ES2237566T3 - Cojinete. - Google Patents
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Abstract
Un cojinete común que tiene una superficie de rodamiento y que dicha superficie de rodamiento tiene partes con relieve (50, 52) que corren en dirección axial y radial, con el fin de reducir el área de las superficies de contacto con la respectiva mangueta del cigüeñal (30); estando en servicio, las partes con relieve abarcan toda la circunferencia del cojinete, estando situadas las partes con relieve axialmente hacia fuera y a distancia de la boca que alimenta lubricante (36) de la correspondiente mangueta del cigüeñal, caracterizándose el cojinete porque el relieve radial (D) tiene un factor desde alrededor de x2 a alrededor de x15 del huelgo nominal total (d) entre el orificio del cojinete (42) y la mangueta del cigüeñal respectiva, según el diámetro de la mangueta del cigüeñal correspondiente, porque la longitud axial total (1) de las partes con relieve están en el campo de alrededor del 5 y alrededor del 40% de la longitud del cojinete (L) y porque las partes con relieve están dispuestas esencialmente en simetría en la longitud del cojinete.
Description
Cojinete.
La presente invención trata de cojinetes comunes,
y en particular, pero no únicamente, de cojinetes paró el árbol de
levas de motores.
En el sentido más amplio, las características y
dimensiones de algunos motores vienen determinadas, en general, por
el proyectista del motor. Por ejemplo, un motor de cuatro cilindros
puede tener tres o cinco cojinetes principales en el árbol de
levas. aunque hoy en día es más probable que el árbol de levas
tenga cinco cojinetes. Cada cilindro del motor tiene una leva
dotada en general de un cojinete que consiste en dos semiesferas. La
longitud axial máxima del cojinete viene dada por el grosor de la
leva (longitud axial) que a su vez la determina el espacio
existente entre el brazo del cigüeñal que unen las manguetas del de
la cabeza de la biela a las manguetas del cigüeñal contiguas del
cojinete del árbol de levas. Los cojinetes de 1 técnica anterior
casi nunca aprovechan toda la longitud disponible para crear la
máxima zona de rozamiento del cojinete dentro de los límites que
existen. En algunos casos, la zona de cojinete se puede reducir
añadiendo más aceite lubricante, ranuras de distribución, y otros
medios.
Algunas construcciones de los llamados cojinetes
principales con aletas que tienen arandelas de empuje para regular
el huelgo final del árbol de levas no aprovechan forzosamente toda
la longitud axial disponible para zona de rozamiento, pues hay que
sacrificar una parte de la misma para hacer sitio a los medios de
unión de elementos de aleta separados, a fin de evitar que el árbol
de levas se ensucie en la zona de unión de las aletas. Pueden verse
ejemplos de cojinetes de este tipo en
US-A-4 989 998 y
US-A-5 267 797.
US-A-640 630 se
ocupa de un cojinete especial pare rotores de
turbo-sobrealimentación. El cojinete que describe es
flotante, en general cilíndrico que gira respecto a su alojamiento
y también sobre el árbol del turbo-sobrealimentador
que lo sostiene, el cojinete no está fijo a su alojamiento. Además.
el cojinete tiene una zona de apoyo reducida en el orificio, pero es
para regular la rigidez radial del cojinete, que a su vez sirve
para reducir las vibraciones que pueden tener un efecto perjudicial
sobre el funcionamiento en aplicaciones de muy alta velocidad de
giro, como los turbo-sobrealimentadores. Además de
dar un campo amplio de relación entre la longitud del diámetro
interior y la longitud del diámetro exterior, no da más
información.
La razón para aumentar la zona de rozamiento es
la de conseguir la carga específica más baja en el cojinete durante
el funcionamiento del motor. La reducción de la carga específica se
considera generalmente para conseguir otras ventajas consiguientes
del cojinete, como por ejemplo, temperatura de trabajo más baja del
lubricante a cualquier velocidad del motor y desgaste mínimo del
cojinete.
