【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及内燃机活塞领域，特别涉及一种带冷却油腔的活塞。
技术介绍
1、活塞是内燃机中最重要的部件之一，其高温、高压和高速的工作环境会导致其表面温度快速升高，从而对内部润滑系统和活塞环产生不利影响。为了提高活塞的可靠性和寿命，改善发动机的燃油经济性和排放水平，需要对活塞进行冷却。目前最常见的实验方法是通过将冷却剂(通常是水或空气)引入活塞顶部的冷却腔中，然后将其分配到整个活塞表面。活塞内冷油腔技术可以减轻活塞表面的温度和热应力，提高发动机的性能和寿命。但是，需要注意的是该技术也会增加系统的复杂性和成本，并且需要足够的润滑剂来保护活塞和其他部件。然而，冷却油在油腔内的流动和传热效果受到润湿性的影响。润湿性是指液体在固体表面上的展开程度和与固体表面的接触程度。
2、活塞冷却油腔的润湿性直接影响液体与活塞表面之间的接触角度和接触面积，进而影响油腔内油液的流动性和传热性能。传统的润滑油和冷却油在活塞表面的润湿性有限，可能导致不均匀的液体分布和热传递效果不佳。
3、为了改善活塞内冷油腔的润湿性并提高液体与活塞表面的接触效果，喷涂层技术被引入。喷涂层技术可在活塞表面形成一层特殊的涂层，通过调整涂层的化学成分和表面形貌，实现对润湿性的改变。喷涂层可以使活塞表面具有更高的亲油性、亲水性或特定的表面能特性，以改善液体在表面上的分布和接触效果。在活塞内冷油腔喷涂层的研究中，涂层的选择、制备方法和参数控制是关键考虑因素。涂层材料的选择应基于其润湿性、耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性等方面的要求。常见的涂层材料包括固体润滑材料、亲
4、然而，传统的活塞内冷油腔都是全部涂覆涂层，而这样的操作既不经济实用，也浪费成本，而且有些部位的涂层是起不到实际的作用。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种带冷却油腔的活塞，通过模拟计算，确定冷却油腔内壁面不同区域的传热系数大小，并通过传热系数的范围对上壁面不同区域设有亲油涂层，通过在冷油腔内喷涂亲油涂层，改变油腔表面的润湿性，从而增强机油与油腔表面的接触效果，提高机油的传热效果和流动状态。
2、本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
3、一种带冷却油腔的活塞，所述活塞头部内部设有冷却油腔，所述冷却油腔内表面根据传热系数不同划分成低传热区域、中传热区域和高传热区域；所述高传热区域的表面和中传热区域的表面分别设有亲油涂层，用于使冷却油腔内表面的亲油性不相同。
4、进一步，所述高传热区域的亲油涂层接触角小于中传热区域的亲油涂层接触角。
5、进一步，所述高传热区域的亲油涂层接触角范围为10°-20°；所述中传热区域的亲油涂层接触角范围为20°-30°。
6、进一步，所述高传热区域内的亲油涂层接触角按照传热系数从高到低逐渐递增。
7、进一步，所述亲油涂层的涂层厚度为0.5-0.8mm。
8、进一步，所述冷却油腔中靠近活塞上表面的上壁面根据传热系数不同划分成低传热区域、中传热区域和高传热区域。
9、进一步，所述亲油涂层的面积占上壁面表面的面积不超过40％。
10、进一步，所述冷却油腔截面为椭圆形；所述冷却油腔上设冷却油入口，所述高传热区域位于冷却油入口正对的冷却油腔上壁面处。
11、进一步，在所述冷却油腔内表面的传热系数范围中，高传热区域的占比不超过35％的传热系数范围，中传热区域的占比不超过10％的传热系数范围。
12、本专利技术的有益效果在于：
