Прокладка головки цилиндров
Изобретение относится к прокладкам головки цилиндров. Прокладка включает в себя первую основную пластину со стороны головки цилиндров и вторую основную пластину со стороны блока цилиндров, регулировочную пластину, которая регулирует толщину прокладки, и пластину для увеличения давления. В первой и второй основных пластинах прокладки полные выгибы выступают со стороны периферийных частей цилиндров, а полувыгибы выступают в месте снаружи от полных выгибов. Полные выгибы прокладки формируют таким образом, что их верхние части были обращены друг к другу в местах, которые противоположны друг другу в вертикальном направлении. Регулировочная пластина и пластина для увеличения давления расположены между верхними частями. Описан другой вариант выполнения прокладки. Изобретение повышает надежность устройства. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил.
Область техники
Изобретение относится к прокладке головки цилиндров, располагаемой между блоком цилиндров и головкой цилиндров двигателя.
Уровень техники
За последние годы в связи с усовершенствованиями, касающимися исполнения двигателей, предназначенных для автомобилей, в частности дизельных двигателей, увеличивают давление сгорания в двигателях, причем стремление к повышению давлений в цилиндрах двигателей все возрастает. Вследствие стремления к увеличению давлений в цилиндрах имеется тенденция к увеличенным относительным движениям между блоком цилиндров и головкой цилиндров, и, следовательно, к увеличенным величинам зазора между блоком цилиндров и головкой цилиндров. Это приводит к повышенным требованиям, предъявляемым к исполнению уплотнения, обеспечиваемого прокладкой головки цилиндров, устанавливаемой между блоком цилиндров и головкой цилиндров.
Пример прокладки головки цилиндров, в которой предусмотрено улучшение характеристики уплотнения боковой части у периферии цилиндров (вокруг камер сгорания), представлен, например, в патенте Японии №2935544. В указанном патенте раскрыта прокладка головки цилиндров, в которой уложена вспомогательная пластина, толщина которой в боковой зоне у периферийной части цилиндров больше, чем в зоне снаружи от боковой зоны у периферийной части цилиндров, и уложено множество основных пластин, каждая из которых выполнена с полным выгибом, образованным в боковой зоне у периферии цилиндров. Вспомогательная пластина прокладки расположена между юбочными частями полных выгибов смежных основных пластин прокладки, при этом верхние части полных выгибов основных пластин прокладки, формирующих многослойную структуру с вспомогательной пластиной прокладки, налагают на верхние части полных выгибов других основных пластин прокладки.
В прокладке головки цилиндров, описанной в патенте Японии №2935544, поскольку толщина вспомогательной пластины прокладки больше в боковой зоне у периферийной части цилиндров, чем в зоне снаружи от боковой зоны у периферийной части цилиндров, поверхностное давление на периферийной части цилиндров может быть увеличено, однако имеются указанные далее проблемы.
Поскольку для вспомогательной пластины прокладки боковая зона у периферийной части цилиндров и зона снаружи от боковой зоны у периферийной части цилиндров созданы в виде единого элемента, применительно к многоцилиндровому двигателю трудно изменить толщину боковой зоны у периферийной части цилиндров для вспомогательной пластины прокладки по отношению к отдельным цилиндрам. Следовательно, проблема заключается в том, что становится трудно изменять равновесие поверхностного давления между боковой зоной у периферийной части цилиндров и зоной снаружи от боковой зоны у периферийной части цилиндров по отношению к отдельным цилиндрам.
Кроме того, поскольку верхние части полных выгибов в основных пластинах прокладки, создающих многослойную структуру типа сэндвича с вспомогательной пластиной прокладки, устанавливают на верхних частях полных выгибов других основных пластин прокладки, то есть поскольку смежные основные пластины прокладки укладывают таким образом, что верхние части полных выгибов основных пластин прокладки будут обращены друг к другу, существует возможность отклонения друг от друга смежных основных пластин прокладки в направлении, параллельном плоскости основной пластины, в течение сборки или чего-то подобного. Это приводит к проблеме, заключающейся в том, что в месте возникновения такого отклонения характеристика плотного закрытия падает и происходит рассеивание поверхностного давления.
Краткое описание изобретения
Цель изобретения заключается в создании прокладки головки цилиндров, которая обеспечивает устойчивую рабочую характеристику уплотнения посредством уменьшения отклонения между смежными основными пластинами прокладки с повышением при этом дополнительной характеристики, касающейся зазора между блоком цилиндров и головкой цилиндров, связанного с повышенным давлением в цилиндрах двигателя.
Прокладка головки цилиндров согласно первому аспекту изобретения расположена между блоком цилиндров и головкой цилиндров. Прокладка головки цилиндров включает в себя: первую основную пластину, расположенную со стороны головки цилиндров и имеющую отверстие для камеры сгорания с целью подсоединения к камере сгорания; вторую основную пластину, расположенную со стороны блока цилиндров и имеющую отверстие для камеры сгорания с целью подсоединения к камере сгорания; пластину для регулирования толщины; и пластину для увеличения давления. Каждая из первой и второй основных пластин прокладки имеет выступающий полный выгиб со стороны отверстия для камеры сгорания, а также имеет выступающий половинчатый выгиб снаружи от полного выгиба. Полные выгибы первой и второй основных пластин прокладки формируют таким образом, что верхние части полных выгибов обращены друг к другу в вертикальном направлении. Пластина для регулирования толщины и пластина для увеличения давления расположены между верхними частями полных выгибов.
