[發明專利]用于噴油泵的凸輪環

無效

• 申請號: 200680026244.0
• 申請日: 2006-07-14
• 公開（公告）號: CN101223360A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: 沃爾夫岡·比克勒;呂迪格·比克勒;烏韋·尼格林
• 申請（專利權）人: KS滑動軸承有限公司;西門子公司
• 主分類號: F04B1/04
• 分類號: F04B1/04
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 張文;張春水

技術領域

本發明涉及一種用于內燃機噴油泵的凸輪環，其具有用于可偏心傳動的軸段的圓孔和至少一個削平的外部段，噴油泵的壓排元件可以支撐在該外部段上，其中在凸輪環的孔內設有用于支承軸段的套筒形滑動軸承件。

背景技術

在公知的凸輪環中，滑動軸承件以滑動軸承襯套的方式由鋼/塑料的復合材料構成。它包括鋼的支撐層(鋼背)和在支撐層上構成的大多由青銅組成多細孔承載層，在其孔內裝入以聚合物基為基礎的滑動層材料。這種滑動軸承襯套由環形的帶鋼材料制造，從板坯中切斷并卷起，從而形成接縫。它們以最低壓緊力壓入凸輪環的孔內，以便使其在噴油泵工作時的任何工作條件下均保持緊密配合，也就是不會在孔內分離。這種軸承襯套的壓入一方面導致襯套的接縫端之間表面壓力，其在襯套材料內沿襯套的周向作用。另一方面，由此在凸輪環的材料上施加徑向力，其造成削平的外部段徑向向外拱起，從而削平的外部段剖面上在孔或襯套的縱向中心線方向上觀察不再是平面，而是弧形彎曲并具有一個拱頂。如果壓排元件利用根部段或者底部段支撐于該彎曲面，那么不再保證通過其接觸面將力均勻地導入壓排元件內。因此不存在滿足要求的均勻的平面接觸，而是導致增加點狀或者線狀的力導入。隨之而來的是增加了磨損和材料疲勞。

發明內容

本發明的目的在于消除這種目標沖突，也就是說，一方面保證滑動軸承件在凸輪環孔內的緊密配合，而另一方面確保從凸輪環向壓排元件耐疲勞和耐磨損的力導入。

該目的在一種所述類型的凸輪環方面依據本發明以如下方式得以實現，即滑動軸承材料包括具有降低摩擦的填料的聚合物基的滑動層材料，其直接涂覆在凸輪環的限定孔的表面上。

通過依據本發明將滑動層材料直接涂覆在凸輪環的限定孔的表面上和依據本發明取消作為滑動層材料載體的鋼背，或者換言之，凸輪環本身用作滑動層材料的載體或支撐體，可以解決造成過快疲勞和過高磨損的問題，即凸輪環由于滑動軸承襯套的高壓入力而形成的拱起。按照本發明一種優選的實施方式，滑動層材料噴鍍在表面上或者按照另一種實施方式由滑動層材料制造薄膜材料并且需要時在使用特別是PFA基的增附劑情況下涂敷在表面上，這樣不會出現造成凸輪環或平面外部段拱起的徑向力。

已證明有利的是，凸輪環的限定孔的表面為此具有至少Rz4的表面粗糙度，特別是至少Rz6和進一步優選至少Rz8的表面粗糙度。

在本發明思想的改進方案中已證明有利的是，表面上附加地進行磷化處理。

按照另一發明思想已證明有利的是，表面采用鋼丸噴射處理。情況表明，由此不僅可以達到保證滑動層材料良好附著有利的表面粗糙度，而且表面附加通過脈沖作用致密并由此提高表面硬度。因此該表面更適用于吸收切向作用的力(剪切力)或抵抗剪應力并使滑動層材料保持在孔的表面。

但伴隨本發明而來的還有另一個非常明顯的優點。通過取消滑動軸承件上的金屬支撐層或承載層可以節省徑向結構空間，這意味著，凸輪環在相同的外徑情況下可以更加堅固地構成。按照相應的方式，可以將結構空間未受金屬載體耗用的深度用于提高滑動層材料的厚度。

總而言之，可以按照本發明的方式生產一種承受在如機組啟動時混合摩擦下最高負荷的噴油泵。凸輪環適合于例如在壓力范圍1000至2000bar的直噴式柴油發動機的高壓噴油泵上使用，這種壓力范圍的要求不能與在200與300bar之間工作的那種傳統的汽油發動機相比。

按照依據本發明的凸輪環的優選的實施方式，滑動層材料以PEEK基為基礎。這一點意味著，至少體積百分比為50％的聚合物部分由PEEK組成。滑動層材料整體上，也就是包括填料在內，優選地包括重量百分比為至少50％的PEEK。作為耐磨填料，滑動層材料此外有利地包括重量百分比為5％至15％的TiO₂。該材料此外有利地包括重量百分比為5％至15％的硫化鋅和/或者硫酸鋇，其中，特別是對于混合摩擦狀態來說，這是一種非常適用的固體潤滑材料。此外證明有利的是，滑動層材料包括重量百分比為5％至15％的石墨。此外證明有利的是包括重量百分比為5％至15％的碳素纖維。

硫化鋅是一種良好的固體潤滑材料，其對干燥不敏感。與此相關比較敏感的石墨相反則具有良好的導熱能力，并能夠將出現的摩擦熱向軸承金屬層和金屬支撐層的方向傳導。氧化鈦相反則提供必需的耐磨強度。因此，利用這些成分產生一種從摩擦學上看在混合摩擦(高負荷、出現摩擦熱、干燥)條件下也非常適用的系統。碳素纖維有助于傳導摩擦熱并在表面方向上提供穩定性，它們因此有利于均勻導入和吸收剪切力。