Se señala que los cojinetes de la técnica
anterior tienen las características habituales, como chaflanes de
curvatura convexa, vistos en sección, en la aleación del cojinete
en las caras extremas, que tienden a reducir en poca cantidad la
zona de rozamiento. Sin embargo, la filosofía de cálculo de
cojinetes generalmente aceptada es aumentar la zona de rozamiento,
en especial de los motores modernos de gran rendimiento y muchas
revoluciones.
Así, en vista de lo anterior, no sería
sorprendente que un cojinete producido para un motor conocido y con
una zona de rozamiento muy reducida en comparación con el cojinete
de motor "normal", produjera temperaturas de trabajo más bajas
que con un cojinete normal.
Con arreglo a la invención presente, se presenta
un cojinete común definido en la reivindicación 1.
El cojinete común puede ser un cojinete aparte
instalado en un alojamiento de cojinete propio, estando la trasera
del cojinete en contacto con dicho alojamiento y esencialmente
unido a dicho alojamiento en sentido axial.
El cojinete común puede, en servicio, puede estar
unido al alojamiento, es decir, el cojinete y el alojamiento
mantienen una relación fija y no giran uno respecto al otro.
El cojinete común puede tener por lo menos en el
reverso un material fuerte, con un recubrimiento de aleación
sobrepuesto al cojinete.
El perfil de los cojinetes con arreglo a la
invención presente se distingue del achaflamiento ordinario que se
encuentra frecuentemente en los extremos del cojinete en que los
chaflanes conocidos tienen en sección un perfil convexo, o una
línea recta que va directamente desde la superficie de rodamiento
al borde exterior de la cara axial extrema del cojinete. El perfil
de los cojinetes con arreglo a la presente invención puede
considerarse como una ranura o rebaje que va hasta el extremo axial
de la cara extrema del cojinete, contigua a la cara externa del
cojinete.
Se ha visto que los cojinetes con arreglo a la
invención presente causan temperaturas de rozamiento más bajas, a
pesar de la reducción del área de la superficie de rozamiento.
Cuando se monta un cojinete dentro del
alojamiento, generalmente un alojamiento dividido en el que cada
mitad contiene media esfera, existe un huelgo nominal entre el
orificio del cojinete y la respectiva mangueta del cigüeñal
alrededor de la cual se monta el cojinete. Este huelgo es para dar
cabida a una lámina de aceite lubricante que sostiene el cojinete y
la mangueta del cigüeñal en funcionamiento. En el motor, el
cojinete principal del árbol de levas es estacionario y la mangueta
del cigüeñal es giratoria apoyada en una lámina de lubricante, en
tanto que la cabeza de la biela es movida por el émbolo del motor y
se apoya en la mangueta mediante una lámina de lubricante. El
huelgo permite el mantenimiento de la lámina de lubricante en el
caso en que se produzca una deflexión del cojinete en su
alojamiento, y también permite el efecto de dilatación térmica
durante el funcionamiento.
Se ha encontrado que un factor del huelgo total
nominal entre el orificio del cojinete y la respectiva mangueta del
cigüeñal, es que el huelgo radial puede ser de un factor de x2
hasta alrededor de x15 del huelgo nominal total según el diámetro
del orificio del cojinete y el diámetro de la mangueta del
cigüeñal. Por ejemplo, si el huelgo nominal entre el cojinete y el
cigüeñal es de 0,04 mm, el huelgo radial de la parte ahuecada o con
relieve puede estar en el campo de entre unos 0,08 y 0,60 mm.
La longitud axial de la parte con relieve puede
considerarse que es una proporción de la longitud máxima disponible
de rozamiento que existiría sin el relieve axial. Se ha hallado que
un relieve axial de alrededor de 5 la 40% de la longitud de
rozamiento disponible produce efectos beneficiosos. Un relieve
preferente estaría entre aproximadamente el 10 y el 30%.
Las partes con relieve se disponen esencialmente
en simetría alrededor de la longitud de rozamiento. Por ejemplo,
para un relieve axial total de 6 mm, es preferible que consista en
dos partes ahuecadas, cada una con una longitud axial de 3 mm.
