用于内燃发动机的活塞的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种在内燃发动机的汽缸内往复运动且具有与汽缸内壁滑动接触的活塞裙部(12)的活塞(10)。固体润滑部(30)设置在活塞裙部(12)的滑动接触表面上。所述固体润滑部(30)包括银、银合金、铜或铜合金中的至少一种，以及碳材料或碳化物陶瓷中的至少一种。
【专利说明】用于内燃发动机的活塞
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种可在内燃发动机的汽缸内往复运动的活塞。
【背景技术】
[0002]机动车辆是在轮胎转动的作用下行进的，其转动驱动力由供给有燃油的内燃发动机产生的驱动力转化而来。近来，人们做了多种努力来试图提高燃油消耗率(单位汽油里程)，这是因为高的燃油消耗率能降低所消耗的汽油，从而能节约能源，保护全球环境。
[0003]—种方案是减小内燃发动机汽缸内壁表面(腔膛或轴套的内壁表面)与在汽缸内往复运动的活塞之间的滑动运动阻碍力。如果该滑动运动阻碍力降低，则活塞可更加容易地在汽缸内往复运动。因此，使活塞往复运动的驱动力降低，从而减少燃料消耗量。
[0004]现有技术中公知的是，在汽缸的内壁表面或活塞裙部上涂布富含润滑剂的涂层来降低滑动运动阻碍力，并因此提高汽缸内壁表面或活塞裙部的润滑特性。例如，在国际公开W02011/115152中，本 申请人:提出在活塞裙部的滑动表面设置脊状物，并用银、银合金、铜或铜合金制成的润滑膜覆盖这些脊状物。
[0005]如国际公开W02011/115152中所公开的那样，优选的是在该膜与活塞裙部之间插设由耐热性树脂材料制成的中间层，这样膜就可借助于该中间层牢固地结合到活塞裙部上。该耐热性树脂材料包括聚酰亚胺树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂、环氧树脂、尼龙6树脂以及尼龙6，6树脂等。
[0006]内燃发动机活塞上存在膜有助于在汽缸内壁表面，例如套筒的内壁表面，与活塞裙部之间维持适当的润滑，并有助于快速地耗散或传导摩擦热，这样就可防止活塞裙部和汽缸内壁表面相互粘结在一起。
【发明内容】
[0007]例如赛车等的在各种严苛环境下行驶的机动车辆需要由极为耐用的内燃发动机来提供动力。例如，如在国际申请W02011/115152中公开的用于内燃发动机的活塞应优选尽可能长时间地避免活塞裙部与汽缸内壁表面相互粘合到一起。
[0008]本发明的主要目的在于提供一种用于内燃发动机的活塞，其能防止活塞裙部与汽缸内壁表面相互粘合到一起，且其包括不易磨损的固体润滑部。
[0009]根据本发明的实施方式，提供了一种用于内燃发动机的活塞，该活塞能在内燃发动机的汽缸内往复运动，并且该活塞包括与该汽缸的内壁表面滑动接触的活塞裙部，所述活塞包括:
[0010]固体润滑部，该固体润滑部设置在所述活塞裙部的滑动表面上，
[0011]其中，所述固体润滑部含有银、银合金、铜和铜合金中的至少一种，以及碳材料和碳化物陶瓷中的至少一种。
[0012]根据本发明，术语“碳化物”的意义包括已经碳化和氮化的碳氮化物。
[0013]含有银、银合金、铜或铜合金的所述固体润滑部具有良好的内在导热性，且不易与汽缸的内壁表面(即，套筒的内壁表面)粘合。根据本发明，在金属中添加了碳材料和碳化物陶瓷中的至少一种。