Согласно указанной выше конструкции, когда давление в цилиндре двигателя возрастает, относительное движение между блоком цилиндров и головкой цилиндров увеличивается, при этом зазор между блоком цилиндров и головкой цилиндров увеличивается. Однако, поскольку уложено множество основных пластин прокладки, имеющих характеристику пружины, дополнительная характеристика, касающаяся зазора между блоком цилиндров и головкой цилиндров, может быть повышена.
Кроме того, поскольку пластина для регулирования толщины и пластина для увеличения давления выполнены в виде отдельных элементов, толщина пластины для увеличения давления легко может быть изменена для каждого из цилиндров двигателя. Следовательно, равновесие поверхностного давления между частью со стороны отверстия для камеры сгорания и частью снаружи от части со стороны отверстия для камеры сгорания легко может быть изменено для каждого цилиндра, так что для каждого цилиндра может быть улучшена характеристика, касающаяся плотного закрытия.
Далее, хотя первая и вторая основные пластины прокладки уложены таким образом, что верхние части их полных выгибов будут обращены друг к другу, пластина для регулирования толщины и пластина для увеличения давления будут расположены между первой и второй основными пластинами прокладки. Следовательно, даже если в течение сборки или чего-то подобного первая и вторая основные пластины прокладки отклоняются друг от друга в направлении, параллельном плоскости основной пластины, маловероятно, что верхние части полных выгибов будут отклоняться друг от друга в направлении, перпендикулярном плоскости основной пластины. Следовательно, падение характеристики плотного закрытия может быть предотвращено, а также может быть предотвращено рассеяние поверхностного давления, так что может быть гарантирована устойчивая рабочая характеристика уплотнения.
Согласно первому аспекту прокладка головки цилиндров может дополнительно включать в себя третью основную пластину, укладываемую со стороны головки цилиндров у первой основной пластины прокладки. Третья основная пластина прокладки имеет выступающий третий полный выгиб со стороны отверстия для камеры сгорания, и имеет выступающий третий половинчатый выгиб в месте, которое отстоит от отверстия для камеры сгорания дальше, чем третий полный выгиб, при этом третий полный выгиб третьей основной пластины прокладки формируют таким образом, чтобы юбочная часть третьего полного выгиба была обращена к юбочной части первого полного выгиба первой основной пластины прокладки в том месте, где третий полный выгиб противоположен первому полному выгибу в вертикальном направлении.
Согласно описанной выше конструкции третью основную пластину прокладки укладывают со стороны головки цилиндров у первой основной пластины прокладки, при этом юбочная часть полного выгиба третьей основной пластины прокладки и юбочная часть полного выгиба первой основной пластины прокладки будут обращены друг к другу. Следовательно, даже если в течение сборки или чего-то подобного третья основная пластина прокладки и первая основная пластина прокладки отклоняются друг от друга в направлении, параллельном плоскости основной пластины, верхние части частей в виде полных выгибов двух основных пластин прокладки не будут отклоняться друг от друга в направлении, перпендикулярном плоскости основной пластины.
Согласно описанному выше первому аспекту прокладка головки цилиндров может дополнительно включать в себя четвертую основную пластину, укладываемую со стороны блока цилиндров у второй основной пластины. Четвертая основная пластина прокладки имеет выступающий четвертый полный выгиб со стороны отверстия для камеры сгорания и выступающий четвертый полувыгиб в месте, которое отстоит от отверстия для камеры сгорания дальше, чем четвертый полный выгиб, причем четвертый полный выгиб четвертой основной пластины прокладки формируют таким образом, что юбочная часть четвертого полного выгиба будет обращена к юбочной части второго полного выгиба второй основной пластины прокладки в месте, где четвертый полный выгиб противоположен второму полному выгибу в вертикальном направлении.
Согласно этой конструкции четвертую основную пластину прокладки укладывают на блок цилиндров у второй основной пластины прокладки, при этом юбочная часть полного выгиба четвертой основной пластины прокладки и юбочная часть полного выгиба второй основной пластины прокладки будут обращены друг к другу. Следовательно, даже если в течение сборки или чего-то подобного четвертая основная пластина прокладки и вторая основная пластина прокладки будут отклонены друг от друга в направлении, параллельном плоскости основной пластины, верхние части частей в виде полных выгибов двух основных пластин прокладки не будут отклоняться друг от друга в направлении, перпендикулярном плоскости основной пластины.
Следовательно, поскольку смежные основные пластины прокладки укладывают таким образом, что их юбочные части, а не их верхние части, будут обращены друг к другу, верхние части смежных основных пластин прокладки не будут отклоняться друг от друга в направлении, перпендикулярном плоскости основной пластины. Поэтому можно предотвратить снижение характеристики, касающейся плотного закрытия, а также может быть предотвращено рассеяние поверхностного давления, так что можно обеспечить устойчивую рабочую характеристику уплотнения.
Согласно приведенному выше аспекту изобретения можно обеспечить устойчивую рабочую характеристику уплотнения посредством уменьшения отклонения между смежными основными пластинами прокладки с повышением при этом дополнительной характеристики, касающейся зазора между блоком цилиндров и головкой цилиндров, связанного с повышением давления в цилиндре двигателя.
