CN106015336A - 一种轴瓦 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴瓦，包括相对配合使用的上瓦片和下瓦片，上瓦片内壁设有全油槽，上瓦片上设有偏置的花型椭圆油孔，花型椭圆油孔中心面与全油槽中心面重合；下瓦片内壁靠近两端对称设置有短油槽，上瓦片和下瓦片相对应端面上设有定位唇。本发明花型椭圆油孔可以在不影响承载面的情况下增加出油量；直角U型油槽的设计，可以提高轴瓦的承载面积；对口冲压式定位既可以不破坏内圆承载面的整体性，便于油膜的形成，同时又可以增大对口结合面的面积，使其跟能承载更多的载荷。

Description

一种轴瓦

技术领域：

本发明涉及发动机零部件加工，具体涉及一种轴瓦。

背景技术：

轴瓦的作用是不但要能保护曲轴轴颈，而且在频频启停时，当轴瓦摩擦副处于边界润滑或者混合润滑状态时，也能防止曲轴轴颈的早期磨损，从而保护曲轴的运转可靠性。先进的发动机技术对轴瓦的要求越来越高；更加频繁的启动，启停或混合动力发动机将导致轴瓦的早期磨损。发动机爆发压力的增加和发动机的轻量化，增加了轴瓦的载荷。低粘度机油、粗糙化的曲轴表面，更高的温度使得轴瓦早期磨损更加加剧。

传统结构的轴瓦，已不满足内燃机技术的发展要求。传统的轴瓦油孔和油槽的结构设计存在缺陷：

1、一部分油孔过小导致供油不足，使曲轴和轴瓦之间产生干摩擦引起缺油性质的早期失效，极端情况下的高温导致轴承损坏；另一部分油孔过大，会使润滑油泄露过快，压力不够，从而导致油膜不能正常形成。

2、对口平面承载着轴瓦因装配过盈传导的压力，而传统的冲压定位方式，会使对口平面产生一段被冲压的缝隙，导致两对口平面的截面积相对减少。其次，对口冲压式定位唇由于没有破坏内圆承载面积，可以使轴瓦内孔产生一个不间断的油膜，不会造成由于传统冲压方式形成的缺口造成润滑油泄露。

因此，需要设计合理的轴瓦结构，来满足市场的需求。

发明内容：

为了弥补现有技术问题的不足，本发明的目的是提供一种轴瓦，能防止因发动机性能提高所造成的轴瓦磨损，性能大幅提高，坚固耐用，同时又能减少摩擦。

本发明的技术方案如下：

轴瓦，其特征在于，包括相对配合使用的上瓦片和下瓦片，所述的上瓦片内壁设有全油槽，上瓦片上设有偏置的花型椭圆油孔，花型椭圆油孔中心面与全油槽中心面重合；所述的下瓦片内壁靠近两端对称设置有短油槽，所述的上瓦片和下瓦片相对应端面上设有定位唇。

所述的轴瓦，其特征在于，所述的全油槽和短油槽均为U型槽，U型槽的两侧壁与槽底呈90°。

所述的轴瓦，其特征在于，所述的花型椭圆油孔包括在全油槽槽底开设有的长油孔，长油孔中部开设有圆油孔，长油孔的长度尺寸等于圆油孔直径尺寸的2~3倍，圆油孔直径等于长油孔宽度的1.5~3倍。

所述的轴瓦，其特征在于，所述的定位唇采用冲压方式沿着上瓦片和下瓦片对口平面向下冲压成型，定位唇截面成三角形，定位唇冲压端面低于上瓦片和下瓦片对口平面，上瓦片和下瓦片对口平面至定位唇端面设有冲压形成的开口槽。

本发明的优点是：

1、本发明花型椭圆油孔可以在不影响承载面的情况下增加出油量；

2、本发明直角U型油槽的设计，可以提高轴瓦的承载面积；

3、本发明对口冲压式定位既可以不破坏内圆承载面的整体性，便于油膜的形成，同时又可以增大对口结合面的面积，使其跟能承载更多的载荷。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明上瓦片花型椭圆油孔、全油槽、定位唇的俯视结构示意图。

图3为本发明下瓦片短油槽、定位唇的俯视结构示意图。

图4为本发明全油槽或短油槽对口面处的截面图。

具体实施方式：

参见附图：

轴瓦，包括相对配合使用的上瓦片1和下瓦片2，上瓦片1内壁设有全油槽3，上瓦片1上设有偏置的花型椭圆油孔4，花型椭圆油孔4中心面与全油槽3中心面重合；下瓦片2内壁靠近两端对称设置有短油槽5，上瓦片1和下瓦片2相对应端面上设有定位唇6；

全油槽3和短油槽5均为U型槽，U型槽的两侧壁与槽底呈90°。

花型椭圆油孔4包括在全油槽槽底开设有的长油孔4-1，长油孔4-1中部开设有圆油孔4-2，长油孔4-1的长度尺寸等于圆油孔直径尺寸的3倍，圆油孔4-2直径等于长油孔宽度的2倍。

定位唇6采用冲压方式沿着上瓦片1和下瓦片2对口平面向下冲压成型，定位唇6截面成三角形，定位唇6冲压端面低于上瓦片和下瓦片对口平面，上瓦片1和下瓦片2对口平面至定位唇端面设有冲压形成的开口槽7。

