[发明专利]用于曲轴的隔音滚动元件轴承

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2008年10月27日提交的美国临时专利申请No.61/108,592的优先权，该美国临时申请的整个内容在此被引用作为参考。

技术领域

本发明涉及轴承，更特别地，涉及用于内燃机的曲轴的轴承。

背景技术

最常用于汽车以及其它内燃机的轴承类型称作液力普通轴承(hydrodynamic plain bearing)。液力普通轴承依靠由外部加压的润滑剂的持续流动提供的流体薄膜来支撑载荷并分隔运动部件。液力普通轴承通过利用轴的相对运动而运行以进一步增大流体薄膜的流体压力并产生被挤压的润滑剂的局部楔以支撑所述载荷。

可以使用的另一类型的轴承是滚动元件轴承。滚动元件轴承要求最小量的润滑剂并能够无需外部施压源地运行。因为轴承元件向前滚动，所以它们收集和挤压沉积在轴承表面上的任何润滑剂流体。通过该运动产生的微小的流体楔具有支撑集中载荷的非常高的压力。

发明内容

将滚动元件轴承用于内燃机的曲轴可以提供超过液力普通轴承的优点，例如在效率方面。但是，滚动元件轴承会产生显著的噪音。实施本发明的滚动元件轴承减少传入曲轴箱的噪音。

液力普通轴承要求外部施压润滑剂的持续流动，并且如果这种持续流动不能提供的话则会快速失效。主要由于发生在流体薄膜之间的剪切，存在与液力轴承的运行相关的明显摩擦损耗。多至四分之一的整个发动机摩擦归因于这种摩擦源和热量。

滚动元件轴承并不会遭受与液力普通轴承相同的摩擦损耗。形成在滚体元件和轴承表面之间的流体楔是微小的并产生小的剪切，因此产生低很多的摩擦水平。滚动元件轴承或者抗摩擦轴承通过少的润滑剂运行，这同样使得它们非常能够忍受不同的润滑条件和干扰。但是，由于它们发出相对大量的噪音和振动，它们很少用于发动机场合。

为了更高的燃油效率和更低的排放，在提高汽车以及其它内燃机的效率方面存在明显的兴趣。一种实现这一点的方法是将液力发动机轴承替换为滚动元件设计。这在技术上是可行的，但是存在噪音和振动的问题。液力流体薄膜轴承自身产生非常少的噪音和振动，并可以实际吸收由其它源例如曲轴谐振引起的噪音和振动。相反，滚动元件轴承产生作为它们运行的固有功能的周期性振动。这些振动传递到它们周围并会激发共振，该共振功能被感觉到或听到，是不期望的结果。本发明允许使用没有传递到发动机结构的噪音和振动的负面影响的更高效率的滚动元件轴承。

在一个实施例中，本发明提供一种用于支撑关于相邻的支撑表面转动的轴的径向滚动元件轴承。该径向滚动元件轴承包括多个滚动元件和滚体。该滚体包括上凸第一表面和与上凸第一表面相对的第二表面，上凸第一表面形成用于多个滚动元件的滚道，第二表面具有在滚体的第二表面与相邻支撑表面和轴之一之间形成中空空间的轮廓。当第一径向载荷施加到轴承时，该中空空间具有第一体积，当大于第一径向载荷的第二径向载荷施加到轴承时，该中空空间具有小于第一体积的第二体积。

在另一个实施例中，本发明提供一种曲轴轴承组件，其包括支撑表面和可关于支撑表面转动的曲轴以产生第一径向载荷和大于第一径向载荷的第二径向载荷。所述组件进一步包括用于支撑关于支撑表面转动的曲轴的径向滚动元件轴承。径向滚动元件轴承包括多个滚动元件和滚体，该滚体包括上凸第一表面和与上凸第一表面相对的第二表面，上凸第一表面形成用于多个滚动元件的滚道，第二表面具有在滚体的第二表面与支撑表面和曲轴之一之间形成中空空间的轮廓。当第一径向载荷施加到轴承时，中空空间具有第一体积，当第二径向载荷施加到轴承时，中空空间具有小于第一体积的第二体积。

本发明的其它方面将通过考虑详细描述和附图而变得明显。

附图说明

图1是实施本发明的曲轴轴承组件的局部截面视图。

图2是示出对于图1的曲轴轴承组件的一种结构，该组件的轴承的偏转相对于施加到轴承的径向载荷的图表。

图3是图1的曲轴轴承组件的替代实施例的局部截面视图。

具体实施方式