[發明專利]用于內燃機的活塞和內燃機

在審

• 申請號: 202110748512.6
• 申請日: 2021-07-02
• 公開（公告）號: CN113882963A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 阿洛伊斯·萊克爾;賴因哈德·羅斯
• 申請（專利權）人: 馬勒國際有限公司
• 主分類號: F02F3/12
• 分類號: F02F3/12;C09D183/16;C09D7/61
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 邰鳳珠;劉繼富

本發明涉及一種用于內燃機(11)的活塞(1)，其包括具有外表面(2)的活塞頂(3)?；钊?1)還包括至少設置在活塞頂(3)的外表面(2)的一些區域中的熱管理涂層(4)，其中，所述熱管理涂層(4)包括基層(5)和功能層(6)。所述基層(5)設置在活塞頂(3)與功能層(6)之間，與在活塞頂(3)的外表面(2)相鄰，其中，所述基層(5)包括基層基質，該基層基質包括第一聚硅氮烷或由第一聚硅氮烷構成，并且功能層包括功能層基質，該功能層基質具有與第一聚硅氮烷不同的第二聚硅氮烷或由第二聚硅氮烷構成。

背景技術

為了提高用于內燃機的活塞的熱穩定性，從最近開始，這種活塞在活塞的活塞頂的外表面上設置有涂層。此外，通過這種涂層，還可以實現對活塞的涂層外表面的保護以免受氧化。在包括活塞的內燃機中，活塞頂的這種外表面通常部分地限定內燃機的燃燒室。

在這種背景下，EP 2 818 677A1公開了一種用于內燃機的活塞，為了提高活塞的熱穩定性，在該活塞的外表面上設置有包括無機聚硅氮烷的三層熱管理涂層。

然而，在此發現不利的是，通過這種熱管理涂層，只能以不適當的方式來避免活塞頂不允許的熱量吸收，這在最壞的情況下能夠導致活塞失效。

因此，本發明的目的(特別是為了消除上述缺點)是示出用于活塞和用于包括這種活塞的內燃機的新方法。

該目的通過根據獨立權利要求1所述的活塞和根據獨立權利要求3所述的活塞以及根據獨立權利要求15所述的內燃機來實現。優選的實施例是從屬權利要求的主題。

發明內容

因此，本發明的基本思想是規定一種用于內燃機的活塞，其涂覆有熱管理涂層，該熱管理涂層在活塞的活塞頂的外表面上包括基層和功能層。在本發明的第一方面中，這里的基層包括第一聚硅氮烷，并且功能層包括除第一聚硅氮烷以外的第二聚硅氮烷。在本發明的第二方面中，基層包括鎳或填充有鋁片的二氧化硅，并且功能層包括有機聚硅氮烷。

有利地，這種熱管理涂層特別有效地防止活塞頂或活塞連續吸收熱量，使得活塞的熱穩定性總體上得到改善。此外，還可以通過熱管理涂層以有利的方式來改善對活塞頂的涂層外表面的氧化保護。

在本發明的第一方面中，其可用于內燃機，特別用于機動車輛的內燃機，活塞包括具有外表面的活塞頂?；钊耐獗砻鎯炦x設置在活塞頂的端面上。活塞頂適當地包括包含鋁合金或鐵合金的活塞材料，或者由包含鋁合金或鐵合金的活塞材料構成?；钊€包括至少設置在活塞頂的外表面的一些區域中的熱管理涂層。熱管理涂層包括基層和功能層。熱管理涂層的基層設置為與活塞頂的外表面相鄰并且在活塞頂與熱管理涂層的功能層之間?；鶎影ɑ鶎踊|，該基層基質包括第一聚硅氮烷或由第一聚硅氮烷構成。功能層包括功能層基質，該功能層基質包括不同于第一聚硅氮烷的第二聚硅氮烷。替代地，功能層由第二聚硅氮烷構成。這種熱管理涂層特別有效地保護活塞頂不受過量熱量輸入的影響，并且特別有效地至少防止或延遲活塞頂的氧化。

在本發明的第一方面中的活塞的有利改進方案中，第一聚硅氮烷是無機聚硅氮烷，第二聚硅氮烷是有機聚硅氮烷，反之亦然。通過有機聚硅氮烷，有利地可以實現熱管理涂層的特別高的層厚度，其實現對活塞頂的特別好的保護，以不受過量熱量輸入的影響。此外，有機聚硅氮烷能夠以特別簡單的方式與添加劑混合以優化熱管理涂層的性能。