具有先进的催化能量释放的活塞制造技术

提供一种能够减少不良“爆震”、减少碳氢化合物排放以及提供更完全燃烧的活塞。该活塞包括设置在上部燃烧表面的、具有500微米或更小厚度的多层涂层。该涂层包括包含设置在上部燃烧表面的镍的打底涂层。包括陶瓷成分的隔热层设置在打底涂层上。由金属形成的密封剂层设置在隔热层上。包括铂、钌、铑、钯、锇和铱中的至少一种的催化剂层设置在密封剂层上。该催化剂层可以设置在选择区域或整个上部燃烧表面，以通过催化反应促进燃烧。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有先进的催化能量释放的活塞相关申请的交叉引用本申请要求2016年3月16日提交的美国临时专利申请号为62/309,055和2017年3月14日提交的美国专利技术专利申请号为15/458,495的优先权，并且将其全部内容通过引用并入此申请中。
本专利技术总体涉及用于内燃机的活塞，以及制造该活塞的方法。
技术介绍
各种设计的钢活塞在柴油燃烧系统中使用，其在点火延迟期(ID)结束时，从燃料-空气的预混合物中迅速释放出能量。随后出现一种令人类听觉反感的脉冲噪声信号，并表现为特有的柴油“爆震”。在该初始能量释放的步骤中，发生高缸内温度(例如2000-3000℃)的时段，通常为几毫秒。高缸内温度产生高NOx水平，而发动机制造商更希望避免这种情况。
技术实现思路
本专利技术的一方面提供包括具有上部燃烧表面的上冠壁的活塞。在上部燃烧表面设置涂层。该涂层包括隔热层、密封剂层和催化剂层。该隔热层设置在上部燃烧表面并包括陶瓷成分。该密封剂层设置在隔热层上并包括金属。设置的催化剂层设置在密封剂层上，并且该催化剂层包括铂、钌、铑、钯、锇和铱中的至少一种。本专利技术的另一个方面提供制造活塞的方法。该方法包括在上冠本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种活塞，包括：具有上部燃烧表面的上冠壁，设置在所述上部燃烧表面的涂层，所述涂层包括设置在所述上部燃烧表面的隔热层，所述隔热层包括陶瓷成分，所述涂层包括设置在所述隔热层的密封剂层，所述密封剂层包括金属，所述涂层包括设置在所述密封剂层的催化剂层，并且所述催化剂包括铂、钌、铑、钯、锇和铱中的至少一种。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.16 US 62/309,055;2017.03.14 US 15/458,4951.一种活塞，包括：具有上部燃烧表面的上冠壁，设置在所述上部燃烧表面的涂层，所述涂层包括设置在所述上部燃烧表面的隔热层，所述隔热层包括陶瓷成分，所述涂层包括设置在所述隔热层的密封剂层，所述密封剂层包括金属，所述涂层包括设置在所述密封剂层的催化剂层，并且所述催化剂包括铂、钌、铑、钯、锇和铱中的至少一种。2.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述催化剂层包括铂。3.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述催化剂层具有10～1000nm的厚度。4.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述催化剂层设置在所述上部燃烧表面的区域，并设置在小于所述上部燃烧表面的整体上。5.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述隔热层的所述陶瓷成分包括部分稳定的氧化锆。6.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述催化剂层包括镍基组合物。7.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述涂层进一步包括设置在所述上部燃烧表面与所述隔热层之间的打底涂层，并且所述打底涂层包括金属。8.根据权利要求7所述的活塞，其特征在于，所述打底涂层包括镍基组合物。9.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述涂层具有500微米或更小的总厚度。10.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述涂层进一步包括设置在所述上部燃烧表面与所述隔热层之间的打底涂层，所述打底涂层包括金属，所述打底涂层具有50～150微米的厚度，所述隔热层具有150～350微米的厚度，所述密封剂层具有50～100微米的厚度，并且所述催化剂层具有10～1000nm的厚度。11.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述铂、钌、铑、钯、锇和铱中的至少一种具有基于催化剂层的总重量的至少10重量％的量，所述涂层进一步包括直接设置在所述上部燃烧表面的打底涂层，所述打底涂层设置在所述上部燃烧表面与所述隔热层之间，所述打底涂层包括镍铬铝钇(NiCrAlY)和钴镍铬铝钇(CoNiCrAlY)中的至少一种，所述打底涂层由粉末组成，所述打底涂层具有50～150微米的厚度，所述隔热层直接设置在所述打底涂层上，所述隔热层的所述陶瓷成分包括二氧化铈稳定的氧化锆(CSZ)，所述隔热层具有150～350微米的厚度，所述密封剂层直接设置在所述隔热层上，所述密封剂层施加在面向所述密封剂层的所述隔热层的整个最上表面上，所述密封剂层包括镍铬铝钇(NiCrAlY)和钴镍铬铝钇(CoNiCrAlY)中的至少一种，所述密封剂层具有50～100微米的厚度，所述催化剂层直接设置在所述密封剂层上，所述催化剂层具有10～1000nm的厚度，并且所述涂层具有500微米或更小的总厚度。12.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述活塞包括由单片钢形成的主体，所述主体包括具有所述上部燃烧表面的所述上冠壁，所述上部燃烧表面是围绕中心轴的非平面表面，所述上冠壁包括与所述上部燃烧表面相对朝...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·阿泽维多，W·B·莱恩托恩，
申请(专利权)人：费德罗莫格尔有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US