CN105324552B - 用于止转轭往复活塞式发动机的滑块 - Google Patents

用于止转轭往复活塞式发动机的滑块 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于止转轭往复活塞式发动机的滑块，该滑块包括基体(1)和侧表面(5)，该基体具有用于与曲轴的曲柄销配合的接收口(3)，该侧表面在操作期间面向止转轭的滑道，在操作期间提供的加压润滑剂从用于曲柄销的接收口(3)供应给侧表面(5)，其特征在于，基体(1)在面向止转轭的滑道的侧表面(5)的区域中设置有滑板(6)，其特征在于，滑板以相对于基体(1)浮动的方式被支撑，并且在滑板(6)与侧表面(5)之间具有间隙(9)，在止转轭往复活塞式发动机的操作期间，间隙至少部分填充有润滑剂。

Description

用于止转轭往复活塞式发动机的滑块
技术领域
本发明涉及用于止转轭往复活塞式发动机的滑块。
背景技术
US 4,013,048公开了一种具有滑块的止转轭发动机，滑块以滑动的方式被支撑在止转轭中。滑块具有与止转轭的滑道相配合的滑动侧。滑动侧具有槽状结构，并且提供传送压力油的导管以用油填充凹槽。
JP 2004 293320A公开了一种以止转轭设计的多缸压缩机。在该压缩机(区别特别在于很短的冲程)中，滑道以弹性形式被支撑在止转轭中。用于轭滑道/滑块滑动副的油经由止转轭供应。用于该油供应的该滑动副是繁琐的并且至少不适用于用作内燃机的具有止转轭设计的往复活塞式发动机。此外，JP 2004 293320A中所公开的该压力油供应不适用于具有较长冲程的往复活塞式发动机。
WO 02/27143A1公开了一种用于以止转轭发动机的形式设计的往复活塞式发动机的滑块，其中，压力油导管将来自滑块的压力油供应给滑块与止转轭的滑道之间的滑动副。该通用类型的滑块已经证明了其价值，但是滑块在止转轭内部的动态倾斜过程-尤其在经过长时间段的操作期间-仍然使得不期望的磨损出现在滑块的滑动侧和/或止转轭的滑道上。
DE 3218339A1公开了一种用于内燃机的止转轭组件，其中，止转轭的滑道由分开插入的滑板构成。
发明内容
本发明的目的在于公开一种用于止转轭往复活塞式发动机的滑块，其中，在滑块与止转轭的滑道之间的滑动副中的磨损被进一步最小化。本发明的另一个目的在于公开一种滑块，该滑块最大限度的补偿止转轭的滑道的平行度公差。
这些目的完全可以通过独立权利要求的滑块实现。其它具有优点的实施例在从属权利要求中公开。
本发明基于这样的认识：为了实现技术目的，最好使滑块与以相对于滑块浮动的方式被支撑的滑板相关联，使得一方面润滑剂膜在滑块的基体与滑板之间产生，并且另一方面润滑剂膜在滑板和止转轭的滑道之间产生。因此，本发明第一次采用通过滑板的介入而在滑块的基体与止转轭之间设置双润滑剂膜或双润滑剂膜的方法。在该情况下，由于滑板相对于止转轭的滑道的振荡运动，形成在滑板与止转轭的滑道之间的一个润滑剂膜动态形成润滑剂膜。在该情况下，形成在滑板与滑块的基体之间的润滑剂膜为由于止转轭往复活塞式发动机的润滑泵的静态润滑剂压力所形成的润滑剂膜。滑板沿滑动方向相对于滑块的基体固定，并且因此随着滑块的基体运动。滑板以垂直于滑动方向、优选垂直于相关联的止转轭的滑道或者垂直于滑板的面向止转轭的滑道的滑动侧相对于滑块的基体浮动的方式被支撑。一方面，根据本发明的这些措施使得能够最小化滑板与止转轭的滑道之间的磨损。另一方面，同润滑剂膜在滑板与滑块的基体之间产生的液压间隔补偿一样，能够获得在止转轭的相对滑道之间可能存在的公差的有效公差补偿。以根据本发明的方式，借助于在两种不同润滑剂膜或润滑剂膜中嵌入滑板，即，借助于在基体与滑板之间的静态润滑剂膜和在滑板与止转轭之间的动态润滑剂膜，能够使磨损最小化(即使滑块不可避免地相对于止转轭发生倾斜运动)，尤其使在滑板的端部区域的边缘处(沿滑动方向观察)的磨损最小化。
