太阳城集团

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用于内燃机的阀座嵌件.pdf

摘要
申请专利号:

CN201580051146.1

申请日:

2015.08.26

公开号:

CN106715846A

公开日:

2017.05.24

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):F01L 3/22申请日:20150826|||公开
IPC分类号: F01L3/22; F01L3/18 主分类号: F01L3/22
申请人: 卡特彼勒发动机有限及两合公司
发明人: D·米尔德; F·威特
地址: 德国基尔
优先权: 2014.09.24 EP 14186281.3
专利代理机构: 北京市中咨律师事务所 11247 代理人: 吴鹏;马江立
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法律状态
申请(专利)号:

CN201580051146.1

授权太阳城集团号:

|||

法律状态太阳城集团日:

太阳城集团2017.10.13|||2017.05.24

法律状态类型:

实质审查的生效|||公开

摘要

一种用于内燃机(100)的汽缸盖(104)的阀座嵌件(10A、10B、10C)包括:环状主体(20),其限定通路(22)用于使得流体沿着轴向方向(Z)从阀座嵌件(10A、10B、10C)的入口侧(24)至出口侧(26)通过该主体(20),其中该主体(20)包括具有第一接触表面部分(42)和阀密封表面部分(46)的入口侧部分(32),具有第二接触表面部分(48)的出口侧部分(34),以及拱形部分(36),其入口侧部分(32)轴向地延伸至出口侧部分(34)且材料厚度从入口侧部分(32)朝出口侧部分(34)直至位于拱形部分(36)中靠近出口侧部分(34)的一半中的最小厚度轴向位置(P)降低。由此,可提供阀座嵌件(10A、10B、10C)的更耐负载结构。

