专利名称：一种垫片及采用此垫片的发动机和汽车的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械领域和汽车领域，具体涉及一种具有平面螺旋线形油槽的垫片，及采用了此垫片的发动机和汽车。
背景技术：
环形垫片经常被用于轴传动中，例如发动机或者其它工程机械中，以调整安装精度、进行轴向定位、止推等。一般，所安装的垫片在工作过程中会与周围与它接触并发生相对运动的部件产生摩擦，因此需要对垫片进行润滑，而且很多情况下是直接利用装置内的机油提供润滑。现有技术条件下，一种方式是在垫片上开通孔，开孔越多润滑面越大，润滑效果越好。但是，孔越多垫片的刚性和强度越差，承受轴向力的能力越差。另一种方式是在垫片上加工出油槽，一般油槽呈径向放射状布置，并且油槽在内圆或者外圆处开口，这样能够保证垫片的强度并且便于润滑油液的填加、补充。但是，一方面，各个油槽之间在周向方向上相互间隔，造成润滑油液的在摩擦表面的分布效果并不理想，另一方面，在与垫片接触并相对运动的部件的摩擦面的作用下，油液在周向行进的同时还会在离心力作用下径向甩出，而径向油槽为油液的甩出提供了通道，造成油液损失，这显然降低了油液对垫片的润滑效果，缩短了垫片的使用寿命。一般垫片是廉价的元件，使用数量也较多，安装位置较隐蔽不便拆卸，因此要求检修人员定期为垫片补充润滑油脂或者定期更换垫片所要付出的人工成本远高于垫片成本。实际上，检修人员一般会等待垫片的磨损超过一定限度导致例如发动机等装置出现较大噪音或其它故障等问题时，才会被动地进行垫片更换。因此如何最大限度地保持润滑油液在垫片上的效果持续时间以减缓磨损延长垫片使用寿命，是一个更具成本效益的解决问题的方向。
发明内容
本发明的目的是克服上述缺点，提供一种润滑效果更好的垫片。为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案:—种垫片，所述垫片为环形，所述垫片的表面具有油槽，所述油槽为平面螺旋线形，所述油槽的一端在所述垫片的外圆处开口，另一端封闭，且所述油槽至少围绕所述内圆一周。优选地，所述油槽从开口的一端向封闭的一端的方向上，宽度逐渐减小。优选地，所述宽度连续逐渐减小。优选地，所述油槽从开口的一端向封闭的一端的方向上，深度逐渐减小。 优选地，所述深度连续逐渐减小。优选地，所述垫片两面均具有油槽。优选地，所述垫片为冲压一体成型件。
一种发动机，包括:正时齿轮；正时链条；喷油嘴；如上所述的垫片；所述正时链条驱动所述正时齿轮，所述正时齿轮与所述垫片贴合并相对所述垫片旋转，所述正时齿轮相对所述垫片的螺旋方向做反方向旋转，所述喷油嘴同时为所述链条和所述垫片提供油液。一种汽车，所述汽车上采用了如上所述的垫片。本发明的垫片采用油槽的形式，保证了垫片的刚性、强度。油槽在外圆处的一端开口，便于油液进入，而由于油槽为平面螺旋线形，因此油槽中的油液所受的离心力大部分被油槽壁所提供的反向力所抵消，油液在重力与垫片摩擦的部件的作用下，从油槽外圆的开口端进入油槽并沿着油槽的螺旋线方向行进。油槽的另一端封闭，避免了油液进一步流出，因而在单位时间内油液补充量相等的条件下，延长了油液在油槽内的存在时间，使油液能够被保持在油槽中，因此润滑效果持续的更长，相应地，补充润滑液的频次能够被降低，降低了油液损耗和检修成本。而且螺旋线至少围绕内圆一周，保证了在整个表面上垫片都能得到周向润滑，因此润滑持续效果更好，垫片使用寿命更长。进一步地，从开口的一端向封闭的一端的方向上，油槽的宽度逐渐减小，或者油槽的深度逐渐减小，使得油槽与周边部件围成的油道的直径逐渐减小。