可行的润滑剂具体包括油或者具有例如由陶瓷材料制成的润滑部，其也可以是水或/油乳剂。此外，可以使用固体润滑剂(例如，MoS2)，其优选与流体一起使用。可以根据待润滑的部件的材料特性使用任何合适类型的流体。
根据本发明的特定实施例，设置至少部分包围滑板与滑块的基体之间的间隙边缘的阻挡部，以防止润滑剂从间隙漏出。这使得能够可选地影响润滑剂从滑板与滑块的基体之间的静态润滑剂膜处漏出。具体而言，在整个止转轭往复活塞式发动机中，这对于可靠地防止润滑剂压力中出现失控的压降是必要的。
例如，阻挡部可以为覆盖间隙的、从至少一个滑板向外延伸的至少一个分隔壁。或者，阻挡件可以是覆盖间隙的、从滑块的基体向外延伸的分隔壁。阻挡部可以围绕整个周长存在，因而该阻挡部用作用于可能从静态润滑剂膜处漏出的润滑剂的迷宫式密封，因此有效地防止润滑剂漏出并且确保在滑块的基体与基板之间存在足够的润滑剂膜。
在优选的方式中，阻挡部还用于以沿滑动方向相对于基体形状配合的方式稳固至少一个滑道。
如果滑板借助于分隔壁相对于滑块的基体稳固，则能够以沿垂直于止转轭的滑板的平面的方向相对于基体浮动的方式支撑滑板，因此能够确保静态润滑剂膜形成在基体与滑板之间并且确保动态润滑剂膜(润滑剂膜)形成在滑板与止转轭的相应滑道之间。
为了保证将润滑剂供应到滑板与基体之间的间隙，该基体具有与间隙连通的、在操作期间传送加压润滑油的至少一个导管。
为了使经由导管供应给间隙的润滑剂向上传送，滑板可以有利地具有至少一个润滑剂引导口，润滑剂能够通过该引导口在操作期间传送到止转轭的滑道之间的第二间隙中。借助于滑块的中央润滑剂供应，足够的润滑剂经由曲轴的曲柄销供应给滑板与滑块的基体之间的润滑剂垫和滑板与止转轭的滑道之间的润滑剂膜因此是可能的。在该情况下，例如润滑剂引导口可以与导管对齐，使得润滑剂可以直接从导管通过润滑剂引导口输送，并且到达滑板与止转轭的滑道之间的第二间隙中。除了与润滑剂引导口对齐的上述导管之外，其它的导管能够设置在滑块的基体中，其将润滑剂供应到滑块的基体与滑板之间的第一间隙中，以便产生静态润滑剂垫。
为了将足够数量的润滑剂供应到滑板与止转轭的滑道之间的动态润滑剂膜中，以改善紧急操作特性，有利的是在滑板的在操作期间面向止转轭的滑动侧中设置多个凹部，以便提供润滑剂槽(pocket)。
例如，凹部可以表现为球形杯或圆形凹陷的形式并且具有约0.05至0.1mm的深度。有利的是选择凹部的平坦部分不大于滑动侧的基部面积的50％，优选不大于20％-40％。
已经证明，以线性的方式沿滑板的纵向布置凹部是有利的。还能够尤其改善紧急操作特性，由凹部构成的线与滑动方向成一角度α，其中，角度α有利地在3°与20°之间，尤其在5°与15°之间。
与设置凹部一样，在滑板的滑动侧设置具有凸点状突出部被证明是有益的，该突出部以线性的方式沿滑板的纵向布置。此外，由突出部形成的线可以与滑动方向成一角度α，该角度如上所述可以在3°与20°之间，尤其在5°至15°之间。在该情况下，突出部的承载表面部分至少是滑动侧的区域的50％，优选60％-80％。