13、1.本专利技术所述的带冷却油腔的活塞，通过模拟计算，确定冷却油腔上壁面不同区域的传热系数大小，并通过传热系数的范围对上壁面不同区域设有亲油涂层，通过在冷油腔内喷涂亲油涂层，改变油腔表面的润湿性，从而增强机油与油腔表面的接触效果，提高机油的传热效果和流动状态。
14、2.本专利技术所述的带冷却油腔的活塞，所述高传热系数的表面和中传热系数区域的表面分别设有亲油涂层，且高传热区域的亲油涂层接触角小于中传热区域的亲油涂层接触角，机油振荡积聚在中传热系数区域，亲油涂层能够增加机油的附着力，增加机油与壁面的接触时间，高传热系数区域正对机油喷嘴，较低的接触角促使机油射流冲击时能够形成厚度均匀的液膜。
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1.一种带冷却油腔的活塞，其特征在于，所述活塞头部内部设有冷却油腔(1)，所述冷却油腔(1)内表面根据传热系数不同划分成低传热区域(10)、中传热区域(9)和高传热区域(8)；所述高传热区域(8)的表面和中传热区域(9)的表面分别设有亲油涂层(11)，用于使冷却油腔(1)内表面的亲油性不相同。
2.根据权利要求1所述的带冷却油腔的活塞，其特征在于，所述高传热区域(8)的亲油涂层(11)接触角小于中传热区域(9)的亲油涂层(11)接触角。
3.根据权利要求2所述的带冷却油腔的活塞，其特征在于，所述高传热区域(8)的亲油涂层(11)接触角范围为10°-20°；所述中传热区域(9)的亲油涂层(11)接触角范围为20°-30°。
4.根据权利要求2所述的带冷却油腔的活塞，其特征在于，所述高传热区域(8)内的亲油涂层(11)接触角按照传热系数从高到低逐渐递增。
5.根据权利要求1所述的带冷却油腔的活塞，其特征在于，所述亲油涂层(11)的涂层厚度为0.5-0.8mm。
6.根据权利要求1所述的带冷却油腔的活塞，其特征在于，所述冷却油
7.根据权利要求6所述的带冷却油腔的活塞，其特征在于，所述亲油涂层(11)的面积占上壁面(4)表面的面积不超过40％。
8.根据权利要求6所述的带冷却油腔的活塞，其特征在于，所述冷却油腔(1)截面为椭圆形；所述冷却油腔(1)上设冷却油入口(2)，所述高传热区域(8)位于冷却油入口(2)正对的冷却油腔(1)上壁面(4)处。
9.根据权利要求1所述的带冷却油腔的活塞，其特征在于，在所述冷却油腔(1)内表面的传热系数范围中，高传热区域(8)的占比不超过35％的传热系数范围，中传热区域(9)的占比不超过10％的传热系数范围。
...【技术特征摘要】
1.一种带冷却油腔的活塞，其特征在于，所述活塞头部内部设有冷却油腔(1)，所述冷却油腔(1)内表面根据传热系数不同划分成低传热区域(10)、中传热区域(9)和高传热区域(8)；所述高传热区域(8)的表面和中传热区域(9)的表面分别设有亲油涂层(11)，用于使冷却油腔(1)内表面的亲油性不相同。
2.根据权利要求1所述的带冷却油腔的活塞，其特征在于，所述高传热区域(8)的亲油涂层(11)接触角小于中传热区域(9)的亲油涂层(11)接触角。
3.根据权利要求2所述的带冷却油腔的活塞，其特征在于，所述高传热区域(8)的亲油涂层(11)接触角范围为10°-20°；所述中传热区域(9)的亲油涂层(11)接触角范围为20°-30°。
4.根据权利要求2所述的带冷却油腔的活塞，其特征在于，所述高传热区域(8)内的亲油涂层(11)接触角按照传热系数从高到低逐渐递增。
5.根据权利要求1所述的带...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵九睿，李庭勇，成钢，陈继徳，董非，尹必峰，贾和坤，倪捷，
申请(专利权)人：华域科尔本施密特活塞有限公司，
类型：发明
国别省市：
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