滑动组件的制作方法_2

文档序号:9692827阅读:来源:国知局
邻近活塞冲程的两个部分(上止点,TDC和下 止点,BDC)显示的粗糖度。活塞环具有通过物理气相沉积(PVD)法应用的陶瓷涂层R。
[0029] 借助于本发明的组件对象,凭借凹槽的存在实现减少活塞环的涂层上的磨损,该 凹槽在衬垫上有大容量,其间统一。减少磨损减少了剥落现象的发生。
[0030] W稍微更详细的方式来描述本发明的对象滑动组件,汽缸衬垫1提供有包括纵向/ 轴向长度C的通腔,在通腔内部放置有活塞环10。图4示出有各个环的活塞,至少一个环为提 供有通过PVD应用的陶瓷涂层R的环10。通腔限定内表面S。
[0031] 活塞环10可呈现任意需要或希望的构造。在优选的方式中,环10为包括金属底座 的第一槽环,或压缩环,但是显而易见的是可假设没有因而产生的滑动组件的第二槽环或 甚至是刮油环的构造都不再包括在所附权利要求的保护范围内。
[0032] 在相同的方式中,环10的底座材料可自由变化,但始终提供可通过PV的去应用陶瓷 涂层R,例如,氮化铭、氮化妮或其他。
[0033] 相应的,衬垫1经常由铁合金、铸铁、或钢制造,但是显而易见的是衬垫可由要求或 希望的任意其他材料制造(例如侣合金),同样没有因而产生的发明不再包括在所附权利要 求的保护范围内。类似的,衬垫1可显示要求或希望的任意形式,只要它是功能性的。
[0034] 在图2和3中清楚的观察到表面S限定=个主要部分,为与邻近面向发动机的头的 活塞冲程边界区域(上止点,TDC)相对应的第一部分2,在下文中称TDC部分,第二、中央部分 3,和与邻近活塞冲程边界区域,但是相反(面向发动机的曲轴,下止点,BDC),相对应的第S 部分4,在下文中称抓C部分。
[0035] 此外,显而易见的是包括每个部分2、3、4的长度和区域可依据衬垫的直径、活塞的 行程和衬垫的轴向长度,在其他变量之间自由变化。
[0036] 不管衬垫1的规格,并且考虑到在内表面S上限定的=个部分2、3、4,至关重要的是 衬垫W所述方式组成:
[0037] (i)TDC部分(2)显示包括由凹槽和突出("山谷"和"高峰")结构限定的第一粗糖度 值的表面光洁度;
[0038] (ii)中央部分(3)显示包括由凹槽和突出("山谷"和"高峰")结构限定的第二粗糖 度值的表面光洁度;和
[0039] (iii )BDC部分(4)显示包括由凹槽和突出r山谷"和"高峰")结构限定的第S粗糖 度值的表面光洁度。
[0040] 在优选的方式中,TDC、中央和抓C部分2、3、4获得表面光洁度W借助于巧磨方法分 别得到第一、第二和第=粗糖度值。现有技术的一些解决方法采用不同的表面处理方法W 在衬垫的纵向上获得不同标准的粗糖度,但是本发明使用巧磨并且控制方法变化W致在相 同的表面S上获得大体上不同的粗糖度值,除了确保对运种类型方法固有的槽的角度的控 制之外,运将在下面进行评论。
[0041] 此外,衬垫1至关重要的条件是第二粗糖度值(由中央部分3显示)大体上低于TDC 部分2的粗糖度值,目的在于就发动机的运行效率和减少环的磨损而言确保最佳性能,特别 是在顶端。在优选但不强制的方式中,BDC部分4的粗糖度值同样比中央部分3显示的粗糖度 值高。可在下面找到对本发明的对象衬垫1与其他衬垫相比效率更高的理由更加详细的解 释。
[0042] 本发明的对象组件更重要的特性是,控制本发明的对象衬垫1在TDC、中央和抓C部 分2、3、4上的巧磨方法W确保每个部分上的凹槽和突出("山谷"和"高峰")结构大体上在整 个分布其中的区域都是统一的。
[0043] 换句话说,鉴于各个平均粗糖度值,每个部分2、3、4上的微观凹槽("山谷")显示同 样有低标准偏差的平均深度,同样的方式下,突出("高峰")具有同样有相等低标准偏差的 平均高度。
