[發(fā)明專利]滑動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)部件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480024312.4
• 申請日: 2014-05-07
• 公開（公告）號: CN105247230B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅杰·戈杰斯;約翰·卡賴;阿尼爾·拉托德
• 申請（專利權(quán)）人: 馬勒國際有限公司;馬勒發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)英國有限公司
• 主分類號: F16C33/20
• 分類號: F16C33/20;F16C33/66;F16C33/10;F16C33/14
• 代理公司: 北京匯信合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11335
• 代理人: 翟國明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有聚合物軸承材料層的滑動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)部件，尤其涉及用于滑動(dòng)軸承組件以及活塞組件部件的滑動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)部件，滑動(dòng)軸承組件諸如軸承襯套殼、軸套、曲柄軸的軸承表面、凸輪軸的軸承表面、連接桿的軸承表面、止推墊圈、軸承塊的軸承表面、軸承蓋的軸承表面，活塞組件部件諸如活塞圈、活塞裙、以及氣缸壁以及氣缸襯套。

背景技術(shù)

在內(nèi)燃機(jī)中，軸承組件典型地均包括保持曲柄軸(繞軸線可旋轉(zhuǎn))的一對半軸承。每個(gè)半軸承包括中空大致半柱形軸承殼，典型地至少一個(gè)是凸緣半軸承，其中軸承殼設(shè)置有在每個(gè)軸向端部向外(徑向)延伸的大致半環(huán)形止推墊圈。在一些半軸承中，使用軸承殼和止推墊圈構(gòu)成的單件構(gòu)造，而在其他半軸承中，軸承殼和止推墊圈用夾狀特征被松散地機(jī)械接合，在另一類型的半軸承中，止推墊圈通過接合特征的變形而永久地組裝至軸承殼。在其他軸承組件中還公知的是使用環(huán)形或者圓形止推墊圈。

滑動(dòng)軸承的軸承表面大致具有分層構(gòu)造。分層構(gòu)造經(jīng)常包括：強(qiáng)背襯材料(諸如，鋼)，具有的厚度范圍是大約1mm或更多；第一軸承材料的層(“襯套層”)，諸如銅材料(例如銅錫青銅)或者鋁材料，粘附至背襯，并且具有的厚度范圍大致在大約0.1至0.5mm(例如，300μm，具有8％wtSn的銅合金，1％wt的Ni，以及余量Cu，除了附帶雜質(zhì))；以及金屬或者聚合物軸承材料的第二軸承材料的層(“覆蓋層”)，粘附至襯套層的表面并且具有的厚度為小于大約25μm。

第二層的表面形成了實(shí)際運(yùn)行或滑動(dòng)表面，在使用中其面向協(xié)同操作構(gòu)件(例如曲柄軸體軸頸)的表面。在軸承殼的情形下，例如當(dāng)其組裝在主軸承殼體或者組裝在連接桿大端時(shí)，背襯提供了強(qiáng)度以及阻力以防止軸承殼的變形。如果第二層被磨穿，那么第一層可以提供合適的軸承運(yùn)行屬性。雖然第一軸承材料提供了抗咬合性和兼容性，但其一般比第二層的材料硬。因而，在其適應(yīng)軸承表面和軸體軸頸之間小的未對準(zhǔn)的能力(符合能力)以及在嵌入潤滑油供給中循環(huán)的灰塵粒子的能力方面，第一層通常劣于第二層，以便防止被碎片刻痕或者破壞軸頸表面。

第一軸承材料通常選自鋁合金(即，具有不多于25％wt的添加劑元素，除了附帶雜質(zhì)，100％wt剩余的為鋁，)或者銅合金材料(即具有不多于20％wt的添加劑元素，除了附帶雜質(zhì)，100％wt剩余的為銅)。鋁合金一般包括鋁合金基質(zhì)，鋁合金基質(zhì)上具有軟金屬的第二相位。通常，軟金屬相位可以選自鉛、錫以及鉍中的一個(gè)或多個(gè)，但是，由于鉛的環(huán)境劣勢，其目前為非優(yōu)選元素。由于這些環(huán)境考慮，銅合金(諸如銅鉛以及含鉛青銅)也最終不受歡迎，例如，可以被無鉛銅合金代替。

第二軸承材料層與軸體軸頸形成匹配配合，二者之間具有用于潤滑流體的間隙，第二軸承材料層還公知為覆蓋層，并且由塑料聚合物材料的基質(zhì)形成，基質(zhì)典型地包括實(shí)心填料微粒，例如具有的厚度為4至40μm。

WO2010066396描述了一種相關(guān)的塑料聚合物復(fù)合材料軸承層，其包括聚酰亞胺/酰胺塑料聚合物材料的基質(zhì)，并且在整個(gè)基質(zhì)中分布有：從5至小于15％vol的金屬粉末；1至15％vol的含氟聚合物微粒，除了附帶雜質(zhì)之外，剩余為聚酰亞胺/酰胺樹脂(例如12μm厚度的層，包括12.5％vol的Al、5.7％vol的PTFE微粒、4.8％vol的硅烷、<0.1％vol的其他元素，剩余為(約77％vol)聚酰亞胺/酰胺)。雖然WO2010066396的塑料聚合物軸承層的成分提供了高耐磨性和疲勞強(qiáng)度，但是仍期望能夠進(jìn)一步在滑動(dòng)軸承中增加這種聚合物層的抗咬合性，特別在這種滑動(dòng)軸承的覆蓋層中。

節(jié)約燃料操作計(jì)劃已經(jīng)變得對于自動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)來說越來越流行，這增加了發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的頻率。在“停止-啟動(dòng)”操作計(jì)劃中，停止以及重新啟動(dòng)車輛移動(dòng)還導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)停止以及重新啟動(dòng)。在“混合”操作計(jì)劃中，當(dāng)車輛能夠通過可替換電源供能(通常是供電)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉。在這種操作計(jì)劃中利用發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的較大頻率導(dǎo)致了對止推墊圈以及軸承殼的性能漸增的需求，增加了相關(guān)網(wǎng)以及曲柄軸的軸頸的配合端面分別接觸止推墊圈和軸承殼的頻率，因此引起相應(yīng)地增加了運(yùn)行表面的磨損。

在活塞組件中，公知的是降低活塞裙和氣缸壁之間劃痕的可能性，更為公知的是從曲柄箱中的潤滑油提供活塞和氣缸壁之間的潤滑。此外，公知的是提供具有耐磨涂層的發(fā)動(dòng)機(jī)部件。例如，公知的是用涂覆活塞氣缸襯套，是電鍍鎳親脂性的基質(zhì)碳化硅涂層。類似地，正如WO2005042953描述的，公知的是利用材料涂覆活塞裙以輔助潤滑以及避免兩個(gè)部件之間金屬對金屬的接觸，從而降低磨損，改善氣缸內(nèi)的潤滑和/或熱屬性。