权利要求书

1.一种用于内燃机(100)的汽缸盖(104)的阀座嵌件(10A、10B、10C),所述阀座嵌件
(10A、10B、10C)包括:
环状主体(20),其限定通路(22)用于使得流体沿着轴向方向(Z)从所述阀座嵌件(10A、
10B、10C)的入口侧(24)至出口侧(26)通过所述主体(20),其中所述主体(20)包括
具有第一接触表面部分(42)和阀密封表面部分(46)的入口侧部分(32),
具有第二接触表面部分(48)的出口侧部分(34),以及
拱形部分(36),其从所述入口侧部分(32)轴向地延伸至所述出口侧部分(34)且材料厚
度从所述入口侧部分(32)朝所述出口侧部分(34)直至位于所述拱形部分(36)中靠近所述
出口侧部分(34)的一半中的最小厚度轴向位置(P)降低。
2.根据权利要求1所述的阀座嵌件(10A、10B、10C),其中所述最小厚度轴向位置(P)在
所述安装状态中限定静态弹簧类应力的区域并且位于从所述入口侧部分(32)测量的所述
拱形部分(36)的轴向延伸部的至少60%、70%、80%或90%处。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的阀座嵌件(10A、10B、10C),其中所述主体(20)进
一步包括
内表面(52),其在所述主体(20)的所述径向内侧上圆周地延伸并且包括所述阀密封表
面部分(46);以及
外表面(54),其在所述主体(20)的所述径向外侧上圆周地延伸并且包括所述第一接触
表面部分(42)、所述第二接触表面部分(48)和例如邻接表面部分(44);以及
其中在所述拱形部分(36)处,所述外表面(54)凹入弯曲和/或所述内表面(52)凸出弯
曲。
4.根据前述权利要求中任一权利要求所述的阀座嵌件(10A、10B、10C),其中在所述拱
形部分(36)处,所述外表面(54)凹入弯曲成具有半径曲率增大直至所述最小厚度轴向位置
(P)的一系列弯曲部分(54A、54B、54C);和/或
相邻弯曲部分(54A、54B、54C)基本上切向地过渡至彼此之中。
5.根据前述权利要求中任一权利要求所述的阀座嵌件(10A、10B、10C),其中在所述拱
形部分(36)处,所述外表面(54)形成具有朝所述阀密封表面部分(46)的槽状延伸部(62)的
凹部(60),其中所述槽状延伸部(62)的底部(64)限定所述拱形部分(36)的轴向开端使得所
述槽状延伸部(62)包括分别与所述拱形部分(36)和所述入口侧部分(32)相关联的内槽表
面部分(64A)和外槽表面部分(64B)。
6.根据权利要求5所述的阀座嵌件(10A、10B、10C),其中所述外槽表面部分(64B)包括
所述内槽表面部分(64A)的弯曲部分(54A)延伸并且过渡至平坦表面部分(64C)中的弯曲部
分(54A’)。
7.根据权利要求6所述的阀座嵌件(10A、10B、10C),其中所述平坦表面部分(64C)在轴
向方向上延伸;和/或
其中所述平坦表面部分(64C)的所述径向位置基本上与所述第二接触表面部分(48)对
准或转变为更大半径(R64C),所述后一情况增大所述槽状延伸部(62)的所述体积。
8.根据前述权利要求中任一权利要求所述的阀座嵌件(10A、10B、10C),其中,
所述第一接触表面部分(42)配置成用于在所述安装状态中与形成与所述汽缸盖(104)
的第一密封接触;和/或
所述邻接表面部分(44)配置成用于在安装于所述汽缸盖(104)处时限定所述阀座嵌件
(10A、10B、10C)的轴向位置;和/或
所述阀密封表面部分(46)适用于与阀轴(142)形成密封和/或以相对于所述轴向方向
(Z)成约60°角延伸;和/或
所述第二接触表面部分(48)配置成用于在所述安装状态中时形成与所述汽缸盖(104)
的第二密封接触;和/或
所述拱形部分(36)配置成用于在径向方向上从所述通路(22)限定冷却通道(12),其中
所述冷却通道(12)在所述阀座嵌件(10A、10B、10C)的所述安装状态中形成在所述阀座嵌件
(10A、10B、10C)与所述汽缸盖(104)之间;和/或
所述第一接触表面部分(42)和/或所述第二接触表面部分(48)在轴向方向(Z)上延伸;
和/或
所述邻接表面部分(44)在径向方向(R)上延伸。
9.根据前述权利要求中任一权利要求所述的阀座嵌件(10A、10B、10C),其中在径向横
截面中,所述主体(20)是C状,所述入口侧部分(32)和所述出口侧部分(34)形成所述C状的
所述相应端部,所述拱形部分(36)形成所述C状的所述中间部分,以及
与所述入口侧部分(32)相关联的所述端部延伸至大于与所述出口侧部分(34)相关联
的所述半径(REX)的半径(REN)。
10.根据前述权利要求中任一权利要求所述的阀座嵌件(10A、10B、10C),其中所述内表
面(52)朝所述主体(20)的中心突出以在轴向中心区域中限定最小开口半径(RMIN),以及
所述外表面(54)处的所述凹部(60)配置成提供所述拱形部分(36)的最小半径厚度
(dMIN),其在所述轴向方向(Z)上定位成更靠近所述第一接触表面部分(42)而非所述第二接
触表面部分(48)。
11.根据前述权利要求中任一权利要求所述的阀座嵌件(10A、10B、10C),其中环状主体
(20)是对称圆柱体。
12.一种用于内燃机(100)的汽缸盖组件,所述汽缸盖组件包括:
汽缸盖(104),其包括用于覆盖内燃机(100)的汽缸(102)的部分,其中所述部分包括排
气开口(104A);以及
根据前述权利要求中任一权利要求所述的配合至所述排气开口(104A)中的阀座嵌件
(10A、10B、10C),由此冷却通道(12)形成在所述拱形部分(36)与所述汽缸盖(104)之间。
13.根据权利要求10所述的汽缸盖组件,其中所述排气开口(104A)在插入方向上逐步
变窄,由此包括第一圆周侧壁(104B)、第一径向延伸面(104C)、第二圆周侧壁(104D)和第二
径向延伸面(104E);和/或
所述第一接触表面部分(42)连同所述第一圆周侧壁(104B)在所述入口侧(24)处形成
所述冷却通道(12)的第一密封件;和/或
所述邻接表面部分(44)接触所述第一径向延伸面(104C),由此限定所述阀座嵌件
(10A、10B、10C)相对于所述汽缸盖(104)的轴向位置;和/或
所述第二接触表面部分(48)连同所述第二圆周侧壁(104D)在所述出口侧(26)处形成
所述冷却通道(12)的第二密封件。
14.根据权利要求12或权利要求13所述的汽缸盖组件,
其中所述拱形部分(36)形成为使得所述冷却通道(12)是不对称的和/或使得所述冷却
通道(12)在所述入口侧(24)处比在所述出口侧(26)处更窄。
15.一种用于具有多个汽缸(102)的燃烧发动机的改装方法,所述多个汽缸(102)中的
每一个与至少一个排气阀(108)相关联,所述方法包括:
将根据权利要求1至11中任一权利要求所述的所述阀座嵌件(10A、10B、10C)附接至内
燃机(100)的汽缸盖(104)的排气开口(104A)。