En ciertas circunstancias es posible realizar el
relieve dentro del área de rozamiento, entendiéndose que el relieve
con arreglo a la invención presente no está constituido, como en la
técnica anterior, por ranuras circunferenciales de suministro de
aceite lubricante. En efecto, el área con relieve de la invención
presente viene generalmente dada por zonas en las que el lubricante
corre desde una fuente remota, al contrario de las características
en las que el lubricante se alimenta directamente a través de los
canales que alimentan el lubricante del árbol de levas, por
ejemplo. Así, las partes con relieve del cojinete de la invención
presente reciben el aceite lubricante desde los canales de
alimentación del árbol de levas, por ejemplo, a través de la parte
intermedia de la cara plana del cojinete, en el caso del cojinete
principal del motor. Por otra parte, el cojinete de una biela puede
recibir el lubricante de un orificio de alimentación de lubricante
de la mangueta del cigüeñal respectiva, estando el orificio situado
generalmente aproximadamente a medio camino entre los extremos
axiales del cojinete, de manera que el lubricante llega desde el eje
hacia fuera de las partes con relieve.
Las partes con relieve o ahuecadas se disponen en
ambas mitades de un par de cojinetes y son contiguas en sentido
circunferencial, es decir, las partes con relieve están alineadas
circunferencialmente en ambas mitades. Se cree que no debería haber
un "salto" o falta de continuidad de la parte con relieve en
la cara del cojinete que hace junta, lo que perturbaría los
depósitos de aceite lubricante generados en las parte del cojinete
que tienen relieve. Así, las partes con relieve en una mitad del
cojinete deben unirse suavemente a las partes con relieve de la
otra mitad contigua.
Los relieves de los cojinetes son arreglo a la
invención presente no han de tener obstrucciones que impidan el
paso del lubricante.
Aunque las partes con relieve se han explicado en
términos de mitades separadas de la semiesfera de los cojinetes, la
invención presente también es aplicable a un cojinete puesto en una
biela, por ejemplo, que se ha forrado directamente con una aleación
para cojinetes en el orificio del mismo, como por ejemplo, para
pulverizar oxígeno-combustible a gran velocidad. La
invención presente se aplicaría si hubiera relieves axiales y
radiales, de manera que no toda la longitud de rozamiento
disponible estuviera recubierta de aleación para cojinetes, a fin
de formar lo que de otro modo sería una superficie de rozamiento
"normal" con un huelgo predeterminado en toda la longitud axial
del mismo.
Igualmente, la presente invención se aplica
también a cojinetes lisos en los que se pueden hacer partes con
relieve en el orificio de rozamiento.
La presente invención abarca también, por
ejemplo, los cojinetes hechos directamente en una biela de
aluminio. Muchos motores pequeños de poca potencia y pocas
revoluciones, como los motores de un cilindro de las segadoras de
césped y otras máquinas de jardinería, por ejemplo, contienen
bielas hechas directamente del material del mismo cojinete.
Los cojinetes de la presente invención pueden
retrasar el llamado "toque a fondo" del cojinete en casos de
gran potencia y gran velocidad, debido al aumento de la viscosidad
del lubricante causado por la reducción de la temperatura del
aceite a ciertas velocidades del motor.
Se supone que el descenso de la temperatura de
trabajo del cojinete, que demuestran los cojinetes con arreglo a la
invención presente, podría deberse o ser influida por la turbulencia
o vórtices que forma el lubricante en las partes con relieve y que
ayudan a la transferencia térmica desde el cojinete al lubricante
que corre por el mismo.
Las partes con relieve pueden tener
características que colaboren a la formación y/o retención de los
vórtices de lubricante que hacen el cojinete lo vuelva a arrastrar.
Dichas características pueden ser labios, por ejemplo, hechos en la
parte con relieve u otras cercanas.
También se supone que la reducción de la pérdida
de potencia puede tener efectos secundarios que hagan disminuir la
temperatura de trabajo del cojinete o reduzcan el aumento de
temperatura del cojinete.
