一种用于铝基活塞裙部的耐磨结构及铝基活塞制造技术

本实用新型专利技术提供了一种用于铝基活塞裙部的耐磨结构及铝基活塞。耐磨结构包括若干个按方形矩阵排布的星形凸起，星形凸起的星形是指：由四条第一圆弧线段与四条第二圆弧线段交替连接围成的图形，每条第一圆弧线段内凹，每条第二圆弧线段外凸。本实用新型专利技术提供了一种新型的集油布油结构，并对其表面增加耐磨层，可显著提升铝基活塞的润滑性与使用寿命。显著提升铝基活塞的润滑性与使用寿命。显著提升铝基活塞的润滑性与使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种用于铝基活塞裙部的耐磨结构及铝基活塞


[0001]本技术涉及内燃机的活塞，尤其涉及一种用于铝基活塞裙部的耐磨结构，以及带有上述耐磨结构的铝基活塞，属于发动机


技术介绍

[0002]铝基活塞一般指铝合金活塞或铝基复合材料活塞，这样的活塞是发动机的关键部件之一，活塞裙部在气缸内起着导向、承载侧压力和传热等作用。铝基活塞在工作过程中，由于活塞的二阶运动，活塞裙部受到很大的侧推力，又受到高温高压的热负荷，活塞裙部将发生变形，其与缸套间可能出现局部间隙过小，产生咬缸、拉缸现象；或者间隙过大，产生敲缸、增加机油耗、缸套穴蚀或噪声过大等现象；或者裙部变形后，润滑难以实现，从而影响工作可靠性。
[0003]合理的活塞裙部型面应保证活塞得到良好的导向，足够的承压面积，形成足够的润滑油膜，以减小摩擦磨损，在任何工况下都能保证合理的配缸间隙。因此，改善裙部润滑摩擦磨损成为一个重要课题。为了改善裙部润滑，可以在裙部表面加工集油布油孔。在改善活塞的抗磨性能时，经常采用表面强化处理，如活塞表面喷涂石墨、喷涂二硫化钼、镀锡或镀铅等。
[0004]铝基活塞裙部现有的这些耐磨结构和耐磨材料还有进一步改善的空间。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是针对如何改善铝基活塞裙部的集油布油结构，以及改善铝基活塞裙部表面材料的耐磨性能的问题。
[0006]为了解决以上技术问题，本技术的目的可以通过以下方案来实现：
[0007]第一方面，本技术提供了一种用于铝基活塞裙部的耐磨结构(件)，所述耐磨结构(件)包括在活塞裙部表面按方形矩阵排布的多个星形凸起，所述星形凸起的星形是指：由四条第一圆弧线段与四条第二圆弧线段交替连接围成的图形，所述第一圆弧线段内凹，所述第二圆弧线段外凸。
[0008]在一些实施例中，所述耐磨结构仅由星形凸起组成。
[0009]在一些实施例中，所述星形凸起高度为0.5～2毫米。
[0010]在一些实施例中，每个星形凸起与相邻的星形凸起之间具有间隔。
[0011]在一些实施例中，所述间隔的长度小于相邻两个所述星形凸起几何中心间距的三分之一。
[0012]在一些实施例中，所述星形凸起的顶面是球面。
[0013]在一些实施例中，所述星形凸起的顶面的边缘带有圆角。
[0014]在一些实施例中，所述圆角的切面曲线是椭圆线。
[0015]在一些实施例中，所述耐磨结构的表面设有耐磨涂层。
[0016]在一些实施例中，所述耐磨涂层的厚度为10～500微米。
[0017]在一些实施例中，所述耐磨涂层为石墨层或二硫化钼层。
[0018]在一些实施例中，所述耐磨涂层为石墨层，所述石墨层中含有碳纤维。且所述碳纤维分布于所述耐磨涂层的表面和接近表面的内部。
[0019]第二方面，本技术还提供了一种铝基活塞，所述铝基活塞的裙部表面排布上述耐磨结构。
[0020]本技术具有以下有益效果：
[0021]1、提供了一种新型的集油布油结构，并在其表面增加耐磨涂层，可显著提升铝基活塞的润滑性与使用寿命。
[0022]2、与传统的凹形结构相比较，本技术提供的这个凹陷部的形状和功能都有所不同。凹陷部与活塞壁面是齐平的，磨屑不容易留存；但相对周围的多个凸起而言又是下凹的。发动机润滑油具有相当的粘度，从凸起之间的出入口进入凹陷部的润滑油会短暂停留在其中，使在稳定工作期间的活塞壁面全面分布有润滑油，其中大量润滑油位于凹陷部，少量润滑油位于凸起的顶面和侧面。
[0023]3、星形凸起排成方形矩阵，4个星形突起的中间是一个接近圆形的凹陷，用于留存润滑油，星形凸起不可排成六边形矩阵。
附图说明
