[发明专利]止推垫圈

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机的止推垫圈，所述内燃机设置有包括至少一个滑动表面的金属基部，所述滑动表面具有一致的表面轮廓，而没有任何弯曲点或高点。

背景技术

内燃机为大多数汽车使用的能量转换机构，并且基本上包括两个主要部分-发动机本体以及一个或更多的气缸盖。燃烧室位于气缸盖下方，并且气缸和曲柄轴组件位于发动机本体中。

曲柄轴在内燃机的功能中为基本部件，并且负责将由空气/燃料混合物的燃烧产生的能量转换为扭矩。通过支撑轴承安装在发动机本体中的曲柄轴通常为铸碳钢的，并且具有联接至曲柄销的连杆，并且连杆的几何结构联想到并排放置的多个曲柄。

在有助于将曲柄轴安装在发动机本体中的部件中的是衬套和止推垫圈，所述止推垫圈负责承受由传动装置或变速系统产生的负荷。

止推垫圈通常位于一个或更多轴承位置中，并且基本上包括定位在轴承顶部和底部的两个半月形或半垫圈。这些垫圈以抵消可能的作用在曲柄轴上的轴向力的方式起作用，使得当其暴露至轴向负荷时产生的力不直接作用在发动机本体上，因为止推垫圈提供了用于负荷的支撑表面，防止发动机本体上的磨损。

如可以在图1中看出的，止推垫圈设置有基本上半圆形的金属基部，并且具有两个表面。接触表面与发动机本体关联，并且在垫圈与发动机本体之间不存在相对运动，同时滑动表面与曲柄轴保持接触，引起垫圈与曲柄轴之间的相对运动。依据所施加的负荷，相对运动将高负荷置于滑动表面与曲柄轴之间的接触上，所述滑动表面负责支撑产生的轴向负荷。除以之外，止推垫圈还具有与轴和用于油的通道关联的内径。

油通道对于止推垫圈的合适的功能是基本的，并且确保表面被润滑，防止轴承上的加速的/过度的磨损。这些通道填充有油，使得油通过由旋转运动产生的推力分布整个表面。

四冲程发动机和柴油发动机两者均承受轴向负荷。而且，这些负荷主要在设置有自动或自动化的变速齿轮的发动机中甚至更大。这些齿轮有助于减少汽车中的油耗，但它们增加了施加的负荷，其结果是当前使用的止推垫圈不能受力并且变为磨损的或者遭受其他缺陷。

针对垫圈为了支撑而产生的负荷，油膜必须形成在垫圈的滑动表面与曲柄轴之间。该油膜需要保持厚度，并且其通过已知为流体动力学支撑的现象产生。该流体动力学支撑依靠两个因素-表面的形状与速度。

当不存在金属与金属接触时(即当表面之间存在距离时，该距离为油膜的厚度)据说垫圈为被流体动力学地支撑。对于产生油膜的厚度的流体动力学支撑需要比表面粗糙度大三倍。

为了实现足够的流体运动学支撑，需要保证能够用于该条件的指定的转速和最好的表面。随着转速相对于车辆的速度变化，表面能够以实现支撑高轴向负荷和力的足够支撑的方式进行改变。

在现有技术的情况下，存在基本上包括至少一个斜坡部、至少一个平坦水平部和至少一个通道的平垫圈、凸垫圈以及坡垫垫圈(ramp-and-pad washer)。

如名称所显示的，具有平坦滑动表面的垫圈在滑动表面上不具有任何几何结构，并且只包括油通道。这些垫圈具有低耐磨性并且只适于具有低负荷的发动机。

凸垫圈通过冲压加工生产，并且包括曲线的滑动表面。它们虽然便宜，但它们由于滑动表面的几何结构的大变化并且由于缺少平坦部而具有低耐磨性。应当注意的是，为了保持流体动力学的支撑，平坦部是必要的。

而且坡垫垫圈(ramp-and-pad washer)通过机加工制造，并且包括至少一个具有恒定的倾斜度的斜坡、至少一个水平平坦表面以及至少一个油通道。因为机加工保证了垫圈在尺寸方面是稳定的，所以这些垫圈确保了高水平的流体动力学支撑，并且平坦水平部确保了高水平的流体动力学支撑，改进了垫圈的性能。

虽然坡垫垫圈具有更大的耐磨性和更好的性能，但斜坡部与水平部之间的连接表现出几何结构的突然改变。从数学的角度讲，该连接的点引起弯曲点或者中断油在滑动表面上的分布的顶点，减少了在该点的流体动力学支撑。该弯曲点或顶点导致了压力情况的改变，引起不稳定性。

减少该缺点的一种方式为将使斜坡部连接至平坦水平部的所述顶点通过小半径磨圆。该构造导致了垫圈的较少的不稳定性，但不确保出色的性能。

考虑到以上内容，尚不存在发展的任何止推垫圈，其具有如下的表面：保证不被任何过渡效果影响的一致的流体动力学支撑、给予垫圈高耐磨性以及因此的出色性能。

发明内容

发明目的