[實(shí)用新型]一種采用納米處理具有雙螺旋線槽的節(jié)油減排新型缸套

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520186501.3
• 申請(qǐng)日: 2015-03-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204755095U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳業(yè)光;陳丹旭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陳業(yè)光;陳丹旭
• 主分類號(hào): F02F1/00
• 分類號(hào): F02F1/00
• 代理公司: 北京君尚知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11200
• 代理人: 余長(zhǎng)江

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及氣缸套制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用納米處理具有雙向螺旋線槽的節(jié)油減排新型缸套。

背景技術(shù)

2014年9月底工信部公布的《關(guān)于2013年度中國(guó)乘用車企業(yè)平均燃料消耗量核算情況的公告》顯示，111家乘用車企業(yè)中有40家未達(dá)標(biāo)。其中，85家國(guó)產(chǎn)乘用車生產(chǎn)企業(yè)中有27家未達(dá)標(biāo)，包括一汽、北汽等企業(yè)；而26家進(jìn)口乘用車企業(yè)中有一半未達(dá)標(biāo)，包括了克萊斯勒(中國(guó))、通用(中國(guó))、日產(chǎn)(中國(guó))、本田(中國(guó))、雷諾(北京)等13家進(jìn)口乘用車企業(yè)。而就在五部委發(fā)出《通知》的同一天，現(xiàn)代汽車因新勝達(dá)尾氣排放超標(biāo)，而被北京市環(huán)保局沒(méi)收了高達(dá)千萬(wàn)元的收入，成為因汽車尾氣問(wèn)題而遭受處罰的第一家企業(yè)。我國(guó)生產(chǎn)的乘用車油耗比國(guó)外的高出不少(20-80％)，同時(shí)達(dá)不到環(huán)保部要求的“八萬(wàn)公里內(nèi)始終排放達(dá)標(biāo)”，在實(shí)現(xiàn)中國(guó)強(qiáng)國(guó)夢(mèng)的現(xiàn)實(shí)中，十分有必要抓好乘用車的治污減排和降低燃油的油耗，提升乘用車的更新?lián)Q代。

在內(nèi)燃機(jī)中，氣缸套是其關(guān)鍵的零件，它還是內(nèi)燃機(jī)的心臟，缸套就是氣缸套的簡(jiǎn)稱，它鑲在缸體的缸筒內(nèi)，與活塞和缸蓋共同組成燃燒室。燃料在燃燒室里燃燒是否充分、是否完全，關(guān)系到內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力性能、節(jié)油減排性能和經(jīng)濟(jì)性能。

由于業(yè)內(nèi)環(huán)保意識(shí)的日益加強(qiáng),對(duì)內(nèi)燃機(jī)的排放要求越來(lái)越高,我國(guó)對(duì)內(nèi)燃機(jī)排放在要求達(dá)到歐洲標(biāo)準(zhǔn)Ⅳ,要達(dá)到這一目標(biāo)，一要提高主要部件缸套、活塞和活塞環(huán)的質(zhì)量，使燃料在燃燒室里燃燒充分和完全，二是大幅減少缸套與活塞和活塞環(huán)之間的摩擦系數(shù)和摩擦損耗。這對(duì)加工內(nèi)燃機(jī)氣缸套的技術(shù)提出了更高要求。目前采用改進(jìn)材質(zhì)、激光淬火、鍍鉻、提高加工精度、降低表面粗糙度等方法來(lái)改善缸套性能已經(jīng)接近了極限，它在治污減排能達(dá)到歐Ⅱ或歐Ⅲ，已經(jīng)到了頂峰，它再也滿足不了環(huán)境保護(hù)治污減排達(dá)到歐洲標(biāo)準(zhǔn)Ⅳ的要求，也滿足不了進(jìn)一步節(jié)油降耗的需要。

缸套內(nèi)表面精加工，傳統(tǒng)的加工藝是普通珩磨、平頂珩磨。國(guó)外對(duì)內(nèi)表面進(jìn)行鍍鉻、氣體軟氮化、表面激光淬火處理、浸淬碳化硅和表面噴涂等離子多元合金等，國(guó)內(nèi)已經(jīng)花巨額資金引進(jìn)相應(yīng)設(shè)備。其目的在于除了增加耐磨性以外，還想建立蜂窩坑、或激光珩磨網(wǎng)紋，以使缸內(nèi)表面有一些能含油的油槽。但激光珩磨設(shè)備價(jià)格昂貴，微坑加工成本高，操作復(fù)雜，維修困難,更重要的是,激光珩磨也顯露了,難以滿足社會(huì)環(huán)境對(duì)其減少排放由歐洲標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ提升到歐洲標(biāo)準(zhǔn)Ⅳ和進(jìn)一步節(jié)省燃油的要求。

