阅读说明：本技术 一种内燃机复合金属密封气缸垫 (A kind of internal combustion engine composition metal sealing cylinder pad ) 是由 郭贤 于 2019-09-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种内燃机复合金属密封气缸垫,属于发动机密封技术领域。本发明的内燃机复合金属密封气缸垫,包括复合垫体、加强圈、加筋圈和护圈,复合垫体上设有至少一个气缸孔,加筋圈与加强圈由护圈一起覆盖限位于复合垫体上,加筋圈上至少设有一条与加筋圈同心的环形凸筋。本发明利用加强圈和加筋圈协同作用,加强圈强化了气缸孔密封部位的强度,加筋圈的弹性作用强化了气缸孔密封部位的抗冲击密封性能,使得复合金属密封垫的耐冲击性能和密封性能得到大幅提升,满足了大功率内燃机的使用需要；同时,护圈采用高熔点软金属带制成,在保证了护圈具有良好地贴合性的同时,大幅提高了护圈的耐热性能,提高了复合金属气缸垫的使用寿命。(The invention discloses a kind of internal combustion engine composition metal sealing cylinder pads, belong to engine technical field of sealing technology.Internal combustion engine composition metal sealing cylinder pad of the invention, including compound pad, stiffening ring, reinforcement circle and guard ring, compound pad is equipped at least one cylinder-bore, reinforcement circle and stiffening ring by guard ring together with cover and be limited on compound pad, at least provided with an annular convex rib concentric with reinforcement circle on reinforcement circle.The present invention is acted synergistically using stiffening ring and reinforcement circle, stiffening ring enhances the intensity of cylinder-bore sealing position, the elastic reaction of reinforcement circle enhances the shock resistance sealing performance of cylinder-bore sealing position, so that the impact resistance and sealing performance of composition metal gasket are increased dramatically, the use needs of heavy duty are met；Meanwhile guard ring is made of high-melting-point flexible metaltape, while ensure that guard ring has stickiness well, the heat resistance of guard ring greatly improved, improve the service life of composition metal head gasket.)

一种内燃机复合金属密封气缸垫

技术领域

本发明涉及一种内燃机气缸垫，更具体地说，涉及一种内燃机复合金属密封气缸垫。

背景技术

气缸垫是装于气缸体与气缸盖之间的多功能垫片，它能弥补热负荷造成的变形，实现密封效果。同时，气缸垫上设有分水孔和通油孔，缸体上的液态水以及液态油通过分水孔和通油孔到达气缸盖。目前市场上的缸垫通常分成两大类：一类是全金属缸垫，其抗冲击能力强，对气缸的封气效果好，但制作成本高，制作难度大，制作效率低且对油孔和水孔的密封性较差。另一类是复合金属密封垫，其封水和封油效果好，气缸孔采用金属密封，机械强度高，抗冲击能力强，封气效果好，但对于多缸内燃机来说，相邻气缸孔之间壁厚薄，对复合密封垫的破坏性强，使其使用寿命下降，稳定性较差。