[0014]与银、银合金、铜或铜合金相比，诸如石墨、纳米碳管、碳黑和金刚石等的碳材料具有较高的导热性。因此，活塞裙部的滑动表面的区域与汽缸内壁表面之间的滑动接触所产生的热可快速地散发。因为碳材料具有非常好的润滑性能，从而碳材料降低了活塞滑动运动的阻碍力。可对这些特性加以组合，以降低内燃发动机的摩擦损失，从而活塞和汽缸在较长时间内不会相互粘合在一起。添加碳化物陶瓷也有利于降低内燃发动机的摩擦损失。
[0015]即使将其内结合有所述活塞的内燃发动机安装到诸如赛车等的在严苛环境下行驶的机动车上，所述活塞也能在长时间内使用。
[0016]上述碳化物陶瓷的优选实施例包括碳化硅(SiC)、碳化钛(TiC)或碳氮化钛(TiCN)，其具有良好的耐磨性，且导热性相对较高。使用碳化物陶瓷也防止了固体润滑部粘合到汽缸上，从而固体润滑部不易被磨损。
[0017]可将固体润滑部设置在活塞裙部的整个滑动表面上。然而，因为该固体润滑部由银、银合金、铜或铜合金制成，因此如果将固体润滑部施加到活塞裙部的整个表面上，则会增加活塞的成本和重量。因此，优选的是，所述固体润滑部呈线或点的形式。
[0018]因为线或点的形式降低了固体润滑部的总体积，从而降低了固体润滑部中含有的金属(即银、银合金、铜或铜合金)的量。因此，降低了活塞的成本，且避免了增加用于内燃发动机的活塞的重量。
[0019]优选的，所述活塞还包括中间层，该中间层介于所述活塞裙部的所述滑动表面和所述固体润滑部之间，所述中间层至少含有树脂材料。在此情况下，所述固体润滑部与所述树脂材料牢固地结合。因此，所述中间层能有效地防止所述固体润滑部从滑动表面掉下。因此，能在较长时间内降低摩擦损失。
[0020]所述中间层除了树脂材料之外，还可包括诸如MoS2、BN以及石墨等的固态润滑剂。即使所述固体润滑部掉下，从而露出基层，所述中间层中含有的所述固体粘合剂也能维持润滑性能。
[0021]所述活塞裙部的所述滑动表面可包括凸部，其中，所述固体润滑部仅被有选择性地设置在该凸部上。
[0022]因为，在所述活塞往复运动时，所述凸部主要起到了与活塞滑动接触的区域的作用，从而仅在所述凸部上设置的所述固体润滑部使得所述活塞能在所述汽缸内有效滑动。
[0023]因为润滑涂料仅被有选择地设置在涉及到滑动接触的部位上，从而大大减少了用于形成润滑涂料的金属(银、银合金、铜或铜合金)的量。因此，降低了活塞的成本。而且，因为润滑涂料仅仅被有选择地设置在凸部上，从而也避免了显著增加活塞的重量。
[0024]根据本发明，设置在活塞的活塞裙部上的固体润滑部内含有诸如石墨、纳米碳管、碳黑、金刚石等的碳材料以及诸如碳化硅(SiC)、碳化钛(TiC)和碳氮化钛(TiCN)等的碳化物陶瓷中的至少一种，且其含有银、银合金、铜和铜合金中的至少一种。与仅由银、银合金、铜或铜合金制成的固体润滑部相比，所述固体润滑部的导热性得以改善，且其更加耐磨。
[0025]因此，活塞裙部区域与汽缸内壁表面之间的滑动接触所产生的热可快速扩散。可防止将滑动接触区域加热到较高温度，也可防止其相互粘合到一起。因此，降低了内燃发动机的摩擦损失，从而滑动接触区域在较长时间内都不易相互粘合到一起。因此，内燃发动机极为耐用。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为示出了根据本发明第一实施方式的活塞整体的立体图；
[0027]图2为图1所示活塞的侧视图；
[0028]图3为活塞的活塞裙部的表面层区域的放大剖视图；
[0029]图4为示出了润滑涂料内含有的材料种类及添加量与摩擦损失降低比例之间相关性的表；
[0030]图5为根据第一实施方式的变型例的活塞的活塞裙部的表面层区域的放大剖视图；
[0031]图6为根据本发明第二实施方式的活塞的侧视图；
[0032]图7为图6所示的活塞的活塞裙部的表面层区域的放大剖视图；以及