Краткое описание чертежей
Приведенные выше и другие цели, отличительные признаки и преимущества изобретения будут очевидны из последующего описания предпочтительных вариантов осуществления конструкции со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых для обозначения подобных элементов использованы одинаковые позиции, и на которых:
- фиг.1 - вид в плане, показывающий вариант осуществления прокладки головки цилиндров, к которой относится изобретение;
- фиг.2 - вид в сечении по линии II-II с фиг.1;
- фиг.3 - схема, соответствующая фиг.2, на которой показана прокладка головки цилиндров согласно модификации 1;
- фиг.4 - схема, соответствующая фиг.2, на которой показана прокладка головки цилиндров согласно модификации 2;
- фиг.5 - схема, соответствующая фиг.2, на которой показана прокладка головки цилиндров согласно модификации 3; и
- фиг.6 - схема, соответствующая фиг.2, на которой показана прокладка головки цилиндров согласно модификации 4.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
Наилучшие варианты осуществления изобретения будут описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 и 2 представлена прокладка головки цилиндров для линейного четырехцилиндрового дизельного двигателя (далее называемого «двигатель»). Прокладка 10 головки цилиндров в данном примере расположена между блоком цилиндров 2 и головкой цилиндров (не показана) двигателя 1. При этом посредством объединения находящегося с нижней стороны блока цилиндров 2 и находящейся с верхней стороны головки цилиндров с помощью крепежных болтов прокладка 10 головки цилиндров будет расположена между блоком цилиндров 2 и головкой цилиндров таким образом, что зазор между блоком цилиндров 2 и головкой цилиндров будет уплотнен.
Прокладка 10 головки цилиндров включает в себя множество основных пластин (основные, с первой по четвертую пластины 11-14 прокладки), которые укладывают совместно с регулировочной пластиной 15 и с пластиной 16 для увеличения давления поверх друг друга. Основные пластины прокладки, регулировочную пластину 15 и пластину 16 для увеличения давления крепят как одно целое совместно друг с другом с помощью известных средств крепления (например, с помощью стопора в виде копья или чего-то подобного). Прокладка 10 головки цилиндров имеет четыре отверстия 17 для камер сгорания, которые формируют в соответствии с положениями цилиндров 3. Кроме того, прокладка 10 головки цилиндров имеет множество отверстий 18, через которые вставляют крепежные болты для крепления блока цилиндров 2 и головки цилиндров друг с другом, множество отверстий 19, через которые проходит охлаждающая вода, множество отверстий, через которые проходит смазочное масло, и т.д.
Пластина 15 является пластиной для регулирования толщины прокладки 10 головки цилиндров, при этом она, в общем, представляет собой плоскую металлическую пластину, выполненную таким образом, чтобы обеспечить заданный объем камер сгорания двигателя 1. Регулировочная пластина 15 проходит со стороны отверстия 17 для камеры сгорания (со стороны периферийных частей цилиндров 3) прокладки 10 головки цилиндров в направлении от отверстий 17 для камер сгорания (наружу от периферийных частей цилиндров 3), например, к периферийной части прокладки 10 головки цилиндров. Посредством соответствующего задания толщины регулировочной пластины 15 толщину прокладки 10 головки цилиндров можно регулировать и, следовательно, можно регулировать объем каждой камеры сгорания двигателя 1.
Пластина 16 для увеличения давления, в общем, представляет собой плоскую металлическую пластину, устанавливаемую для увеличения поверхностного давления вокруг отверстий 17 камеры сгорания. Как показано пунктирной линией на фиг.1, пластину 16 для увеличения давления устанавливают вокруг отверстий 17 для камер сгорания в прокладке 10 головки цилиндров. Точнее говоря, пластина 16 для увеличения давления проходит от конечных частей со стороны периферийных частей цилиндров 3 к зонам, которые находятся снаружи тех мест, у которых верхние части 11с, 12с частей 11а, 12а в виде полных выгибов первой и второй основных пластин 11, 12 прокладки, описанные ниже, противоположны друг другу. Посредством соответствующего задания толщины пластины 16 для увеличения давления поверхностное давление в зоне вокруг отверстий 17 для камер сгорания будет выше, чем поверхностное давление в зоне снаружи от зоны вокруг отверстий 17 для камер сгорания, так чтобы отрегулировать равновесие поверхностного давления между зоной вокруг отверстий 17 для камер сгорания и зоной снаружи от нее.
Что касается основных пластин прокладки, то две из них устанавливают со стороны головки цилиндров (верхняя сторона на фиг.2) и со стороны блока цилиндров 2 (нижняя сторона на фиг.2). Точнее говоря, первую и третью основные пластины 11, 13 прокладки устанавливают с верхней стороны от регулировочной пластины 15 и пластины 16 для увеличения давления, а вторую и четвертую основные пластины 12, 14 прокладки устанавливают с нижней стороны от регулировочной пластины 15 и пластины 16 для увеличения давления. Другими словами, первую и вторую основные пластины 11, 12 прокладки устанавливают таким образом, чтобы они были противоположны друг другу и при этом регулировочная пластина 15 и пластина 16 для увеличения давления были бы расположены между первой и второй основными пластинами 11, 12 прокладки, а третью и четвертую основные пластины 13, 14 прокладки устанавливают так, чтобы они были противоположны друг другу и при этом первая и вторая основные пластины 11, 12 прокладки были бы расположены между третьей и четвертой основными пластинами 13, 14 прокладки.
