[發明專利]內燃機用活塞環

有效

• 申請號: 201410419963.5
• 申請日: 2014-08-22
• 公開（公告）號: CN104421038B
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 佐佐木隼一;小野敬
• 申請（專利權）人: 株式會社理研
• 主分類號: F02F5/00
• 分類號: F02F5/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

提供即使在高溫且高負荷條件下也能夠長期地防止鋁固著的內燃機用活塞環。一種抗鋁固著皮膜12被覆于活塞環用母材11上的內燃機用活塞環1，其特征在于，抗鋁固著皮膜12由被覆于活塞環用母材11的上下側面11a以及11b的至少一方的陶瓷構成。

技術領域

本發明涉及內燃機用活塞環，尤其是涉及即使在高溫且高負荷條件下也能夠長期地防止鋁固著的內燃機用活塞環。

背景技術

在內燃機中被使用的頂環、第二道環、油環3個活塞環以分別卡合于被設在活塞的表面上的活塞環槽的方式而配置，具有：防止燃氣從燃燒室向外部泄漏的氣密功能、將活塞的熱傳遞至被冷卻的氣缸壁而冷卻活塞的熱傳導功能以及將作為潤滑油的發動機油適量供給至氣缸壁而刮除多余的油的功能。

這些3個活塞環在內燃機動作時，在活塞由于燃料在燃燒室中的爆發而往復運動時，在活塞的活塞環槽內，在與槽內面之間反復碰撞。此外，活塞環由于在活塞環槽內沿其周向自由滑動，因而在活塞槽內滑動。可是，在活塞環槽的表面上，由于用于槽形成的旋盤加工，形成具有1μm左右的高度的突起，由于與上述的活塞環的碰撞與滑動，突起就磨損，鋁面就會在活塞環槽的表面露出。

如果該露出的鋁面通過碰撞而與活塞環側面接觸，再反復滑動，則就會產生作為鋁合金固著(粘著)于活塞環側面的現象的鋁固著。這尤其是在位于最接近于燃燒室，被置于高溫條件下的頂環中是顯著的。

如果該鋁固著進一步進行，則活塞槽的磨損就會急速地進行，活塞環就粘著于環槽。其結果，活塞環的氣密功能下降，就產生高壓的燃氣從燃燒室向曲柄室流出的、被稱為所謂的竄氣(blowby)的現象，進而具有引起發動機輸出下降的問題。

接受這種狀況，到目前為止，已經提出了防止活塞環的鋁固著的各種各樣的技術。例如，在專利文獻1中，記載有關如下的技術：通過在與活塞環槽碰撞以及滑動的活塞環的側面上，設置含有碳黑粒子的樹脂類皮膜，使磨合性(なじみ性)提高而防止鋁固著。

此外，在專利文獻2中，記載有關如下的技術：通過在活塞環的上下側面的至少一方設置相對于表面皮膜全體而含有10～80質量％的從由鎳類粉末、鉛類粉末、鋅類粉末、錫類粉末、硅類粉末組成的組選擇的一種或2種以上的粉末的耐熱樹脂，有效地防止向活塞環鋁固著的技術。

但是，在專利文獻1以及2記載的皮膜的情況下，具有如果發動機內的溫度上升，則抗鋁固著性就下降的問題。因此，在專利文獻3中，記載有關如下的技術：通過在活塞環的上下側面的至少一方設置含有硬質粒子的、具有固體潤滑功能的聚酰亞胺皮膜，即使在超過230℃的高溫條件下，也長期地維持高的抗鋁固著性。

并且，在專利文獻4中，記載有關如下的技術：通過在活塞環的上下側面設置至少含有硅的第一類金剛石碳(Diamond-like carbon，DLC)皮膜和被形成于該第一DLC皮膜的下方的、至少含有W或W、Ni的第二DLC皮膜，以代替樹脂類皮膜，從而提供抗鋁固著性、抗擦傷性以及抗磨損性優異的活塞環。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：特開2007-278495號公報

專利文獻2：特開2008-248986號公報

專利文獻3：國際公開第2011/071049號小冊子

專利文獻4：特開2003-014122號公報

發明內容

發明要解決的課題

可是，近年來，正在進行車的小型化，為了使油耗比提高，排氣量就變小。其結果，發動機內的溫度和壓力就越發上升。然而，在專利文獻3那樣的樹脂類皮膜中，在超過260℃的高溫條件下、發動機內的壓力超過10MPa這樣的高負荷條件下，長期地維持抗鋁固著性是困難的。