带有铸造的气缸曲轴箱的内燃机的制作方法

本实用新型涉及一种带有铸造的气缸曲轴箱的内燃机，所述气缸曲轴箱具有至少一个气缸，所述气缸构成用于活塞的工作面，其中，铸造的气缸的气缸表面被粗糙处理并且具有由热喷涂层制成的覆层。

背景技术：

这种类型的现有气缸表面在气缸曲轴箱制造领域中是已知的。为了改进气缸工作面的耐磨性能，为现有的气缸设置喷涂层。为了在这种被喷涂的气缸工作面中使喷涂层相对于气缸曲轴箱达到足够好的拉伸强度和持久性，对表面进行机械处理，以便形成使这两种材料相互间的连接得到改进的结构。为了降低活塞与气缸工作面之间的摩擦，由现有技术已知对气缸工作面进行珩磨，由此可以在工作面中容纳用于润滑活塞的油。

由文献DE 10 2009 049 323 A1已知一种带有铸造的气缸曲轴箱的内燃机。所述气缸曲轴箱构成用于容纳活塞的气缸、气缸的内侧面构成用于活塞的工作面。工作面由覆层构成，所述覆层被安设在以气缸的机械和/或化学方式粗糙处理的内侧面上。所安设的覆层具有珩磨处理。

根据现有技术的气缸曲轴箱具有工作面，所述工作面就活塞与气缸之间的滑动面的油供应来说并不始终是充足的。相应地还需要构成更加低摩擦且更耐磨的工作面。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题由此在于，提供一种内燃机的铸造的气缸曲轴箱的工作面，所述工作面在高负载和高温下确保活塞在气缸中持久低摩擦的滑动。

所述技术问题通过一种内燃机解决，其带有铸造的气缸曲轴箱，所述气缸曲轴箱具有至少一个气缸，所述气缸构成用于活塞的工作面，其中，铸造的气缸的气缸表面被粗糙化处理并且具有由热喷涂层制成的覆层，其中，喷涂层的面向气缸内部的表面具有定义的结构。

在根据本发明的带有铸造的气缸曲轴箱的内燃机中，喷涂层的面向气缸内部的表面具有定义的结构。在本实用新型的范畴中，定义的结构是指按计划确定和施加的结构，所述结构能够根据所期望的表面特征值设置。定义的结构优选通过大量凹陷构成，所述凹陷相互间具有定义的间距。所述结构用于为活塞提供额外的油，以便降低摩擦。通过表面特征值的选择可以使工作面非常精确地符合所需的要求，从而可以将摩擦和磨损将至最小。

工作面的定义的结构优选是切制结构。定义的结构在此借助刀具施加在工作面上。凹陷借助刀具简单地制造在工作面上。

在本实用新型的优选改进方式中，定义的结构借助几何形状确定的刀具制成。借助几何形状确定的刀具可以通过在前端的几何尺寸影响凹陷的定向。

在继续实施的实施方式中，喷涂层的表面还额外地通过珩磨处理。通过珩磨，除了定义的结构之外，还额外地为活塞与气缸之间的滑动面提供油。由此进一步降低活塞与气缸之间的摩擦和工作面的磨损。

优选地，喷涂层由陶瓷材料制成。所述陶瓷材料具有高耐磨损强度和抗磨损性。此外，陶瓷材料与金属材料相比是耐腐蚀的。

在备选的实施方式中，喷涂层由陶瓷合金制成。所述陶瓷合金是基于金属基质的陶瓷材料的复合材料，所述陶瓷材料具有特别高的硬度和抗磨损性。陶瓷合金此外还具有比金属材料更高的耐腐蚀性。

在特别优选的实施方式中，喷涂层由金属材料制成。金属材料具有高耐磨损强度和抗磨损性，并且即使在高负载和高温下也能确保活塞在气缸中的滑动。

铸造的气缸的气缸表面优选以机械方式粗糙处理。通过气缸表面的粗糙化处理，气缸的表面增大，从而使安置在气缸表面上的工作面通过更大的面积与气缸表面相连。由此改进了工作面在气缸表面上的耐久性。在气缸表面与工作面之间还产生了联结效应，从而由此还改进了耐久性。作为备选，也可以考虑金刚砂喷射来对气缸表面粗糙化处理。此外也可以考虑使通过高压水喷射进行粗糙化处理。