说明书

用于内燃机的阀座嵌件

技术领域

本发明大体上涉及一种内燃机的阀,并且更具体地涉及一种用于内燃机的阀的阀
座嵌件。

背景技术

进气阀和排气阀的正确功能性对于运行内燃机而言是至关重要的。然而,具体地,
阀轴和阀座经受诸如高温和强烈废气成分的不利条件。尽管存在这些不利条件,长的寿命
太阳城集团是所需要的。在中速内燃机中,通常使用阀座嵌件,其按压配合或收缩配合至汽缸盖的
相应阀开口中。

具体对于排气阀,阀座嵌件配置成连同汽缸盖的开口的侧壁形成圆周冷却通道。
冷却通道连接至发动机冷却回路并且对阀座嵌件提供冷却以及在阀的关闭状态中经由阀
轴的底部部分与阀座的接触间接地对该阀轴的底部部分提供冷却。

本发明至少部分涉及改进或克服现有技术的一个或多个方面。

发明内容

一方面,一种用于内燃机的汽缸盖的阀座嵌件包括环状主体,其限定通路用于使
地流体沿着轴向方向从该阀座嵌件的入口侧至出口侧通过该主体。该主体包括入口侧部
分,其具有第一接触表面部分、邻接表面部分以及阀密封表面部分。该主体进一步包括具有
第二接触表面部分的出口侧部分,以及拱形部分,该拱形部分从该入口侧部分轴向地延伸
至该出口侧部分且材料厚度从该入口侧部分朝该出口侧部分降低直至位于该拱形部分中
靠近该出口侧部分的一半中的最小厚度轴向位置。

另一方面,一种用于内燃机的汽缸盖的阀座嵌件包括环状主体,其限定通路用于
使得流体沿着轴向方向从入口侧至出口侧通过该主体,其中该主体包括入口侧部分,其具
有用于在安装状态中形成与汽缸盖的第一密封接触的第一接触表面部分、用于在安装于该
汽缸盖处时限定该位置的邻接表面部分以及适用于阀轴的阀密封表面部分;出口侧部分,
其具有用于在安装状态中形成与汽缸盖的第二密封接触的第二接触表面部分,以及在径向
方向上从该通路界定冷却通道的拱形部分,其中在阀座嵌件的安装状态中,该冷却通道形
成在该阀座嵌件与该汽缸盖之间,且其中该拱形部分的材料厚度在轴向方向上从入口侧沿
着该拱形部分的至少60%降低。

另一方面,一种用于具有多个汽缸的燃烧发动机的改装方法包括将如上所述的阀
座嵌件附接至内燃机的汽缸盖的排气开口的步骤,该多个汽缸中的每一个与至少一个排气
阀相关联。

通过以下描述和附图,本发明的其它特征和方面将显而易见。

附图说明

图1是燃烧发动机的示意横截面图;

图2是穿过诸如图1中所示的燃烧发动机的进气阀和排气阀的示意横截面图;

图3是阀座嵌件的第一实施例的示意横截面的图示。

图4是安装至汽缸盖的阀座嵌件的第二实施例的示意横截面图;以及

图5是阀座嵌件的第三实施例的示意部分三维视图。

具体实施方式

下文是本发明的示例性实施例的详细说明。本文所述且附图中所说明的示例性实
施例旨在教导本发明的原理,使得本领域一般技术人员在许多不同环境中且对于许多不同
应用实施并且使用本发明。因此,示例性实施例不旨在并且不应当视为专利保护范围的限
制描述。实情是,专利保护范围应当由所附权利要求书限定。