[0033]图8为根据第二实施方式的变型例的活塞的活塞裙部的表面层区域的放大剖视图。
【具体实施方式】 [0034]以下将参照附图详细描述根据本发明优选实施方式的内燃发动机用活塞(以下也称为活塞)。
[0035]图1示出了根据本发明第一实施方式的活塞10整体的立体图。图2以侧视图的方式示出了活塞10。该活塞10包括位于其下部的一对活塞裙部12、12，以及设置在活塞裙部12、12之间的一对大致竖直延伸的壁14、14。壁14、14分别具有水平突出的销毂16、16。销毂16、16分别具有贯通的活塞销孔17、17，该活塞销孔17、17用于将被插入其中的未示出的活塞销。活塞销延伸穿过在未示出的连接杆的较小端部形成的通孔，从而将连接杆可枢转地支撑在活塞10上。
[0036]活塞10在活塞裙部12、12的上方按照以下顺序从下到上形成有油环槽18、第一活塞环槽20以及第二活塞环槽22。油环槽18、第一活塞环槽20以及第二活塞环槽22绕着活塞10的上端部周向延伸。
[0037]按照上述方式构成的活塞10由诸如4024402840484(:4(:、4040408!1或者41100的铝合金(根据JIS所定义的铝合金)，或者铝-铜合金等制成。
[0038]如图3以放大的比例示出的那样，根据该第一实施方式，活塞裙部12在其滑动表面上形成有线性标记24。图3中箭头X所指示的方向对应于图1和图2中箭头X所指示的方向。其他图中箭头X所指示的方向也对应于图1和图2中箭头X所指示的方向。
[0039]线性标记24由沿着活塞裙部12周向加工而成的具有隆起脊部26和下凹凹部28的波型物形成。优选的是，脊部(凸状物)26的高度在0.0Olmm到0.1mm的范围内，而且相邻的脊部26、26之间的距离或间距P在0.1mm到0.5mm之间。更加优选的是，高度H在
0.008mm到0.012mm的范围内，而间距P在0.25mm到0.3mm的范围内。
[0040]根据该第一实施方式，仅在线性标记24的各脊部26上设置作为固态润滑物的润滑涂料30。换言之，在线性标记24的凹部28内不设置润滑涂料30。润滑涂料30沿着脊部26在活塞裙部12的周向方向上延展。[0041]润滑涂料30由银、银合金、铜和铜合金中的至少一种、以及碳材料和碳化物陶瓷中的至少一种的混合物构成。如图3所示，润滑涂料30从脊部26上隆起。
[0042]在活塞裙部12以滑动接触的形式保持在镗腔的内壁表面或汽缸组件的汽缸套筒内壁表面时，银、银合金、铜和铜合金展现出良好的润滑性能。银合金的优选实施例包括银锡合金和银铜合金。铜合金的优选实施例包括铜锡合金、铜锌合金以及铜磷合金等。
[0043]碳材料有着较大的内生导热性，从而与由银、银合金、铜和铜合金中的任一种制成的润滑涂料相比，含有碳材料的润滑涂料30有着更好的导热性。因此，在活塞裙部12以滑动接触的方式保持在汽缸内壁表面上时，润滑涂料30可容易地将活塞裙部12与汽缸的区域之间由于相互滑动接触而局部产生的热散发掉。因此，防止了相互滑动接触的活塞裙部12以及汽缸区域被加热到较高的温度，也防止了它们相互粘结在一起，从而不能相互间发生严重磨损。因此，降低了内燃发动机的摩擦损失(Psf)。
[0044]碳材料的一个优选实施例为具有SP2杂化轨道的碳。该碳可以为晶体结构，例如为石墨、单层石墨、纳米碳管、富勒烯等，或者为非晶体机构，例如为碳黑、活性碳等。晶体结构是优选的，这是因为其导热性较好。纳米碳管是特别优选的，这是因为其具有良好的导热性，其导热性在3000到5000W/ (m -K)的范围内。可选的是，可选择碳纤维作为所述碳材料。