针对复合金属密封垫存在的上述缺陷，发明人曾提出申请号201810467772.4、名称为：一种多缸内燃机气缸垫及其制作方法的专利申请案，该多缸内燃机气缸垫，包括复合垫体和金属圈，复合垫体上设有两个以上的气缸孔，复合垫体上相邻两个气缸孔之间设有缺口，通过缺口将相邻两个气缸孔连通；金属圈包括数量与气缸孔数量相同的加强环，相邻两个加强环通过连接桥连接于一体，加强环与气缸孔相匹配且置于气缸孔内部，连接桥位于缺口内。该申请案采用连体式金属圈，使得多缸内燃机相邻气缸缸壁采用金属密封，强化了复合垫体相邻气缸孔之间密封部位的强度，抗冲击能力大幅提高，使用寿命长，平衡性和稳定性得到大幅提升。然而，随着内燃机(如柴油机)的功率增大，普通柴油机的功率通过增压等技术手段，其功率已达到了70KW以上，现有的复合金属密封垫的耐冲击性能和耐热性能难以满足使用要求，使用寿命远远达不到要求，很容易且很快就会损坏。为此，亟需对现有的复合金属密封垫进行优化升级，以满足大功率内燃机的使用需要。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有复合金属密封垫存在耐冲击性能和耐热性能较差等不足，提供一种内燃机复合金属密封气缸垫，采用本发明的技术方案，在复合垫体的气缸孔处采用加强圈和加筋圈协同作用，利用加强圈强化了气缸孔密封部位的强度，利用加筋圈的弹性作用强化了气缸孔密封部位的抗冲击密封性能，并且利用加强圈和加筋圈的配合，使得复合金属密封垫的耐冲击性能和密封性能得到大幅提升，满足了大功率内燃机的使用需要；同时，加强圈和加筋圈采用护圈覆盖限位于复合垫体上，护圈采用高熔点软金属带制成，在保证了护圈具有良好地贴合性的同时，大幅提高了护圈的耐热性能，提高了复合金属气缸垫的使用寿命。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种内燃机复合金属密封气缸垫，包括复合垫体、加强圈和护圈，所述的复合垫体上设有至少一个气缸孔，所述的加强圈置于气缸孔内部，并通过覆盖在加强圈上的护圈限位于复合垫体上，还包括置于气缸孔内部加筋圈，所述的加筋圈上至少设有一条与加筋圈同心的环形凸筋，所述的加筋圈与加强圈由护圈一起覆盖限位于复合垫体上。

更进一步地，所述的加强圈和加筋圈均设置有单层或两层以上。

更进一步地，所述的加筋圈设置两层以上时，加筋圈交替设于加强圈的两侧。

更进一步地，所述的护圈采用高熔点软金属带制成。

更进一步地，所述的加筋圈上的凸筋为向一侧凸出的圆弧形结构。

更进一步地，所述的加筋圈采用硬金属带制成。

更进一步地，所述的凸筋由冲压工艺在加筋圈上压制而成。

更进一步地，所述的复合垫体上设有两个以上的气缸孔，所述的复合垫体上相邻两个气缸孔之间设有缺口，通过所述缺口将相邻两个气缸孔相连通；所述的加强圈包括数量与气缸孔数量相同的加强环环体，所述的加强环环体通过第一连接部依次连接于一体，所述的加强环环***于对应的气缸孔内部，所述的第一连接部位于上述缺口内；所述的加筋圈包括数量与气缸孔数量相同的加筋环环体，所述的加筋环环体通过第二连接部依次连接于一体，所述的加筋环环***于对应的气缸孔内部，所述的第二连接部位于上述缺口内。

更进一步地，所述的护圈包括数量与气缸孔数量相同的护圈垫环，所述的护圈垫环通过第三连接部依次连接于一体，所述的护圈垫环包裹于对应的气缸孔内侧，所述的第三连接部覆盖于上述缺口的一侧。

更进一步地，所述的复合垫体由纤维材料或石墨材料与金属芯板复合而成，在复合垫体上还设有若干水孔和油孔，且在水孔和油孔的孔周处均设有密封材料。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的一种内燃机复合金属密封气缸垫，其包括复合垫体、加强圈、加筋圈和护圈，复合垫体上设有至少一个气缸孔，加强圈置于气缸孔内部，并通过覆盖在加强圈上的护圈限位于复合垫体上，加筋圈上至少设有一条与加筋圈同心的环形凸筋，加筋圈与加强圈由护圈一起覆盖限位于复合垫体上，在复合垫体的气缸孔处采用加强圈和加筋圈协同作用，利用加强圈强化了气缸孔密封部位的强度，利用加筋圈的弹性作用强化了气缸孔密封部位的抗冲击密封性能，并且利用加强圈和加筋圈的配合，使得复合金属密封垫的耐冲击性能和密封性能得到大幅提升，满足了大功率内燃机的使用需要；

(2)本发明的一种内燃机复合金属密封气缸垫，其护圈采用高熔点软金属带制成，例如软质镀锡板等，配合气密封位置的弹性加筋圈，在保证了护圈具有良好地贴合性的同时，大幅提高了护圈的耐热性能，提高了复合金属气缸垫的使用寿命；

