一种内燃机及其润滑结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及内燃机技术领域，特别涉及一种内燃机及其润滑结构。
【背景技术】
[0002]内燃机工作时，各摩擦副(如曲轴轴颈与轴承、凸轮轴轴颈与轴承、活塞环与缸套等)之间以很高的速度相对运动，其相对运动过程中存在摩擦损耗。各摩擦副表面之间的摩擦不仅增大内燃机内部的功率消耗，使零部件工作表面迅速磨损，摩擦过程产生的热量还可能使某些工作零件表面熔化，从而导致内燃机无法正常运转。因此，为了保证内燃机能正常工作，必须对内燃机内各摩擦副表面进行润滑。
[0003]目前，内燃机各摩擦副常用的润滑方式为:利用机油栗将具有一定压力的润滑油送至摩擦副的各摩擦面间形成具有一定厚度、并在承受一定机械负荷时不破裂的油膜，尽量将两零件完全隔开，从而形成润滑。
[0004]但是，由于内燃机工作过程中，以活塞环与缸套形成的摩擦副为例，二者的间隙内通常存在坚硬的大颗粒，且该大颗粒会刺破油膜，并当活塞环与缸套竖向相对运动时，二者之间的间隙在承载力的作用下经常为零，这使得大颗粒受到冲击并作用于活塞环或缸套，由于该大颗粒硬度较大，因此，冲击摩擦副时，使得二者平滑的表面产生隆起式塑性变形，例如毛刺等，该毛刺的存在进一步引起两摩擦副之间产生“钢对钢干摩擦”。
[0005]上述两摩擦副之间的“钢对钢干摩擦”使得活塞环与缸套之间的磨损加快，降低内燃机的使用寿命，并增大内燃机负荷和燃油消耗，提高内燃机污染。因此，内燃机磨损的起因为:大颗粒造成的摩擦副机件表面隆起式塑性变形。
[0006]鉴于上述内燃机摩擦副的润滑结构存在的缺陷，亟待提供一种避免摩擦副之间的大颗粒受冲击而引发摩擦副表面隆起式塑性变形的内燃机润滑结构。
【发明内容】
[0007]为解决上述技术问题，本发明的第一目的为提供一种内燃机的润滑结构，包括设于摩擦副各部件之间的若干微结构体，用于润滑内燃机摩擦副各部件之间的大颗粒，防止该大颗粒的存在导致摩擦副表面发生隆起式塑性变形，从而降低内燃机各部件的磨损，提高内燃机的使用寿命，降低内燃机的负荷和燃油消耗，并降低内燃机的污染。本发明的第二目的为提供一种内燃机。
[0008]为了实现本发明的第一目的，本发明提供一种内燃机的润滑结构，用于润滑所述内燃机摩擦副各部件之间的大颗粒，所述润滑结构包括设于所述摩擦副各部件之间的若干微结构体，且所述微结构体的表面设有若干凹部。
[0009]本发明在内燃机工作时，由于微结构体的存在，大大减小因摩擦副间隙突然变小而导致大颗粒对摩擦副各部件表面的冲击力(如汽车在提速、刹车、爬坡、超载等临界摩擦状态时)，从而使摩擦副表面在该大颗粒的冲击力作用下仅发生弹性变形，而非隆起式塑性变形，从而避免摩擦副各部件表面由于存在隆起式塑性变形而发生“钢对钢干摩擦”，进而降低二者之间的磨损，提高内燃机的使用寿命，降低内燃机的负荷和燃油消耗，并降低内燃机的污染。
[0010]可选地，所述凹部的深度为所述微结构体特征尺寸的1/150-1/3。
[0011 ]可选地，所述微结构体为微球体。
[0012]可选地，所述微结构体的直径为0.011-60微米。
[0013]可选地，所述微结构体为微圆柱体。
[0014]可选地，所述微结构体为微正方体。
[0015]可选地，所述微结构体的重量为0.1-1000克。
[0016]可选地，所述微结构体为陶瓷结构。
[0017]为了实现本发明的第二目的，本发明还提供一种内燃机，包括若干可相对运动的摩擦副，还包括用于盛放机油的机油池，所述机油池内设有用于润滑所述内燃机摩擦副各部件之间大颗粒的润滑结构，所述润滑结构能够进入所述摩擦副的各部件之间；其中，所述润滑结构为以上所述的润滑结构。
【附图说明】
[0018]图1为本发明所提供内燃机的润滑结构在一种【具体实施方式】中的结构示意图；
