一種內(nèi)燃機活塞的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種內(nèi)燃機活塞。
【背景技術】
[0002]內(nèi)燃發(fā)動機的基本結(jié)構(gòu)是活塞式連桿機構(gòu)，燃料在汽缸套、活塞、缸頭組成的燃燒室內(nèi)燃燒。產(chǎn)生高溫高壓氣體，從而推動活塞往下運動，活塞通過連桿把力傳給曲軸，使曲軸旋轉(zhuǎn)而對外作功。隨著發(fā)動機向高功率、低油耗、低噪音和低排放的不斷發(fā)展，對發(fā)動機關鍵零件活塞的質(zhì)量要求也越來越高。特別是活塞頂部的性能嚴重影響發(fā)動機功率、油耗與排放。國際上為提高活塞頂部性能，活塞頂部一般采用表面處理提高其耐燃氣沖擊性能，如鋼鐵活塞頂一般采用鍍鉻處理，鋁活塞頂一般采用陽極氧化處理?；钊敳窟M行鍍鉻與陽極氧化處理，使活塞的耐熱沖擊性、耐磨性等得到提高，延長了活塞的使用壽命，但對發(fā)動機提尚功率、節(jié)能環(huán)保等冋題沒有幫助?；钊L期制約著發(fā)動機綜合性能的提尚，發(fā)動機的關鍵性能問題依然沒有得到解決。
[0003]本實用新型的申請人根據(jù)用戶反饋及本公司活塞售后服務，發(fā)現(xiàn)活塞頂部及頂部周圍積碳嚴重，考慮到燃燒室內(nèi)有燃油燃氣與潤滑油燃燒，而在有冷卻腔的活塞頂部產(chǎn)生不完全燃燒，燃燒產(chǎn)物與油中其它雜質(zhì)生成積碳粘附在活塞頂部，影響活塞的導熱性、燃氣流動性，從而影響發(fā)動機功率發(fā)揮、浪費燃油、產(chǎn)生積碳顆粒物排放影響環(huán)境。根據(jù)燃燒化學反應機理，燃油或燃氣中主要元素碳、氫與氧通過充分燃燒生成二氧化碳與水，并放出熱量；當氧氣供應不足時產(chǎn)生燃油燃氣不完全燃燒生成一氧化碳、碳，浪費了能源，減少了熱量產(chǎn)生，導致氣體受熱膨脹做功不足，降低了發(fā)動機功率，生成的一氧化碳和碳顆粒也造成了環(huán)境污染;為了從活塞上解決發(fā)動機功率下降、能源浪費、污染排放的問題，就需要保證燃燒室內(nèi)燃油燃氣的充分燃燒。本實用新型的實用新型人設想如果活塞頂部與燃燒室其它部分的燃燒保持一致，就不會產(chǎn)生不完全燃燒。燃油燃氣在燃燒室中部燃燒時燃氣周圍均有空氣包圍，而活塞頂部阻礙了空氣流動，從而使燃氣周圍空氣不足產(chǎn)生不完全燃燒。如果活塞頂部能提供燃燒必須氧氣，則不完全燃燒的問題就得到解決。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種頂部涂覆有助燃涂層的內(nèi)燃機活塞，在燃燒室內(nèi)燃氣燃燒時，該助燃涂層能夠分解釋放出氧氣助燃，改善活塞頂部燃燒狀況。
[0005]實現(xiàn)本實用新型目的的技術方案是:一種內(nèi)燃機活塞，包括活塞基體和含氧化合物涂層;所述含氧化合物涂層通過復合表面處理工藝沉積在活塞基體的頂部及頂部至第一道環(huán)槽位置的外表面;所述含氧化合物涂層在溫度高于300°C以上發(fā)生分解反應，并釋放出氧氣，在溫度低于300°C以下，能與空氣中氧化合形成含氧化合物。
[0006]所述活塞基體為鐵活塞或者鋁活塞。
[0007]所述活塞基體的直徑為50?1000mm。
[0008]所述含氧化合物涂層為過渡元素含氧化合物。
[0009]所述含氧化合物涂層的厚度為0.005?0.3mm。
[0010]所述含氧化合物涂層通過電鍍、陽極氧化、化學鍍、熱噴涂之一的工藝沉積在活塞基體的第一道環(huán)槽以上部位的外表面。
[0011]采用了上述技術方案，本實用新型具有以下的有益效果:本實用新型在燃油燃氣燃燒時，燃燒室內(nèi)溫度高于300°c以上，含氧化合物涂層中的含氧化合物進行分解釋放出氧氣；當內(nèi)燃機處于進氣行程時，外界空氣進入燃燒室，燃燒室內(nèi)溫度低于300°C以下，空氣中的氧與含氧化合物涂層表面的分解殘留物化合成含氧化合物，恢復其原有性能。通過這個過程，燃油燃氣燃燒效率提高5?10 %，節(jié)約能源5 %以上，減少污染物排放5 %以上。
【附圖說明】