在该情况下，使凹部或突出部的相邻线彼此偏离地定位也被证明是有益的。
在本发明的特定实施例中，为了提供滑板相对于基体的形状配合固定稳固分隔壁可以设置在端部使得滑板必定随着滑块的基体运动。然而还可以提供销或其它合适的紧固装置，其一方面确保滑板与滑块的基体联合运动，并且另一方面允许垂直于滑板或滑道的平面的浮动支撑。
附图说明
在下文将结合附图对本发明进行更详细的解释。在附图中：
图1示出根据本发明的滑块的第一实施例的立体图，其中，滑板被安装(以浮动的方式被支撑)在滑块的基体上；
图2示出处于分解状态的根据图2的滑块的基体和滑板；
图3示出根据本发明的滑块的第二实施例的示意立体图；
图4以示意放大图(细节)示出滑板的滑动侧的俯视图。
具体实施方式
在对附图加以描述的上下文中，例如设定将油用作润滑剂。然而，示例性实施例并不限于将油用作润滑剂。如上所述，可以替代地使用其它合适的润滑剂。
根据本发明的滑块的第一实施例(图1)具有基体1，在示例性实施例中，基体由第一基体半部1’和第二基体半部2’构成。基体1具有接收用于止转轭往复活塞式发动机的曲轴的曲柄销的开口3。在接收口3内设置与侧表面5对应并从该侧表面露出的至少一个、优选多个导管4，该侧表面5在操作期间面向止转轭(未示出)的滑道(未示出)。基体1的侧表面的每一者与滑板6相关联，滑板以沿滑动方向8相对于基体1形状配合的方式连接到基体1，并且以沿垂直于滑动方向7的方向(双箭头方向8)、尤其沿垂直于滑板6的平面的方向相对于基体1浮动(即，可运动)的方式被支撑。结果，滑板6和基体1在它们之间形成第一间隙9。第一间隙9用于为第一油膜(静态油膜)提供空间，第一油膜用于压力油，压力油经由导管输送到间隙9。在根据图1的示例性实施例中，间隙9借助于分隔壁10至少部分被滑板6的纵向边缘覆盖，以防止油从侧面流出，其中，分隔壁位于基体1的袋状凹部11中。因此，一个或多个分隔壁10构成第一间隙9中含有的压力油的阻挡部。滑板6具有通过压力油的油引导口12，其中，压力油含在第一间隙9中，或者如果压力油与油引导口12对齐，则压力油经由导管输送到滑板6的滑动侧13。滑板6的滑动侧13在止转轭往复活塞式发动机的操作期间面向止转轭(未示出)的滑道(未示出)。滑块与止转轭在滑动侧13与止转轭的相应滑道之间沿滑动方向7相对运动。因此，由于这两个滑动部件彼此之间的相对速度，在滑动侧13与止转轭的滑道之间形成动态油膜，该动态油膜位于滑板6与止转轭的滑道之间的第二间隙中。
为了容纳滑板6的分隔壁10(图2)，基体1具有袋状凹部11。就其尺寸而言，袋状凹部11构造为使得分隔壁10位于袋状凹部内而不沿或几乎不沿滑动方向7运动，并且借助于分隔壁边缘10a被支撑在袋状凹部的相应边缘11a上。在袋状凹部11中，以滑动的方式沿双箭头8的方向引导分隔壁10，使得油压的建立引起压力油通过至少一个导管4输送到滑板6与滑块的基体1之间的间隙9中。