[0019]图2为图1中I部分的局部放大图；
[0020]图3a为图1中微结构体在第一种具体实施例中的结构示意图；
[0021]图3b为图3a的侧视图；
[0022]图4a为图1中微结构体在第二种具体实施例中的结构示意图；
[0023]图4b为图4a的侧视图；
[0024]图5a为图1中微结构体在第三种具体实施例中的结构示意图；
[0025]图5b为图5a的侧视图。
[0026]图1-5 中:
[0027]I缸套、2活塞环、3机油池、4大颗粒、5微结构体、51凹部；
[0028]A缸套弹性变形曲线、B活塞环弹性变形曲线；
[0029]L边长、D直径、t凹部深度。
【具体实施方式】
[0030]为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0031]请参考附图1-2，其中，图1为本发明所提供内燃机的润滑结构在一种【具体实施方式】中的结构示意图；图2为图1中I部分的局部放大图。
[0032]在一种【具体实施方式】中，本发明提供一种内燃机的润滑结构，用于润滑内燃机各摩擦副之间的大颗粒4，如图2所示，该润滑结构包括能够进入各摩擦副之间的若干微结构体5 0
[0033]其中，微结构体5指的是必须借助于光学显微镜或电子显微镜才能观察到的微观结构，其区别于人眼可观测的各种宏观结构。
[0034]现有的内燃机润滑结构中，活塞环与缸套之间存在大颗粒，当二者竖向相对运动时，因摩擦副间隙在承载力作用下突然变小而导致大颗粒对摩擦副各部件表面的冲击力(如汽车在提速、刹车、爬坡、超载等临界摩擦状态时)，大颗粒受到冲击不仅刺破油膜并且作用于活塞环或缸套，由于该大颗粒硬度较大，又因气缸内瞬时高达1600°C以上温度致使摩擦副表面硬度也瞬时下降，因此，冲击摩擦副表面时，使得二者平滑的表面产生隆起式塑性变形，例如毛刺等，该毛刺的存在进一步引起两摩擦副之间产生“钢对钢干摩擦”。
[0035]上述两摩擦副之间的“钢对钢干摩擦”使得活塞环与缸套之间的磨损加快，降低内燃机的使用寿命，并增大内燃机负荷和燃油消耗，提高内燃机污染。
[0036]本实施例中的内燃机工作前，将若干微结构体5直接或间接加入机油池3内，使其随润滑油进入内燃机各摩擦副之间，以图1和图2所示的活塞环2与缸套I组成的摩擦副为例。
[0037]内燃机工作时，如图1和图2所示，活塞环2在缸套I内竖向运动，润滑油与微结构体5进入二者之间的间隙内，该微结构体5与大颗粒4均朝向缸套I或活塞环2的方向运动，且由于微结构体5极具啮合大颗粒4的表面张力结构，因此，各微结构体5相较于大颗粒4更靠近缸套I或活塞环2的表面，即若干微结构体5附着于大颗粒4并处于缸套I和活塞环2之间。
[0038]基于此，由于微结构体5的存在，当缸套I与活塞环2之间的间隙在承载力作用下为零时，微结构体5构成的润滑结构缓解降低了大颗粒4对摩擦副各部件表面的冲击力，从而使摩擦副表面在该大颗粒4的冲击力作用下仅发生弹性变形，而非隆起式塑性变形，另外，此时气缸内1600°C以上的瞬时高温，也增加了摩擦副机件表面瞬时弹性指数。如图2所示的缸套变形曲线A与活塞环变形曲线B，从而避免摩擦副各部件表面由于存在塑性变形而发生“钢对钢干摩擦”，进而降低二者之间的磨损，提高内燃机的使用寿命，同时降低内燃机的负荷和燃油消耗，使得内燃机的污染降低。
[0039]需要说明的是，本实施例中的润滑结构不同于本领域常用的固体润滑方式。现有的固体润滑为利用固体粉末、涂膜和复合材料等隔离相互接触的摩擦表面，以达到润滑的目的的润滑方式。因此，现有固体润滑方式通过在摩擦副的两表面均形成固体润滑膜，使得磨损发生在固体润滑膜之间，而非摩擦副表面之间，用于润滑摩擦副。而本实施例中的微结构体5通过防止大颗粒4对摩擦副表面