Основные, с первой по четвертую пластины 11-14 прокладки изготавливают из материала, который обладает характеристикой пружины и имеет более высокую твердость, чем сплав на основе алюминия, из чугуна или подобного материала, который используют для формирования блока цилиндров 2 и головки цилиндров, например из такого материала, как нержавеющая сталь, SECC и т.д. Основные, с первой по четвертую пластины 11-14 прокладки формируют таким образом, чтобы они имели одинаковую толщину по всей своей зоне. Первую и вторую 11, 12 основные пластины прокладки, противоположные друг другу с разных сторон от регулировочной пластины 15 и пластины 16 для увеличения давления, формируют таким образом, чтобы они имели конфигурации, которые симметричны друг другу относительно плоскости (называемой «плоскостью основной пластины»), которая перпендикулярна направлению укладки (вертикальному направлению) основных пластин прокладки. Точнее, первая и вторая основные пластины 11, 12 прокладки имеют со стороны отверстия 17 для камеры сгорания (со стороны периферийных частей цилиндров 3) части 11а, 12а в виде полных выгибов, которые противоположны друг другу в вертикальном направлении. Части 11а, 12а в виде полных выгибов противоположны друг к другу в направлении их выступания (часть 11а в виде полного выгиба имеет направленную вниз выступающую конфигурацию, а часть 12а в виде полного выгиба имеет направленную вверх выступающую конфигурацию). Точнее говоря, часть 11а в виде полного выгиба, образованная в части первой основной пластины 11 прокладки, которая находится со стороны периферийных частей цилиндров 3, имеет в сечении форму шеврона (обычно трапецеидальную форму), которая выступает к блоку цилиндров 2 (в нижнюю сторону). С другой стороны, часть 12а в виде полного выгиба, образованная в части второй основной пластины 12 прокладки, которая находится со стороны периферийных частей цилиндров 3, имеет в сечении форму шеврона (обычно трапецеидальную форму), которая выступает к головке цилиндров (в верхнюю сторону). В этом случае у частей 11а, 12а в виде полного выгиба первой и второй основных пластин 11, 12 прокладки верхние части 11с, 12с, которые обращены друг к другу и расположены близко друг к другу с разных сторон от регулировочной пластины 15 и пластины 16 для повышения давления, и их юбочные части формируют так, чтобы они отстояли от регулировочной пластины 15 и пластины 16 для повышения давления. Части 11а, 12а в виде полного выгиба обеспечивают для получения высокой рабочей характеристики прокладки 10 головки цилиндров в отношении уплотнения, препятствующего прохождению газов.
Часть 11а в виде полного выгиба и часть 12а в виде полного выгиба конструируют таким образом, чтобы они имели одинаковую ширину (размер в горизонтальном направлении на фиг.2) и одинаковую величину выступания, при этом их обеспечивают в тех местах, которые противоположны друг другу в вертикальном направлении. То есть, части 11а, 12а в виде полного выгиба первой и второй основных пластин 11, 12 прокладки конструируют таким образом, чтобы размер от периферийных частей отверстий 17 для камер сгорания до верхней части 11с части 11а в виде полного выгиба первой основной пластины 11 прокладки был равен размеру от периферийных частей отверстий 17 для камер сгорания до верхней части 12с части 12а в виде полного выгиба второй основной пластины 12 прокладки.
Верхние части 11с, 12с частей 11а, 12а в виде полного выгиба находятся со стороны отверстия 17 для камеры сгорания у конечной части пластины 16 для увеличения давления, которая удалена от отверстий 17 для камер сгорания. Следовательно, регулировочная пластина 15 и пластина 16 для увеличения давления расположены между верхними частями 11с, 12с частей 11а, 12а в виде полного выгиба, которые находятся противоположно друг другу.
Кроме того, части 11b, 12b в виде полувыгиба, которые противоположны друг другу в вертикальном направлении, образованы с той стороны первой и второй основных пластинах 11, 12 прокладки, которая удалена от отверстий 17 для камер сгорания (со стороны снаружи от периферийных частей цилиндров 3). Направления выступания частей 11b, 12b в виде полувыгиба противоположны друг другу. Точнее говоря, часть 11b в виде полувыгиба, образованная в части первой основной пластины 11 прокладки, которая находится снаружи от периферийных частей цилиндров 3, выступает в сторону 2 блока цилиндров. С другой стороны, часть 12b в виде полувыгиба, образованная в части второй основной пластины 12 прокладки, которая находится снаружи от периферийных частей цилиндров 3, выступает в сторону головки цилиндров. Что касается частей 11b, 12b в виде полувыгиба первой и второй основных пластин 11, 12 прокладки, то их верхние части 11d, 12d, обращенные друг к другу, когда регулировочная пластина 15 расположена между первой и второй основными пластинами 11, 12 прокладки, и их юбочные части формируют таким образом, чтобы они отстояли от регулировочной прокладки 15. Части 11b, 12b в виде полувыгиба предназначены для обеспечения высокой рабочей характеристики прокладки 10 головки цилиндров в отношении уплотнения, препятствующего прохождению жидкостей.
