[發明專利]具有可變涂層的汽缸孔

有效

• 申請號: 201710137928.8
• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN107178430B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 克利福德·E·馬基;拉里·迪安·埃里;提摩西·喬治·拜爾;阿勒普·庫馬爾·甘歌帕德亞;哈米德·加埃德尼亞;詹姆斯·莫里斯·波瓦洛
• 申請（專利權）人: 福特汽車公司
• 主分類號: F02F1/18
• 分類號: F02F1/18;B05D1/02;B05B12/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 王秀君;魯恭誠

公開一種具有可變涂層的汽缸孔。公開了發動機缸體及其形成方法。所述發動機缸體可以包括主體，所述主體包括具有縱向軸線的至少一個圓柱形發動機缸孔壁，并且包括沿著所述縱向軸線延伸并具有涂層厚度的涂層。所述涂層可具有中間區域、第一端部區域和第二端部區域，并且多個孔隙可分散在涂層厚度以內。中間區域可與所述端部區域中的一者或兩者具有不同的平均孔隙率。所述方法可包括：將第一孔隙率涂層噴涂到缸孔的中間縱向區域中；將第二孔隙率涂層噴涂到缸孔的一個或更多個端部區域中。第一孔隙率可大于第二孔隙率，并且可在所述噴涂步驟期間形成所述第一孔隙率和所述第二孔隙率。所述孔隙可以作為潤滑劑孔。

關于聯邦資助的研究或開發的聲明

本發明是根據能源部授予的合作協議DE-EE0006901在政府支持下完成的。政府對本發明享有某些權利。

技術領域

本公開涉及具有可變涂層(例如，可變孔隙率)的汽缸孔。

背景技術

發動機缸體(汽缸體)可以包括容納內燃發動機的活塞的一個或更多個汽缸孔。發動機缸體可以例如由鑄鐵或鋁鑄造而成。鋁比鑄鐵輕，并且可以被選擇以減輕車輛的重量并提高燃料經濟性。鋁制發動機缸體可以包括缸套，諸如鑄鐵襯套。如果沒有缸套，則鋁制發動機缸體可以在缸孔表面上包括涂層。鑄鐵缸套通常使缸體的重量增加，并且可能導致鋁制缸體和鑄鐵缸套之間的熱性能不匹配。無缸套的缸體可以接受涂層(例如，等離子體涂覆缸孔工藝)以減少磨損和/或摩擦。

發明內容

在至少一個實施例中，提供一種發動機缸體。所述發動機缸體可以包括主體，所述主體包括具有縱向軸線的至少一個圓柱形發動機缸孔壁，并且包括沿著所述縱向軸線延伸并具有涂層厚度的涂層，所述涂層具有中間區域、第一端部區域和第二端部區域以及分散在涂層厚度以內的多個孔隙，所述中間區域與所述端部區域中的一者或兩者具有不同的平均孔隙率。

所述中間區域可比所述端部區域中的一者或兩者具有更大的平均孔隙率。在一個實施例中，所述端部區域中的一者沿著所述至少一個發動機缸孔壁的包括所述至少一個發動機缸孔壁的上止點(TDC)位置或下止點(BDC)位置的部分延伸，所述中間區域沿著所述至少一個發動機缸孔壁的位于所述至少一個發動機缸孔壁的TDC位置和BDC位置之間的部分延伸。所述端部區域中的一者或兩者可具有0.1％至3％的平均孔隙率。所述中間區域可具有至少5％的平均孔隙率。所述端部區域中的一者或兩者和所述中間區域均可具有10μm至300μm的平均孔隙尺寸。在一個實施例中，所述涂層還包括中等孔隙率區域，所述中等孔隙率區域具有在所述中間區域的平均孔隙率和所述端部區域中的一者或兩者的平均孔隙率之間的平均孔隙率。

在一個實施例中，所述端部區域中的一者沿著所述至少一個發動機缸孔壁的包括所述至少一個發動機缸孔壁的上止點(TDC)位置或下止點(BDC)位置的部分延伸，所述中間區域沿著所述至少一個發動機缸孔壁的位于所述至少一個發動機缸孔壁的TDC位置和BDC位置之間的部分延伸，所述中等孔隙率區域沿著所述至少一個發動機缸孔壁的位于其中一個端部區域和所述中間區域之間的部分延伸。所述中間區域可在所述至少一個發動機缸孔壁的對應于30度至150度的曲軸角的部分內延伸。所述中間區域可沿著所述至少一個發動機缸孔壁的包括最大活塞速度區域的部分延伸。

在至少一個實施例中，提供一種發動機缸體。所述發動機缸體可包括主體，所述主體包括缸孔壁和覆蓋所述缸孔壁的涂層，所述涂層具有厚度和分散在所述厚度以內的孔隙，所述涂層包括第一深度區域和第二深度區域，所述第一深度區域被設置為鄰近于所述涂層與所述缸孔壁的界面，所述第二深度區域被設置為鄰近于所述涂層的暴露表面，所述第二深度區域比所述第一深度區域具有更大的平均孔隙率。