CN103119311A - 内燃发动机曲轴的曲轴支承 - Google Patents

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Abstract

一种内燃发动机曲轴的曲轴支承，具有由轴瓦构成的滑动轴承，其中轴瓦（10）通过轴瓦背面（13）邻接内燃发动机的气缸曲轴箱（11）并且通过轴瓦工作面（12）邻接要支承的曲轴，其中或者所述轴瓦工作面（12）或者轴瓦背面（13）或者邻接轴瓦背面（13）的气缸曲轴箱（11）的表面（14）具有凹下的轮廓。

Description

内燃发动机曲轴的曲轴支承
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的内燃发动机曲轴的曲轴支承。
背景技术
曲轴的曲轴支承经常也称为主支承并且用于曲轴在内燃机的气缸-曲轴箱中的支撑和支承。曲轴支承大多包括由多个轴瓦组成的滑动轴承，它们容纳在气缸曲轴箱基孔里面。在气缸曲轴箱的基孔里面衬入滑动轴承的轴瓦，在此基孔一般由所谓的轴承座以及所谓的轴承盖构成，轴承座是气缸曲轴箱的一部分，轴承盖同样是气缸曲轴箱的一部分。这种曲轴支承的滑动轴承是油润滑的，用于保证尽可能微小的曲轴支承磨损。
在传统的曲轴支承中在曲轴支承运行中基本在轴向的轴承中心形成用于滑动轴承或同一滑动轴承轴瓦的最大轴承负荷。因此在轴向轴承宽度上看去，传统的曲轴支承的滑动轴承处于强烈变化的或不同的负荷下。此外在上述压力分布的基本位置上基本在轴向轴承宽度的中心形成最大的轴承温度。因为在轴承温度与轴承材料的使用寿命之间存在直接的关系，基本在滑动轴承的轴向轴承中心中的局部峰值温度限制整个曲轴支承的使用寿命。这是缺陷。
发明内容
存在曲轴支承的需求，其中在轴向轴承宽度上的压力分布和温度分布是均匀的。由此提出本发明的目的是，实现内燃发动机曲轴的新型曲轴支承。
这个目的通过如权利要求1所述的内燃发动机曲轴的曲轴支承实现。按照本发明或者所述轴瓦工作面或者轴瓦背面或者邻接轴瓦背面的气缸曲轴箱表面具有凹下的轮廓。
在这里通过本发明首次建议，曲轴支承的滑动轴承的轴瓦的轴瓦工作面或轴瓦背面或者连接轴瓦背面的气缸曲轴箱表面配有凹下的轮廓。在这个凹下轮廓上可以在轴向轴承宽度看去均匀分布轴承负荷、即压力负荷以及温度负荷。
由此能够，在不改变轴承尺寸时提高曲轴支承的使用寿命。可以选择在相同的曲轴支承使用寿命时减小曲轴支承的几何形状并由此减小尺寸。
附图说明
本发明的优选改进方案由从属权利要求和下面的描述给出。本发明的实施例不受此局限地借助于附图详细解释。在此示出：
图1  按照本发明第一实施例的内燃发动机曲轴的曲轴支承的示意横截面，
图2  按照本发明第二实施例的内燃发动机曲轴的曲轴支承的示意横截面，
图3  按照本发明第三实施例的内燃发动机曲轴的曲轴支承的示意横截面。
具体实施方式
在这里本发明涉及内燃发动机曲轴的曲轴支承。这种曲轴支承用于支承和支撑曲轴在内燃发动机的气缸曲轴箱里面，其中曲轴支承包括滑动轴承，它一般由多个轴瓦、即上轴瓦和下轴瓦组成。这些轴瓦衬入到气缸曲轴箱的孔里面。
图1极简化地示出未示出的曲轴的曲轴支承的局部横截面，具有在曲轴支承轴向上的剖视方向，其中在图1中示出轴瓦10、即曲轴支承的下轴瓦10的横截面以及邻接下轴瓦10的内燃发动机气缸曲轴箱11段的截面图。在图1中以轴向横截面示出的、下轴瓦10具有轴瓦工作面12，它在形成间隙的条件下邻接要支承的曲轴。在与轴瓦工作面12对置的轴瓦10侧面上构成所谓的轴瓦背面13，通过它轴瓦10邻接在邻接下轴瓦10的气缸曲轴箱11段的表面14。
如上所述，图1示出曲轴支承的滑动轴承的下轴瓦10的横截面和邻接下轴瓦10的气缸曲轴箱11的段在轴向上的横截面，其中在图1中示出轴向A。图1还示出径向R以及圆周方向U，其中圆周方向U延伸到图面平面里面并且从图面平面延伸出来。
在图1的实施例中轴瓦10的轴瓦工作面12配有凹下的轮廓，其中轴瓦工作面12的凹下轮廓在轴瓦10的圆周方向上看去是回转的并且不仅在径向而且在轴向上延伸。
图1可以看出，轴瓦工作面12的凹下拱曲轮廓在径向上这样构成，使凹下轮廓的径向拱曲深度在轴瓦10的轴向中心是最深的，其中这个径向拱曲深度在轴瓦10的轴向边缘方向上连续减小。
通过曲轴支承的滑动轴承的下轴瓦10的轴瓦工作面12的上轮廓可以在轴瓦10的轴向宽度上均匀分布压力负荷以及温度负荷，由此可以减小或者甚至避免在轴瓦10的轴向宽度上的局部压力峰值和温度峰值。由此可以积极地影响曲轴支承的使用寿命。
此外通过下轴瓦10的轴瓦工作面12的凹下轮廓改善在按照本发明的曲轴支承的滑动轴承中的切向油流，这最终导致在下轴瓦10上改善的排热。由此进一步减小下轴瓦10的温度负荷并由此进一步提高使用寿命。
因此通过提高在切向圆周方向上的油流使润滑油从下轴瓦10的高负荷部位输送到未示出的上轴瓦的更低负荷的部位。在上轴瓦部位，在其中由于曲轴支承轨迹在轴瓦与曲轴之间存在比在下轴瓦部位中更大的间隙，使油可以在轴向上无阻碍地离开轴承。
由此保证，尽管通过下轴瓦12的凹下轮廓引起油流在轴向上的节流，但是也能够无阻碍地交换润滑油，并由此保证良好地冷却曲轴支承。
与图1中所示的、本发明的优选实施例不同，在图1中下轴瓦10的轴瓦工作面12具有凹下轮廓，也能够如图2所示，使邻接轴瓦背面13的气缸曲轴箱11的表面14配有凹下轮廓。此外可以选择，如图3所示，使轴瓦背面13是凹下轮廓。在图2和3中所示的轴瓦（没有轮廓）只有在安装的或夹紧的状态才具有凹下的轴承工作面、即在图1中所示的状态。
在图2和3的变化中可以使压力负荷和温度负荷均匀地分布在轴向的轴承宽度上，并且在图2和3的情况下增加在切向的圆周方向上的油流。
通过本发明可以提高曲轴支承的使用寿命。在相同的曲轴支承尺寸时可以延长其使用时间。也可以选择使本发明用于，在相同的曲轴支承使用寿命时更小地设计曲轴支承尺寸，并由此通过更短的发动机结构长度和更窄的支承提供更紧凑的发动机结构。此外由此可以实现提高内燃发动机的功率。
按照本发明的有利改进方案在圆周方向上看去改变凹下的轮廓。由此例如按照这个有利的改进方案能够，在圆周方向上看去改变凹下拱曲轮廓的径向拱曲深度。由此可以进一步改善曲轴支承的特性。
也可以选择在圆周方向上看去不改变凹下轮廓。
最好仅仅使滑动轴承的下轴瓦10或者邻接滑动轴承下轴瓦10的气缸曲轴箱11的段具有凹下的轮廓，而不在上轴瓦或者邻接上轴瓦的气缸曲轴箱的段的部位中形成这种凹下的轮廓。
附图标记清单
10 轴瓦
11 气缸曲轴箱
12 轴瓦工作面
13 轴瓦背面
14 表面。

