BR102016009560A2

BR102016009560A2 - BRONZINE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES

Info

Publication number: BR102016009560A2
Application number: BR102016009560-3A
Authority: BR
Inventors: Zottin Walter; Adrian Ferreyra Sergio
Original assignee: Mahle Metal Leve S.A.
Priority date: 2016-04-28
Filing date: 2016-04-28
Publication date: 2017-10-31
Also published as: WO2017186798A1

Abstract

a presente invenção refere-se a uma bronzina (1) para mo-tores de combustão interna particularmente aplicável em uma biela com capa inclinada (2), a bronzina (1) sendo dotada de dois segmentos semicirculares que, quando montados na biela (2), definem um perfil de excentricidade (3) da bronzina (1), sendo que a maior distância deste perfil de excentricidade (3) define regiões de folga (4, 4') alinhadas com uma posição de zero graus (0°±5º), com o objetivo de minimizar picos de pressão de filme de óleo, consequentemente, minimizando a perda de potência do motor pela redução do atrito entre um eixo virabrequim e uma superfície interna da bronzina (1).The present invention relates to a bearing (1) for internal combustion engines particularly applicable to a slanting connecting rod (2), the bearing (1) having two semicircular segments which when mounted on the connecting rod (2) ) define an eccentricity profile (3) of the bearing (1), and the greatest distance of this eccentricity profile (3) defines clearance regions (4, 4 ') aligned with a zero degree position (0 ° ± 5 ° ), in order to minimize oil film pressure peaks, consequently minimizing engine power loss by reducing friction between a crankshaft shaft and an inner bearing surface (1).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "BRON-ZINA PARA MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA".Patent Descriptive Report for "BRON-ZINA FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES".

[001] A presente invenção refere-se a uma bronzina para motores de combustão interna particularmente aplicável em uma biela com linha de partição inclinada, compreendendo um perfil de excentricidade que define regiões de folga alinhadas com uma posição de zero grau (vertical), capaz de minimizar picos de pressão de filme de óleo, consequentemente, minimizando a perda de potência do motor devido ao atrito.[001] The present invention relates to an internal combustion engine bearing particularly applicable to a sloping partition rod, comprising an eccentricity profile defining backlash regions aligned with a zero degree (vertical) position capable of minimize oil film pressure spikes, thereby minimizing engine power loss due to friction.

Descrição do estado da técnica [002] Os motores de combustão interna compreendem, essencialmente, um bloco de motor, que compreende um ou mais cilindros e o conjunto de árvore de manivelas ou conjunto do virabrequim, ao qual são associados um ou mais cabeçotes, sendo que, por sua vez, o conjunto de árvore de manivelas é composto por pistões, bielas e pelo virabrequim.Description of the prior art Internal combustion engines essentially comprise an engine block comprising one or more cylinders and the crankshaft assembly or crankshaft assembly to which one or more cylinder heads are associated, being whereas, in turn, the crankshaft assembly consists of pistons, connecting rods and the crankshaft.

[003] A biela é a peça que interliga um pistão ao virabrequim, convertendo o movimento retilíneo alternativo do pistão no interior do cilindro em um movimento angular contínuo do virabrequim. A biela é dotada, basicamente, de um furo ou olhai grande, chamado de cabeça da biela, ao qual associa-se um eixo virabrequim, uma haste ou corpo, e um furo ou olhai pequeno, chamado de pé da biela, o qual é fixado a um pistão por meio de uma cavilha ou pino.The connecting rod is the part that connects a piston to the crankshaft, converting the alternate rectilinear movement of the piston inside the cylinder into a continuous angular movement of the crankshaft. The connecting rod is basically provided with a large eyelet or hole called the connecting rod head, which is associated with a crankshaft shaft, a rod or body, and a small eyelet or hole called the connecting rod foot, which is fixed to a piston by means of a bolt or pin.

[004] Durante o funcionamento do motor, o(s) pistão(ões) movi-menta(m)-se linear e reciprocamente. Solidariamente a cada pistão, a respectiva biela se movimenta e sua cabeça, associada ao virabrequim, descreve um movimento circular, resultando na movimentação angular do virabrequim.During engine operation, the piston (s) move linearly and reciprocally. Solidarously with each piston, the piston rod moves and its head, associated with the crankshaft, describes a circular motion, resulting in angular movement of the crankshaft.

[005] Para possibilitar o correto funcionamento do motor, é necessário que o contato entre o virabrequim e os demais componentes do motor seja realizado por meio de mancais, mais conhecidos como bronzinas ou casquilhos. Qualquer que seja sua configuração específica, no entanto, eles são conhecidos genericamente como mancais de deslizamento.[005] To enable the engine to function properly, contact between the crankshaft and other engine components must be made by means of bearings, better known as bearings or bushings. Whatever their specific configuration, however, they are generally known as slip bearings.