Части 11b, 12b в виде полувыгиба имеют форму поперечного сечения, которую получают путем прохождения выступающего конца в сторону, удаленную от отверстий 17 для камер сгорания, и они находятся в тех местах, которые противоположны друг другу в вертикальном направлении. То есть, части 11b, 12b в виде полувыгиба первой и второй основных пластин 11, 12 прокладки конструируют таким образом, чтобы они были равны по ширине (горизонтальный размер на фиг.2) и по величине выступания, и так, чтобы размер от периферийных частей отверстий 17 для камер сгорания до верхней части 11d части 11b в виде полувыгиба первой основной пластины прокладки 11 был равен размеру от периферийных частей отверстий 17 для камер сгорания до верхней части 12d части 12b в виде полувыгиба второй основной пластины 12 прокладки. Кроме того, величину выступания частей 11b, 12b в виде полувыгиба задают равной величине выступания частей 11а, 12а в виде полного выгиба.
Третью основную пластину 13 прокладки, устанавливаемую со стороны головки цилиндров у первой основной пластины 11 прокладки, формируют таким образом, чтобы она имела конфигурацию, которая симметрична конфигурации первой основной пластины 11 прокладки относительно плоскости основной пластины. То есть, третья основная пластина 13 прокладки имеет ту же самую конфигурацию, что и вторая основная пластина 12 прокладки. Точнее говоря, часть 13а в виде полного выгиба, имеющая в сечении форму шеврона (обычно трапецеидальную форму), которая выступает в сторону головки цилиндров, образована в части третьей основной пластины 13 прокладки, которая находится со стороны периферийных частей цилиндров 3. Кроме того, часть 13b в виде полувыгиба, выступающая в сторону головки цилиндров, сформирована в части третьей основной пластины 13 прокладки, которая находится снаружи от периферийных частей цилиндров 3. Третью основную пластину 13 прокладки устанавливают таким образом, чтобы ее часть 13а в виде полного выгиба была обращена к части 11а в виде полного выгиба первой основной пластины 11 прокладки в вертикальном направлении. Что касается частей 11а, 13а в виде полного выгиба первой и третьей основных пластин 11, 13 прокладки, то их юбочные части обращены друг к другу, а их верхние части 11с, 13с отстоят друг от друга.
Четвертую основную пластину 14 прокладки, устанавливаемую со стороны блока цилиндров 2 у второй основной пластины 12 прокладки, формируют таким образом, чтобы она имела конфигурацию, симметричную с конфигурацией второй основной пластины 12 прокладки относительно плоскости основной пластины. То есть, четвертая основная пластина 14 прокладки имеет ту же самую конфигурацию, что и первая основная пластина 11 прокладки. Точнее говоря, часть 14а в виде полного выгиба, имеющую в сечении форму шеврона (обычно трапецеидальную форму), которая выступает в сторону блока цилиндров 2, формируют в части четвертой основной пластины 14 прокладки, которая находится со стороны периферийных частей цилиндров 3. Кроме того, часть 14b в виде полувыгиба, выступающую в сторону блока цилиндров 2, формируют в той части четвертой основной пластины 14 прокладки, которая находится снаружи от периферийных частей цилиндров 3. Четвертую основную пластину 14 прокладки устанавливают таким образом, чтобы ее часть 14а в виде полного выгиба была обращена к части 12а в виде полного выгиба второй основной пластины 12 прокладки в вертикальном направлении. Что касается частей 12а, 14а в виде полного выгиба первой и третьей основных пластин 12, 14 прокладки, то их юбочные части обращены друг к другу, а их верхние части 12с, 14с отстоят друг от друга.
Как описано выше, форма первой и четвертой основных пластин 11, 14 прокладки, и форма второй и третьей основных пластин 12, 13 прокладки отличаются друг от друга только направлением выступания частей в виде полного выгиба и частей в виде полувыгиба. Таким образом, в прокладке 10 головки цилиндров основные пластины, конфигурации которых отличаются друг от друга только направлением выступания частей в виде полного выгиба и частей в виде полувыгиба, укладывают поочередно друг с другом.
В случае прокладки 10 головки цилиндров, сконструированной так, как описано выше, может быть обеспечена такая работа и достигнуты такие результаты, которые указаны ниже.
Когда прокладка 10 головки цилиндров расположена между блоком 2 цилиндров и головкой цилиндров, которые объединены друг с другом посредством крепежных болтов, части 11а-14а в виде полного выгиба и части 11b-14b в виде полувыгиба основных, с первой по четвертую пластин 11-14 сжимают и деформируют в вертикальном направлении, уплотняя при этом зазор между блоком цилиндров 2 и головкой цилиндров. В результате сжатия основных, с первой по четвертую пластин 11-14 прокладки пружинная характеристика этих пластин 11-14 создает в пластинах 11-14 прокладки силу восстановления.
Таким образом, поскольку в прокладке 10 головки цилиндров уложено множество основных пластин 11-14, имеющих характеристики пружины, может быть повышена дополнительная характеристика, касающаяся зазора между блоком цилиндров 2 и головкой цилиндров. Точнее, когда давление в цилиндрах двигателя 1 будет увеличено, относительное движение между блоком цилиндров 2 и головкой цилиндров увеличивается и, следовательно, зазор между блоком цилиндров 2 и головкой цилиндров увеличивается. Если прокладка 10 головки цилиндров расположена между блоком цилиндров 2 и головкой цилиндров так, как описано выше, то будет повышена дополнительная характеристика, касающаяся зазора между блоком цилиндров 2 и головкой цилиндров.