具体分析如下：

1、花型椭圆孔：

本发明在上瓦片1一个花型椭圆孔4，在内燃机中，曲轴必须在流动润滑中运转，而润滑油由油泵提供加压到曲轴箱并传递到上主轴承盖上，通过主轴承盖上的孔与轴瓦上片孔相连通。在供油的同时油孔又会将润滑油带回到油泵中，产生循环，带走热量的同时又能将润滑油送到过滤系统。因此轴瓦上片油孔的大小和形状设计至关重要，油孔过小导致供油不足，使曲轴和轴瓦之间产生干摩擦引起缺油性质的早期失效，极端情况下的高温导致轴承损坏。油孔过大，会使润滑油泄露过快，压力不够，从而导致油膜不能正常形成。

本发明所设计的花型椭圆油孔，其中花型椭圆油孔长度4-1的尺寸等于花型椭圆油孔圆孔4-2直径的3倍，花型椭圆油孔圆孔直径等于花型椭圆油孔宽度的2倍。常规油孔的设计，均为简单的增加圆形油孔直径或者增加长条形油孔的长度来增大供油量，这种做法既对钢背外圆造成更大破坏性，又会使内圆承载面面积的减少。

本发明的这种花型椭圆油孔4的设计，能为曲轴提供合理的供油量，加工时只需一次性冲压加工而成，不会因为多次冲压而对轴瓦合金层造成破坏而产生疲劳源点。为了验证油孔设计的合理性，我们通过装配之后的壁厚磨损量以及重量变化，来验证本发明产品的磨损状况，从而来证实其合理性。我们将本发明产品与传统的圆形孔产品同时装配在G4700发动机上，其转速为：6000转，测试时间：50小时，15000000循环次数。 测试结果如下表：

参数	传统油孔轴瓦	本发明的花型椭圆油孔轴瓦
			壁厚磨损量（mm）	0.003/0.004	0.002/0.0025
重量减少量（Mg）	42/45	25/30

根据测量结果可以看出，本发明的设计为曲轴提供了更稳定的流体润滑和防止干摩擦的的形成，可以避免发动机因为大功率、高性能、高转速和重型载荷而产生润滑油不足。通过本发明的花型椭圆油孔油流，更好的使主轴承和轴瓦之间润滑条件的形成，增大了油孔截面积，实现对发动机轴承更可靠的润滑油，在提高了承载面积同时降低了磨损率。

2、全油槽、短油槽：

我们在受承载力较少的上瓦上设计一个全油槽3，在受承载力大的下瓦上，设计一个短油槽5，这种设计，可以使上下两片轴瓦在装配使用时候，经由上片油孔中流出的润滑油，可以平顺的与下片进行衔接过度，不会使润滑油由于碰撞而产生的气蚀及爆震现象。

将传统油槽样式由梯形改变为直角U型。这样一来，在不改变油槽底宽的情况下，使轴瓦的内圆承载面可以增加，从示意图可以看出，增大的内圆承载面，是由于将梯形油槽改变成本发明的直角U型油槽而产生。由于油槽形状的这种改变，油槽的储油量势必会产生影响，为了消除这种影响，我们将油槽底厚变薄，其目的是用增加油槽深度的方式来补偿由于油槽形状改变所减少的储油量。

选轴瓦中最常用的油槽尺寸来举例说明：传统油槽尺寸，其底宽为5mm，梯形油槽的夹角为60°，当油槽底厚为1.5mm，轴瓦壁厚为3.0mm时，油槽口部的宽度为6.73mm。此时如果按照本发明所设计的直角U型油槽，油槽口部宽度应与底部宽度均为5mm。此时我们通过计算：（6.73-5.0）÷6.73*100%=25.7%，由于油槽形状的改变，此尺寸多出来的承载面增加了25.7%。本发明所提供的直角U形油槽，可以使轴瓦的承载面积增加，单位面积所受载荷降低，油膜压力分布更均匀，提高了轴瓦的耐磨性，增强了疲劳强度。

3、定位唇：

本发明加工的定位，采用从对口面向下冲压。这种方式可以使对口平面最大程度保持完好。由于对口平面承载着轴瓦因装配过盈传导的压力，而传统的冲压定位方式，会使对口平面产生一段被冲压的缝隙，导致两对口平面的截面积相对减少。其次，对口冲压式定位唇由于没有破坏内圆承载面积，可以使轴瓦内孔产生一个不间断的油膜，不会造成由于传统冲压方式形成的缺口造成润滑油泄露。

Claims (4)

1.一种轴瓦，其特征在于，包括相对配合使用的上瓦片和下瓦片，所述的上瓦片内壁设有全油槽，上瓦片上设有偏置的花型椭圆油孔，花型椭圆油孔中心面与全油槽中心面重合；所述的下瓦片内壁靠近两端对称设置有短油槽，所述的上瓦片和下瓦片相对应端面上设有定位唇。

2.根据权利要求1所述的轴瓦，其特征在于，所述的全油槽和短油槽均为U型槽，U型槽的两侧壁与槽底呈90°。

3.根据权利要求1所述的轴瓦，其特征在于，所述的花型椭圆油孔包括在全油槽槽底开设有的长油孔，长油孔中部开设有圆油孔，长油孔的长度尺寸等于圆油孔直径尺寸的2~3倍，圆油孔直径等于长油孔宽度的1.5~3倍。

4.根据权利要求1所述的轴瓦，其特征在于，所述的定位唇采用冲压方式沿着上瓦片和下瓦片对口平面向下冲压成型，定位唇截面成三角形，定位唇冲压端面低于上瓦片和下瓦片对口平面，上瓦片和下瓦片对口平面至定位唇端面设有冲压形成的开口槽。