(3)本发明的一种内燃机复合金属密封气缸垫，其加强圈和加筋圈均设置有单层或两层以上，加筋圈设置两层以上时，加筋圈交替设于加强圈的两侧，使气缸垫的平衡性和稳定性得到大幅提升，使得复合金属气缸垫的密封性和耐冲击性兼得；

(4)本发明的一种内燃机复合金属密封气缸垫，其加筋圈上的凸筋为向一侧凸出的圆弧形结构，加筋圈采用硬金属带制成，凸筋由冲压工艺在加筋圈上压制而成，凸筋具有良好的弹性性能，能够适应内燃机工作时的冲击，保证气缸垫密封部位具有良好的压缩量，提高了气缸垫整体密封性能；

(5)本发明的一种内燃机复合金属密封气缸垫，其复合垫体上设有两个以上的气缸孔，加强圈和加筋圈采用连体式环体结构，使得多缸内燃机相邻气缸缸壁也实现金属密封，强化了复合垫体相邻气缸孔之间密封部位的强度，有效解决了相邻气缸孔之间密封部位强度薄弱而先被破坏的问题，提高了复合金属气缸垫的整体使用寿命；

(6)本发明的一种内燃机复合金属密封气缸垫，对于多缸内燃机，其加强圈、加筋圈和护圈均采用连体式结构，制作和装配均更加简单方便，使加强圈、加筋圈和护圈三者与气缸孔的定位配合更加方便准确，降低了制作成本，提高了制作效率；

(7)本发明的一种内燃机复合金属密封气缸垫，其复合垫体由纤维材料或石墨材料与金属芯板复合而成，在复合垫体上还设有若干水孔和油孔，且在水孔和油孔的孔周处均设有密封材料，对于水和油的密封性能更好；

(8)本发明的一种内燃机复合金属密封气缸垫，其封气部分采用全金属气缸垫的设计理念，与全金属气缸垫的封气结构和效果相同，并且封水、封油更合理，优于全金属气缸垫，成本也比全金属气缸垫低，新品开发时间也比全金属气缸垫更快。

附图说明

图1为本发明的一种内燃机复合金属密封气缸垫的拆分结构示意图；

图2为本发明的一种内燃机复合金属密封气缸垫的组装结构示意图(未翻边)；

图3为本发明的一种内燃机复合金属密封气缸垫的组装结构示意图(翻边状态)；

图4为图3中A-A处的截面结构示意图；

图5为图3中B-B处的截面结构示意图。

示意图中的标号说明：

1、复合垫体；1-1、气缸孔；1-2、缺口；2、加强圈；2-1、加强环环体；2-2、第一连接部；3、加筋圈；3-1、加筋环环体；3-1a、凸筋；3-2、第二连接部；4、护圈；4-1、护圈垫环；4-2、第三连接部。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

结合图1至图5所示，本发明的一种内燃机复合金属密封气缸垫，可为单缸内燃机气缸垫，也可为多缸内燃机气缸垫，其包括复合垫体1、加强圈2和护圈4，复合垫体1上设有至少一个气缸孔1-1，加强圈2置于气缸孔1-1内部，并通过覆盖在加强圈2上的护圈4限位于复合垫体1上，与现有的复合金属气缸垫不同的是，还包括置于气缸孔1-1内部加筋圈3，加筋圈3上至少设有一条与加筋圈3同心的环形凸筋3-1a，加筋圈3与加强圈2由护圈4一起覆盖限位于复合垫体1上，形成气缸孔的复合金属弹性密封区。其中，复合垫体1由纤维材料或石墨材料与金属芯板复合而成，在复合垫体1上还设有若干水孔和油孔，且在水孔和油孔的孔周处均设有密封材料，由于复合垫体1自身具有一定弹性，因此配合水孔和油孔孔周处的密封材料具有更好地封水和封油性能；加强圈2可采用硬质金属制成，起到密封区域的抗冲击骨架作用，能够承受内燃机工作的较大冲击力；加筋圈3上至少设有一条与加筋圈3同心的环形凸筋3-1a，具有一定的弹性回弹能力，强化了气缸孔密封部位的抗冲击密封性能；护圈4采用高熔点软金属带制成，在本发明中，护圈4优选采用软质镀锡板制成，相比于现有的铜质护圈，具有更好的耐热性能，配合气密封位置的弹性加筋圈3，在保证了护圈4具有良好地贴合性的同时，提高了复合金属气缸垫的使用寿命。