本发明可以部分基于以下发现:阀座嵌件中的裂缝的形成开始于冷却通道,且具
体地开始于冷却通道的阀座侧。已认识到,阀座嵌件经受至少两种类型的应力:由按压配
合、基本公差和/或所需同轴设计引起的静态应力/负载,以及由燃烧、具体由燃烧压力引起
的交变应力/负载。本文提出由阀座嵌件的具体几何设计在空间上分离这些应力/负载区
域。具体地,可以实现该几何设计同时除冷却通道的形状外维持现有表面形状。所提出的设
计可以减少上文提及的裂缝的数量、它们的形成的延迟或甚至完全避免它们的形成。

本发明可以进一步部分基于以下发现:调整给定内表面形状的冷却通道的曲率半
径可以允许将由安装引起的静态应力区域朝阀座嵌件的出口侧移动,即,移动至与阀座侧
相对的侧。具体地,在与入口侧部分(经受与阀轴的相互作用)相距一定距离处在阀座嵌件
的拱形部分中提供阀座嵌件的最小厚度的材料可以形成是静态应力中心的铰链状部分。这
可以造成改进阀座嵌件的应力条件。例如,将最小厚度移动至出口侧部分可以将静态应力
和交变应力的空间分离最大化。

下文参考图1和2描述具有阀座嵌件的内燃机的示例性实施例。图3至5说明阀座嵌
件的示例性实施例。

参考图1,内燃机100包括发动机缸体101,其至少部分限定多个汽缸102、可滑动地
设置在每个汽缸102内的活塞110以及与每个汽缸102相关联的汽缸盖104。发动机100进一
步包括与多个汽缸102相关联的多个进气阀106和排气阀108。发动机100的实例包括天然
气、火花点火、V式涡轮增压和后冷发动机,其可以具有例如8个、12个或16个汽缸,每个汽缸
具有例如2个进气阀和2个排气阀。本领域技术人员将认识到,发动机100可以是诸如(例如)
双燃料动力发动机的任何其它类型的内燃机。另外,发动机100可以包括更多或更少数量的
汽缸102,且汽缸102可以设置为“直列式”配置或任何其它合适配置。

在发动机100的操作期间,进气阀106和排气阀108可以打开和关闭以分别允许气
体和空气的混合物进入每个汽缸,并且允许排气流流出每个汽缸。出于该目的,进气阀106
和排气阀108包括可阻止相应流通过阀的阀轴142。

图2示出例如燃烧发动机100的进气阀106和排气阀108的放大(非平坦)横截面图。

进气阀106和排气阀108可以具有类似配置使得下文仅详细地描述排气阀108的配
置。然而,应当明白的是,相同描述也可以适用于进气阀106。

排气阀108包括阀导向器140、阀轴142和阀座嵌件10。阀导向器140可以具有带有
下端141、上端143和通孔145的细长圆柱形形状。阀导向器140可以已知方式固定至汽缸盖
104。

阀轴142包括具有心轴密封件的底部部分144。阀轴142设置在阀导向器140的通孔
145中使得其可在通孔145内侧上下滑动。阀轴142经由偏差弹簧147偏压至其中心轴密封件
接触阀座嵌件10的关闭位置中。阀轴142可经由连接至(例如)发动机100的凸轮轴114(参见
图1)的致动机构112向下移动至打开位置。在替代性配置中,可以使用共轨系统来致动阀。

汽缸盖104包括冷却通道系统148,具体地,该冷却通道系统向形成在汽缸盖104与
阀座嵌件10的外侧之间的冷却通道12供应冷却剂。一般来说,冷却通道12设置有位于例如
相对端处的冷却剂供应和释放连接件。图2的剖视图并未明确地示出冷却通道系统148与冷
却通道12之间的连接件,因为该连接件并未在横截面的平面中。

如图2中可见,通常仅排气阀108包括冷却的阀座嵌件10。具体地,当排气阀108在
关闭位置中时,阀座嵌件10的冷却允许冷却底部部分144。相比之下,用于进气阀106的阀座
嵌件可能不需要经由冷却通道系统来冷却,因为进气可以提供阀轴的充分冷却。因此,图2
中所示的阀座嵌件150未形成冷却通道。

