活塞和发动机的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开大体涉及用于内燃发动机的活塞。
【背景技术】
[0002]内燃发动机的活塞在操作期间受到广泛的热负荷和机械负荷。随着时间的推移，由于这种负荷的重复循环导致的疲劳可造成裂缝形成在活塞上。在许多发动机系统中，更换裂缝的活塞既昂贵又费时。此外，具有裂缝活塞的发动机的继续操作会导致发动机的毁灭性失效。
【实用新型内容】
[0003]各种实施方案涉及活塞。一个示例性的活塞包括在第一端和第二端之间沿纵向轴线延伸的主体。顶部形成在主体的第一端。活塞凹处从顶部朝向第二端延伸。顶部界定了活塞凹处的边缘。活塞凹处界定了侧壁和在侧壁之间延伸的横向表面。销孔紧邻第二端沿着销轴线延伸穿过主体。销轴线垂直于纵向轴线。掩模区域包括穿过活塞凹处的中心延伸的掩模轴线。第一掩模部分沿掩模轴线延伸穿过横向表面，向上到侧壁，并到活塞凹处的顶部之上。第二掩模部分从第一掩模部分延伸，穿过横向表面并部分地向上到侧壁。涂层被应用到掩模区域之外的顶部和活塞凹处。
[0004]掩模轴线可以平行于销轴线。
[0005]第一掩模部分可以在活塞凹处的第一侧和相对的第二侧中的每一侧延伸到活塞凹处的顶部上。
[0006]第一掩模部分可以仅穿过顶部的一部分延伸。
[0007]第一掩模部分可以不延伸到顶部的周边。
[0008]第一掩模部分可具有比活塞凹处的边缘的直径小的宽度。
[0009]第二掩模部分可从横向表面向上延伸到侧壁，其中第二掩模部分可以不延伸到活塞凹处的边缘。
[0010]涂层可包括阳极化层。
[0011]另一个示例性的活塞包括在第一端和第二端之间沿纵向轴线延伸的主体。顶部形成在主体的第一端处。活塞凹处从顶部朝向第二端延伸。顶部界定了活塞凹处的边缘。活塞凹处界定了侧壁和在侧壁之间延伸的横向表面。涂层被应用到顶部的仅一部分和活塞凹处的侧壁的仅一部分。涂层不应用到活塞凹处的横向表面。
[0012]活塞还可包括：销孔，其可以紧邻第二端沿着销轴线延伸穿过主体，销轴线可垂直于纵向轴线；和第一掩模部分，其可以从活塞凹处的边缘沿着掩模轴线延伸穿过顶部的一部分，掩模轴线可穿过活塞凹处的中心延伸，其中涂层可被应用到第一掩模部分之外的顶部。
[0013]掩模轴线可平行于销轴线。
[0014]第一掩模部分可从活塞凹处的第一侧和相对的第二侧中的每一侧延伸穿过活塞凹处的顶部。
[0015]第一掩模部分可具有比活塞凹处的边缘的直径小的宽度。
[0016]第一掩模部分可以不延伸到顶部的周边。
[0017]第一掩模部分还可从活塞凹处的边缘沿着掩模轴线延伸，向下到侧壁，并穿过活塞凹处的横向表面。
[0018]活塞还可包括第二掩模部分，其可从活塞凹处的横向表面延伸，仅部分地向上到活塞凹处的侧壁，其中涂层可被应用到活塞凹处的在第一掩模部分和第二掩模部分之外的侧壁。
[0019]第二掩模部分可以不延伸到活塞凹处的边缘。
[0020]涂层可包括阳极化层。
[0021]各种其他的实施方案涉及发动机。一个示例性的发动机包括界定多个气缸的发动机主体。发动机还包括多个活塞。多个活塞中的每个活塞布置在多个气缸中的对应的一个气缸中。多个活塞中的每个活塞包括在第一端和第二端之间沿纵向轴线延伸的主体。主体包括形成在主体的第一端处的顶部。活塞凹处从顶部朝向主体的第二端延伸。顶部界定了活塞凹处的边缘。活塞凹处界定了侧壁和在侧壁之间延伸的横向表面。销孔紧邻第二端沿着销轴线延伸穿过主体。销轴线垂直于纵向轴线。掩模区域界定了穿过活塞凹处的中心延伸的掩模轴线。掩模区域包括第一掩模部分，该第一掩模部分沿掩模轴线延伸，穿过横向表面，向上到侧壁，并到活塞凹处的顶部之上。第二掩模部分从第一掩模部分延伸，穿过横向表面并部分地向上到侧壁。涂层被应用到掩模区域之外的顶部和活塞凹处。
