[发明专利]具有不规则尺寸密封环的叠层金属密封垫

说明书

本发明涉及具有不规则尺寸密封环的叠层金属密封垫，具体而言，涉及为了保证内燃机中的(汽缸)孔周围的密封而设有宽区和窄区的密封环。

金属密封垫或叠层金属密封垫安装在两个内燃机部件之间，以保证密封孔和待密封孔周围的密封。由于在内燃机中的密封孔中形成的高温高压或者该密封孔要承受的高温高压，已经提出许多种密封设计。

在这些密封设计中，通常是在密封孔的周围形成高表面压力，以保证孔周围的密封。特别是由于在汽缸孔中形成的高温高压，在汽缸孔的周围安排一些螺栓，以便对汽缸孔周围的表面施加高压力。

在这种情况下，如果高压直接施加在汽缸孔的外侧，螺栓施加的高压可能引起汽缸孔变形，所以不应当简单地在汽缸孔周围施加高压。

在一种常规的密封垫设计中，第一金属板围绕待密封孔翻转，形成叠合在第一金属板基本部分上的法兰，而第二金属板配置在基本部分上，不与法兰重叠。为了增大孔周围的表面压力，金属环可以位于法兰和基本部分之间。

在这种密封垫中，当密封垫被压紧时，密封环上接近螺栓的部分接受来自螺栓的高拧紧压力，以致相当大的密封压力施加在密封孔周围的螺栓孔附近。因此，在其它部分的拧紧压力相对降低。在全面考虑密封孔周围的拧紧压力时，表面压力分布不适当可能引起密封孔泄漏。

本发明旨在克服上述缺点，本发明的目的之一是提供一种叠层金属密封垫，该密封垫能够保证待密封孔周围的密封。

本发明的另一个目的是提供上述的叠层金属密封垫，其中的螺栓的局部拧紧压力产生的影响最小。

本发明的进一步目的是提供上述的叠层金属密封垫，其中易于控制表面压力分布。

本发明的其它目的和优点通过下面的叙述更为清楚。

本发明的叠层金属密封垫用于具有待密封孔并在该孔周围有螺栓孔的内燃机。该密封垫基本上由第一金属板、叠合在第一金属板下面的第二金属板、以及金属环组成。

第一金属板包括基本上延伸到密封垫全部范围的基本部分、从基本部分延伸出来并限定第一孔的弯曲部分(该孔对应于内燃机的汽缸孔)、从弯曲部分延伸出来位于基本部分下面的法兰、以及与内燃机的螺栓孔对应的第二组孔。第二金属板位于基本部分的下面，该金属板包括比第一孔大的第三孔和在第二组孔下面的第四组孔，由于第三孔大于第一孔，所以第二金属板不与法兰重叠。

金属环位于法兰和基本部分之间，该金属环包括彼此交替排列的窄区和宽区，各宽区的位置在与螺栓孔对应的第二和第四组孔附近。所以，当配置在螺栓孔中的螺栓拧紧时，拧紧压力将作用在宽区上。这就是说，螺栓施加的高拧紧压力不集中在窄区上，而汽缸孔周围的区域可以借助符合需要的密封压力分布实现密封。

这样有可能在密封孔周围提供基本相等的表面压力或者根据需要提供表面压力分布。

如果密封环没有宽区，靠近螺栓的部分将承受高拧紧压力，而远离螺栓的部分将承受较低的拧紧压力。因此，在密封孔的周围拧紧压力是不相等的，或其分布不符合需要。在拧紧压力较低的区域可能发生泄漏。

在本发明中，窄区宽度是均匀的，并且保持不变；而宽区是弯曲的，它从金属环的中心朝螺栓孔沿径向向外扩展。在同一金属环上宽区尺寸可以是相等的，或者按照承受的压力变化。例如，可以针对位于密封垫纵向末端的螺栓孔形成宽区。

第二金属板上的第三孔的尺寸大于金属环上窄区的外径。因此，金属环的窄区至少配置在第二金属板的第三孔之内。

在这方面，第二金属板可以有从第三孔中心向外径向扩展的凹陷区，其形状与金属环的宽区对应。因此，金属环可以全部位于第三孔之内。

另一方面，第三孔的尺寸可以小于金属环宽区的外径。在这种条件下，第二金属板部分地与宽区重叠。在采用薄环形板并且使重叠区远离汽缸孔的情况下，或者在重叠区域上下的内燃机部分形成凹陷的情况下，重叠区不会给内燃机带来重大的密封问题。

图1是说明本发明的叠层金属密封垫第一实施方案的局部剖面图。

图2是沿图1中2-2线截取的放大剖面图。

图3是沿图1中3-3线截取的放大剖面图。

图4是说明本发明的叠层金属密封垫第二实施方案的局部剖面图。

图5是沿图4中5-5线截取的放大剖面图。

现在参照图1至图3说明本发明的叠层金属密封垫的第一实施方案A。

密封垫A是汽缸盖的密封垫，它象常规密封垫那样包括汽缸孔Hc、螺栓孔Hb、和水孔、油孔等。但是在图1中省略了水孔和油孔。