阀座嵌件10安装在汽缸盖104的排气开口104A(也参见图4)中,该排气开口从燃烧
区面延伸至汽缸盖104中以释放汽缸102中的废气。阀座嵌件10的安装深度例如沿着40mm至
80mm的范围内的长度延伸。在该长度期间,排气开口104A的相应侧壁适用于例如通过按压
配合和/或收缩配合容纳阀座嵌件10。

在某些实施例中,阀座嵌件10可以低温收缩配合在排气开口104A中。具体地,阀座
嵌件10可以低温收缩配合在排气开口104A的相应安装部分中。出于该目的,阀座嵌件10的
圆周可以具有外径,其中开口直径的标称尺寸基本上相同但是公差不同,由此促进(例如)
阀座嵌件10收缩配合和促进该阀座嵌件进入其相应的排气开口104A中。

在图3中,以径向横截面示出阀座嵌件10A。为了说明,虚线104’指示安装状态中的
汽缸盖104。阀座嵌件10A包括限定通路22(也参见图5)的环状主体20。在内燃机的操作期
间,废气可流过通路22,由此沿着轴向方向Z通过主体20。对于汽缸对称配置(轴向对称主体
20),轴向方向Z可以对应于对称轴(参见图4中的对称轴Sz)的方向。在图3中,示意地指示轴
向方向Z以及径向方向R(正交于轴向方向Z延伸)。通常,废气将从阀座嵌件10A的入口侧24
行进至出口侧26。在图3中以及图4和5中,入口侧24位于附图底部处,而出口侧26位于附图
顶部处。

阀座嵌件10A可以与三个部分相关联。入口侧部分32位于入口侧24处并且包括第
一接触表面部分42以及阀密封表面部分46。在某些实施例中,入口侧部分32中另外提供邻
接表面部分44。

出口侧部分34位于出口侧26处并且包括第二接触表面部分48。

拱形部分36从入口侧部分32延伸至出口侧部分34并且基本上形成界定形成在安
装状态中的冷却通道(参见图2中的冷却通道12)的主要部分的壁。拱形部分36的材料厚度
从入口侧部分32朝出口侧部分34下降直至最小厚度轴向位置P(或小区域)。最小厚度轴向
位置P位于拱形部分36中靠近出口侧部分34的一半中。在图3中,最小厚度dmin示例性地指示
在拱形部分36的出口侧26处的冷却通道侧上的较大曲率半径与较小曲率半径之间的过渡
区处。

最小厚度轴向位置P在安装状态中限定静态弹簧类应力的中心区域。例如,最小厚
度轴向位置P位于拱形部分36的轴向延伸部的至少60%、70%、80%或90%处(如图3中所指
示,沿着轴向方向Z从入口侧部分32测量)。

在图3中,在径向方向上,左侧与环状主体20的内侧(通路22)相关联,而右侧与环
状主体20的外侧相关联。因此,主体20包括内表面52和外表面54。在图3的实施例中,在出口
侧26处,内表面52和外表面54是经由例如径向延伸表面部分44A连接。

内表面52在主体20的径向内侧上圆周地延伸并且尤其包括阀密封表面部分46。阀
密封表面部分46例如相对于轴向方向Z倾斜为从40°至80°的范围中的角度(诸如,例如
60°)。

外表面54在主体20的径向外侧上圆周地延伸并且包括第一接触表面部分42、邻接
表面部分44和第二接触表面部分48。

在拱形部分36处,外表面54凹入弯曲,而内表面52凸出弯曲。

例如,在拱形部分36处,外表面54凹入弯曲成具有一系列弯曲部分54A、54B、54C,
由此这些弯曲部分的曲率半径增大直至最小厚度轴向位置P。在某些实施例中,相邻弯曲部
分54A、54B、54C如图3中所示般基本上切向地过渡至彼此之中。例如,弯曲部分54A可以具有
1mm至3mm(诸如2mm)的曲率半径,弯曲部分54B可以具有5mm至10mm(诸如8mm)的曲率半径,
且弯曲部分54C可以具有50mm至100mm(诸如70mm)的曲率半径。

类似地,内表面52可以包括具有造成如图3中所示般的凸出形状的曲率半径的一
个或多个部分,例如具有在从20mm至50mm的范围中(诸如40mm)和从80mm至120mm的范围中
(诸如100mm)的两个部分。