[0022]掩模轴线可平行于销轴线。
[0023]第一掩模部分可以在活塞凹处的第一侧和相对的第二侧中的每一侧延伸到活塞凹处的顶部上。
[0024]第一掩模部分可以仅穿过顶部的一部分延伸。
[0025]第一掩模部分可以不延伸到顶部的周边。
[0026]第一掩模部分可以具有比活塞凹处的边缘的直径小的宽度。
[0027]第二掩模部分可从横向表面向上延伸到侧壁，并且其中第二掩模部分可以不延伸到活塞凹处的边缘。
[0028]涂层可包括阳极化层。
[0029]根据结合附图时进行的以下的详细描述，这些和其他的特征，连同其组织和操作的方式将变得明显，其中在所有的下文描述的若干个附图中，相同的要素具有相同的数字。
【附图说明】
[0030]一个或多个实现的细节在附图和以下的描述中进行阐述。本公开的其它特征、方面和优点根据说明书、附图以及权利要求将变得明显。
[0031]图I是根据一个实施方案的活塞的透视图。
[0032]图2是图I的活塞的俯视图。
[0033]图3是图I和2的活塞的剖视侧视图。
[0034]图4是图1-3的活塞的剖视透视图。
[0035]图5是已经进行了广泛的操作循环的活塞的俯视图。
[0036]图6是包括位于活塞的顶部和活塞凹处上的阳极化涂层的活塞的俯视图。
[0037]图7是根据一个实施方案的包括仅应用到活塞的一部分上的涂层的活塞的透视图。
[0038]图8是图7的活塞的俯视图。
[0039]图9是图7的活塞的剖视侧视图。
[0040]应该意识到的是，为了说明的目的，一些附图或全部附图是示意性的表示。为了说明一个或多个实现方式提供附图，且要明确理解的是，这些附图将不用来限制权利要求的范围或含义。
【具体实施方式】
[0041]图I是根据一个实施方案的活塞100的透视图。活塞100具有在第一端104和第二端106之间沿纵向轴线108延伸的大致圆柱形的活塞主体102。活塞100可以由例如铝或各种铝合金形成。顶部110形成在主体102的第一端104处。主体102界定了活塞凹处112，活塞凹处112从顶部110朝向第二端106延伸并邻近顶部110形成了活塞凹处边缘114。活塞凹处112界定了从活塞凹处边缘114大致朝向第二端106延伸的侧壁116和在侧壁116之间延伸的横向表面118。活塞凹处112相对于纵向轴线108径向偏置。在操作中，活塞凹处112(部分）界定发动机的燃烧室（未示出）。
[0042]主体102还界定了紧邻第二端106的裙座（skirt) 120。裙座120界定了沿着销轴线124延伸穿过裙座120的销孔122。销轴线124垂直于纵向轴线108。销孔122被构造成用于接收肘节销（未示出），以将连接杆（未示出）可操作地耦合到活塞100。
[0043]图2是图I的活塞100的俯视图。在操作中，活塞，诸如图I的活塞100，受到显著的热负荷和机械负荷。随着时间的推移，由于这些负荷的重复循环导致的疲劳可造成裂缝形成在活塞100上，例如形成在活塞凹处边缘114处。热负荷是由在活塞凹处112中的高温燃烧导致的。燃烧温度的范围可以从2600华氏度至3600华氏度以上，该燃烧温度能在活塞凹处112产生高达750华氏度或更高的表面温度。直接暴露于燃烧气体的活塞凹处112和活塞凹处边缘114比活塞100的其他部分更热。如上所述，活塞凹处112相对于纵向轴线108偏置。因此，顶部110的周