[0024]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0025]图1是本技术一个较佳实施例中的耐磨结构的俯视结构示意图；
[0026]图2是本技术一个较佳实施例中的耐磨结构的立体结构示意图；
[0027]图3是本技术一个较佳实施例中的耐磨涂层的剖面示意图；
[0028]其中，11、第一星形凸起，12、第二星形凸起，13第三星形凸起，14、第四星形凸起，20、凹陷部。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。以下实例在本技术技术方案的前提下进行实施，提供了详细的实施方式和具体的操作过程，将有助于本领域的技术人员进一步理解本技术。需要指出的是，本技术的保护范围不限于下述实施例，在本技术的构思前提下做出的若干调整和改进，都属于本技术的保护范围。
[0030]除非另作定义，本专利的权利要求书和说明书中所使用的技术术语或者科学术语应当为本专利所属
内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
[0031]本说明书以及权利要求书中所使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。在本专利的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。“包括”或者“具有”等类似的词语意指出现在“包括”或者“具有”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“具有”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。
[0032]通过主动设计和制造，获得按一定规则排布的表面微纳结构，即在表面加工出具
有微纳尺寸和排列的图案阵列，从而获得特定功能的表面，称之为织构化表面。由表面织构相对于金属基体表面的位置，可以简单地将其分为凹形织构和凸形织构两种形式。
[0033]相比于凸形织构，凹形织构可以形成半封闭的空间，从而可以更有效地储存润滑油、磨屑、磨粒等。然而储存的磨屑、磨粒可能会沉积于凹形织构内部，从而在某种程度上减小了凹形织构的作用。对于凸形织构，润滑剂的流动会较为容易地将凸形织构表面的磨屑、磨粒带走，从而减小了类似于凹形织构的沉积作用。凸形织构与凹形织构各有优缺点，本技术的做法是将两者结合，从而扬长避短。
[0034]下面结合附图对本技术的一种优选实施方式作详细的说明。
[0035]实施例1
[0036]图2所示是一种铝基活塞裙部的耐磨结构的示意图，图1是其俯视图。这种耐磨结构突出于铝基活塞裙部的金属基体表面，从原理上是属于上述凸形织构。耐磨结构由若干个按方形矩阵排布的星形凸起组成。星形凸起的截面为星形，星形是指：由四条第一圆弧线段与四条第二圆弧线段交替连接围成的图形，每条第一圆弧线段内凹，每条第二圆弧线段外凸，如图1中所示。方形矩阵是由多条平行且等距的虚拟横线与纵线(图中未示出)相交形成的交点，每个星形的几何中心与这些交点一一重合。耐磨结构还可以包括其他形状的凸起，但优选的是仅由星形凸起组成。
[0037]这样的设定是使每四个相邻的星形凸起围出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于铝基活塞裙部的耐磨结构，其特征在于，所述耐磨结构包括在活塞裙部表面按方形矩阵排布的多个星形凸起；所述星形凸起的星形是指：由四条第一圆弧线段与四条第二圆弧线段交替连接围成的图形，所述第一圆弧线段内凹，所述第二圆弧线段外凸。2.根据权利要求1所述的一种用于铝基活塞裙部的耐磨结构，其特征在于，所述耐磨结构仅由星形凸起组成。3.根据权利要求2所述的一种用于铝基活塞裙部的耐磨结构，其特征在于，每个星形凸起与相邻的星形凸起之间具有间隔。4.根据权利要求3所述的一种用于铝基活塞裙部的耐磨结构，其特征在于，所述间隔的长度小于相邻两个所述星形凸起的几何中心之间间距的三分之一。5.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩伟，汪明亮，陈东，夏存娟，吴一，王鹏举，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：新型
国别省市：