[发明专利]使用喷射器孔插入件修理破裂盖的方法

说明书

技术领域

本发明涉及来自燃料喷射器的冷却剂通道的密封和涉及燃料喷射器孔、火花塞孔和预燃室孔的修理、制造和设计。

背景

具有带有靠近气门开口的喷射器或火花塞开口的多气门气缸盖(multi-valve cylinder head)的内燃发动机，当被放置在高压或高温负荷下时，由于破裂而可能经历损坏。损坏可以包括在喷射器/塞尖端与靠近其的气门座之间的破裂。一旦损坏发生，对气缸盖的修理选择被限制，在如果修理是可能的地方，努力常常是代价高和耗时的。

图1阐述了气缸盖100，示出了内燃发动机的气缸盖中的在气门座上方的喷射器孔120的横截面。从图1，喷射器本体从气缸盖的顶部的上方被定位，通过刚好在140上方的燃料密封区域(如在矩形O形环槽145处提到的)和大致邻近靠近燃烧密封圆锥160的150处定位的喷射器的锥形部分。此外，燃烧面被阐述为199。在某些情况下，由于破裂，气缸盖可能经历损坏。当盖的破裂发生时，常常是，破裂可以在其中喷射器尖端圆锥加工接近燃烧面199的较薄材料区附近被观察到。开始的破裂可能常常径向向外朝向气门座孔区170发展且有时进入在大致180处的喷射器孔区。

美国专利6,474,285阐述了一种方法，首先在损坏的火花塞洞处使用钻头和阻挡器钻洞以提供钻好的洞。方法然后将钻好的火花塞洞攻丝以生成具有有限螺纹深度的螺纹洞，此后，将钢插入件旋入螺纹洞，同时阻挡器将插入件引导到需要的深度。方法然后将插入件定位以提供火花塞座。然而，方法被限制，在于它无法给损坏区提供任何结构整体性且不提供破裂修理和喷射器套筒功能的结合。方法还被限制，因为它无法提供具有径向或轴向屈服性的插入件方案。这种修理的结果，发动机性能和方法的经济性比期望的低。

美国专利6,668,784阐述了用于损坏的锥形座火花塞孔的螺纹和锥形座的替代螺纹插入件而无需生成螺旋插入件。替代插入件在其申请中被限制，因为它无法给损坏区提供任何结构整体性且不提供破裂修理和喷射器套筒功能的结合。如之前的，方法还被限制于火花塞。

美国专利号4,112,906示出了用于包括被旋入气缸盖以支撑插入件的凸台的内燃发动机的点火平台插入件(firing deck insert)。Spencer中的点火平台插入件的配置要求用于点火平台插入件的一定量的精确机械加工。而且，在这个参考文献中没有提供用于在插入件中围绕气门开口密封的一些装置。方法还被限制，因为其无法提供具有径向或轴向屈服性的插入件方案。这种修理的结果，发动机性能和方法的经济性比期望的低。

各种传统套筒和气缸盖设计在气缸盖中具有各种各样复杂性以满足长期气缸盖耐久性要求，且这些复杂性有时包括要求紧密容差的昂贵零件和过程控制件。

概述

需要的是一种用于修理具有靠近气门开口的喷射器或火花塞开口的多气门气缸盖的方法，其提供了具有结构整体性的插入件，该插入件能提供对于破裂的修理和用于气缸盖铸件的喷射器套筒功能，允许大喷射器尖端/喷射器孔开口在加工的盖中。优选地，产生的结构将使得插入件能进入气门座孔，然后在气门座孔处，空间可以被用于提供轴向和径向屈服性。下面进一步进行描述的本发明提供并满足这种需求。

与要求保护的发明一致的实施方式包括用于修理具有靠近气门开口的活动开口(active opening)的多气门气缸盖的方法。在一种或多种实施方式中，方法包括将第一孔导引轴衬放置在盖的顶部的上方且在喷射器或火花塞孔的中央；以第一孔导引直径穿过导引轴衬钻出第一孔导引洞；从盖的底部侧到预定深度钻第二孔导引洞；围绕第二孔导引洞的外直径切割圆锥表面；完成攻丝洞(tapped hole)；在插入喷射器孔插入件之前，密封一个或多个预定的密封位置；再钻出一个或多个气门座内倒角和圆柱表面；平滑(facing off)以使插入件与燃烧面平齐；和在一些情况下，将包括插入件和气门座孔的气缸盖的燃烧面扇形化(scalloping)，以减少盖和插入件应力。

在另外的实施方式中，本发明提供了用于插入在内燃发动机的气缸盖中的喷射器孔插入件，包括：邻近燃烧面的近端部分和包括上螺纹外直径的远端部分；成角度的圆锥轴环；用于改进的轴向屈服性和螺栓结合鲁棒性的在上部分的外直径上的远螺纹部分；在一些情况下，用于提供增强的径向屈服性的从大致燃烧面向远端地延伸的圆周狭槽；和用于密封随后的安装以防止燃料和冷却剂和燃烧气体中的一种或多中的一个或多个密封区域。