[0045]碳材料的另一优选实施例为具有SP3杂化轨道的碳。金刚石的导热性在1000到2000ff/(m*K)的范围内，基本上与石墨的导热性(在900到2300W/(m*K)的范围内)相同。而且，由于金刚石的耐磨性特别好，从而使用金刚石可使润滑涂料30具有非常好的耐磨性。
[0046]另一方面，碳化物陶瓷也具有良好的耐磨性，从而碳化物陶瓷对提高润滑涂料30的耐磨性有重要的作用。根据本实施方式的术语“碳化物”还包含“碳氮化物”的意义。
[0047]具有这一功用的碳化物陶瓷不限于任何特定的材料，其优选实施例包括金刚砂、碳化钛、碳化钥、一碳化锆、碳化钽、碳化铌、碳化钨、碳化钒、碳化铪，以及通过氮化上述任一种碳化物而获取的碳氮化物。
[0048]具体而言，在碳化物陶瓷中，金刚砂具有相对较大的导热性。因此，金刚砂使得润滑涂料30具有良好的耐磨性和导热性。此外，因为在这些碳化物陶瓷中金刚砂相对较为廉价，从而由金刚砂制成的润滑涂料30的成本较低。
[0049]可选择碳化钛或碳氮化钛作为合适的碳化物陶瓷。因为这些材料相对容易获取，从而可制成耐磨性极佳且成本相对较低的润滑涂料30。
[0050]可选择润滑涂料30内所含的碳材料或碳化物陶瓷的比例来减小内燃发动机的摩擦损失或使润滑涂料30具有足够的耐磨性。如果按重量计润滑涂料30为100%，则按重量计碳材料或碳化物陶瓷的比例范围为0.5%至30%。更加优选的，碳材料或碳化物陶瓷的有效比例按重量计在0.5%至5%的范围内。
[0051]既可采用碳材料，也可采用碳化物陶瓷，或者可选择具有较高导热性的金刚砂作为碳化物陶瓷，以降低内燃发动机的摩擦损失，并确保润滑涂料30具有足够的耐磨性。
[0052]并不要求润滑涂料30由同一混合物制成，可分别由不同的混合物来制成不同的润滑涂料30。例如，一个线性标记24的脊部26可涂布含有银和金刚砂的润滑涂料30，而与上述线性标记24相邻的另一线性标记24的脊部26可涂布含有铜合金和石墨的润滑涂料30。[0053]润滑涂料30的厚度没有具体限制。然而，如果润滑涂料30的厚度过小，则润滑涂料30在较短时间内就会磨损，从而暴露出位于润滑涂料30之下的脊部26。相反地，如果润滑涂料30的厚度过大，则润滑涂料30会较重，从而需要较大的力来使活塞10往返运动。为了避免这样的问题，润滑涂料30的厚度优选在0.5微米到100微米的范围内。
[0054]大致根据以上方式制成根据第一实施方式的活塞100。接下来将描述该活塞10的操作和优点。
[0055]在组装和操作内燃发动机时，润滑涂料30保持成与汽缸的内壁表面(即，汽缸镗腔的内壁表面或汽缸套筒的内壁表面)滑动接触，且在它们之间设有润滑油。如果润滑涂料30保持成与例如由FC (灰口铁)或铝制成的套筒的内壁表面滑动接触，则润滑涂料30内的银、银合金、铜或铜合金的导热性与FC或铝制成的套筒的导热性的和为350W/(m.K)以上。因为润滑涂料30含有导热性更高的碳材料，或者含有导热性相当的碳化物陶瓷，从而，与润滑涂料30仅仅由银、银合金、铜或铜合金制成的情况相比，润滑涂料30的导热性较高。
[0056]因此，在将活塞裙部12保持为与汽缸的内壁表面滑动接触的情况下，活塞裙部12与汽缸区域之间的相互滑动接触所局部产生的热能容易地耗散掉。换言之，防止了热留存在相互滑动接触的区域内。由于防止了相互滑动接触的区域被加热到较高温度，从而防止了这些区域相互粘结在一起并发生研磨。由于这一现象，降低了内燃发动机的摩擦损失(Psf)。
[0057]例如，与作为参照的其中润滑涂料含有通常的MoS2润滑膜的发动机相比，活塞10的润滑涂料30由银制成的内燃发动机的摩擦损失降低了 6%。而且，如果在润滑涂料30的银中添加金刚石，则随着金刚石添加量的不同，摩擦损失的降低比例有所提高，如图4所示。换言之,金刚石的添加量越高,则摩擦损失越小。