在图3所示的根据本发明的滑动块的另一个实施例中，基体1具有与滑板6中相应的凹部14接合的分隔壁10。在该示例性实施例中，基体的分隔壁10用作油膜或者滑板6与基体1之间的第一间隙9中含有的压力油的阻挡部。如在第一示例性实施例中，压力油经由多个导管4输送到间隙9中。在图3所示的示例性实施例中，中间导管4与滑板6的油引导口12相对应，因此确保压力油能够输送到滑板6的滑动侧13与止转轭(未示出)的滑道(未示出)之间。在面向止转轭的滑动侧13上，具有沿线16布置的、表现为球形杯形式的凹部15或者大致点状方式的突出部15。线16可以与滑动方向7成角度α。两个邻近线7和其突出部15或凹部15有利地具有相对于彼此的偏移。角度α可以有利地在3°与20°之间，尤其5°与15°之间。这确保沿滑动方向7接连出现的凹部/突出部15具有沿滑动方向7所观察到的相对于彼此的微小偏移，这改善了油槽或油膜的形成，以用于紧急操作。如果具有足够大的间隔量或者例如具有足够粘性的油，使球形杯状凹部/点状突出部15平行于滑动方向7布置自然也是足够的。
对于滑板6的特定实施例，滑动侧具有沿滑动方向7成行布置的突出部15。每两个相邻行R1和R2沿滑动方向7彼此偏离地定位。在突出部15之间具有凹部15a；彼此对齐地并且沿横向于滑板的方向17彼此相邻地布置的每两个突出部15和彼此对齐地并沿滑动方向7在行R1和R2的一者中彼此相邻地布置的每两个突出部15围成滑板6的滑动侧的区域B，相对于突出部15，最大凹部15a位于区域B的中心Z内。在根据图4的示例中，区域大致为棱形。突出部15的顶点与凹部15a的最低点之间的深度尺寸为0.05mm至0.1mm。
突出部的在其最高点(d)处的直径为约2mm至3mm，优选2.5mm。一行R1或R2的两个凸点的距离A优选为约2mm。两个相邻R1和R2彼此之间的距离B优选为约1.5mm至2.2mm，特别是2.0mm。如图4所示，表面结构能够例如借助于材料去除加工的方法制造，但这相对昂贵。对于较大的生产运行，例如在批量生产时，指出的凹部的尺寸和深度能够通过冲压或其它类型的冷成型法制造。滑板6的滑动侧的该表面被证明在冷运行的条件下特别耐用和坚固。
具有根据本发明的滑块，特别有利的是两个油膜(即，在滑板6与滑块的基体1之间的第一间隙9中的第一油膜(静态油膜)和在操作期间在滑动侧13与止转轭的滑道之间动态形成的油膜)能够防止由于滑块在操作期间的倾斜运动引起的磨损。具体而言，这与滑板6的表面端部区域有关，该区域在图3中用大写字母A和B示意性地示出。事实上，这里可以解释为：在第一间隙9中形成的静态油膜用作液压间隔补偿并且能够根据负载、特别根据滑板6的边缘处的负载屈服到一定的程度，使得能够可靠地防止在滑板6与止转轭(未示出)之间的区域中的干摩擦。根据本发明，能够通过提供至少部分覆盖间隙9的周长的阻挡部来调节或者预先确定油从间隙9流出的行为。截至目前，已经证明摒弃位于磨损区域A、B附近的边缘处的阻挡部(分隔壁10)是有利的，使得在该特定位置处，间隙9中的油膜就其厚度而言由于倾斜运动能够相对快速地适应。这可能是由于在这些区域A和B中的分隔壁10能够整个略去或例如只具有较低的高度或者只延伸过子区域，使得在分隔壁之间具有，油能够经由其从间隙9处漏出。
附图标记列表
1 基体
2 基体半部
2’ 第二基体半部
3 接收口
4 导管
5 侧表面
6 滑板
7 滑动方向
8 双箭头方向
9 间隙
10 分隔壁(阻挡部)
11 袋状凹部
12 油引导口
13 滑动侧
14 凹部
15 突出部
15a 凹部
16 线
α 角度
R1 行
R2 行
A 区域
B 区域
Z 中心
d 突出部的最高点

Claims (17)