[0012]為了使本實用新型的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實施例并結(jié)合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中
[0013]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]附圖中的標號為:
[0015]活塞基體1、含氧化合物涂層2。
【具體實施方式】
[0016](實施例1)
[0017]見圖1，本實施例的內(nèi)燃機活塞，包括活塞基體I和含氧化合物涂層2。
[0018]活塞基體I為鐵活塞或者鋁活塞?；钊wI的直徑為50?1000mm。活塞基體I的頂部及頂部至第一道環(huán)槽位置的外表面通過鉻復合電鍍工藝沉積一層厚度為0.01?0.3_的含氧化合物涂層2。含氧化合物涂層2為過渡元素含氧化合物。含氧化合物涂層2在溫度高于300°C以上發(fā)生分解反應，并釋放出氧氣，在溫度低于300°C以下，能與空氣中氧化合形成含氧化合物。
[0019]在燃油燃氣燃燒時，燃燒室內(nèi)溫度高于300°C以上，含氧化合物涂層2中的含氧化合物進行分解釋放出氧氣；當內(nèi)燃機處于進氣行程時，外界空氣進入燃燒室，燃燒室內(nèi)溫度低于300°C以下，空氣中的氧與含氧化合物涂層2表面的分解殘留物化合成含氧化合物，恢復其原有性能。通過這個過程，燃油燃氣燃燒效率提高5?10%，節(jié)約能源5%以上，減少污染物排放5%以上。
[0020](實施例2)
[0021]本實施例與實施例1基本相同，不同之處在于:活塞基體I為鋁活塞。活塞基體I的頂部及頂部至第一道環(huán)槽位置的外表面通過陽極氧化+氧化合物封孔的工藝沉積一層厚度為0.005?0.05mm的含氧化合物涂層2。
[0022](實施例3)
[0023]本實施例與實施例1基本相同，不同之處在于:活塞基體I的頂部及頂部至第一道環(huán)槽位置的外表面通過復合化學鍍鎳基氧化合物涂層的工藝沉積一層厚度為0.01?
0.03mm的含氧化合物涂層2。
[0024](實施例4)
[0025]本實施例與實施例1基本相同，不同之處在于:活塞基體I的頂部及頂部至第一道環(huán)槽位置的外表面通過復合熱噴涂的工藝沉積一層厚度為0.005?0.05mm的含氧化合物涂層2。
[0026]以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種內(nèi)燃機活塞，其特征在于:包括活塞基體(I)和含氧化合物涂層(2);所述含氧化合物涂層(2)通過復合表面處理工藝沉積在活塞基體(I)的頂部及頂部至第一道環(huán)槽位置的外表面;所述含氧化合物涂層(2)在溫度高于300°C以上發(fā)生分解反應，并釋放出氧氣，在溫度低于300°C以下，能與空氣中氧化合形成含氧化合物。2.根據(jù)權利要求1所述的一種內(nèi)燃機活塞，其特征在于:所述活塞基體(I)為鐵活塞或者招活塞。3.根據(jù)權利要求1所述的一種內(nèi)燃機活塞，其特征在于:所述活塞基體(I)的直徑為50?100mm04.根據(jù)權利要求1所述的一種內(nèi)燃機活塞，其特征在于:所述含氧化合物涂層(2)的厚度為0.005 ?0.3mm。5.根據(jù)權利要求1所述的一種內(nèi)燃機活塞，其特征在于:所述含氧化合物涂層(2)通過電鍍、陽極氧化、化學鍍、熱噴涂之一的工藝沉積在活塞基體(I)的第一道環(huán)槽以上部位的外表面。
【專利摘要】本實用新型公開了一種內(nèi)燃機活塞，包括活塞基體和含氧化合物涂層；所述含氧化合物涂層通過復合表面處理工藝沉積在活塞基體的頂部及頂部至第一道環(huán)槽位置的外表面；所述含氧化合物涂層在溫度高于300℃以上發(fā)生分解反應，并釋放出氧氣，在溫度低于300℃以下，能與空氣中氧化合形成含氧化合物。本實用新型能夠提高燃油燃氣燃燒效率5～10％，節(jié)約能源5％以上，減少污染物排放5％以上。
【IPC分類】F02F3/00, F02F3/12
【公開號】CN205225484
【申請?zhí)枴緾N201521027861
【發(fā)明人】張新國, 譚勇敢, 肖靜嵐
【申請人】常州南車柴油機零部件有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月10日