[006] Em um motor de combustão interna, as bronzinas podem ser utilizadas (i) como mancais de eixo virabrequim em relação ao bloco do motor, (ii) como mancais de biela em relação ao eixo virabrequim e (iii) como mancais de eixo de comando de válvulas, dentre outras aplicações menos corriqueiras.In an internal combustion engine, bearings may be used (i) as crankshaft shaft bearings in relation to the engine block, (ii) as connecting rod bearings relative to crankshaft shaft and (iii) as shaft bearings. cams, among other less common applications.

[007] Especificamente, os mancais desenvolvidos para utilização no virabrequim são denominados bronzinas. Em geral, as bronzinas compreendem dois segmentos de um metal ferroso, principal mente de aço, cada segmento formando uma metade semicircular ou em forma de "C" (a fim de facilitar a montagem em uma biela), os dois segmentos sendo associados em formato anelar, semelhante a uma bucha.Specifically, bearings developed for use in the crankshaft are called bearings. In general, the bearings comprise two segments of a ferrous metal, mainly steel, each segment forming a semicircular or "C" -shaped half (for ease of mounting in a connecting rod), the two segments being associated in shape. ring, similar to a bushing.

[008] A superfície externa de uma bronzina apresenta características de dureza capazes de permitir um contato sólido com seu alojamento, sem deformações, garantindo seu correto apoio e proporcionando a correta dissipação de calor gerado pela fricção (atrito), evitando, assim, um superaquecimento do conjunto.[008] The outer surface of a bearing has hardness characteristics that allow solid contact with its housing, without deformation, ensuring its proper support and providing the correct dissipation of heat generated by friction, thus avoiding overheating. of the set.

[009] Já a superfície interna das bronzinas compreende um revestimento que pode ser composto por várias ligas metálicas, como, por exemplo, ligas à base de Cobre ou de Alumínio, entre outras, sempre buscando resistência à abrasão e ao desgaste, além de boa conformabilidade, proporcionando elevada vida útil, mesmo sob severas condições de operação do motor.Already the inner surface of the bearings comprises a coating that can be composed of various metallic alloys, such as Copper or Aluminum based alloys, among others, always seeking resistance to abrasion and wear, and good conformability, providing long service life even under severe engine operating conditions.

[0010] Embora uma bronzina possa realizar sozinha a função de redução de atrito, entre o eixo virabrequim e a biela a ela associada, seu desempenho é enormemente melhorado pela adição de um lubrificante entre a parte móvel (eixo virabrequim) e a superfície interna da bronzina. Por essa razão, um dos objetivos principais do projeto de uma bronzina é estabelecer e manter um filme de óleo entre essas superfícies, geralmente sob cargas variáveis e de alto impacto.Although a bearing can perform the friction reduction function alone between the crankshaft shaft and its associated connecting rod, its performance is greatly enhanced by the addition of a lubricant between the moving part (crankshaft shaft) and the inner surface of the crankshaft. bronzine. For this reason, one of the main objectives of a bearing design is to establish and maintain an oil film between these surfaces, usually under variable and high impact loads.

[0011] Em operação normal, o eixo virabrequim e a superfície interna da bronzina se mantêm espaçados um do outro por um filme de óleo que se forma entre estes sob uma condição de lubrificação hidro-dinâmica. Dessa forma, é predominante na vida útil da bronzina e dos demais componentes, a maximização deste filme de óleo, de modo a evitar o contato entre o eixo virabrequim e o mancai. Procura-se, portanto, projetar bronzinas de forma a proporcionar a maior espessura possível do filme de óleo compatível com as características do sistema de lubrificação do motor.In normal operation, the crankshaft shaft and the inner surface of the bearing are spaced apart by an oil film forming between them under a hydrodynamic lubrication condition. Thus, it is predominant in the service life of the bearing and other components, the maximization of this oil film, in order to avoid contact between the crankshaft shaft and the bearing. We therefore aim to design bearings to provide the largest possible thickness of the oil film compatible with the characteristics of the engine lubrication system.