[0044] 在运种方式中,就凹槽而言,确保了由此显示的深度和容量对于润滑油的短缺是 理想的,并且就突出而言实现了避免很高的突出,运种很高的突出除了导致都不可取的增 加燃油消耗和溫度升高之外,还会加长发动机的运转周期。
[004引衬垫1显示的更重要的特性是,由中央部分3显示的粗糖度值大体上低于TDC和抓C 部分2、4的粗糖度值。
[0046] 在运方面,必须注意到的是在内燃机的运行期间,活塞在末端(行程边界,与上止 点,TDC、和下止点,BD讨目对应)的线性速度减慢,而在衬垫中央部分(行程的中途)的线性速 度增加。由运一事实所引起,活塞P和环10上的压力变化很大。
[0047] 在邻近行程边界(也就是说邻近衬垫1的表面S的TDC和抓C部分2、4)的情形下,无 论是在加速或是减速,活塞的线性速度都低。在运种情形下,低速度凭借活塞在给定的时间 单位内行进的距离短的事实导致较低的摩擦损失。在衬垫1中,除了低速度自然导致的较低 磨损之外,较高的粗糖度值导致存在更高的突出和更深的凹槽,W致位于其中的油显著的 预防了环/表面的摩擦,并且借助于此来确保环,特别是顶端的较低磨损。换句话说,限定由 第二部分3显示的第二粗糖度值的凹槽和突出的大体上为统一的结构允许作用为储油W更 加有效的方式缩小凹槽。
[0048] 此外,在衬垫1的中央部分3,活塞的线性位移速度高,并且同时粗糖度值低(借助 于由第二部分3显示的粗糖度值大体上低于由TDC和抓C部分2、4显示的粗糖度值的事实)。 运种构造减少了发动机摩擦的损失,在理论上中央部分在同样的粗糖度值时凭借活塞在给 定的时间单位内行进的距离更远而更高。
[0049] 在中央部分3,活塞/环的速度更高。产生了更大的流体动力薄膜。气体作用在压缩 环上的压力更低,要求较小的储油。另外,借助于更高的速度,摩擦(功率)损失更大。
[0050] 在运一粗糖度值较低的区域,建议的解决方案产生较小的油膜和摩擦损失,而不 对磨损产生实质性影响。
[0051] 在优选但不强制的方式中,由抓C部分4显示的粗糖度值和由TDC部分2显示的粗糖 度值大体上相等,但是只要由抓C部分4显示的粗糖度值和由TDC部分2显示的粗糖度值都低 于第二粗糖度值,就可彼此不相同,目的在于衬垫1显示提高的性能。在任意情况下,TDC部 分2的粗糖度值高于中央部分3的粗糖度值就足够了。
[0052] 下面的表格显示本发明的对象衬垫1 =种可能的实施方式,分别呈现为"实施方式 A"、"实施方式护和"实施方式C'。
[0054]实施方式A显示W下值,为微米:
[005引 (i)TDC部分2的粗糖度值大体上显示的值为0.1至0.30化k、0.80至1. IORk和2.1至 2.SRvkO
[0056] (ii)中央部分3(在表格中呈现为"中间")的粗糖度值大体上显示的值为上至 0.30I?pk、0.15至0.65祕和I. I至2. IRvk,和
[0057] (iii )BDC部分4的粗糖度值大体上显示的值为0.10至0.30化k、0.80至1. IORk和 2.1至2.8尺¥4。
[0058] 相应的,实施方式BW微米显示W下值:
[0059] (i )TDC部分2的粗糖度值大体上显示的值为上至0.15化k、0.80至1. IORk和2.1和 2.SRvkO
[0060] (ii)中央部分3(在表格中呈现为"中间")的粗糖度值大体上显示的值为上至 0.10I?pk、0.10 至0.40Rk 和上至1. ORvk。
[0061] (iii )BDC部分4的粗糖度值大体上显示的值为上至0.15化k、0.
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