Los cojinetes con arreglo a la invención
presente, pueden comprender la cabeza de la biela, o cojinetes
principales, u otros tipos de cojinete, especialmente cojinetes
cargados dinámicamente, No obstante, los cojinetes según la
presente invención pueden encontrar utilidad en aplicaciones de
motores que no sean de combustión interna, ejemplos de los cuales
pueden ser, pero no limitados a éstos, bombas de quipos
hidráulicos, cojinetes de ejes de propulsión de buques y lanchas, y
cualesquiera otros cojinetes que estén cargados dinámica o
estáticamente.
Con el fin de que la presente invención se
entienda más completamente, se describen ahora ejemplos a título
solamente ilustrativo, con referencia a las figuras adjuntas, en
las que:
La figura 1 muestra una vista en perspectiva de
una mitad del cojinete con arreglo a la técnica anterior.
La figura 2 muestra una sección de una
configuración esquemática parcial de la invención presente y el
correspondiente alojamiento del cojinete y la mangueta del
cigüeñal.
La figura 3 muestra una ampliación del detalle
"A" de la figura 2.
La figura 4 presenta una sección parcial de una
segunda configuración de un cojinete con arreglo a la invención
presente.
La figura 5 muestra una sección parcial de una
tercera configuración de un cojinete con arreglo a la invención
presente.
La figura 6 presenta una sección parcial de una
cuarta configuración de un cojinete con arreglo la presente
invención.
La figura 7 muestra una sección parcial de una
quinta configuración de un cojinete con arreglo a la invención
presente.
La figura 8 presenta una sección parcial de una
sexta configuración de un cojinete con arreglo a la invención
presente.
La figura 9 muestra una sección parcial de una
séptima configuración de un cojinete con arreglo a la invención
presente.
La figura 10 presenta un gráfico del aumento de
temperatura del cojinete respecto a la velocidad de cojinetes con
arreglo a la invención presente que tiene partes con relieve con
una variedad de dimensiones, comparados con rodamientos
"normales".
La figura 11 presenta un gráfico similar al de la
figura 10, pero con distintas condiciones de ensayo.
La figura 12 presenta un gráfico similar al de la
figura 10, pero de cojinetes con arreglo a la presente invención
con distintos parámetros dimensionales.
La figura 13 presenta un gráfico similar al de la
figura 12, pero con condiciones de ensayo diferentes.
Nos referimos ahora a las figuras de la 1 a la 9,
en las que las características iguales están designadas con números
de referencia comunes. Se hace notar que las configuraciones que se
describen a continuación son esencialmente esquemáticas y no están
a escala.
En la figura 1 se designa 10 en general un medio
cojinete de la técnica anterior para un motor de combustión
interna; el cojinete 10 comprende una trasera fuerte 12 de un
material, como por ejemplo acero, y una aleación de revestimiento
14 del cojinete unido a la trasera 12, colaborando el
revestimiento, en servicio, con la mangueta del cigüeñal (omitida).
El espesor de la trasera fuerte 12 puede ser de 0,25 mm para
arriba. La capa de aleación 14 que recubre el cojinete puede tener
de unos 0,25 mm hasta 1,5 mm de espesor y frecuentemente se hace de
aleación de aluminio o aleación de cobre. El cojinete 10 puede o no
estar dotado de la llamada capa sobrepuesta de una aleación más
blanda que la aleación 14. Dichas capas sobrepuestas, de haberlas,
suelen tener un grosor de entre 15 y 50 \etam. La aleación del
cojinete 14, en el ejemplo presentado, cubre esencialmente toda la
superficie del cojinete, es decir, no hay ninguna región donde se
haya cortado o suprimido salvo una muesca 16 hecha para alinear el
cojinete con la biela respectiva.
Las figuras 2 y 3 muestran un cojinete 20, de
construcción similar en general al cojinete de la figura 1, montado
en una biela 22 de un motor. El cojinete tiene una trasera de acero
28 sobre el mismo. Sólo se presenta la media tapa inferior 24 de la
biela 22, junto con una parte de la mitad inferior del cojinete 20.