Здесь следует заметить, что пластина 16 для увеличения давления может незначительно перемещаться относительно регулировочной пластины 15 в направлении, параллельном плоскости основной пластины. В этом случае такое скольжение пластины 16, служащей для увеличения давления, позволяет дополнительно повысить усталостную прочность прокладки 10 головки цилиндров в отношении зазора между блоком цилиндров 2 и головкой цилиндров по сравнению с тем случаем, когда регулировочная пластина 15 и пластина 16 для увеличения давления установлены с их закреплением.
Кроме того, поскольку регулировочная пластина 15 и пластина 16 для увеличения давления представляют собой отдельные элементы, толщина пластины 16 для увеличения давления легко может быть изменена для каждого цилиндра двигателя 1. Следовательно, равновесие поверхностного давления между частью со стороны периферийных частей цилиндров 3 и частью снаружи от них может быть легко изменено для каждого цилиндра, так что для каждого цилиндра может быть улучшена характеристика, касающаяся плотности закрытия.
Далее, первую и третью основные пластины 11, 13 прокладки укладывают таким образом, что юбочные части частей 11а, 13а в виде полного выгиба будут обращены друг к другу, и так, что их верхние части 11с и 13с будут отстоять друг от друга. Подобным же образом, вторую и четвертую основные пластины 12, 14 прокладки укладывают таким образом, что юбочные части частей 12а, 14а в виде полного выгиба будут обращены друг к другу, и так, что их верхние части 12с, 14с будут отстоять друг от друга. Следовательно, даже если в течение сборки или чего-то подобного происходит отклонение в направлении, параллельном плоскости основной пластины, между первой и третьей основными пластинами 11, 13 прокладки или между второй и четвертой основными пластинами 12, 14 прокладки, верхние части частей в виде полного выгиба не будут отклоняться друг от друга в направлении, перпендикулярном плоскости основной пластины. Другими словами, поскольку основные пластины прокладки не укладывают так, чтобы верхние части смежных основных пластин прокладки были обращены друг к другу, верхние части смежных основных пластин прокладки не отклоняются друг от друга в их направлении, перпендикулярном плоскости основной пластины. Следовательно, может быть предотвращено падение характеристики, касающейся плотного закрытия, а также может быть предотвращено рассеяние поверхностного давления, так что может быть обеспечена устойчивая рабочая характеристика уплотнения.
Первую и вторую основные пластины 11, 12 прокладки укладывают таким образом, что верхние части 11с, 12с частей 11а, 12а пластин в виде полного выгиба будут обращены друг к другу, как описано выше. Однако, поскольку регулировочная пластина 15 и пластина 16 для увеличения давления расположены между первой и второй основными пластинами 11, 12 прокладки, маловероятно, чтобы верхние части 11с, 12с частей 11а, 12а в виде полного выгиба отклонялись друг от друга в направлении, перпендикулярном плоскости основной пластины, даже если первая и вторая основные пластины 11, 12 прокладки будут отклонены друг от друга в направлении, параллельном плоскости основной пластины. Пластина 16 для увеличения давления во многих случаях представляет собой металлическую пластину толщиной примерно от 0,08 до 0,12 мм, которая имеет весьма малую жесткость. Следовательно, в том случае, когда пластина 16 для увеличения давления вставлена одна без регулировочной пластины 15 или чего-то подобного между первой и второй основными пластинами 11, 12 прокладки, возможно, что если первая и вторая основные пластины 11, 12 отклоняются друг от друга в направлении, параллельном плоскости основной пластины, то на пластину 16 для увеличения давления будет оказано толкающее воздействие и она будет изогнута, а верхние части 11с, 12с частей 11а, 12а в виде полного выгиба будут значительно отклонены в направлении, перпендикулярном плоскости основной пластины. Однако в этом варианте осуществления конструкции регулировочная пластина 15, так же как и пластина 16 для увеличения давления, вставлена между первой и второй основными пластинами 11, 12 прокладки. Регулировочная пластина 15 представляет собой металлическую пластину толщиной примерно от 0,3 до 0,5 мм. Если вставлены регулировочная пластина 15 и пластина 16 для увеличения давления, то будет обеспечена более высокая жесткость, чем в том случае, если бы была вставлена одна пластина 16 для увеличения давления. Эта конструкция уменьшает отклонение между верхними частями 11с, 12с частей 11а, 12а в виде полного выгиба первой и второй основных пластин 11, 12 прокладки в направлении, перпендикулярном плоскости основной пластины и, следовательно, уменьшает действие отклонения. Кроме того, если для регулировочной пластины используют материал, обладающий высокой жесткостью, то действие вышеупомянутого отклонения может быть доведено до минимума.
В приведенном выше варианте осуществления конструкции укладка четырех основных пластин 11-14 прокладки повышает дополнительную характеристику, касающуюся зазора между блоком цилиндров 2 и головкой цилиндров, связанного с повышенным давлением в цилиндрах двигателя. Дополнительная характеристика может быть отрегулирована посредством изменения количества укладываемых основных пластин прокладки.
