设置。其中，至少一个所述安装孔17内设有防止密封垫片在安装过程中窜动掉落的锯齿型结构，所述锯齿型结构由多个均匀间隔分布的向所述安装孔17内延伸的锯齿171组成。密封垫片是配合连接法兰4使用的，连接法兰4是需要用螺栓来固定的，安装孔17就是用于螺栓穿过的，而在安装时，螺栓和密封垫片可能会发生相对位移，有可能窜动而导致掉落或者安装偏移，会影响密封效果，所以可以在安装孔17处设置锯齿形结构，锯齿形结构刚好跟螺栓的螺纹尺寸相同，安装时，这样螺栓稍微拧上一些，锯齿形结构卡入螺栓的螺纹中，密封垫片就不会掉落或发生位移了。

具体的，锯齿形结构可以是由多个锯齿171组成，如图1和图2所示，锯齿171优选为5个，沿安装孔17周向均匀分布。而在密封垫片结构设计时，锯齿171可以由第一层板11、第二层板12或第三层板13中的任一层或几层向安装孔17内延伸而成，锯齿171靠近中心的端部形成的圆形的直径与螺栓的螺纹直径匹配，可以在安装时卡入。

实施例3

在上述实施例1的基础上，所述垫片本体1由金属制成，所述紧密贴合连接的方式为点焊焊接，所述第一层板11与所述第二层板12的其余部分设有至少一个用于点焊的焊点18。优选的，所述第一层板11与所述第二层板12的其余部分的焊点18设有两个，两个所述焊点18相对于中心孔14对称设置。

因为涉及到回弹性能，各层板是需要先弯折定型的，所以密封垫片整体不适合由模具一体成型制作。具体的，第一层板11与第二层板12一般是分体制作再进行紧密贴合连接的，而对于这种金属结构的连接，使用点焊焊接的方式比较合适，而针对密封垫片的尺寸和形状，设置两个相对于中心孔14对称的焊点18较为合适，焊接效果足够好，且步骤简单，易于实现。相类似的，第二层板12和第三层板13紧密贴合连接时也可以采用类似的焊点18设置及焊接方式，或者采用其它的连接方式。

实施例4

在上述实施例1的基础上，在所述垫片本体1的外侧边缘处设有防止错装或漏装的标识结构。优选的，所述标识结构为由所述垫片本体1的外侧边缘处向外延伸的圆弧形结构19。标识结构的作用一个是看有没有漏装，另一个主要是密封垫片结构是对称的，有装反的可能，需要排查掉。在安装过程中或者安装完成后，观察密封垫片对应位置处的标识结构有没有，在不在对应的位置，即可排查装反及漏装的情况。具体的，可以采用比较圆滑的圆弧形结构19，在安装的时候不会对安装步骤产生影响，而且也便于观察，比如半圆形、半椭圆形、抛物线形等。

而在密封垫片结构设计时，标识结构可以由第一层板11、第二层板12或第三层板13中的任一层或几层的外边缘向外侧延伸而成。

上述各个实施例中，所述密封垫片的各个组分都可以采用高镍不锈钢INCONEL718材料制成。INCONEL718是含铌、钼的沉淀硬化型镍铬铁合金，在650℃以下时具有高强度、良好的韧性以及在高低温环境均具有耐腐蚀性，可以由供货商直接供货，供货状态可以是固溶处理或沉淀硬化态。本实用新型选用该材质，主要是考虑到其在650℃高温下仍能保持一定的回弹性能，另外也考虑到成本的问题，最终认定其是制作密封垫片的最为合适的材料。当然，其他可以实现回弹密封性能的材料也可以用于本实用新型密封垫片的制作。

在上述各个实施例的基础上，本实用新型还涉及一种发动机，包括高压EGR和排气管(2)，如图5所示，所述高压EGR与所述排气管2通过连接管3连接，所述连接管3的至少一端设有用于与高压EGR或排气管2连接的连接法兰4，在连接法兰4与高压EGR或排气管2的连接处设有上述各个实施例的密封垫片。

具体的，因为一般只有连接管3与排气管2之间的连接处环境比较恶劣，温度较高，需要较高的密封能力，对回弹性能要求高，而本申请的密封垫片成本较高，使用建议是只用在此处即可，当然连接管3两端都用的话也是没有问题的，密封效果更佳。

本实用新型的密封垫片除了用于上述发动机内连接结构以外，还可以用于其他各种连接环境，起到类似的密封作用。而发动机具体可以是涉及排气的各种动力机构，比如柴油机、汽油机等。

本实用新型还涉及一种车辆，包括上述的发动机，比如各种汽车、摩托车、拖拉机等机动车，还可能应用于其他交通工具、农用机械、工业生产线等。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“偏移距离”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“平行”、“垂直”、“内”、“外”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“至少一个”含义是一个以上，例如一个、两个、三个等，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实例”、“具体实例”、或“一些实例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。