[0012] No entanto, o funcionamento do motor impõe sobre seus conjuntos, cargas elevadas, com picos de pressão e temperatura de óleo, que causam a fadiga mecânica do material e reduzem a viscosidade dinâmica do óleo, produzindo um filme de óleo mais fino e reduzindo a condição de lubrificação hidrodinâmica, fazendo com que ocorra um eventual contato entre o eixo virabrequim e a superfície interna da bronzina, conduzindo a possíveis falhas pelo atrito gerado.However, the operation of the engine imposes on its assemblies high loads, with oil pressure and temperature spikes, which cause mechanical fatigue of the material and reduce the dynamic viscosity of the oil, producing a thinner oil film. reducing the hydrodynamic lubrication condition, causing eventual contact between the crankshaft shaft and the inner bearing surface, leading to possible failures due to friction generated.

[0013] A variação desse contato se dá, principalmente, devido aos carregamentos que o Power Cell (camisa, pistão, anéis, biela, buchas e pino) exerce sobre o eixo virabrequim, valores esses que atingem seu pico quando da partida do motor ou no início da operação. Como o pico de carga acontece momentos depois da inversão de movimento, isto é, quando o pistão já inicia seu movimento de volta, o valor de máximo de pressão sobre as bronzinas acontece descentralizado.The variation of this contact is mainly due to the loads that the Power Cell (jacket, piston, rings, connecting rod, bushings and pin) exerts on the crankshaft, values that reach their peak when the engine starts or at the beginning of the operation. Since the peak load happens moments after the inversion of movement, that is, when the piston already starts its back movement, the maximum pressure value on the bearings happens decentralized.

[0014] Para tanto, o perfil das bronzinas, formado quando da união de dois segmentos montados em uma biela, não é rigorosamente cilíndrico, sendo fabricado com ligeira excentricidade.To this end, the profile of the bearings, formed when joining two segments mounted on a connecting rod, is not strictly cylindrical, being manufactured with slight eccentricity.

[0015] Este perfil de excentricidade é capaz de originar regiões de folgas apropriadas, a fim de auxiliar a rápida formação do filme de óleo lubrificante, evitando desta maneira o contato metal-metal ao se iniciar o movimento de rotação do virabrequim. Também, tal perfil serve para compensar a eventual deformação do alojamento, fator que afetaria as regiões de folgas e a dissipação de calor dos componentes.This eccentricity profile is capable of giving proper clearance regions to assist the rapid formation of the lubricating oil film, thereby preventing metal-to-metal contact when starting the crankshaft rotation motion. Also, this profile serves to compensate for eventual housing deformation, a factor that would affect the clearance regions and heat dissipation of the components.

[0016] Para que a bronzina atinja seu melhor desempenho, seu perfil de excentricidade deve possibilitar uma melhor distribuição de pressão, de modo que sejam obtidas folgas maiores nas regiões de carga da bronzina.In order for the bearing to achieve its best performance, its eccentricity profile must enable a better pressure distribution so that greater clearance is obtained in the bearing regions of the bearing.

[0017] Tradicionalmente, as bielas com capa inclinada são utilizadas em muitas aplicações de motores de combustão à gasolina ou di-esel, motores médios e pesados, e motores em "V". Estas bielas com capa inclinada compreendem regiões de carga distintas das bielas convencionais, de modo que as bronzinas aplicadas devem, também, compreender um perfil de excentricidade diferenciado em relação às bronzinas usualmente utilizadas em bielas convencionais.Traditionally, slanted cap connecting rods are used in many applications of gasoline or diesel engine combustion engines, medium and heavy duty engines, and "V" engines. These inclined cap connecting rods comprise load regions distinct from conventional connecting rods, so that the applied bearings should also comprise a differentiated eccentricity profile compared to the bearings commonly used in conventional connecting rods.

[0018] Em geral, as bronzinas aplicáveis em bielas com capa inclinada compreendem um perfil de excentricidade de modo que a maior distância do perfil define regiões de folgas alinhadas com uma linha de partição da bronzina. Esta linha de partição faz a divisão dos dois segmentos semicirculares da bronzina e é inclinada conforme a inclinação da capa da biela.In general, the bearings applicable to slanted connecting rods comprise an eccentricity profile such that the longest distance from the profile defines regions of gaps aligned with a splitting line of the bearing. This parting line divides the two semicircular segments of the bearing and is inclined according to the inclination of the connecting rod cap.

[0019] Esta solução encontrada no estado da técnica, ainda que funcional, não define um perfil de excentricidade ótimo, de modo que não atinge o melhor desempenho possível da bronzina.This workable solution, although functional, does not define an optimal eccentricity profile, so it does not achieve the best possible performance of the bearing.