Например, если количество уложенных основных пластин прокладки уменьшено до трех, то дополнительная характеристика будет незначительно снижена, однако такая компоновка эффективна в том случае, когда давление в цилиндре двигателя немного ниже, чем в вышеупомянутом случае. В случае такой компоновки с первой по третью основные пластины 21-23 прокладки могут быть уложены таким образом, чтобы сформировать прокладку 20 головки цилиндров, которая показана на фиг.3, либо с первой по третью основные пластины 31-33 прокладки также могут быть уложены таким образом, чтобы сформировать прокладку 30 головки цилиндров, которая показана на фиг.4.
Прокладка 20 головки цилиндров согласно модификации 1, показанная на фиг.3, имеет конструкцию, которая получена посредством удаления четвертой основной пластины 14 из описанной выше прокладки 10 головки цилиндров, показанной на фиг.2. Прокладка 30 головки цилиндров согласно модификации 2, показанная на фиг.4, имеет конструкцию, которая получена посредством удаления третьей основной пластины 13 из описанной выше прокладки 10 головки цилиндров, показанной на фиг.2. Прокладки 20, 30 согласно Модификациям 1, 2 обеспечивают фактически такую же работу и такие же результаты, что и описанная выше прокладка 10 головки цилиндров.
В том случае, когда блок цилиндров имеет конструкцию с открытой поверхностью контакта с головкой цилиндров, изготовленную из сплава на основе алюминия или чего-то подобного, более приемлемо использовать прокладку 20 головки цилиндров согласно Модификации 1. Причина этого заключается в следующем. Когда прокладку 20 головки цилиндров вставляют между блоком цилиндров и головкой цилиндров, и они будут объединены посредством крепежных болтов, часть блока цилиндров, которая соответствует гильзе цилиндра или включает ее в себя (часть внутрь от водяной рубашки) будет сжата, так что возникает сила восстановления и эта часть действует как тип пружины. С другой стороны, головка цилиндров с высокой жесткостью не действует в качестве пружины. Что касается уплотнения между блоком цилиндров и головкой цилиндров, то более эффективно устанавливать больше основных пластин прокладки со стороны головки цилиндров, которая не действует в качестве пружины, чем со стороны блока цилиндров, который действует в качестве пружины.
Кроме того, если количество уложенных основных пластин прокладки уменьшено до двух, то дополнительная характеристика уменьшается, однако такая компоновка эффективна, если давление в цилиндре двигателя ниже, чем в описанном выше случае. В случае этой компоновки первая и вторая основные пластины 41-42 прокладки могут быть уложены для формирования прокладки 40 головки цилиндров, которая показана на фиг.5. Прокладка 40 головки цилиндров согласно модификации 3, показанная на фиг.5, имеет конструкцию, которую получают посредством удаления третьей и четвертой основных пластин 13, 14 из описанной выше прокладки 10 головки цилиндров, показанной на фиг.2. Прокладка 40 головки цилиндров согласно модификации 3 фактически позволяет обеспечить такую работу и получить такие результаты, как и в случае описанной выше прокладки 10 головки цилиндров.
С другой стороны, также можно увеличить количество уложенных основных пластин прокладки до пяти или более, чтобы повысить дополнительную характеристику. Такая компоновка эффективна в том случае, когда давление в цилиндрах двигателя высоко. Например, пять основных пластин 51-55 прокладки могут быть уложены таким образом, чтобы сформировать прокладку 50 головки цилиндров, которая показана на фиг.6.
Прокладка 50 головки цилиндров согласно модификации 4, показанной на фиг.6, имеет конструкцию, которую получают посредством укладки пятой основной пластины 61 со стороны головки цилиндров в прокладке 10, показанной на фиг.2. Прокладка 50 головки цилиндров согласно модификации 4 также позволяет обеспечить фактически такую же работу и получить такие же результаты, что и в случае вышеупомянутой прокладки 10 головки цилиндров. Однако в этой конструкции, поскольку третью и пятую основные пластины 53, 61 прокладки укладывают таким образом, что у пластин верхние части 53с, 61с частей 53а, 61а в виде полного выгиба будут обращены друг к другу, между третьей и пятой основными пластинами 53, 61 прокладки вставляют, в общем, плоскую металлическую пластину 62, как показано на фиг.6. Следовательно, даже если третья и пятая основные пластины 53, 61 прокладки будут отклоняться друг от друга в направлении, параллельном плоскости основной пластины, маловероятно, что верхние части 53с, 61с частей 53а, 61а в виде полного выгиба будут отклоняться друг от друга в направлении, перпендикулярном плоскости основной пластины. Подобным же образом, в случае компоновки, в которой количество уложенных основных пластин прокладки составляет шесть или более, обычно плоскую металлическую пластину также вставляют между смежными основными пластинами прокладки, если смежные основные пластины прокладки уложены таким образом, что их верхние части в виде полных выгибов будут обращены друг к другу.
Хотя согласно приведенному выше описанию регулировочная прокладка расположена со стороны головки цилиндров, а пластина для увеличения давления расположена со стороны блока цилиндров 2, также допустимо располагать регулировочную прокладку со стороны блока цилиндров 2, а пластину для увеличения давления со стороны головки цилиндров.