Cuando la biela se monta con dos medios cojinetes 20, rodea una
mangueta de la cabeza del semicojinete 30, que se sostiene entre dos
brazos del cigüeñal 32, 34. La longitud axial total del cojinete se
indica con "L" en la figura 1. Cuando la biela 22 y los
cojinetes 20 van montados alrededor de la superficie de la mangueta
30, hay un huelgo indicado "d" entre la cara de la mangueta 40
y la cara del cojinete 42, siendo el huelgo "d" definido por la
diferencia de diámetro del orificio del cojinete, formado por las
semiesferas 20 cuando se monta en la biela 22, y el diámetro de la
mangueta del cigüeñal 30. El eje del cojinete se indica con 44.
Los cojinetes 20 que propone la invención
presente, como se ven en las figuras 2 y 3, tienen relieves en los
extremos axiales de la perforación, que consisten en rebajes
circunferenciales 50, 52, que tienen la dimensión "D" en el
sentido radial y una longitud "1" en sentido axial. Las figuras
ampliado del detalle "A" que muestra la figura 3, indica
también una ranura acentuada 46 hecha en el extremo axial de la
mangueta del cigüeñal 30 y un chaflán 48 hecho en el extremo del
orificio del cojinete que recibe la biela 24.
La mangueta del cigüeñal 30 tiene un orificio
alimentador de lubricante 36, que en el caso de los ensayos
descritos con detalle, alimenta el lubricante de manera
independiente, en condiciones reguladas. En el servicio normal, el
mismo motor montado en un vehículo alimenta lubricante al orificio
36 a través de una perforación en el árbol de levas, procedente de
un cojinete principal adyacente. Pero el motor del ensayo y el
motor normal para circular tienen en común que el aceite lubricante
se alimenta al cojinete en un punto (orificio de lubricante 30) tal
que corre hacia fuera en dirección de las partes con relieve (como
lo indican las flechas 38), sale del cojinete por ambos extremos
axiales del mismo y cae en el cárter del motor. Así, habiendo dos
partes con relieve, cada una adyacente a un extremo axial del
cojinete, el lubricante se alimenta entre las partes con relieve,
corre por estas partes con relieve y sale del cojinete por los
extremos axiales. Esta última consideración de la posición del
orificio alimentador de lubricante y de las partes con relieve se
aplica a todas las configuraciones que se describen más
adelante.
En la figuras 2 y 3, la profundidad "D" es
constante, aunque esto puede no ser necesario, pues la profundidad
"D" puede variar a lo largo del eje axial "1", como se
explicará más adelante.
La figura 4 presenta una segunda configuración en
la que la parte con relieve 52 tiene un labio 60 situado axialmente
hacia fuera. El espesor total de la pared del cojinete se denomina
"T" y el espesor de la pared en la posición del labio se
denomina "t", siendo t< ó = T, t> (T-D).
La longitud axial del labio 60 se denomina "m" y puede variar
según las dimensiones reales del cojinete y los huelgos, y según la
tarea del motor.
La figura 5 muestra un cojinete que tiene una
parte con relieve de profundidad desigual. La parte con relieve
tiene inclinación descendente hacia el extremo axial del cojinete
en un ángulo constante. La profundidad "D" se puede definir
como la profundidad media desde un extremo al otro de la parte con
relieve.
La figura 6 presenta un cojinete que tiene la
parte con relieve en sentido contrario al de la figura 5. De nuevo,
la profundidad "D" se puede definir como la profundidad media
del rebaje desde un extremo al otro.
La figura 7 muestra un cojinete en el que el
rebaje 52 tiene el fondo curvado 70. El grosor del muro "t" en
el extremo axial exterior del cojinete puede ser igual o menor que
"T". La profundidad "D" de este rebaje se puede definir
como la profundidad máxima del fondo curvo 70.
La figura 8 presenta un cojinete con una parte
con relieve escalonado 72. El ejemplo mostrado tiene tres
escalones, pero puede haber más o menos.