[0020] Faz-se assim necessária a obtenção de uma bronzina para motores de combustão interna particularmente aplicável em uma biela com capa inclinada, à qual defina um perfil de excentricidade que confira à bronzina um melhor desempenho, de modo a minimizar picos de pressão de filme de óleo, consequentemente, minimizando a perda de potência do motor pela redução do atrito entre um eixo virabrequim e a superfície interna da bronzina.It is therefore necessary to obtain a particularly suitable internal combustion engine bearing in a slanted cap connecting rod which defines an eccentricity profile which gives the bearing a better performance to minimize peak pressure peaks. oil film consequently minimizing engine power loss by reducing friction between a crankshaft shaft and the inner surface of the bearing.

Objetivos da invenção [0021] O objetivo da presente invenção está em prover uma bronzina para motores de combustão interna particularmente aplicável em uma biela com capa inclinada, a bronzina sendo dotada de dois segmentos semicirculares que, quando montados na biela, definam um perfil de excentricidade, de modo que a maior distância deste perfil de excentricidade defina regiões de folga alinhadas com uma posição deslocada em relação a uma linha de partição da bronzina, particularmente uma posição de zero graus 0°±5°.OBJECTS OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide an internal combustion engine bearing particularly applicable to a sloping hood connecting rod, the bearing having two semicircular segments which, when mounted on the connecting rod, define an eccentricity profile. such that the greatest distance of this eccentricity profile defines clearance regions aligned with a displaced position relative to a bearing partition line, particularly a zero degree 0 ° ± 5 ° position.

[0022] É, também, um objetivo da presente invenção prover uma bronzina que garanta a minimização dos picos de pressão de filme de óleo que causam a fadiga mecânica do material e reduzem a viscosidade dinâmica do óleo.It is also an object of the present invention to provide a bearing that ensures the minimization of oil film pressure peaks that cause mechanical fatigue of the material and reduce the dynamic viscosity of the oil.

[0023] Ainda, é objetivo da presente invenção prover uma bronzina capaz de minimizar a perda de potência do motor pela redução do atrito entre um eixo virabrequim e a superfície interna da bronzina.Further, it is an object of the present invention to provide a bearing capable of minimizing engine power loss by reducing friction between a crankshaft shaft and the inner surface of the bearing.

Breve descrição da invenção [0024] Os objetivos da presente invenção são alcançados por uma bronzina para motores de combustão interna particularmente aplicável em uma biela com capa inclinada, a bronzina sendo dotada de dois segmentos semicirculares que, quando montados na biela com capa inclinada, definem um perfil de excentricidade da bronzina, sendo que a maior distância deste perfil de excentricidade define regiões de folga alinhadas com uma posição de zero graus (0°±5°).BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION The objectives of the present invention are achieved by an internal combustion engine bearing particularly applicable to a sloping hood connecting rod, the bearing having two semicircular segments which, when mounted on the sloping hood connecting rod, define a bearing eccentricity profile, the largest distance of this eccentricity profile defining backlash regions aligned with a zero degree (0 ° ± 5 °) position.

[0025] Os objetivos da presente invenção são, também, alcançados por uma bronzina, a qual a posição de zero graus (0°±5°) de alinhamento das regiões de folga equivale à direção linear de movimentação da biela com capa inclinada quando associada a um pistão.The objectives of the present invention are also achieved by a bearing, which the zero degree (0 ° ± 5 °) position of alignment of the backlash regions is equivalent to the linear direction of movement of the inclined cover connecting rod when associated. to a piston.

[0026] Ainda, os objetivos da presente invenção são alcançados por uma bronzina suportando pressões de trabalho entre 100MPa e 250MPa.Further, the objectives of the present invention are achieved by a bearing bearing working pressures between 100MPa and 250MPa.

[0027] Ademais, os objetivos da presente invenção são alcançados por um motor de combustão interna compreendendo ao menos uma bronzina, tal como descrita acima.Further, the objects of the present invention are achieved by an internal combustion engine comprising at least one bearing as described above.

Descrição resumida dos desenhos [0028] A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente descrita com base em um exemplo de execução representado nos desenhos. As figuras mostram: [0029] Figura 1 - vista em perspectiva de um segmento de bronzina;Brief Description of the Drawings The present invention will hereinafter be described in more detail based on an exemplary embodiment shown in the drawings. The figures show: Figure 1 - perspective view of a bearing segment;

[0030] Figura 2 - representação de uma bronzina montada em uma biela com capa inclinada;[0030] Figure 2 - Representation of a bearing mounted on a slanted cap connecting rod;

[0031] Figura 3 - representação dos perfis de excentricidade de uma bronzina do estado da técnica e a bronzina da presente invenção;Figure 3 - Representation of the eccentricity profiles of a prior art bearing and the bearing of the present invention;