上述的加强圈2和加筋圈3可设置为单层或两层以上复合结构，具体复合结构形式可根据需要而定，例如加强圈2可采用多层结构复合后再与单层或多层加筋圈3进行复合，也可采用单层加强圈2与单层或多层加筋圈3进行复合，还可将加强圈2和加筋圈3交替复合在一起。

本发明的一种内燃机复合金属密封气缸垫，在复合垫体的气缸孔处采用加强圈和加筋圈协同作用，利用加强圈强化了气缸孔密封部位的强度，利用加筋圈的弹性作用强化了气缸孔密封部位的抗冲击密封性能，并且利用加强圈和加筋圈的配合，使得复合金属密封垫的耐冲击性能和密封性能得到大幅提升，满足了大功率内燃机的使用需要；同时，加强圈和加筋圈采用护圈覆盖限位于复合垫体上，护圈采用高熔点软金属带制成，在保证了护圈具有良好地贴合性的同时，大幅提高了护圈的耐热性能，提高了复合金属气缸垫的使用寿命。与全金属气缸垫相比，封气部分采用全金属气缸垫的设计理念，与全金属气缸垫的封气结构和效果相同，并且封水、封油更合理，优于全金属缸垫，成本也比全金属气缸垫低，新品开发时间也比全金属气缸垫更快。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

本实施例的一种内燃机复合金属密封气缸垫，其为一种单缸内燃机气缸垫。如图1所示，本实施例的一种内燃机复合金属密封气缸垫，包括复合垫体1、加强圈2、加筋圈3和护圈4，在复合垫体1上具有至少一个气缸孔1-1，加强圈2和加筋圈3置于气缸孔1-1内部的密封区域，加筋圈3与加强圈2由护圈4一起覆盖限位于复合垫体1上，形成气缸孔的复合金属弹性密封区。工作时，利用加强圈2和加筋圈3的协同作用，利用加强圈2强化了气缸孔1-1密封部位的强度，利用加筋圈3的弹性作用强化了气缸孔1-1密封部位的抗冲击密封性能，并且利用加强圈2和加筋圈3的复合，使得复合金属密封垫的耐冲击性能和密封性能得到大幅提升，满足了大功率内燃机的使用需要。

在本实施例中，加强圈2和加筋圈3均可设置有单层或两层以上，加强圈2和加筋圈3的排列顺序可根据需要而定。较佳地，当加筋圈3设置两层以上时，加筋圈3交替设于加强圈2的两侧，使气缸垫的平衡性和稳定性得到大幅提升，使得复合金属气缸垫的密封性和耐冲击性兼得。由于加筋圈3具有一定弹性，能够有效防止高压燃气因表面粗糙而产生微观渗漏，同时具有适宜的压缩量，有利于调节缸套突出量的不一致性和发动机运转中的各缸筒变形的差异性；并且，本实施例中的护圈4采用高熔点软金属带制成，例如软质的耐热镀锡板等，与现有的铜质护圈相比，在保证了护圈4具有良好地贴合性的同时，大幅提高了护圈的耐热性能，防止了护圈在高温冲击下损坏，提高了复合金属气缸垫的使用寿命。

如图4和图5所示，在本实施例中，加筋圈3上的凸筋3-1a为向一侧凸出的圆弧形结构，且加筋圈3采用硬金属带制成，优选采用不锈钢板，具有良好的弹性性能，能够适应内燃机工作时的冲击，保证气缸垫密封部位具有良好的压缩量，提高了气缸垫整体密封性能。上述的凸筋3-1a可采用冲压工艺在加筋圈3上压制而成，凸筋3-1a也可设置一条或多条。此外，在本实施例中，复合垫体1由纤维材料或石墨材料与金属芯板复合而成，在复合垫体1上还设有若干水孔和油孔，且在水孔和油孔的孔周处均设有密封材料，密封材料可采用现有的丝网印刷工艺制作，对于水和油具有更好地密封性能。当然，根据内燃机的结构，复合垫体1上还具有相应的连接孔和定位孔等。