La figura 9 representa una configuración en la
que se han hecho dos partes con relieve 50, 52, axialmente hacia el
interior de los extremos del cojinete 80, 82. Las partes de las
caras del cojinete 84, 86 axialmente hacia fuera de los rebajes, no
tienen rebajes en el espesor de la pared y tiene el espesor
"T" que se define más atrás.
Se realizaron ensayos con los cojinetes hechos
con arreglo a las figuras 2 y 3, con distintas dimensiones de
"D" y "1" en un motor de 2 litros, 4 cilindros en línea,
16 válvulas, doble árbol de levas en culata (DOHC), con una potencia
máxima de 100 kW a 6.000 rpm y un par torsor máximo de 180 nM a
4.000 rpm. Los ensayos del motor se llevaron a cabo en las
condiciones expresadas en la tabla siguiente:
Para que los ensayos fueran representaran lo
mejor posible los efectos de las partes con relieve de los
cojinetes con arreglo a la invención presente, se modificó el motor
de manera que el aceite lubricante, en condiciones de caudal,
temperatura y presión reguladas, se pudiera alimentar directamente
al cojinete de la cabeza de la biela. En el motor sin modificar, el
lubricante se alimenta normalmente a los cojinetes de las cabezas
de las bielas a través de los orificios del brazo del cigüeñal y la
mangueta desde las manguetas del cojinete principal, que a su vez
recibe lubricante a presión de la bomba integrada en el bloque del
motor. Sin embargo, en el motor sin modificar no es posible regular
la alimentación de lubricante a los cojinetes de las cabezas de las
bielas y vigilar exactamente el cambio de los parámetros de trabajo
causados por los cojinetes de la presente invención. Por ejemplo: al
subir la velocidad del motor, el cojinete principal tiene un efecto
importante en la presión y cantidad de lubricante que llega a la
cabeza de las bielas pasadas las mismas, de manera que a altas
velocidades del motor, la alimentación de los cojinetes de las
cabezas de las bielas puede causar lubricación insuficiente. En el
motor modificado para los ensayos, no sólo es posible regular con
precisión los parámetros de entrada de aceite que se describen
antes, sino también vigilar con exactitud los cambios de
temperatura del cojinete. El lubricante se introdujo en el motor
modificado a través de una perforación en el buje del árbol de
levas, para disponer de una alimentación de lubricante
independiente a la cabeza de las bielas, y se taponó la alimentación
normal desde la mangueta del cojinete principal a la cabeza de las
bielas. Se proveyó de contadores de caudal total a la alimentación
de lubricante para vigilar el paso del aceite, y la alimentación de
lubricante al cojinete 20, también se dotó de termopares (omitidos)
situados a alrededor de 0,3 mm de la superficie del cojinete. Así,
lo que se registra es el cambio de temperatura del cojinete en vez
de el cambio de temperatura del lubricante. En el documento
"Meassured crankshaft bearing oil flow and temperatures with a
full or partial groove bearing" de Mian, A.O.; Parker, D.D.,
Williams, B.; Documento SAE OOP-456, marzo 2000,
Con referencia a la figura 10, vemos los
resultados de los ensayos realizados en los que la temperatura de
entrada del lubricante es 100ºC a 2 barios. El cambio de
temperatura del cojinete se midió a velocidades del motor de 3.000
rpm a 6.500 rpm. Los cojinetes eran normalizados (1), es decir, los
cojinetes que se ponen normalmente en el motor de un vehículo; los
cojinetes tienen partes con relieve de 2 mm x 0,3 mm de profundidad
(2), es decir "D" = 0,3 mm y "1" = 1 mm en cada extremo
axial del cojinete; 6 mm x 0,3 mm de profundidad (4), es decir,
"D" = 0,3 mm y "1" = 3 mm en cada extremo axial del
cojinete; y 6 mm x 0,6 mm de profundidad (5), es decir "D" =
0,6 mm y "1" = 3 mm en cada extremo del cojinete. En el motor
del ensayo, el huelgo radial "d" era de 0,02 mm y el huelgo
diametral de 0,04 mm.