在另一种优选的实施方式中，铸造的气缸的气缸表面借助激光被粗糙化处理。通过借助激光进行的粗糙化处理，粗糙程度可以非常准确地调整。此外，借助激光被粗糙化处理和为借助激光粗糙化处理的区域可以边界清晰地相互邻接。由此允许非常精确地调整气缸表面数值。

优选地，在气缸的轴向中部区域中构成更大容积的凹陷。体积在本实用新型的范畴内是指润滑剂的量，所述润滑剂能够容纳在该区域中的凹陷内。在此，该区域中容积的增大可以通过凹陷的增大或通过凹陷数量的提高实现。气缸的轴向中部区域是活塞的两个轴向最终位置之间的中部区域。在所述轴向中部区域中活塞具有最大的速度。通过提高该区域中的凹陷的容积，由此可以降低摩擦和进而还降低磨损。

由此提供了内燃机的铸造的气缸曲轴箱的工作面，所述工作面更低摩擦且更抗磨损。

附图说明

本实用新型的其他细节由以下结合附图对实施例的描述给出。在附图中：

图1以剖视图方式示出气缸曲轴箱的侧视图，其带有安设在气缸内表面上的根据本实用新型的热喷涂层，所述热喷涂层带有定义的结构；

图2示出图1的气缸内表面处理前的放大剖视图；

图3示出机械处理后的图2的气缸内表面；

图4示出热喷涂之后的图3的气缸内表面；并且

图5示出制成定义的结构之后的图4的气缸内表面。

具体实施方式

图1示出内燃机的气缸曲轴箱10，所述内燃机例如具有四个依次放置的气缸14。这种类型的气缸曲轴箱10例如由铝合金通过压力铸造方法制成。在此，面向气缸14内部的气缸表面15通过必要时被冷却的轴套构成，所述轴套在铸造过程中用于限定气缸14。

完成制造的气缸14的内表面作为用于在气缸14中升降运动的活塞的工作面18使用，从而使工作面18不仅能经受高热力学负载还能经受化学和机械负载。出于此原因，铸造的气缸表面15设有热喷涂层20，所述热喷涂层具有比铸造材料更高的强度。为了为活塞提供额外的油，喷涂层20的面向气缸内部的表面22具有定义的结构24，所述结构根据所期望的表面特征值被调整。额外的油被收集在该定义的结构24中，所述油对活塞进一步润滑并且由此有助于降低摩擦。

这种带有定义的结构24的喷涂层20通过喷涂层20的凹陷构成，所述凹陷相互间具有定义的规则间距。

在最初制造带有定义的结构24的喷涂层20时，铸造的气缸曲轴箱10带有光滑的气缸表面15，如图2所示。

气缸表面15例如通过金刚砂喷射或机械加工被粗糙化处理，从而形成图3所示的气缸内表面27。这种气缸内表面27具有类似凸峰28和凹谷30的结构，安设在气缸内表面27上的喷涂层20由此具有与气缸内表面27的联结效应，从而改进被安设的喷涂层20在气缸内表面27上的粘附。

在形成该气缸内表面27之后，为了安设热喷涂层20而将喷涂燃烧器引入气缸14中。喷涂燃烧器实施圆周运动，所述圆周运动与气缸14的下行运动相叠加。在该喷涂过程中，例如借助等离子体转移电弧喷涂方法实施的喷涂过程中，形成粘附良好的喷涂层20，所述喷涂层用作气缸工作面18，如图4所述的制造完成状态。

在最后的步骤中，喷涂层20借助几何形状确定的刀具被处理。借助该刀具在喷涂层20中切割出凹陷26。由此在喷涂层20的面向气缸内部的表面22上形成定义的结构24，如图5所示。在该定义的结构中聚集了用于润滑活塞的油。

内燃机的铸造的气缸曲轴箱的工作面由此特别低摩擦且抗磨损。

应该清楚的是，保护范围不局限于利用刀具切割凹陷，而且也可以考虑多种不同的可能性来将凹陷布置在工作面中。保护范围也不局限于等离子转移电弧喷涂方法。还可以考虑其他喷涂方法，例如电弧线喷涂、旋转单导线喷涂、大气等离子体喷涂或激光熔覆。为了使气缸表面粗糙化，还可以使用高压水喷射、机械粗糙化处理、借助激光或偶联剂的粗糙化。

附图标记清单

10 气缸曲轴箱

14 气缸

15 气缸表面

18 工作面

20 喷涂层

22 表面

24 定义的结构

26 凹陷

27 气缸内表面

28 凸峰

30 凹谷