[0032] Figura 4 - representação gráfica da variação de pressões de filme de óleo em condição de máximo torque para o estado da técnica, para uma condição intermediária e para a presente invenção;[0032] Figure 4 - graphical representation of the variation of oil film pressures at maximum torque condition for the prior art, for an intermediate condition and for the present invention;

[0033] Figura 5 - representação gráfica da variação de pressões de filme de óleo em condição de máxima potência para o estado da técnica, para uma condição intermediária e para a presente invenção;Figure 5 - graphical representation of the variation of oil film pressures at maximum power for the state of the art, for an intermediate condition and for the present invention;

[0034] Figura 6 - representação gráfica da variação de perda de potência pelo atrito (por biela) em condição de máximo torque para o estado da técnica, para uma condição intermediária e para a presente invenção.[0034] Figure 6 - Graphical representation of the variation of power loss by friction (by connecting rod) under maximum torque condition for the state of the art, for an intermediate condition and for the present invention.

Descrição detalhada dos desenhos [0035] A presente invenção refere-se a uma bronzina 1 para motores de combustão interna particularmente aplicável em uma biela com capa inclinada 2, a bronzina 1 sendo dotada de dois segmentos semi- circulares que, quando montados na biela 2, definem um perfil de excentricidade 3 da bronzina 1, sendo que a maior distância deste perfil de excentricidade 3 define regiões de folga 4, 4' alinhadas com uma posição de zero graus (θ'), com o objetivo de minim izar picos de pressão de filme de óleo, consequentemente, minimizando a perda de potência do motor pela redução do atrito entre um eixo virabrequim e a superfície interna da bronzina 1.DETAILED DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention relates to an internal combustion engine bearing 1 particularly applicable to a slanting connecting rod 2, bearing 1 having two semicircular segments which when mounted on connecting rod 2 , define an eccentricity profile 3 of bronzine 1, and the greatest distance of this eccentricity profile 3 defines backlash regions 4, 4 'aligned with a zero degree (θ') position, in order to minimize pressure peaks consequently minimizing engine power loss by reducing friction between a crankshaft shaft and the inner bearing surface 1.

[0036] Conforme já mencionado no estado da técnica, as bronzi-nas 1 compreendem mancais de deslizamento, cuja função consiste em reduzir o atrito entre o dito eixo virabrequim e uma biela a ela associada.As already mentioned in the prior art, the bearings 1 comprise sliding bearings, the function of which is to reduce the friction between said crankshaft shaft and an associated connecting rod.

[0037] A biela é a peça que interliga um pistão ao virabrequim, convertendo o movimento retilíneo alternativo do pistão no interior do cilindro em um movimento angular contínuo do virabrequim. Durante o funcionamento do motor, o(s) pistão(ões) movimenta(m)-se linear e reciprocamente. Solidariamente a cada pistão, a respectiva biela se movimenta e sua cabeça, associada ao virabrequim, descreve um movimento circular, resultando na movimentação angular do virabrequim. Especificamente, os mancais desenvolvidos para utilização no virabrequim são denominados bronzinas.The connecting rod is the part that connects a piston to the crankshaft, converting the alternate rectilinear movement of the piston inside the cylinder into a continuous angular movement of the crankshaft. During engine operation, the piston (s) move linearly and reciprocally. Solidarously with each piston, the piston rod moves and its head, associated with the crankshaft, describes a circular motion, resulting in angular movement of the crankshaft. Specifically, bearings developed for use in the crankshaft are called bearings.

[0038] Observa-se na figura 1, um segmento, ou uma metade, semicircular de uma bronzina 1 para uso em motores de combustão interna. Em geral, as bronzinas 1 compreendem dois segmentos de um metal ferroso, principal mente de aço, cada segmento formando uma metade semicircular, ou em forma de "C" (a fim de facilitar a montagem de uma biela), os dois segmentos sendo associados em um formato anelar, semelhante a uma bucha.[0038] Figure 1 shows a semicircular segment or half of a bearing 1 for use in internal combustion engines. In general, bearings 1 comprise two segments of a ferrous metal, mainly steel, each segment forming a semicircular, or "C" shaped half (to facilitate assembly of a connecting rod), the two segments being associated in an annular shape, similar to a bushing.

[0039] Embora as bronzinas 1 possam realizar sozinha a função de redução de atrito, entre o eixo virabrequim e a biela a ela associada, seu desempenho é enormemente melhorado pela adição de um lubrificante entre a parte móvel (eixo virabrequim) e uma superfície interna da bronzina 1. Por essa razão, um dos objetivos principais do projeto de uma bronzina é estabelecer e manter um filme de óleo entre essas superfícies, geralmente sob cargas variáveis e de alto impacto.Although bearings 1 can perform the friction reduction function alone between the crankshaft shaft and the associated connecting rod, their performance is greatly enhanced by the addition of a lubricant between the moving part (crankshaft shaft) and an inner surface. For this reason, one of the main purposes of a bearing design is to establish and maintain an oil film between these surfaces, usually under variable and high impact loads.