En la figura 10 se puede ver claramente que al
aumentar la dimensión "1" de 1 a 3 mm en cada extremo radial
del cojinete, el aumento de la temperatura del cojinete (por encima
de la temperatura de 100ºC a que se alimentaba el lubricante) sigue
decreciendo. Con una temperatura de entrada del aceite de 100ºC a
6.000 rpm, y teniendo cada extremo del cojinete una longitud
"1" de 3 mm y una profundidad "D" de 0,3 mm con arreglo a
la presente invención, la temperatura subió aproximadamente 26ºC,
en tanto que la temperatura del cojinete normal ascendió unos 40ºC.
El efecto de aumentar la dimensión "1" de 1 mm a 3 mm en cada
extremo axial hace que el aumento de la temperatura del cojinete
siga cayendo. El efecto de aumentar la profundidad "D" de 0,3
a 0,6 mm a una dimensión "D" de 3 mm en cada extremo axial
produce una ralentización del aumento de la temperatura del
cojinete, hasta las 6.000 rpm, después de la cual el cojinete
normal produce un aumento más lento de la subida de la temperatura
del cojinete.
La figura 11 presenta un gráfico similar al de la
figura 10, excepto que la temperatura del entrada del lubricante es
140ºC en lugar de 100ºC. Pero se observa la misma tendencia
demostrada en la figura 10 pues la profundidad "D" de 0,3 mm y
la dimensión "1" de 3 mm en cada extremo axial del cojinete
produce el menor aumento de la subida de la temperatura del cojinete
en la gama de velocidades hasta unas 6,500 rpm, cuando hay
coincidencia de la subida de temperatura, que sigue siendo más o
menos 5ºC que la del cojinete normal. De nuevo, se produce la misma
tendencia de menor ascenso de la temperatura del cojinete
aumentando la dimensión "1" hasta 3 mm en cada extremo axial
del cojinete.
Las figuras 12 y 13 presentan gráficos del
aumento de la temperatura del cojinete normal (curva 1) y de
cojinetes que tienen partes con relieve en el extremo axial de
"1" = 2 mm y profundidad "D" = 0,1 mm (curva 2). Igual que
antes, está claro que los cojinetes con arreglo a la invención
presente presentan una reducción del aumento de temperatura del
cojinete a temperaturas de entrada del aceite lubricante de 100ºC
(Fig. 12) y de 140ºC (Fig. 13), siendo 2 barios en ambos gráficos
la presión del suministro de lubricante.
Aunque los motores se pueden poner a gran
velocidad al acelerarlos, el motor de un vehículo pasa la mayor
parte de su vida funcionando a velocidades mucho más lentas, en las
que es predominante el efecto de la presente invención. Sin
embargo, por ejemplo, en las carreteras donde es común que el motor
y el vehículo tengan una velocidad alta sostenida, se observan con
frecuencia temperaturas altas del lubricante, especialmente si el
vehículo está dotado de carenado que mejora la aerodinamicidad, que
son comunes hoy día, y que inhiben la entrada de aire refrigerante
al cárter del motor. Por consiguiente, es beneficiosa cualquier
medida que pueda tomarse para reducir la temperatura de los
cojinetes. Así, es de esperar que se prolongue la vida útil de los
cojinetes y de los respectivos árboles de levas debido a las menores
temperaturas de trabajo y el consiguiente aumento de la viscosidad
del aceite cuando se instalan cojinetes de la presente
invención.
Claims (20)
1. Un cojinete común que tiene una superficie de
rodamiento y que dicha superficie de rodamiento tiene partes con
relieve (50, 52) que corren en dirección axial y radial, con el fin
de reducir el área de las superficies de contacto con la respectiva
mangueta del cigüeñal (30); estando en servicio, las partes con
relieve abarcan toda la circunferencia del cojinete, estando
situadas las partes con relieve axialmente hacia fuera y a
distancia de la boca que alimenta lubricante (36) de la
correspondiente mangueta del cigüeñal, caracterizándose el
cojinete porque el relieve radial (D) tiene un factor desde
alrededor de x2 a alrededor de x15 del huelgo nominal total (d)
entre el orificio del cojinete (42) y la mangueta del cigüeñal
respectiva, según el diámetro de la mangueta del cigüeñal
correspondiente, porque la longitud axial total (1) de las partes
con relieve están en el campo de alrededor del 5 y alrededor del
40% de la longitud del cojinete (L) y porque las partes con relieve
están dispuestas esencialmente en simetría en la longitud
del
cojinete.
cojinete.