[0058]图4示出了石墨和碳化硅的添加量与摩擦损失降低比率之间的关系。从图4中可以看到，通过向银中添加碳材料或碳化物陶瓷，可降低具有活塞10的内燃发动机的摩擦损失。
[0059]因此，活塞10能尽可能长时间地在汽缸内平滑地往复运动。该内燃发动机具有非常长的寿命，可用于在严苛环境中行进的汽车(诸如赛车等)的内燃发动机，在这样的情形中，活塞10在汽缸内剧烈地往复运动。
[0060]尽管如此，在这样的情况下，润滑涂料30的杨氏模量与FC或铝制成的套筒的杨氏模量之间的差的绝对值为IOGPa以上。发明人进行的一项研究表明，如果杨氏模量之间的差的绝对值较大，例如为lOGPa，则润滑油能适当地保持在套筒与活塞裙部12之间的狭小间隙中，从而能防止套筒与活塞裙部12之间出现卡死。
[0061]一般而言，银或银合金较贵也较重。因此，如果将银或银合金制成的膜设置在活塞裙部12的全部滑动表面上，则活塞的成本会较高，其重量会较大。相反地,根据本实施方式，润滑涂料30仅仅是有选择地布置在脊部26上。因此，降低了润滑涂料30中所使用的金属(例如，银、银合金、铜或铜合金)的量和成本。而且，因为润滑涂料30仅仅设置在脊部26上，从而防止了过度增加活塞10的重量。
[0062]因为润滑涂料30实际上起到了活塞裙部12的滑动接触区域的作用，从而有选择地布置在脊部26上的润滑涂料30使得活塞10能在汽缸内有效滑动。
[0063]如上所述，由于润滑涂料30有选择地布置在脊部26上，从而活塞10的成本较低，重量不会增加，且能在汽缸内有效滑动。
[0064]可通过以下方式将润滑涂料30设置在活塞裙部12的滑动表面上。
[0065]首先，将平均微粒直径在I至80nm、更优选在30至SOnm范围内的银、银合金、铜或铜合金微粒，或者换言之将银、银合金、铜或铜合金的纳米微粒散布在诸如松油醇、壬醇、乙二醇、丙二醇甲醚醋酸酯、丁酮等的分散介质中。
[0066]将诸如金刚砂、纳米碳管、碳黑、金刚石等的碳材料，以及诸如碳化硅、碳化钛、碳氮化钛等的碳化陶瓷材料中的至少一种添加到分散介质中，从而制成粘度约为IOcp的糊齐U。也可在该糊剂中加入分散剂等。
[0067]之后，采用公知的诸如丝网印刷工艺、移印工艺等的涂布工艺将糊剂涂布到活塞裙部12上。
[0068]此时，线性标记24的凹部28涂布有屏蔽层。从而防止了将糊剂施加到凹部28上，而是将其有选择地施加到形成为凸部的脊部26上。
[0069]接下来，优选将该糊剂和活塞10 —起加热到160°C到240°C的温度范围内。糊剂中的分散介质挥发，纳米微粒在其上融合在一起。换言之，润滑涂料30呈由纳米颗粒形成的烧结体的形式，而糊剂热结到润滑涂料30内。因为糊剂仅仅施加到脊部26上，从而润滑涂料30仅仅有选择地形成在脊部26上。
[0070]通过使用纳米颗粒，可在较低的温度范围160°C到240°C内热结糊剂，从而在脊部26上形成膜。因此，防止了将由铝合金制成的活塞裙部12加热到较高温度，从而防止了对活塞裙部12的机械性能以及其他性能有不良影响。
[0071]除了采用脊部26来形成线性标记24的凸部之外，在第一实施方式的变型例中，也可采用树脂来形成凸部。
[0072]在图5中以放大的比例示出了这一变型例。如图5更加详细示出的那样，每一活塞裙部12都包括平的滑动表面，该平的滑动表面上固定有树脂层40。树脂层40具有多个沿着滑动表面周向延伸的线性凸部42。凸部42朝着其位于活塞裙部12附近的底部逐渐变宽，而朝向其远离活塞裙部12的顶部逐渐变窄。线性凸部42形成与线性标记24相似的线性标记结构。
