專利名稱：迷宮式氣缸密封結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及發動機氣缸密封技術領域，其主要應用于高強化發動機的氣缸密封領域， 具體為迷宮式氣缸密封結構。背景技術：
傳統發動機由氣缸蓋2 (包括氣缸蓋底板3及以上部分)、氣缸套5、活塞6及氣缸墊4 構成燃油燃燒空間，氣缸蓋2通過缸蓋螺栓1固定在機體上，中間靠氣缸墊4密封，見圖1和 圖2，為了避免氣缸蓋2與氣缸套4裝配后相互干涉，氣缸蓋2與氣缸套4之間必須留有較 大的環形間隙a，燃料燃燒產生的高壓燃氣通過該間隙a直接作用于氣缸墊4上，氣缸墊4 處于高溫、高壓和腐蝕的工作環境之內，因此要求氣缸墊具有良好的彈性、足夠的強度和良 好的耐熱耐腐蝕性能，一般的氣缸墊采用金屬石棉襯墊或者是全金屬墊片，金屬石棉襯墊 有較好的彈性，但是強度較低，僅適用于強化程度較低的發動機，全金屬墊片雖有很好的強 度以及耐熱耐沖擊性能，但是補償能力較差，彈性不足，密封性能差。此外，氣缸蓋是一種薄 壁中空鑄件零件，其剛度、強度相對較弱，特別對于大缸徑發動機，由于缸蓋螺栓跨度與缸 蓋底板厚度的比值大，相應剛性更差，無法形成足夠的壓緊力，易造成漏氣和沖墊現象；另 夕卜，對于氣缸蓋剛性不足的發動機，由于循環的燃燒爆壓沖擊，氣缸蓋底板會有微量的上下 軸向振動，從而引起氣缸蓋對氣缸墊壓緊力的波動，更易造成漏氣、沖墊現象。為了適應日 益嚴格的排放法規的要求，增壓中冷技術已普通采用，發動機強化程度越來越高，相應燃燒 爆發壓力也越來越高，現在柴油機發動機的燃燒爆發壓力已經達到16Mpa以上并有進一步 提高的趨勢，為了達到密封要求，對氣缸墊、氣缸蓋、機體的設計要求也逐漸提高，制造成本 也逐漸增大。
發明內容
針對上述問題，本發明提供了迷宮式氣缸密封結構，其結構簡單，密封性能好，可靠性 高，其能有效減小燃燒爆壓對氣缸墊、氣缸蓋底板的沖擊，降低對氣缸墊、氣缸蓋底板的設 計要求，延長其使用壽命，降低制造成本。其技術方案是這樣的，其包括氣缸蓋底板、氣缸套，在所述氣缸蓋底板與氣缸套之間安裝有氣缸墊，所述氣缸蓋底板與氣缸套之間留有環形間隙，其特征在于在所述氣缸墊 前部、所述氣缸蓋底板上開有一個環形凹槽，所述氣缸套頂部為一環形凸起結構，所述氣缸 套頂部環形凸起結構與所述氣缸蓋底板的環形凹槽配合安裝。其進一步特征在于所述氣缸蓋頂部環形凸起結構與所述氣缸蓋底板的環形凹槽 之間留有間隙。與傳統發動機氣缸密封結構相比，本發明的有益效果在于其在氣缸蓋底板上開 有環形凹槽、在氣缸套上設置有環形凸起結構，且兩者之間留有間隙，兩者配合形成迷宮結 構擋在氣缸墊前部，避免了高壓燃氣直接作用于氣缸墊，高壓燃氣通過迷宮結構節流、膨 脹，有效達到減小壓力、降低溫度的作用，減小了對氣缸墊的沖擊，可以相應降低對氣缸墊 的強度要求，采用強度小但彈性好、補償能力強的氣缸墊材料，從而在提高密封性能的同時 又能滿足強度要求；對于氣缸蓋剛性不足的發動機采用迷宮密封結構，由于循環的燃燒爆壓沖擊，當氣缸蓋底板出現微量的上下軸向振動，由于迷宮結構對高壓燃氣進行兩次節流 后壓力和溫度減小，其對密封墊的沖擊大大減小，亦能有效減少漏氣和沖墊現象；此外，高 壓燃氣節流后對氣缸墊的沖擊減小，可以相應降低對氣缸墊、機體和氣缸蓋的設計要求，從 而降低柴油機的制造成本。
圖1為傳統發動機氣缸密封結構示意圖； 圖2為圖1中I結構局部放大示意圖； 圖3為本發明氣缸密封結構示意圖； 圖4為圖3中II結構局部放大示意圖。具體實施例方式
見圖3和圖4，本發明包括氣缸蓋底板3、氣缸套5，在氣缸蓋底板3與氣缸套5之間安 裝有氣缸墊4，氣缸蓋底板3與氣缸套5之間留有環形間隙a，在氣缸墊4前部，氣缸蓋底板 3上開有一個環形凹槽7，氣缸套5頂部為一環形凸起結構8，氣缸套5頂部環形凸起結構8 與氣缸蓋底板3的環形凹槽7配合安裝。氣缸套5頂部環形凸起結構8與氣缸蓋底板3的 環形凹槽7之間留有間隙，形成了軸向環形通道e、環形空腔b、軸向環形通道c以及環形間 隙d。發動機在活塞上止點附近噴油燃燒，產生的高溫高壓燃氣通過氣缸蓋底板3與氣缸套 5之間較大的環形間隙a后，經小的軸向環形通道e進行第一次節流，經節流減壓后的燃氣 到達較大的環形空腔b后體積變大膨脹，壓力進一步減小同時溫度也相應降低，膨脹后的 燃氣再次通過較小的軸向環形間隙c后達到大的環形間隙d，經歷又一次節流和膨脹的燃 氣被氣缸墊4密封。高壓燃氣經過迷宮兩次節流膨脹后，壓力衰減、溫度降低，當氣缸壓力 變小時，間隙中的燃氣回流到氣缸中，壓力減小，為下一次循環工作提供條件。
權利要求
迷宮式氣缸密封結構，其包括氣缸蓋底板、氣缸套，在所述氣缸蓋底板與氣缸套之間安裝有氣缸墊，所述氣缸蓋底板與氣缸套之間留有環形間隙，其特征在于在所述氣缸墊前部、所述氣缸蓋底板上開有一個環形凹槽，所述氣缸套頂部為一環形凸起結構，所述氣缸套頂部環形凸起結構與所述氣缸蓋底板的環形凹槽配合安裝。
2.根據權利要求1所述的迷宮式氣缸密封結構，其特征在于所述氣缸蓋頂部環形凸 起結構與所述氣缸蓋底板的環形凹槽之間留有間隙。
全文摘要
本發明提供了迷宮式氣缸密封結構，其結構簡單，密封性能好，可靠性高，其能有效減小燃燒爆壓對氣缸墊、氣缸蓋底板的沖擊，降低對氣缸墊、氣缸蓋底板的設計要求，延長其使用壽命，降低制造成本。其包括氣缸蓋底板、氣缸套，在所述氣缸蓋底板與氣缸套之間安裝有氣缸墊，所述氣缸蓋底板與氣缸套之間留有環形間隙，其特征在于在所述氣缸墊前部、所述氣缸蓋底板上開有一個環形凹槽，所述氣缸套頂部為一環形凸起結構，所述氣缸套頂部環形凸起結構與所述氣缸蓋底板的環形凹槽配合安裝。
文檔編號F16J15/02GK101839189SQ20101021616
公開日2010年9月22日 申請日期2010年7月2日 優先權日2010年7月2日
發明者朱雁群 申請人:無錫動力工程股份有限公司