出口侧26上开始于最小厚度轴向位置P处指示具有大于弯曲部分54C的曲率半径
的进一步弯曲部分54D。弯曲部分54D可以具有1mm至10mm(诸如5mm)的曲率半径。在图3的实
施例中,平坦部分54E以例如矩形角度将弯曲部分54D与第二接触表面部分48连接。

换言之,在拱形部分36处,外表面54形成具有槽状延伸部62的凹部60。槽状延伸部
62朝阀密封表面部分46延伸并且形成底部64。槽状延伸部62的底部64如图3中如虚线66A指
示般在轴向方向Z上限定拱形部分36的开端。如由虚线66B指示,拱形部分36的端部基本上
与平坦部分54E重合。

返回至槽状延伸部62,内槽表面部分64A与拱形部分36相关联,而外槽表面部分
64B与入口侧部分32相关联。

如图3中示例性地所示,在某些实施例中,拱形部分36的弯曲部分54A延伸为弯曲
部分54A’以形成入口侧部分32的表面部分。弯曲部分54A’过渡至平坦表面部分64C中,该平
坦表面部分例如如图3中示例性地所示般在轴向方向Z上延伸。

如图3中所示,平坦表面部分64C基本上与出口侧部分34的第二接触表面部分48对
准。因此,由凹部60形成的冷却通道12将具有不对称形状;具体地,冷却通道12在入口侧24
处将比在出口侧26处更窄。

图3中所示的配置使拱形部分36的材料厚度不断降低使得阀座嵌件10A的安装期
间的任何变型可以围绕最小厚度轴向位置P产生应力/负载。因此,由安装引起的应力和/或
由安装引起的负载将存在于拱形部分36中靠近出口侧部分34的一半处。

相比之下,在阀的操作期间(例如)由阀座嵌件10A与阀轴142的相互作用引起的任
何应力/负载可以居中在入口侧部分32内。因此,这两种类型的应力在空间上分离,且因此
槽状延伸部62的底部64与现有技术配置相比可经受减少的应力。

类似地,图3的配置在靠近底部64处提供更多材料且这会增大该区域中的抗应力
性。

凹部66处沿着轴向方向Z的不同曲率半径的所公开序列因此可以提供上文所讨论
的优点,并且例如可以提高耐用性以及磨损和撕裂的倾向性。

与图3中所示的实施例相比,图4的阀座嵌件10B经稍微修改以形成槽状延伸部
62’。虽然诸如内表面52和大部分外表面54的配置(例如,弯曲部分54A、54B、54C中的半径增
大)维持与图3中所示的配置相同,但是底部64和弯曲部分54’以某种方式修改使得槽状延
伸部62’在安装状态中沿着径向方向R进一步延伸。换言之,平坦表面部分64C转变为更大半
径R64C,由此增大槽状延伸部62’的体积。这可以例如通过对弯曲部分54A和54B使用不同曲
率半径和/或不同地定位它们的原点来实现。

因此,除材料厚度降低和在入口侧部分32处提供附加材料外,冷却通道12的冷却
体积在入口侧处可增大。由此,可以进一步改进阀座嵌件10B的冷却性能。

如图3和4中所示,阀座嵌件10A和10B可以包括例如径向延伸表面部分44A与第二
接触表面部分48之间以及邻接表面部分44与第一接触表面部分42之间的斜面。

在下文中,将描述阀座嵌件与汽缸盖104的相互作用。具体以附图标号参照图4以
避免图3过载。然而,本领域技术人员将理解的是,同样这也适用于阀座嵌件10A以及图5中
所示的阀座嵌件10C。

图4中以阶状形式示意地指示汽缸盖104的排气开口104A。具体地,排气开口104A
在插入方向上(此处沿着轴向方向Z)逐步变窄。具体地,排气开口104A包括第一圆周侧壁
104B、第一径向延伸面104C、第二圆周侧壁104D以及第二径向延伸面104E。例如,圆周侧壁
104B、104D在轴向方向上延伸,而第一径向延伸面104C和第二径向延伸面104E在径向方向
上延伸。