[0040] Em operação normal, o eixo virabrequim e a superfície interna da bronzina 1 se mantêm espaçados um do outro por um filme de óleo que se forma entre estes sob uma condição de lubrificação hidrodinâmica. Dessa forma, é predominante na vida útil da bronzina e dos demais componentes, a maximização deste filme de óleo, de modo a evitar o contato entre o eixo virabrequim e o mancai.In normal operation, the crankshaft shaft and the inner surface of bearing 1 are spaced apart by an oil film forming between them under a hydrodynamic lubrication condition. Thus, it is predominant in the service life of the bearing and other components, the maximization of this oil film, in order to avoid contact between the crankshaft shaft and the bearing.

[0041] No entanto, o funcionamento do motor impõe sobre seus conjuntos, cargas elevadas, com picos de pressão e temperatura de óleo, que causam a fadiga mecânica do material e reduzem a viscosidade dinâmica do óleo, produzindo um filme de óleo mais fino e reduzindo a condição de lubrificação hidrodinâmica, fazendo com que ocorra um eventual contato entre o eixo virabrequim e a superfície interna da bronzina, conduzindo a possíveis falhas pelo atrito gerado.However, the operation of the engine imposes on its assemblies high loads, with oil pressure and temperature spikes, which cause mechanical fatigue of the material and reduce the dynamic viscosity of the oil, producing a thinner and thinner oil film. reducing the hydrodynamic lubrication condition, causing eventual contact between the crankshaft shaft and the inner bearing surface, leading to possible failures due to friction generated.

[0042] Procura-se, portanto, projetar bronzinas de forma a proporcionar a maior espessura possível do filme de óleo compatível com as características do sistema de lubrificação do motor.[0042] The aim is therefore to design bearings to provide the largest possible thickness of the oil film compatible with the characteristics of the engine lubrication system.

[0043] Para tanto, o perfil das bronzinas, formado a partir da união de dois segmentos montados em uma biela, não é rigorosamente cilíndrico, sendo fabricado com ligeira excentricidade.Therefore, the profile of the bearings, formed from the union of two segments mounted on a connecting rod, is not strictly cylindrical, being manufactured with slight eccentricity.

[0044] Este perfil de excentricidade 3 é capaz de originar regiões de folgas 4, 4' apropriadas, a fim de auxiliar a rápida formação do filme de óleo lubrificante, evitando desta maneira o contato metal-metal ao se iniciar o movimento de rotação do virabrequim. Também, tal perfil 3 serve para compensar a eventual deformação do alojamento, fator que afetaria as regiões de folgas e a dissipação de calor dos componentes.This eccentricity profile 3 is capable of producing suitable 4 ', 4' clearance regions in order to aid rapid formation of the lubricating oil film, thereby preventing metal-metal contact when initiating the rotational motion of the lubricant. crankshaft. Also, such profile 3 serves to compensate for eventual deformation of the housing, a factor that would affect the clearance regions and heat dissipation of the components.

[0045] Para que a bronzina 1 atinja seu melhor desempenho, seu perfil de excentricidade 3 deve possibilitar uma melhor distribuição de pressão, de modo que sejam obtidas folgas maiores nas regiões de carga da bronzina.In order for bronzine 1 to achieve its best performance, its eccentricity profile 3 should enable a better pressure distribution so that greater clearances are obtained in the bronzine loading regions.

[0046] Assim, a presente invenção apresenta uma bronzina 1 para motores de combustão interna particularmente aplicável em uma biela com capa inclinada 2, a qual define um perfil de excentricidade 3 compreendendo regiões de folga 4, 4' alinhadas com uma posição deslocada em relação a uma linha de partição da bronzina 1, particularmente uma posição de zero graus 0o.Thus, the present invention discloses a bearing for internal combustion engines 1 particularly applicable in a slanting rod 2, which defines an eccentricity profile 3 comprising backlash regions 4, 4 'aligned with a position offset relative to one another. to a parting line of bronzin 1, particularly a position of zero degrees 0o.