[0073]优选地，树脂层40 (凸部42)由增强润滑涂料30与活塞裙部12之间结合强度的一类树脂制成。这些树脂的优选实施例包括聚酰亚胺树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂、环氧树脂、尼龙6树脂以及尼龙6，6树脂等。
[0074]根据上述变型例，因为由树脂制成的凸部42介于活塞裙部12的滑动表面与润滑涂料30之间，从而降低了润滑涂料30中使用的银、银合金、铜或铜合金的数量。于是，降低了活塞10的成本，也避免了过多得增加活塞10的重量。
[0075]在根据上述变型例制成润滑涂料30的情况下，优选的是采用能使介于活塞裙部12的滑动表面与润滑涂料30之间的凸部42 (树脂)膨胀的分散介质来制作糊剂。该分散介质的具体实施例包括N-甲基吡咯烷酮、聚维酮、三氯乙烯和四氯化碳等。
[0076]在此情况下，在将糊剂施加到凸部42从而形成润滑涂料30的过程中，树脂在分散介质的作用下膨胀，从而相互混合的层，在该层中银颗粒分散在树脂与糊剂的分界面处。该相互混合的层在凸部42与润滑涂料30之间产生锚固效应。因此，进一步增强了润滑涂料30相对于凸部42的结合强度。[0077]以下将描述第二实施方式。用相同的附图标记表示第二实施方式中的与图1至图3以及图5所示相同的构成元素，并且不详细描述这些相同的构成元素。
[0078]图6示出了根据第二实施方式的活塞50的侧视图。该活塞50包括呈多个点形式的设置在每个活塞裙部12的滑动表面上的润滑涂料52。与第一实施方式相似的是，润滑涂料52含有银、银合金、铜和铜合金中的至少一种作为金属，并含有诸如金刚砂、碳黑、金刚石等中的至少一种碳材料，以及诸如碳化硅、碳化钛、碳氮化钛等中的至少一种的碳化物陶瓷。
[0079]尽管在图6中没有示出，但是，活塞裙部12具有线性标记24，为了有助于了解本实施方式，在图7中以放大的比例示出了根据第二实施方式的线性标记24。润滑涂料52是随机布置的，润滑涂料52可能位于线性标记24的凸部(脊部)26上，也有可能位于其凹部28上。换言之，根据第二实施方式，润滑涂料52的定位不限于脊部(凸部)26。
[0080]然而，根据第二实施方式，因为润滑涂料52设置为点状，从而每一润滑涂料52的体积较小。更具体而言，根据第一实施方式，润滑涂料30仅仅布置在涉及到实际滑动接触的点位处，从而降低了金属(银、银合金、铜或铜合金)使用量。另一方面，根据第二实施方式，减小了每一润滑涂料52的体积，从而降低了润滑涂料52的总体积，因此降低了所使用的金属的量。
[0081]根据第二实施方式，与第一实施方式类似的是，降低了活塞50的成本，且避免了显著增加活塞50的重量。
[0082]为了形成呈点状形式的润滑涂料52，可在活塞裙部12的预定位置处覆盖一屏蔽层，然后执行诸如丝网印刷工艺、移印工艺等的公知涂布工艺。
[0083]而且，无需提供线性标记24。更具体而言，活塞裙部12可具有平的滑动表面，且可将点状的润滑涂料52设置到该平的滑动表面上。在此情况下，在润滑涂料52、52之间形成的凹部起到了保持润滑油的作用。
[0084]而且，根据第二实施方式的变型例，可在活塞裙部12的滑动区域与润滑涂料52之间设置一中间层。
[0085]根据第二实施方式的变型例，如在图8中以放大的比例示出的剖面图所示的那样，在活塞裙部12的平的滑动表面上整体覆盖该中间层54，且点状润滑涂料52设置在该中间层54上。
[0086]中间层54可含有树脂材料和固体润滑部。换言之，该中间层54可包括一混合层，该混合层包括无机润滑材料以及上述树脂。