实施例2

本实施例的一种内燃机复合金属密封气缸垫，其为一种多缸内燃机气缸垫，在复合垫体1上设有两个以上的气缸孔1-1，以图1至图3所示的直列式四缸内燃机为例，其基本结构和工作机理同实施例1，不同之处在于：在本实施例中，复合垫体1上设有四个直列式气缸孔1-1，四个气缸孔1-1的圆心位于同一直线上，复合垫体1上相邻两个气缸孔1-1之间设有缺口1-2，通过所述缺口1-2将相邻两个气缸孔1-1相连通；加强圈2包括数量与气缸孔1-1数量相同的加强环环体2-1，加强环环体2-1的外径略小于气缸孔1-1的孔径，加强环环体2-1通过第一连接部2-2依次连接于一体，加强环环体2-1位于对应的气缸孔1-1内部，第一连接部2-2位于上述缺口1-2内；加筋圈3包括数量与气缸孔1-1数量相同的加筋环环体3-1，加筋环环体3-1的外径也略小于气缸孔1-1的孔径，加筋环环体3-1通过第二连接部3-2依次连接于一体，加筋环环体3-1位于对应的气缸孔1-1内部，第二连接部3-2位于上述缺口1-2内。上述的加强圈2和加筋圈3采用连体式环体结构，使得多缸内燃机相邻气缸缸壁也实现金属密封，强化了复合垫体相邻气缸孔之间密封部位的强度，有效解决了相邻气缸孔之间密封部位强度薄弱而先被破坏的问题，提高了复合金属气缸垫的整体使用寿命。

进一步地，护圈4包括数量与气缸孔1-1数量相同的护圈垫环4-1，护圈垫环4-1的内径略小于加强环环体2-1和加筋环环体3-1的内径，护圈垫环4-1的外径大于气缸孔1-1的孔径，护圈垫环4-1通过第三连接部4-2依次连接于一体，护圈垫环4-1包裹于对应的气缸孔1-1内侧，第三连接部4-2覆盖于上述缺口1-2的一侧。加强圈2、加筋圈3和护圈4均采用连体式结构，制作和装配均更加简单方便，利用复合垫体1上的缺口1-2与加强圈2、加筋圈3上对应的连接部定位配合，使加强圈2、加筋圈3和护圈4三者与气缸孔1-1的定位配合更加方便准确，装配后的同心度更好，降低了制作成本，提高了制作效率。

本发明实施例1和实施例2的一种内燃机复合金属密封气缸垫，其装配时，将图1所示的加强圈2、加筋圈3和护圈4依次安装于复合垫体1的气缸孔1-1内，形成图2所示状态，此时护圈4的一端未封边，然后对护圈4未封边的一端向外翻边，使其压在复合垫体1上，将加强圈2、加筋圈3和护圈4三者与复合垫体1固定于一体，形成图3所示的气缸垫。加强圈2和加筋圈3在复合垫体1上的装配结构如图4和图5所示，由护圈4的上下翻边包裹在复合垫体1的气缸孔1-1内侧。

本发明的一种内燃机复合金属密封气缸垫，在复合垫体的气缸孔处采用加强圈和加筋圈协同作用，利用加强圈强化了气缸孔密封部位的强度，利用加筋圈的弹性作用强化了气缸孔密封部位的抗冲击密封性能，并且利用加强圈和加筋圈的配合，使得复合金属密封垫的耐冲击性能和密封性能得到大幅提升，满足了大功率内燃机的使用需要；同时，加强圈和加筋圈采用护圈覆盖限位于复合垫体上，护圈采用高熔点软金属带制成，在保证了护圈具有良好地贴合性的同时，大幅提高了护圈的耐热性能，提高了复合金属气缸垫的使用寿命。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

以上示意性地对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。