[0047] Conforme visto anteriormente, os segmentos semicirculares de uma bronzina 1, quando montados em uma biela 2, formam um perfil de excentricidade 3, de modo que a maior distância, ou seja, as regiões mais afastadas deste perfil 3, definem regiões de folga 4, 4' entre um eixo virabrequim e a superfície interna da bronzina 1.As seen above, the semicircular segments of a bearing 1, when mounted on a connecting rod 2, form an eccentricity profile 3, so that the greatest distance, that is, the furthest regions from this profile 3, defines regions of clearance 4, 4 'between a crankshaft shaft and the inner surface of the bearing 1.

[0048] Cumpre notar que, as bielas com capa inclinada 2 compreendem regiões de carga distintas das bielas convencionais, de modo que as bronzinas aplicadas devem, também, compreender um perfil de excentricidade 3 diferenciado, com regiões de folgas 4, 4' distintas, em relação às bronzinas usualmente utilizadas em bielas convencionais.It is to be noted that the sloped-rod connecting rods 2 comprise distinct loading regions from the conventional connecting rods, so that the applied bearings should also comprise a differentiated eccentricity profile 3, with distinct clearance regions 4, 4 ', compared to bearings usually used in conventional connecting rods.

[0049] Tradicionalmente, as bielas com capa inclinada são utilizadas em muitas aplicações de motores de combustão à gasolina ou di-esel, motores médios e pesados, e motores em "V".Traditionally, slanted cap connecting rods are used in many applications of gasoline or diesel engine combustion engines, medium and heavy duty engines, and "V" engines.

[0050] As bronzinas 1 aplicáveis em bielas com capa inclinada 2 compreendem um perfil de excentricidade 13 de modo que a maior distância do perfil 13 define regiões de folgas 14, 14' alinhadas com uma linha de partição 5 da bronzina 1. Esta linha de partição 5 faz a divisão dos dois segmentos semicirculares da bronzina 1 e é inclinada conforme a inclinação da capa da biela, vide figura 3.The bearings 1 applicable to sloping connecting rods 2 comprise an eccentricity profile 13 such that the greatest distance from the profile 13 defines clearance regions 14, 14 'aligned with a partition line 5 of the bearing 1. This line of Partition 5 divides the two semicircular segments of the bearing 1 and is inclined according to the inclination of the connecting rod cap, see Figure 3.

[0051] Esta solução encontrada no estado da técnica, ainda que funcional, não define um perfil de excentricidade ótimo, de modo que não atinge o melhor desempenho possível da bronzina 1.[0051] This state-of-the-art solution, although functional, does not define an optimal eccentricity profile, so it does not achieve the best possible bronzine performance 1.

[0052] Observa-se, portanto, na figura 3, a bronzina 1 da presente invenção dotada de um perfil de excentricidade 3 distinto daquele compreendido pelo estado da técnica, de modo que define regiões de folga 4, 4' alinhadas com uma posição de zero graus 0°±5°.It is therefore seen from Figure 3 that the bearing 1 of the present invention has a different eccentricity profile 3 than that comprised by the prior art, so that it defines clearance regions 4, 4 'aligned with a position of zero degrees 0 ° ± 5 °.

[0053] Esta posição de zero graus 0°±5° de alinhame nto das regiões de folga 4, 4' da bronzina 1 equivale à direção linear de movimentação da biela com capa inclinada 2 quando associada a um pistão. O pistão, quando em operação, descreve um movimento linear, de subida e descida, ao longo do eixo de 0°. Portanto, as regiões de folga 4, 4' da bronzina 1 da presente invenção estão alinhadas com esta posição de zero graus 0°±5°, definida a partir do movim ento linear da biela 2 associada ao pistão.This position of zero degrees 0 ° ± 5 ° of alignment of the clearance regions 4, 4 'of bearing 1 is equivalent to the linear direction of movement of the inclined shell connecting rod 2 when associated with a piston. The piston, when in operation, describes a linear upward and downward movement along the 0 ° axis. Therefore, the clearance regions 4 ', 4' of bearing 1 of the present invention are aligned with this zero degree 0 ° ± 5 ° position, defined from the linear movement of piston rod-associated rod 2.

[0054] Portanto, vê-se claramente na figura 3, os perfis de excentricidade 3, 13 distintos, com as regiões de folga 4, 4' da presente invenção deslocadas em relação às regiões de folga 14, 14' do estado da técnica.Therefore, it is clearly seen in Figure 3, the distinct eccentricity profiles 3, 13, with the clearance regions 4, 4 'of the present invention offset relative to the clearance regions 14, 14' of the prior art.

[0055] As figuras 4 e 5, apresentam resultados na redução dos picos de pressão de filme de óleo, ou pressão hidrodinâmica, para motores médios e pesados, em condições de máximo torque e máxima potência, respectivamente.[0055] Figures 4 and 5 show results in reducing oil-film pressure or hydrodynamic pressure peaks for medium and heavy duty engines under conditions of maximum torque and maximum power respectively.

