[发明专利]用于内燃机的气缸盖组件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于内燃机的气缸盖组件，所述气缸盖组件具有阀座插件，且更具体地，本发明涉及具有抗腐蚀的阀座插件的气缸盖组件及其制造方法。

背景技术

阀座插件可安装在内燃机的气缸盖中以改进耐用性。这种插件通常用于由较软和较轻合金制成的气缸盖中，所述合金可能不具有高温高磨损环境所需的稳固强度、硬度、磨损和其它材料特性。阀座通常被压配合到气缸盖中的插件槽中，且通常由相对硬的、抗磨损的和耐热的材料(例如铸造或烧结金属)制成。当安装在气缸盖中时，阀座插件有效地提供发动机往复运动阀的安置表面。

阀座插件与气缸盖插件槽的压配合接合可导致在插件和气缸盖材料的表面之间形成微小间隙或缝隙。在发动机操作期间，液体或燃料可进入这些开孔且被捕获在其中。虽然捕获的燃料在基于含有相对低百分比的酒精(如乙醇)的燃料操作的发动机中相对温和，但是在基于含有相对高百分比的酒精的燃料操作的发动机中可能会是腐蚀性的，尤其是在气缸盖由铝合金或其它轻质合金材料制成的情况下。

在采用含有相对高百分比的乙醇(例如，大于15％乙醇)的燃料的发动机中，捕获的燃料、溶解在燃料中的环境水、或者前述两者，可形成和/或促进形成可在与阀插件相关的区域中腐蚀气缸盖、插件或两者的腐蚀酸或副产物。此外，这些液体可由于用作与插件和气缸盖的不同金属接触的电解质而促进不同金属通过原电池效应(galvaniceffect)腐蚀。随着时间的经过，这种腐蚀可影响气缸盖和相关阀座的耐用性，尤其是在由铝合金制成的气缸盖中。

已经提出各种方法来解决与酒精/乙醇基燃料相关的腐蚀问题，所述方法包括在安装阀座插件之前用环氧树脂或酚密封剂涂覆气缸盖插件槽。然而，如果在涂覆期间错误地涂覆于发动机或阀的其它部件或者在发动机操作期间燃烧，这种材料可存在对诸如氧气传感器或其它传感器的装置的潜在污染问题，因而在气缸盖组件制造期间必须非常小心和仔细地涂覆或者应当避免。

因而，期望提供抗腐蚀作用的阀座和气缸盖组件，尤其是可以由含有酒精(如乙醇)的燃料引起或与所述燃料相关的腐蚀。

发明内容

在本发明的一个示例性实施例中，一种用于内燃机的气缸盖组件包括：具有燃烧室/面的气缸盖；通向所述燃烧室/面的端口；以及插件槽，所述插件槽围绕所述端口周向设置且配置成在其中接收阀座插件。碳层设置在所述插件槽和阀座插件之间且在它们之间限定密封/表面改性剂。

在本发明的另一个示例性实施例中，一种制造用于内燃机的抗腐蚀气缸盖的方法包括：形成气缸盖，所述气缸盖具有燃烧室/面和通向所述燃烧室/面的端口；围绕气缸盖的端口形成插件槽；形成阀座插件；将阀座插件固定到插件槽中且在阀座插件和插件槽之间设置碳，其中，所述阀座插件支承碳，从而在阀座插件和插件槽之间形成燃料密封/表面改性剂。

方案1：一种用于内燃机的气缸盖组件，包括：

具有燃烧室/面的气缸盖；

通向所述燃烧室/面的端口；

围绕所述端口周向设置的插件槽；

设置在插件槽中的阀座插件；以及

碳，所述碳设置在所述插件槽和阀座插件之间且配置成在所述插件槽和阀座插件之间建立燃料密封/改性剂。

方案2：根据方案1所述的气缸盖组件，其中，所述碳包括设置在所述插件槽和阀座插件之间的碳层。

方案3：根据方案1所述的气缸盖组件，其中，碳层设置在所述插件槽在表面上。

方案4：根据方案3所述的气缸盖组件，其中，所述插件槽的表面包括插件支承肩部和环状壁，且其中，所述碳层设置在所述插件支承肩部或所述环状壁或其组合上。

方案5：根据方案1所述的气缸盖组件，其中，所述碳层设置在所述阀座插件的外表面上。

方案6：根据方案1所述的气缸盖组件，其中，阀座插件的表面包括环状外表面和槽支承表面，且其中，碳层设置在所述槽支承表面或所述环状外表面或其组合上。

方案7：根据方案1所述的气缸盖组件，其中，碳层包括设置在所述阀座插件的外表面上的第一碳层部分和设置在所述插件槽的表面上的第二碳层部分。

方案8：根据方案1所述的气缸盖组件，其中，碳包括石墨碳、无定形碳、类金刚石碳或其组合。

方案9：根据方案1所述的气缸盖组件，其中，碳包括设置在阀座插件和插件槽之间的碳预制件。

方案10：一种制造用于内燃机的抗腐蚀气缸盖的方法，包括：

形成气缸盖，所述气缸盖具有燃烧室/面和通向所述燃烧室/面的端口；

围绕气缸盖的端口形成插件槽；

形成阀座插件；