第一接触表面部分42在安装状态中连同第一圆周侧壁104B在入口侧24处形成冷
却通道12的第一密封件。第二接触表面部分48连同第二圆周侧壁104D在出口侧26处形成冷
却通道12的第二密封件。另外,邻接表面部分44可以接触第一径向延伸面104C以限制阀座
嵌件10B的轴向方向上的插入。然而,在某些实施例中,径向延伸表面部分44A可以通过接触
第二径向延伸面104E用作邻接面。在后一情况中,可以给定冷却通道12至形成在邻接表面
部分44与第一径向延伸面104C之间的间隙中的一定延伸。

如针对上述各种配置所公开,拱形部分36配置成用于在径向方向上从通路22界定
冷却通道12。在阀座嵌件的安装状态中,冷却通道12形成在阀座嵌件与汽缸盖之间。

在某些实施例中,第一接触表面部分42和第二接触表面部分48在轴向方向上延伸
和/或邻接表面部分44和径向延伸表面部分44A在径向方向上延伸。

如图3和4中可进一步所见,当在径向横截面中观察时,主体20可以为C状。接着,入
口侧部分32和出口侧部分34可以视为C状的相应端部。拱形部分36可以视为形成C状的中间
部分。如附图中可见且适应排气开口104A的阶状配置,如图4中所示,与入口侧部分32相关
联的端部延伸至大于与出口侧部分34相关联的半径REX的半径REN。

另外,在某些实施例中,内表面52可以朝主体20的中心突出以如例如图4中所说明
般限定轴向中心区域中的最小开口半径Rmin。

参考图5,示例性阀座嵌件10C的部分三维视图示为进一步说明几何形状,具体说
明与环状主体20相关联的通路22、入口侧24和出口侧26。另外,图5指示可以适用于阀座嵌
件的汽缸对称配置。然而,在某些实施例中,还可以使用椭圆形配置。

工业实用性

如上所述的阀座嵌件通常按压配合或收缩配合至汽缸盖的相应开口中。因此,当
阀座嵌件压入至开口中时,机械拉伸将提供所需密封。例如,当将阀座嵌件收缩配合至开口
中时,首先将例如利用液态氮冷却阀座嵌件(当将冷却的阀座嵌件插入至开口中时)。这可
能是归因于冷却状态中的尺寸减小。在该阶段中,邻接表面部分44可以例如限制插入深度。
接着,阀座嵌件可以升温至周围温度使得阀座嵌件收缩配合至开口中。相同程序可以适用
于改装根据本文所公开的实施例的阀座嵌件,其可以用作故障阀座嵌件的替代。

在某些实施例中,阀座嵌件的材料可以是耐热离心浇件。在某些实施例中,例如对
于M43C系列的发动机,阀座嵌件的轴向尺寸是在从50mm至70mm的范围中;因此,拱形部分的
轴向延伸部是在从20mm至30mm的范围中使得最小厚度位置是在从10mm至28mm的范围中,
即,至少超过延伸部的一半。另外,内半径是在从50mm至65mm的范围中,入口半径是在从
75mm至80mm的范围中,出口半径是在从70mm至75mm的范围中。拱形部分在径向方向上的厚
度例如在上述实施例中从10mm减小至7mm。

除上述安装外,在任何类型的阀座嵌件的磨损或损坏的情况中,该阀座嵌件可以
易于由根据本发明的阀座嵌件替代(例如,使用本文所公开的阀座嵌件执行改装)。

如本文所使用,术语“内燃机”可以指诸如(例如)燃气发动机的内燃机,其可以用
作诸如发电厂的固定电力提供系统的主或辅助发动机,该发电厂用于对管道输送、处理或
燃气存储和排出供电以及发电。用于内燃机的燃料可以包括天然气、天然气和另一种燃料
(例如,柴油燃料等)的组合。

用于阀座嵌件的本文所公开的实施方案的内燃机的实例可以包括(例如)由
Caterpillar Motoren GmbH&Co.KG,Kiel,Germany制造、在450rpm至750rpm的范围中(即,
以中速)操作的M43C系列发动机。这样的内燃机可以为大型独立发动机,其可以提供对燃烧
发动机的进气阀和排气阀的进出以在维修期间附接本发明的阀座嵌件。

虽然本文已经描述了本发明的优选实施例,但是在不脱离以下权利要求书的范围
的情况下可以并入多种改进和修改。

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用于 内燃机 阀座嵌件
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