Claims (7)

1. 一种内燃发动机曲轴的曲轴支承，具有由轴瓦构成的滑动轴承，其中轴瓦通过轴瓦背面邻接内燃发动机的气缸曲轴箱并且通过轴瓦工作面邻接要支承的曲轴，其特征在于，或者所述轴瓦工作面（12）或者轴瓦背面（13）或者邻接轴瓦背面（13）的气缸曲轴箱（11）的表面（14）具有凹下的轮廓。
2. 如权利要求1所述的曲轴支承，其特征在于，所述凹下轮廓在圆周方向上回转。
3. 如权利要求1或2所述的曲轴支承，其特征在于，在圆周方向上看去凹下的轮廓变化。
4. 如权利要求1或2所述的曲轴支承，其特征在于，在圆周方向上看去凹下的轮廓不变化。
5. 如权利要求1至4中任一项所述的曲轴支承，其特征在于，所述凹下轮廓的凹下拱曲轮廓在径向和轴向上延伸。
6. 如权利要求5所述的曲轴支承，其特征在于，所述凹下的拱曲轮廓这样构成，使这一拱曲轮廓的径向拱曲深度基本在轴向中心中是最深的。
7. 如权利要求1至6中任一项所述的曲轴支承，其特征在于，仅仅滑动轴承的下轴瓦（10）或邻接滑动轴承下轴瓦（10）的气缸曲轴箱（11）的段具有凹下的轮廓。
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