內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行期間，缸套內(nèi)表面是活塞上下運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)行面，同時(shí)又使缸套和活塞環(huán)處于高壓高溫工況下，摩擦系數(shù)和潤(rùn)滑油對(duì)其影響十分巨大。國(guó)內(nèi)外對(duì)缸套的加工技術(shù)研究很多，以圖減少摩擦系數(shù)，但現(xiàn)有缸套與活塞環(huán)之間的潤(rùn)滑，依靠潤(rùn)滑油實(shí)現(xiàn)。而潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑理論基礎(chǔ)，是依靠在摩擦面之間形成潤(rùn)滑膜，無(wú)膜潤(rùn)滑不了。而膜的厚度，至少是微米級(jí)的，有的甚至是毫米級(jí)的。傳統(tǒng)潤(rùn)滑油為長(zhǎng)鏈分子結(jié)構(gòu)，其最小分子為1微米至10微米的分子，這樣，只能有一小部分潤(rùn)滑油分子停留在RA0.5-1.25微米的蜂窩坑或激光珩磨網(wǎng)紋內(nèi)儲(chǔ)油,形成潤(rùn)滑膜，更深入不到納米級(jí)的溝壑中形成納米潤(rùn)滑膜，大部分潤(rùn)滑油微米級(jí)分子由于比RA0.5-1.25微米大，都停留在蜂窩坑或激光珩磨網(wǎng)紋的溝壑上部形成潤(rùn)滑膜，但隨著缸套與活塞環(huán)的運(yùn)動(dòng)，其磨損越來(lái)越大，蜂窩坑或激光網(wǎng)紋的空間也被變小，儲(chǔ)油更少,換言之，很容易出現(xiàn)半干摩擦或干摩擦，特別嚴(yán)重的是，在活塞運(yùn)行到上死點(diǎn)時(shí)，由于活塞并非直線運(yùn)動(dòng)，總會(huì)偏向一邊，把這些微米級(jí)潤(rùn)滑分子擠走，即出現(xiàn)半干摩擦或干摩擦，另一邊偏大。隨著內(nèi)燃機(jī)長(zhǎng)期的工作，摩擦產(chǎn)生的縫隙越來(lái)越大，使?jié)櫥屯ㄟ^(guò)縫隙上竄到活塞頂部參與燃燒，由于燃料燃燒不完全、也不充分，產(chǎn)生積碳和更多污染物，污染環(huán)境，這說(shuō)明現(xiàn)有的激光加工的蜂窩坑或激光珩磨網(wǎng)紋解決不了缸套與活塞環(huán)之間減少摩擦和促進(jìn)完全的充分燃燒難題，也就滿足不了社會(huì)環(huán)境對(duì)其減少排放和節(jié)省燃油的需要。

下面再對(duì)現(xiàn)有缸套制造的技術(shù)背景做介紹如下：

缸套加工工藝流程

缸桶:下料----粗車---熱處理(調(diào)質(zhì))-----車(平頭倒角)----粗推內(nèi)孔---滾壓內(nèi)孔----車(外圓開(kāi)架窩)----車內(nèi)孔止口----焊缸底----車(外圓)。

根據(jù)需要還有內(nèi)部鍍鋅或者鍍烙，然后是精加工內(nèi)表面,在原始表面上實(shí)施激光造型結(jié)構(gòu)：大斑點(diǎn)慢掃描螺旋式激光淬火、小斑點(diǎn)快掃描網(wǎng)紋式激光淬火和激光珩磨等。

正是由于現(xiàn)有產(chǎn)品的缸套采取用上述傳統(tǒng)加工技術(shù)生產(chǎn)，無(wú)法解決前述的社會(huì)環(huán)境對(duì)其減少排放和節(jié)省燃油的需要。由于上述原因，需要尋找制造高耐磨、長(zhǎng)壽命、節(jié)油減排新型缸套。

實(shí)用新型內(nèi)容