[实用新型]一种具有表面微孔结构的轴瓦

说明书

技术领域

本实用新型属于汽车发动机技术领域，具体为发动机的主轴瓦或连杆轴瓦，其表面带有规则排列的微孔结构。 

背景技术

轴瓦，作为一种滑动轴承广泛应用于发动机中。轴瓦通常由金属瓦背及减摩合金层组成，与曲轴轴颈组成滑动摩擦副。发动机呈现平均有效压力和转速不断提高的趋势，所以对轴瓦的承载性、润滑性的要求不断提高。 

现有的发动机轴瓦，从微观上看轴瓦的内表面通常为光滑的或者呈凹槽型波纹结构。由弹流理论以及仿生研究可知，摩擦副表面不是越光滑越好，摩擦副表面过于光滑，当表面贫油时，难以形成油膜，形成边界摩擦甚至干摩擦，加快磨损，使轴瓦失效。而轴瓦内表面微观结构为凹槽型波纹结构时，轴瓦的油膜承载能力适度改善，但凹槽结构使周围应力增大，不利于轴瓦的承载性，降低了轴瓦的强度。 

实用新型内容

 本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能有效提高油膜的承载能力、润滑效果明显改善的具有内表面微孔结构的轴瓦。 

本实用新型的目的是这样实现的： 

一种具有表面微孔结构的轴瓦，包括轴瓦本体，本体由金属瓦背和减摩合金层组成，其中减摩合金层为轴瓦和轴颈间的摩擦层。其特征在于减摩合金层的内表面加工有微结构。

所述微结构为采用激光微加工技术加工的微孔。 

所述微孔规则排列，直径为150μm～200μm，深度为35μm～50μm。 

所有微孔的面积之和占减摩合金层内表面面积的4.5%～5.5%，微孔的形状为圆锥孔或圆柱孔。 

本实用新型与现有技术相比具有如下优点： 

1、提高了轴瓦-轴颈间的最小油膜厚度，且与表面光滑结构相比，微孔的存在使润滑油由单向平面流动改为曲面多方向流动，增加通过单位面积流量，产生动压效应，提高润滑效果；现有技术的波纹结构或者槽形轴瓦，也有动压效应，但微孔比槽型、波纹型对润滑油的挤压效果更明显，所以动压效应更强。

2、通过激光加工的内表面微孔与镗出的凹槽型或波纹型相比，尺寸更微观，应力集中更少，轴瓦的强度几乎无变化。 

3、内表面微孔可以储油布油，当摩擦副表面贫油时可以向表面多点二次供油，延长润滑时间。由于微孔深度大于凹槽或波纹型，储油效果更好。 

4、轴瓦磨损较多为磨粒磨损，内表面微孔可以捕捉磨粒，减少磨粒磨损。 

附图说明

图1为本实用新型的轴瓦整体视图； 

图1A是图1的剖视图；

图2为本实用新型的轴瓦内表面视图；

图3为图2的局部放大的详细视图；

图4A和图4B为图3的A-A剖面图；

图5A和图5B为微孔放大示意图。

具体实施方式

以下具体说明本轴瓦的微孔结构及加工方式： 

参见图1、图1A，该轴瓦具有轴瓦本体1，本体1由金属瓦背3和减摩合金层4组成，其中减摩合金层4为轴瓦和轴颈间的摩擦层。

参见图2、图3，在减摩合金层4的内表面加工有规则排列的微孔2。具体加工方法是： 

先在轴瓦本体1上的减摩合金层4内表面涂覆一层树脂，该树脂薄且易除去。

再装夹入半圆环形工装内侧，采用脉冲激光器，优选的可以是Nd：YAG脉冲激光器在轴瓦加工出微孔。其中Nd：YAG脉冲激光器主要参数有：（a）激光波长：1064nm；（b）晶体：Nd:YAG，偏光；（c）激光输出最大单脉冲能量：40mJ～50mJ ；（d）激光脉冲频率：40Hz～50Hz ；（e）激光脉冲宽度：90ns～110ns 。Nd：YAG脉冲激光器产生的高能量高密度脉冲激光束等间隔作用于材料表面，使材料熔化，溅射形成微孔2结构。当脉冲激光束静止时，混合式步进电机精确控制轴瓦线位移和角位移，获得规则排列的圆锥形微孔阵列。 

最后去除表面一层树脂并抛光，就获得了表面光滑且具有规则排列微孔结构的轴瓦。 

参见图4和图5，微孔2的形状为可以是圆锥孔，或是圆柱孔。它们的直径最好为150μm～200μm，深度为35μm～50μm，且所有微孔2的面积之和占减摩合金层4内表面面积的4.5%～5.5%。