[发明专利]用于活塞汽缸组件的减少的缝隙体积的系统和方法

说明书

技术领域

本文公开的主题大体上涉及往复式发动机，并且更具体地涉及往复式发动机的活塞汽缸组件的减少的缝隙体积。

背景技术

往复式发动机(例如，内燃机)燃烧燃料与氧化剂(例如，空气)来生成热燃烧气体，其继而驱动汽缸衬套内的活塞(例如，往复式活塞)。特别地，热燃烧气体膨胀，且相对于活塞施加压力，活塞在膨胀冲程(例如，向下冲程)期间在汽缸衬套内线性地移动。活塞将由燃烧气体施加的压力和活塞的线性运动转换成旋转运动(例如，经由联接至活塞的连接杆和曲轴)，其驱动轴旋转一个或更多个负载(例如，发电机)。活塞和汽缸衬套的设计和构造可显著地影响排放(例如，氮氧化物、一氧化碳等)，以及油消耗。接近燃烧室的间隙或缝隙可保持未完全燃料的燃料和空气，由此增大排放或降低燃烧效率。

发明内容

在下面概括在范围上与最初要求权利的本发明相称的某些实施例。这些实施例不意图限制要求权利的本发明的范围，而是相反地，这些实施例仅意图提供本发明的可能形式的简要概括。实际上，本发明可包含可与在下面提出的实施例相似或不同的各种形式。

在第一实施例中，一种往复式发动机包括汽缸盖、汽缸衬套、外密封件和内密封件。汽缸衬套包括围绕汽缸衬套内的腔沿周向延伸的内壁、围绕内壁沿周向延伸的外壁，以及邻近汽缸盖的凸缘。凸缘在内壁与外壁之间沿径向延伸。外密封件邻近外壁并轴向地设置在汽缸衬套的凸缘与汽缸盖之间。外密封件与凸缘和汽缸盖对接。内密封件邻近内壁并沿轴向设置在汽缸衬套与汽缸盖之间。内密封件与凸缘和汽缸盖中的至少一个对接，并且外密封件构造成在汽缸盖与凸缘之间相比于内密封件传递更大的轴向压缩负载。

在第二实施例中，一种往复式发动机包括汽缸盖、汽缸衬套、外密封件和内密封件。汽缸衬套具有邻近汽缸盖的凸缘，在该处，汽缸衬套围绕燃烧室沿周向延伸，并且汽缸盖限定燃烧室的端部。外密封件设置在汽缸衬套的凸缘与汽缸盖之间，在该处，外密封件构造成在汽缸盖与汽缸衬套之间传递轴向压缩负载。内密封件设置在汽缸衬套与邻近燃烧室的汽缸盖之间。内密封件构造成使外密封件的内面与燃烧室隔离。外密封件的第一抗压强度大于内密封件的第二抗压强度。

在第三实施例中，一种方法包括使用内密封件减小汽缸盖、汽缸衬套与外密封件的内面之间的环形缝隙体积。该方法还包括使用内密封件使外密封件的内面与燃烧室隔离。燃烧室由汽缸盖和汽缸衬套限定。往复式发动机包括汽缸盖、汽缸衬套、外密封件和内密封件。外密封件构造成在汽缸盖与汽缸衬套之间相比于内密封件传递更大的轴向压缩负载。

本发明的第一技术方案提供了一种往复式发动机，其包括：汽缸盖；汽缸衬套，其包括：内壁，其围绕汽缸衬套内的腔沿周向延伸；外壁，其围绕内壁沿周向延伸；以及凸缘，其邻近汽缸盖，其中凸缘在内壁与外壁之间沿径向延伸；外密封件，其邻近外壁并沿轴向设置在汽缸衬套的凸缘与汽缸盖之间，其中外密封件与凸缘和汽缸盖对接；以及内密封件，其邻近内壁并沿轴向设置在汽缸衬套的凸缘与汽缸盖之间，其中内密封件与凸缘和汽缸盖中的至少一个对接，并且外密封件构造成在汽缸盖与凸缘之间相比于内密封件传递更多轴向压缩负载。

本发明的第二技术方案是在第一技术方案中，内密封件包括硬钎焊环，其中往复式发动机的初始操作期间腔内的燃烧构造成将硬钎焊环与凸缘和汽缸盖润湿。

本发明的第三技术方案是在第一技术方案中，内密封件包括构造成在处于或大于峰值燃烧温度的温度下润湿凸缘和汽缸盖的硬钎焊环。

本发明的第四技术方案是在第一技术方案中，外密封件包括钢、陶瓷或它们的任何组合。

本发明的第五技术方案是在第一技术方案中，内密封件与外密封件的内面、汽缸盖和凸缘的顶表面对接。

本发明的第六技术方案是在第一技术方案中，内密封件包括防护物和硬钎焊材料，硬钎焊材料沿径向设置在防护物与外密封件之间，并且防护物构造成在往复式发动机操作期间将硬钎焊材料与腔内的燃烧气体隔离。

本发明的第七技术方案是在第一技术方案中，内密封件包括硬钎焊环，并且硬钎焊环包括至少23重量百分数的铬和至少6重量百分数的硅，其中硬钎焊化的固相线温度大于大约970摄氏度，并且硬钎焊环的液相线温度小于大约1135摄氏度。

本发明的第八技术方案是在第一技术方案中，外密封件的第一抗压强度大于内密封件的第二抗压强度。

本发明的第九技术方案是在第一技术方案中，外密封件的第一厚度大约等于内密封件的第二厚度。