2. Un cojinete común con arreglo a la
reivindicación 1 en el que el cojinete está separado (20), montado
en servicio en un alojamiento del cojinete respectivo (22, 24),
estando la trasera del cojinete en contacto con dicho alojamiento y
esencialmente unido a dicho alojamiento en sentido axial.
3. Un cojinete común con arreglo a la
reivindicación 2 en el que la trasera del cojinete comprende por lo
menos un material fuerte (26) que tiene sobre el mismo un
revestimiento de aleación para cojinetes (28).
4. Un cojinete común con arreglo a la
reivindicación 2 o la reivindicación 3 en el que el cojinete
separado es la mitad del cojinete y dos de dichos medios cojinetes
están montados en el alojamiento.
5. Un cojinete común con arreglo a la
reivindicación 2 o la reivindicación 3 en el que el cojinete
separado es un cojinete de manguito.
6. Un cojinete común con arreglo a la
reivindicación 1 en el que el cojinete es un material de
revestimiento depositado directamente en el alojamiento
respectivo.
7. Un cojinete común con arreglo a la
reivindicación 1 en el que la superficie de rozamiento está hecha
directamente por fresado mecánico de un alojamiento en el que,
estando en servicio, gira la mangueta del cigüeñal
correspondiente.
8. Un cojinete común con arreglo a la
reivindicación 7 en el que dicho alojamiento es una biela de
aleación de aluminio.
9. Un cojinete común con arreglo a cualquiera de
las reivindicaciones precedentes en el que la longitud axial de las
partes con relieve está en el campo de desde aproximadamente 10 a
aproximadamente 30% de la longitud del cojinete (L).
10. Un cojinete común con arreglo a cualquiera de
las reivindicaciones precedentes en el que las partes con relieve
tienen una base paralela al eje del cojinete.
11. Un cojinete común con arreglo a cualquiera de
las reivindicaciones precedentes de la 1 a la 9 en el que la base
de las partes con relieve es inclinada respecto al eje del
cojinete.
12. Un cojinete común con arreglo a cualquiera de
las reivindicaciones precedentes de la 1 a la 9 en el que la base
de las partes con relieve es curva (70).
13. Un cojinete común con arreglo a cualquiera de
las reivindicaciones precedentes de la 1 a la 9 en el que la base
de las partes con relieve es escalonada (72).
14. Un cojinete común con arreglo a cualquiera de
las reivindicaciones precedentes en el que las partes con relieve
se encuentran en los extremos radiales del cojinete.
15. Un cojinete común con arreglo a cualquiera de
las reivindicaciones precedentes de la 1 a la 14 en el que las
partes con relieve están hacia dentro de los extremos radiales del
cojinete.
16. Un cojinete común con arreglo a cualquiera de
las reivindicaciones precedentes que tiene un labio (60, 86) axial
hacia el interior de las partes con relieve (52).
17. Un cojinete común con arreglo a la
reivindicación 16 en el que el espesor de la pared donde está el
labio (60) es menor que el espesor total de la pared (T) del
cojinete, pero mayor que el espesor de la pared en la base de la
parte con relieve.
18. Un cojinete común con arreglo a cualquiera de
las reivindicaciones precedentes en el que el cojinete es un
cojinete de biela.
19. Un cojinete común con arreglo a cualquiera de
las reivindicaciones precedentes de la 1 a la 14 en el que el
cojinete es un cojinete principal.
20. Un motor dotado de un cojinete común con
arreglo a cualquiera de las reivindicaciones precedentes de la 1 a
la 19.
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