由于油液是从外圆处进入的，因此在加入润滑油后，设备起动周边部件相对螺旋方向做反方向旋转时，在与垫片产生摩擦的部件的作用下，越远离油液入口，油液的流速越快，油液的静压强越低，使油液迅速侵润整个垫片表面，且有利于油液的保持。进一步地，宽度与深度的连续逐渐变化和冲压一起成型的加工方式，均具有加工方便的优点。进一步地，在垫片两面均加工出油槽，螺旋方向相同时能够防错装，螺旋方向相反时能够适应不同的相对转动方向。在发动机或者汽车的转轴位置安装根据本发明的垫片后，能够降低噪声的产生，减小检修频次。
接下来将结合附图对本发明的具体实施例作进一步详细描述，其中:图1是本发明的实施例的垫片的主视图；图2是沿图1中的A-A线的剖视图；图3是采用了本发明的实施例中的垫片的发动机的工作原理图。图中标记:垫片100、内圆110、外圆120、油槽130、第一端131、第二端132。
具体实施例方式参考图1，垫片100为环形，具有内圆110和外圆120。与垫片100紧贴并相对转动的周边部件(图中未示出)会与垫片100的表面产生摩擦。在垫片100与周边部件贴合并发生摩擦的表面上具有螺旋线形的油槽130。油槽130的第一端131封闭，第二端132在外圆120处开口，从第一端131到第二端132，油槽130至少两次穿过或者到达垫片100的一条直径所在的线A-A (同时该线也作为图2的剖开线)，即油槽130至少围绕内圆110 —周。油槽130至少围绕内圆110—周保证了在整个周向范围内垫片110的表面能够得到润滑。假设与垫片100产生摩擦的周边部件(未示出)是沿顺时针旋转的，机油从外圆120以外加入，在设备起动的初始阶段，周边部件的转速越来越快，油槽130中的油液由于周边部件的摩擦、吸附作用和油液本身的粘滞力的作用下倾向于随周边部件作圆周运动，因此在油液上产生了从内圆110的圆心径向向外的离心力和切向力的作用。而由于油槽130是平面螺旋线形，因此在油槽130的壁上的任一点处，离心力大部分会被该点处的壁所提供的反作用力所抵消，而只能沿着切线方向流动，即图2中的虚线箭头所指方向，该方向从第二端132指向第一端131。而且在该方向上，油槽130的宽度W逐渐减小，在加入润滑油后设备起动轴旋转时，在与垫片产生摩擦的部件的作用下，越远离油液入口，油液的流速越快，油液的静压强越低，使油液迅速侵润整个垫片表面，且有利于油液的保持。从以上描述可知，垫片100的油槽130设计成平面螺旋线形的工作原理，与蜗壳式水泵的工作原理恰好相反，蜗壳式水泵的工作原理是使水平滑地流出水泵并具有较大的静压强，而平面螺旋线形的油槽130的工作原理是使油液平滑地沿油道130前进进行侵润并且静压强逐渐减小，而垫片100的周围部件可以被理解为起到水泵叶轮的作用。油槽130的宽度的逐渐减小包括阶梯式逐渐减小和连续式逐渐减小，垫片100能够通过冲压、铣削等方式成型，出于加工效率的考虑，采用冲压方式一体成型、采用连续减小的宽度是具有优势的。由于垫片100的第一端131是封闭的，因此油液到达第一端131后不能再继续前进而流出油槽130，在从外部加油的情况下，这是具有优势的。图2表明了油槽130在油液流动方向上的深度的变化。在开口的第二端132处深度Hl最大，在封闭的第一端131处的深度H3最小，在第一端131与第二端132之间处的深度H2的大小处于Hl与H3之间，并且这种深度上的变化与宽度上的变化类似，也是逐渐改变的，包括阶梯式和连续式的逐渐变化，优选连续逐渐减小。