[實用新型]具有防積碳部件的發動機

無效

• 申請號: 200620116410.3
• 申請日: 2006-05-18
• 公開（公告）號: CN201083161Y
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: H·埃比-阿卡;蔣向陽;J·R·阿加瑪;K·C·凱利;M·W·雅瑞特
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒公司
• 主分類號: F02F3/10
• 分類號: F02F3/10;F02M31/20;C23C28/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 顧峻峰

技術領域

本實用新型總的涉及內燃機，尤其涉及一種可減少內燃機內發動機部件積碳的方法。

背景技術

眾所周知，內燃機內油的變質和燃燒過程會導致碳粒沉積物積聚(有時被稱為結碳)在發動機部件的表面，影響發動機和部件的性能。事實上，發動機部件上的結碳會降低燃油經濟性，增加不必要的排放，甚至會導致發動機動力的降低。特別是會在由發動機活塞限定的環槽上出現結碳，環槽中放置的活塞環用來密封活塞的環形側面和氣缸套之間的空隙。環槽上的結碳會改變活塞環的位置，從而增大氣缸套和活塞環之間的張力。在極端的情況下，會阻塞活塞，有潛在地導致發動機發生故障的危險。

而且，發動機活塞環狀表面的結碳會使其與氣缸套接觸。當活塞作往復運動時，活塞環會在燃燒過程中在活塞-氣缸套區域對燃燒區域加以密封。而且，活塞環會從曲軸箱把油帶到活塞-氣缸套區域的頂端，形成一層很薄的油膜對氣缸套和活塞環之間的相對運動加以潤滑。在活塞-氣缸套區域的結碳會導致更多的油被帶到燃燒室，而這些油是不必要的。剩余的油會干擾燃油的燃燒，導致燃油的效率降低。此外，燃燒室內多余的油甚至會導致更多的結碳和不必要的排放。

油導致的積碳會更多的發生在發動機部件上而不是活塞上。例如，一個油冷器包括有冷卻劑流經的管束。當熱油流經管束時，熱油會形成沉淀附著在冷卻管上。沉積物會降低管子的壽命，并降低油和冷卻劑之間的熱傳遞效率。

近些年來，工程師已經在不對發動機做出很大改變的情況下，想出各種方法來限制結碳和沉積。例如，已經將防碳涂層，諸如1998年6月30日授予波特等人的美國專利No.5771873中描述的涂層，應用到與燃燒室相鄰的和/或在燃燒室內部的發動機部件表面。波特的防碳涂層是一種非晶碳氫化合物薄膜涂料，其被認為可以防止結碳，因為該涂料對會形成沉積的化學物質而言是惰性的。按照上述專利的描述，非晶碳氫化合物薄膜涂料可以用在進氣閥、排氣閥、燃油噴射器和活塞這些暴露于燃燒室的表面。然而，非晶碳氫化合物薄膜涂料是脆性的，可能無法承受在活塞往復運動時活塞環和活塞的環形表面之間的一定的運動或沖擊。因此，非晶碳氫化合物薄膜涂料不適合某些發動機部件，例如活塞的環狀表面。

本實用新型所揭示的內容旨在克服一個或多個上述問題。

實用新型內容

本實用新型的目的在于，提供用于發動機的防積碳部件，其通過在至少一個表面張力相對高的表面上附著一表面張力相對低的涂層而提高發動機的壽命和性能。

根據本實用新型的一個方面，提供了一種帶有至少一個防積碳部件的發動機，其包括附連于發動機殼體或位于發動機殼體內部的至少一個發動機部件。該發動機部件包括至少一個表面張力相對高的表面，該表面是一個非接觸磨損表面，并附著有一個表面張力相對較低的涂層。表面張力相對低的涂層具有至少小于或等于30達因/厘米的表面張力。

根據本實用新型的另一個方面，在發動機部件的至少一個非接觸磨損表面上的積碳，可以通過將一種表面張力相對低的材料涂敷在發動機部件的一個表面張力相對高的表面而減少。表面張力相對低的材料包括至少小于或等于30達因/厘米的表面張力。

根據本實用新型的又另一個方面，一種防積碳發動機活塞包括一個活塞本體，該活塞本體包括至少一個表面張力相對高的表面。該表面張力相對高的表面是一個非接觸磨損的表面，其附著有表面張力相對低的涂層，該涂層具有至少小于或等于30達因/厘米的表面張力。

本實用新型的優點在于，在不需要對發動機進行昂貴的改裝的情況下，可利用涂層來防止積碳的不利后果，如降低燃料效率、縮短發動機的使用壽命、以及可能導致發動機故障。總的來說，可以在不對發動機進行很大改變的情況下，通過防積碳部件顯著地提高發動機壽命和性能。

附圖說明

圖1是根據本實用新型的發動機的示意圖；

圖2是位于圖1所示的發動機氣缸內活塞的局部截面圖；以及

圖3是圖1所示發動機的油冷器的正視剖面圖。

具體實施方式

如圖1所示，其示出了根據本實用新型的發動機10。發動機10包括一個發動機殼體11，至少附連或放置了兩個防碳發動機部件。盡管防碳發動機部件最好是一個發動機活塞15和/或油冷器16，其中油冷器包括至少一個冷卻劑管(如圖3所示)，但值得重視的是，本實用新型涵蓋了有各種其他防碳發動機部件的發動機，其中包括任何合適的非磨損表面。