[發明專利]具有改進導熱性的油路活塞

無效

• 申請號: 201210143838.7
• 申請日: 2012-05-04
• 公開（公告）號: CN102767444A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: J·C·科普基克
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: F02F3/22
• 分類號: F02F3/22
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 韋欣華;林森

背景技術

本發明涉及活塞并且更特別地是，具有改進導熱性的活塞上的油路通道。

汽車工業目前的趨勢是增加發動機動力、減少排放和使發動機變得更輕。這些需要使得發動機上產生更高的熱負荷，尤其是在活塞上。結果是，發動機，并且尤其是活塞經歷著高溫。控制活塞溫度已經成為成功的發動機設計的決定因素之一。過高的活塞溫度將會導致活塞和孔之間、活塞和環之間以及活塞和活塞銷之間的介面的摩擦增加且導致發動機卡死。

活塞可以通過燒結在活塞頂下部的噴油口冷卻。更高輸出的發動機(如，汽油和柴油渦輪增壓發動機)典型地具有設在活塞頂的油路，因此發動機油能夠注入到油路以易于冷卻。圖1示出鑄造在活塞15中的油路孔10的實例。在發動機運轉期間傳遞到油路的熱量通過流過其中的油導出。大約80％的燃燒熱量通過油路冷卻的方式從高輸出活塞上移除。

發明內容

本發明的一個方面是制造具有增強導熱性的活塞的方法。在一個實施方案中，該方法包括提供具有油路的活塞，該活塞由一種材料制成，并且在油路上沉積一材料層，該材料具有比活塞材料更高的導熱性。

本發明的另一個方面是具有增強導熱性的活塞。在一個實施方案中，該活塞由一種材料制成，該活塞包括涂覆有一層比活塞材料具有更高導熱性的材料的油路。

特別地，本發明涉及以下方面：

1.制造具有增強導熱性的活塞的方法，其包括：

提供具有油路的活塞，該活塞由第一材料制成；并且

在該油路上沉積一層第二材料，該第二材料具有比該第一材料更高的導熱性。

2.第1條的方法，其中在該油路上沉積一層第二材料包括化學鍍膜或電鍍。

3.第1條的方法，其中在該油路上沉積一層第二材料包括化學鍍膜，并且其中該化學鍍膜是自動催化式化學鍍膜或浸沒式化學鍍膜。

4.第1條的方法，其中在該油路上沉積一層第二材料包括：

提供包括硫酸銅的溶液；并且

將該溶液引入該油路中。

5.第4條的方法，其中該溶液進一步包括高氯酸和草酸銨。

6.第4條的方法，其進一步包括在將該溶液引入油路前將該溶液脫氣。

7.第4條的方法，其進一步包括在將該溶液引入油路前用堿性清洗劑或脫脂溶劑沖洗該油路。

8.第1條的方法，其中該第二材料是銅。

9.第1條的方法，其中該第一材料是鋁或鋼。

10.第1條的方法，其中該第二材料層具有至少3微米的厚度。

11.制造具有增強導熱性的活塞的方法，其包括：

提供具有油路的鋁或鋼活塞；并且

在該油路上通過化學鍍膜的方法沉積一層銅。

12.第11條的方法，其中該化學鍍膜是自動催化式化學鍍膜或浸沒式化學鍍膜。

13.第11條的方法，其中在該油路上沉積一層銅包括：

提供包括硫酸銅的溶液；并且

將該溶液引入該油路中。

14.第13條的方法，其中該溶液進一步包括高氯酸和草酸銨。

15.第13條的方法，其進一步包括在將該溶液引入油路前將該溶液脫氣。

16.第13條的方法，其進一步包括在將該溶液引入油路前用堿性清洗劑或脫脂溶劑沖洗該油路。

17.第11條的方法，其中該銅層具有至少3微米的厚度。

18.具有增強導熱性的活塞，該活塞由第一材料制成，該活塞包括油路，油路涂覆有一層比第一材料具有更高導熱性的第二材料。

19.第18條的方法，其中該第一材料是鋁或鋼。

20.第18條的方法，其中該第二材料是銅。

21.第18條的方法，其中該第二材料層具有至少3微米的厚度。

附圖說明

圖1示出了具有油路通道的活塞。

具體實施方式

目前的油路設計依賴于當熱量從頂部傳導來時移除熱量。本發明易于移除熱量，因為在油路內側有比活塞材料更導熱的材料，其沿暴露在油中的表面區域更快地分散熱量。

具有比活塞材料更高導熱性的一薄層材料被沉積在用于汽油和/或柴油發動機活塞的油路壁上。優選該層具有更高導熱性的材料是連續的，但是這不是必須的。典型地該層具有更高導熱性的材料的厚度有幾微米或更厚。

在油路壁內側上存在具有比活塞材料更高導熱性的涂層將會圍繞該油路360度地快速分散熱量，增加了熱量傳導到油中的有效路徑。這提供了對活塞頂和頂部密封環槽的更有效冷卻，這將會改善那些區域的耐久性。