[发明专利]用于车辆内燃机的轴瓦片

说明书

技术领域

本发明涉及理想地用在内燃机中的轴瓦片，该轴瓦片在未受到爆炸时活塞运动所产生的压缩载荷的区域上包括穴或孔，该穴或孔能够捕获由润滑油携带的微粒或残渣。本发明还涉及由两个片件组成的轴瓦，其中至少一个片件具有以下说明并限定的创新性特点。

背景技术

内燃活塞发动机主要包括连接有一个或多个汽缸盖的发动机组(其包括一个或多个汽缸和曲柄组合件或曲轴组合件)。曲轴组合件由活塞、连杆和曲轴组成。

连杆是将活塞与曲轴连接的部件并且具有将活塞在汽缸内的交替往复运动转变成曲轴的连续角运动(摆动)的基本功能。连杆主要由第一最宽部、主体部和相对端部组成。最宽部通过螺钉固定至曲轴，并且相对端部由螺栓固定在活塞下方。一些连杆的头部具有倾斜连接部，以便在装配或拆卸发动机期间进行操作。

当发动机运行时，活塞直线地往复移动。随着活塞的运动，各个连杆移动，并且连杆的连接至曲轴的相对端部做圆周运动，从而使曲轴做角运动。

为了使发动机恰当工作，曲轴与发动机的其它部件之间的连接必须由本领域专业人员已知的轴承(如轴瓦或连杆轴承)来实现。然而，不管轴承的具体布置如何，轴承通常被认为是滑动轴承。

在内燃活塞发动机中，轴瓦或连杆轴承可以用作(i)与发动机组有关的曲轴轴承、(ii)与曲轴有关的连杆轴承和(iii)其他不太常见的场合中的凸轮轴轴承。

具体而言，研发用于曲轴中的轴承被称为轴瓦。通常，轴瓦由两个钢构架来形成，这两个钢构架呈半圆形式(以便于装配)、内部涂有软金属且具有减小磨耗和杂质微粒嵌入的性质。

轴瓦的外表面具有以下硬度特性：允许与其收纳件紧密接触而不变形，保证轴瓦的适当支承并且使摩擦产生的热量适当地消散从而避免过热。

此外，轴瓦的内表面具有能够由诸如铜或铝合金等不同金属合金组成的涂层，通常寻求耐磨耗、耐磨损、抗裂且可变形度较好的合金，以使轴瓦即便在最恶劣的发动机操作环境下仍具有较长使用寿命。

由于所寻求的是低排量和更节能的发动机，因此减小内燃机磨耗是待探究的一个重要方面，该发动机必须设计成下述以支持这些效果：提高所产生的单位功率输出，并且用更大的应力来使其内部部件过载。

另外，轴瓦的内表面的形状和轮廓也日趋变成了用于提高系统性能的重要方面。在该情形下，为了获得最大程度上减小磨耗、提高润滑能力和增加耐久力的涂层，各种专门的精加工技术已经用到了轴瓦中。

常规轴瓦的一个缺点在于，其内涂层可能因操作中的高压缩力的作用而被润滑油所携带的夹杂物(杂质微粒)损坏(刮伤)。由于不存在穴或孔，并且还因为不存在用于快速排出微粒的装置，因此如果例如推迟了很久才更换润滑油，那么部件的耐久性可能显著降低。

为了弥补该缺点，提出了一系列轴瓦，所述轴瓦具有槽或孔，该槽或孔沿着受到由爆炸时活塞运动所产生的压缩载荷的区域而布置。这些槽具有以下功能：将包含在润滑油中的杂质微粒从轴承引到外部，以防止杂质微粒使轴瓦的内表面损坏或缺损，进而在极端条件下可能引起轴瓦过早发生故障。

日本专利文献JP 5-202936披露了用于内燃机的流体动力轴瓦，其明显具有在载荷下操作的部分和在载荷下不操作的各个对置相邻部。

在流出区域附近并且在未受载荷的区域中，轴瓦包括用于排出润滑油中存在的杂质微粒的多个槽。文献还披露了，所述槽的深度在朝向在载荷下操作的部分的方向上减小。

然而，该文献所提出的方案被证明效果不佳，因为其仅仅是从轴瓦中排出杂质微粒，而没有保留杂质微粒并将杂质微粒从润滑油中排出。从而，如果微粒没有被润滑滤清器捕获，则不能防止该同一微粒返回至轴瓦或者到达发动机的另一个部件，进而可能最终损害该部件。

该日本文献所提出的方案的另一个缺点在于，存在于该部分中的槽需要增加由泵供应的油的流量，以实现轴承的流体动力支承状态。流量越大则油泵所需的电力越大，该电力由发动机的操作来供应，从而将减小可供使用的电力。

北美专利文献US 2008/0187259提到了用于内燃机中的轴瓦，该轴瓦的内表面包括位于流出区附近并且与容纳有来自泵的油的径向槽连通的两个轴向端部槽。

由于该轴瓦的特殊结构，最终存在于油中的杂质微粒将随着轴承相关于轴瓦的旋转而进入径向槽，并且被引向一个轴向端部槽，杂质微粒从该轴向端部槽离开轴瓦的内表面。