这种深度上的变化与宽度上的变化起到相同的有益效果，因此不再赘述。图3以正时轮系为例示出了采用了垫片100的一种发动机。齿轮500是正时轮系中的一正时齿轮，例如燃油泵齿轮、水泵齿轮、发电机齿轮等，通过正时链条(未示出)接收来自于曲轴的动力的驱动，以驱动轴200在法兰400的轴孔内旋转。法兰200固定安装在缸体300上，垫片100套在轴200上，位于正时齿轮500与法兰400之间。从R向看正时齿轮500是顺时针旋转的，因此正时齿轮500是对垫片100产生摩擦的部件，并且该旋转方向相对于油槽130的第一端131到第二端132的螺旋方向相反。一般采用正时链条时，都会利用喷油嘴(未示出)为正时链条提供机油润滑，而由于垫片100的开口是在外圆120处，因此喷油嘴所喷出的机油在重力作用、或者在润滑油道中流动，从开口的第二端132处流入油槽130。本领域普通技术人员能够很容易地想象，本发明中的垫片100还能够应用于发动机的其它位置，或者应用于例如车轮轴等其它位置，或者应用于其它机械领域。而当垫片100的两个表面均加工出油槽130时，如果两面油槽的螺旋方向相同(同为左螺旋或者右螺旋)，则能够起到防止垫片100装反；如果两面油槽的螺旋方向相反，则能够根据周边部件的相对旋转方向(顺时针或逆时针)来选择垫片100与该部件的贴合摩擦面，垫片通用性更好。因此两面油槽的设计是具有优势的。虽然本发明是结合以上实施例进行描述的，但本发明并不限定于上述实施例。本领域普通技术人员能够容易地对其进行修改和变化，但并不离开本发明的实质构思和范围。
权利要求
1.一种垫片，所述垫片为环形，所述垫片的表面具有油槽，其特征在于，所述油槽为平面螺旋线形，所述油槽的一端在所述垫片的外圆处开口，另一端封闭，且所述油槽至少围绕所述内圆一周。
2.根据权利要求1所述的垫片，其特征在于，所述油槽从开口的一端向封闭的一端的方向上，宽度逐渐减小。
3.根据权利要求2所述的垫片，其特征在于，所述宽度连续逐渐减小。
4.根据权利要求1所述的垫片，其特征在于，所述油槽从开口的一端向封闭的一端的方向上，深度逐渐减小。
5.根据权利要求4所述的垫片，其特征在于，所述深度连续逐渐减小。
6.根据权利要求1所述的垫片，其特征在于，所述垫片两面均具有油槽，螺旋方向相同或者相反。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的垫片，其特征在于，所述垫片为冲压一体成型件。
8.一种发动机，包括: 正时齿轮； 正时链条； 喷油嘴； 如权利要求1至7中的任一项所述的垫片； 所述正时链条驱动所述正时齿轮，所述正时齿轮与所述垫片贴合并相对所述垫片旋转，其特征在于，所述正时齿轮相对所述垫片的螺旋方向做反方向旋转，所述喷油嘴同时为所述链条和所述垫片提供油液。
9.一种汽车，其特征在于，所述汽车上采用了如权利要求1至7中的任一项所述的垫片。
全文摘要
一种垫片，所述垫片为环形，所述垫片的表面具有油槽，所述油槽为平面螺旋线形，所述油槽的一端在所述垫片的外圆处开口，另一端封闭，且所述油槽至少围绕所述内圆一周。本发明同时公开了采用上述垫片的发动机和汽车。本发明能够避免润滑油液被径向甩出，使油液持续润滑时间长，润滑效果好。
文档编号F02F11/00GK103206315SQ20131011704
公开日2013年7月17日 申请日期2013年4月7日 优先权日2013年4月7日
发明者郑久林, 靳素华, 钱多德, 孟祥山, 胡志胜, 陆荣荣, 马勇, 徐勋 申请人:安徽江淮汽车股份有限公司