[0087]该固体润滑部可采用公知性能的固体润滑部。其优选实施例包括二硫化钥(MoS2)、氮化硼(BN)以及石墨(C)等。该中间层54可有效地提高润滑涂料52与活塞裙部12之间的结合强度。即使使中间层54与汽缸的内壁表面滑动接触，固体润滑部也能维持润滑性能。
[0088]如上所示，在中间层54能维持润滑性能，或者提高润滑涂料52与活塞裙部12之间结合强度的同时，降低了制成润滑涂料52所用的金属的量。于是，降低了活塞50的成本，且避免了显著增加活塞50的重量。
[0089]此外，任何一种无机材料和树脂的成本都较低，重量也较轻。因此，即使在活塞裙部12的整个滑动表面上都涂覆中间层54，也能避免活塞50的成本显著上升，并能避免活塞50的重量显著增加。与在活塞裙部12的部分滑动表面上有选择地形成中间层54相比，在活塞裙部12的整个滑动表面上都覆盖中间层54所需的涂布工艺更加容易实现。
[0090]本发明不限于上述实施方式，可对这些实施方式进行各种修改和改变，而不偏离本发明的范围。
[0091]例如，根据第二实施方式，可以以点状方式将润滑涂料52仅设置在线性标记24的脊部26上。更加具体地，脊部26的在活塞裙部12的滑动表面上周向延伸的部分上可涂布呈点状的润滑涂料52。
[0092]与第一实施方式的变型例类似，可将中间层54设置成线性标记的形式。在此情况下，润滑涂料52可形成为位于线性标记脊顶上的点的形式。
[0093]根据第二实施方式的变型例，活塞裙部12的整个滑动表面上涂布有中间层54。但是，可有选择性地在活塞裙部12的滑动表面上的某些部分上形成呈点状或线状的中间层54，且可仅在以上述方式形成的中间层54上有选择性地形成润滑涂料52。
【权利要求】
1.一种用于内燃发动机的活塞(10)，该活塞能在所述内燃发动机的汽缸内往复运动，并且所述活塞包括与所述汽缸的内壁表面滑动接触的活塞裙部(12)，所述活塞包括: 固体润滑部(30)，该固体润滑部设置在所述活塞裙部(12)的滑动表面上， 其中，所述固体润滑部(30)含有银、银合金、铜和铜合金中的至少一种，以及碳材料和碳化物陶瓷中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的活塞(10)，其中，所述碳化物陶瓷包括碳化硅、碳化钛或碳氮化钛。
3.根据权利要求1或2所述的活塞(10)，其中，所述固体润滑部(30)呈线或点的形式。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的活塞(10)，该活塞还包括: 中间层(54)，该中间层介于所述活塞裙部(12)的所述滑动表面和所述固体润滑部(30)之间，所述中间层(54)至少含有树脂材料。
5.根据权利要求4所述的活塞(10)，其中，所述中间层(54)包括含有固态润滑剂的树脂。
6.根据权利要求5所述的活塞(10)，其中，所述固态润滑剂至少包括从由二硫化钥、氮化硼以及石墨构成的组中选择的材料。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的活塞(10)，其中，所述活塞裙部(12)的所述滑动表面包括凸部(26)，所述固体润滑部(30)仅设置在所述凸部(26)内。
【文档编号】F02F3/00GK104024615SQ201280064431
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2012年7月31日 优先权日:2011年12月28日
【发明者】高田亮太郎, 辻井芳孝 申请人:本田技研工业株式会社