1.一种用于止转轭往复活塞式发动机的滑块，所述滑块包括基体(1)和侧表面(5)，所述基体具有用于与曲轴的曲柄销配合的接收口(3)，所述侧表面在操作期间面向止转轭的滑道，在操作期间，加压润滑剂从用于所述曲柄销的所述接收口(3)供应给所述侧表面(5)，其中，所述基体(1)在面向所述止转轭的所述滑道的所述侧表面(5)的区域中设置有滑板(6)，并且，所述滑板(6)以相对于所述基体(1)浮动的方式被支撑，并且在所述滑板(6)与所述侧表面(5)之间具有间隙(9)，在所述止转轭往复活塞式发动机的操作期间，所述间隙至少部分填充有润滑剂，
其特征在于，所述滑板(6)具有至少一个引导口(12)，在操作期间，润滑剂能够通过所述引导口传送到所述止转轭的所述滑道与所述滑板(6)之间的滑动间隙。
2.根据权利要求1所述的滑块，其特征在于，提供至少部分包围所述间隙(9)的边缘的阻挡部(10)，以防止润滑剂从所述间隙(9)漏出。
3.根据权利要求2所述的滑块，其特征在于，所述阻挡部(10)为覆盖所述间隙(9)的至少一个分隔壁(10)，所述分隔壁从所述至少一个滑板(6)向外延伸。
4.根据权利要求2所述的滑块，其特征在于，所述阻挡部(10)为覆盖所述间隙(9)的至少一个分隔壁(10)，所述分隔壁从所述基体(1)向外延伸。
5.根据权利要求2所述的滑块，其特征在于，所述阻挡部(10)沿滑动方向(7)相对于所述基体(1)以形状配合的方式固定/保持所述至少一个滑板(6)。
6.根据权利要求1所述的滑块，其特征在于，所述滑板(6)被安装为能够垂直于所述滑板(6)的平面相对于所述基体(1)运动，即，以浮动的方式运动。
7.根据权利要求1所述的滑块，其特征在于，所述基体(1)具有至少一个导管(4)，所述导管在操作期间传送加压润滑剂并且与所述间隙(9)连通。
8.根据权利要求7所述的滑块，其特征在于，所述润滑剂引导口(12)与所述导管(4)对齐。
9.根据权利要求1所述的滑块，其特征在于，所述滑板(6)的在操作期间面向所述止转轭的滑动侧(13)具有多个凹部(15a)，以提供润滑剂槽。
10.根据权利要求9所述的滑块，其特征在于，所述凹部(15a)表现为球形杯的形式并且具有从0.05至0.1mm的深度。
11.根据权利要求9或10所述的滑块，其特征在于，所述凹部(15a)以线性方式沿所述滑板(6)的纵向布置。
12.根据权利要求11所述的滑块，其特征在于，由所述凹部(15a)构成的线与所述滑动方向(7)成一角度(α)，其中，所述角度(α)在3°与20°之间。
13.根据权利要求11所述的滑块，其特征在于，由所述凹部(15a)构成的线与所述滑动方向(7)成一角度(α)，其中，所述角度(α)在5°至15°之间。
14.根据权利要求9所述的滑块，其特征在于，所述滑动侧(13)具有多个凸点状突出部(15)，所述突出部以线性方式沿所述滑板(6)的纵向布置。
15.根据权利要求14所述的滑块，其特征在于，凹部(15a)或突出部(15)的相邻线彼此偏离地定位。
16.根据权利要求3或4所述的滑块，其特征在于，为了使所述滑板(6)相对于所述基体(1)形状配合固定，在端部设置所述分隔壁(10)。
17.根据权利要求3所述的滑块，其特征在于，所述滑板(6)的所述分隔壁(10)接合在所述基体(1)的袋状凹部(11)中。
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