1. Прокладка головки цилиндров, вставляемая между блоком цилиндров и головкой цилиндров, содержащая первую основную пластину, расположенную со стороны головки цилиндров и имеющую отверстие для камеры сгорания для подсоединения к камере сгорания, образуемой цилиндром, вторую основную пластину, расположенную со стороны блока цилиндров и имеющую отверстие для камеры сгорания для подсоединения к камере сгорания в месте, соответствующем отверстию для камеры сгорания первой основной пластины прокладки, пластину для регулирования толщины и пластину для увеличения давления, при этом первая основная пластина имеет со стороны отверстия для камеры сгорания первый полный выгиб, который выступает к блоку цилиндров, и первый полувыгиб, который выступает к блоку цилиндров в месте, которое отстоит от отверстия для камеры сгорания дальше, чем первый полный выгиб, вторая основная пластина имеет со стороны отверстия для камеры сгорания второй полный выгиб, который выступает к головке цилиндра, и второй полувыгиб, который выступает к головке цилиндров в месте, которое отстоит от отверстия для камеры сгорания дальше, чем второй полный выгиб, первая основная пластина и вторая основная пластина расположены таким образом, что верхняя часть первого полного выгиба и верхняя часть второго полного выгиба обращены друг к другу в вертикальном направлении, пластина для регулирования толщины и пластина для увеличения давления расположены между верхней частью первого полного выгиба и верхней частью второго полного выгиба, причем дополнительно имеется третья основная пластина, укладываемая со стороны головки цилиндров у первой основной пластины и имеющая отверстие для камеры сгорания в месте, соответствующем отверстию для камеры сгорания первой основной пластины, при этом третья основная пластина имеет со стороны отверстия для камеры сгорания третий полный выгиб, который выступает к головке цилиндров, третий полный выгиб третьей основной пластины сформирован таким образом, чтобы юбочная часть третьего полного выгиба была обращена к юбочной части первого полного выгиба первой основной пластины в месте, в котором третий полный выгиб противоположен первому полному выгибу в вертикальном направлении.
2. Прокладка головки цилиндров по п.1, в которой третья основная пластина имеет третий полувыгиб, который выступает к головке цилиндров в месте, которое отстоит от отверстия для камеры сгорания дальше чем третий полный выгиб.
3. Прокладка головки цилиндров, вставляемая между блоком цилиндров и головкой цилиндров, содержащая первую основную пластину, расположенную со стороны головки цилиндров и имеющую отверстие для камеры сгорания для подсоединения к камере сгорания, образуемой цилиндром, вторую основную пластину, расположенную со стороны блока цилиндров и имеющую отверстие для камеры сгорания для подсоединения к камере сгорания в месте, соответствующем отверстию для камеры сгорания первой основной пластины, пластину для регулирования толщины и пластину для увеличения давления, при этом первая основная пластина имеет со стороны отверстия для камеры сгорания первый полный выгиб, который выступает к блоку цилиндров, и первый полувыгиб, который выступает к блоку цилиндров в месте, которое отстоит от отверстия для камеры сгорания дальше, чем первый полный выгиб, вторая основная пластина имеет со стороны отверстия для камеры сгорания второй полный выгиб, который выступает к головке цилиндров, и второй полувыгиб, который выступает к головке цилиндров в месте, которое отстоит от отверстия для камеры сгорания дальше, чем второй полный выгиб, первая основная пластина и вторая основная пластина расположены таким образом, что верхняя часть первого полного выгиба и верхняя часть второго полного выгиба обращены друг к другу в вертикальном направлении, пластина для регулирования толщины и пластина для увеличения давления расположены между верхней частью первого полного выгиба и верхней частью второго полного выгиба, причем дополнительно имеется четвертая основная пластина, которая расположена со стороны блока цилиндров второй основной пластины прокладки и имеет отверстие для камеры сгорания в месте, соответствующем отверстию для камеры сгорания второй основной пластины, при этом четвертая основная пластина имеет со стороны отверстия для камеры сгорания четвертый полный выгиб, который выступает к головке цилиндров, причем четвертый полный выгиб четвертой основной пластины сформирован таким образом, чтобы юбочная часть четвертого полного выгиба была обращена к юбочной части второго полного выгиба второй основной пластины в месте, в котором четвертый полный выгиб противоположен второму полному выгибу в вертикальном направлении.
4. Прокладка головки цилиндров по п.3, в которой четвертая основная пластина имеет четвертый полувыгиб, который выступает к блоку цилиндров в месте, которое отстоит от отверстия для камеры сгорания дальше чем четвертый полный выгиб.
5. Прокладка головки цилиндров по любому из пп.1-4, в которой пластина для увеличения давления имеет ширину, которая проходит от периферийной части отверстия для камеры сгорания к месту, которое отстоит от отверстия для камеры сгорания дальше чем место, где верхняя часть первого полного выгиба и верхняя часть второго полного выгиба противоположны друг другу.
6. Прокладка головки цилиндров по любому из пп.1-4, в которой пластина для регулирования толщины имеет ширину, которая проходит от периферийной части отверстия для камеры сгорания до периферийной части прокладки головки цилиндров.
7. Прокладка головки цилиндров по любому из пп.1-4, в которой пластина для увеличения давления используется для увеличения поверхностного давления у периферийной части отверстия для камеры сгорания.
8. Прокладка головки цилиндров по любому из пп.1-4, в которой толщина прокладки головки цилиндров регулируется посредством замены пластины для регулирования толщины на пластину, имеющую другую толщину.