[0056] Nota-se que a bronzina 1 da presente invenção alcançou uma redução de 13% nos picos de pressão de filme de óleo, tanto para a condição de funcionamento do motor em máximo torque quanto em máxima potência, podendo alcançar reduções entre 5% e 15% nos picos de pressão de filme de óleo, dependendo das condições do motor.It is noted that the bearing 1 of the present invention achieved a 13% reduction in oil film pressure peaks for both full torque and maximum engine running conditions and can achieve reductions of up to 5%. and 15% on oil film pressure peaks, depending on engine conditions.

[0057] Assim, a presente invenção apresenta uma bronzina 1 capaz de garantir a minimização dos picos de pressão de filme de óleo que causam a fadiga mecânica do material e reduzem a viscosidade dinâmica do óleo.Thus, the present invention provides a bearing 1 capable of ensuring the minimization of oil film pressure peaks which cause mechanical fatigue of the material and reduce the dynamic viscosity of the oil.

[0058] Ainda, a figura 6, apresenta resultados na redução da perda de potência dos motores médios e pesados devido ao atrito gerado pelas asperezas da superfície interna da bronzina 1, em condições de máximo torque e máxima potência, respectivamente.[0058] Still, Figure 6 presents results in reducing the power loss of medium and heavy engines due to friction generated by the roughness of the inner surface of bearing 1, under conditions of maximum torque and maximum power, respectively.

[0059] Observa-se que a bronzina 1, objeto da invenção, alcançou uma redução de 15% na perda de potência pelo atrito, quando do funcionamento do motor em máximo torque, e uma redução de 6% na perda de potência pelo atrito, quando do funcionamento do motor em máxima potência, podendo alcançar reduções de até 19% na perda de potência pelo atrito, dependendo das condições do motor.[0059] It is noted that the bearing 1, which is the subject of the invention, achieved a 15% reduction in frictional power loss when operating the engine at maximum torque, and a 6% reduction in frictional power loss, when operating the engine at full power and can achieve reductions of up to 19% in frictional power loss depending on engine conditions.

[0060] Portanto, a presente invenção apresenta uma bronzina 1 capaz de minimizar a perda de potência do motor pela redução do atrito entre um eixo virabrequim e a superfície interna da bronzina 1.Therefore, the present invention provides a bearing 1 capable of minimizing engine power loss by reducing friction between a crankshaft shaft and the inner surface of bearing 1.

[0061] Adicionalmente, em uma configuração preferencial alternativa, a superfície interna das bronzinas compreende um revestimento que pode ser composto por várias ligas metálicas, como, por exemplo, ligas à base de Cobre, de Alumínio ou por compostos poliméricos (polímero compósito), entre outras, sempre buscando resistência à abra-são e ao desgaste, além de boa conformabilidade, proporcionando elevada vida útil, mesmo sob severas condições de operação do motor. O revestimento de metal poderá ser, entre outros, eletrodeposita-do.Additionally, in an alternative preferred embodiment, the inner surface of the bearings comprises a coating which may be composed of various metal alloys, such as Copper, Aluminum alloys or polymeric compounds (composite polymer), among others, always seeking resistance to abrasion and wear, as well as good conformability, providing long service life even under severe engine operating conditions. The metal coating may be, among others, electroplated.

[0062] Tendo sido descrito um exemplo de concretização preferido, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações apensas, aí incluídos os possíveis equivalentes.Having described a preferred embodiment example, it should be understood that the scope of the present invention encompasses other possible variations, being limited only by the content of the appended claims, including the possible equivalents thereof.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Bearing (1) for internal combustion engines particularly applicable to a sloping cover rod (2), bearing (1) having two semicircular segments which, when mounted on the sloping cover rod (2), define a profile of eccentricity (3) of the bearing (1), and the greatest distance from this eccentricity profile (3) defines clearance regions (4, 4 '), characterized by the fact that the clearance regions (4, 4') are aligned with a zero degree (0 ° ± 5 °) position.

A bearing (1) according to claim 1, characterized in that the position of zero degrees (0 ° ± 5 °) of alignment of the clearance regions (4,4 ') is equivalent to the linear direction of travel of the connecting rod. with sloped cover (2) when associated with a piston.

Bronzine (1) according to claim 1, characterized in that it supports working pressures between 100MPa and 250MPa.

Bronzine (1) according to claim 1, characterized in that the inner surface comprises an electroplated metal or composite polymer coating.

Internal combustion engine characterized in that it comprises at least one bearing (1) as defined in claim 1.