[发明专利]包括涂在滑动面上的含硬颗粒的聚合物涂层的活塞总成

说明书

相关专利的交叉引用

本申请要求于2011年10月27日提交的第61/551,998号美国临时申请的权益，其全部内容通过引用整体地合并于此。本申请同时是部分继续申请并且要求于2011年6月30日提交的第13/142,887号美国专利申请的权益，其全部内容通过引用整体地合并于此。

技术领域

本发明大致涉及用于内燃机应用的活塞总成以及该活塞总成的制造方法。

背景技术

用于内燃机应用的活塞总成通常包括：包括横孔的活塞本体、同样包括与活塞本体的横孔对齐的横孔的连杆、以及位于对齐的横孔内以连接活塞本体与连杆的活塞销。过去，通过在横孔和活塞销之间压入衬套来减少沿这些部件的滑动面的摩擦与磨损。最近，为了减少制造的复杂性和成本，衬套被低摩擦的涂层所代替，例如分配给费德罗-莫格尔公司的第7,024,981和6,557,457号美国专利中公开的涂层。

发明内容

本发明的一个方面提供一种用于内燃机的活塞总成，该活塞总成包括活塞本体和活塞销。该活塞本体包括至少一个形成活塞滑动面的第一横孔。该活塞销位于第一横孔内并形成一面向活塞滑动面的销滑动面。至少一个滑动面上涂有涂层。该涂层包括基体内设有硬颗粒的聚合物基体。

本发明的另一个方面提供一种活塞总成的制造方法。该方法包括提供包括至少一个形成活塞滑动面的第一横孔的活塞本体、以及提供形成销滑动面的活塞销。该方法进一步包括在至少一个滑动面上设置涂层，该涂层包括在基体中设有硬颗粒的聚合物基体。

当活塞总成在内燃机应用中使用时，该活塞总成的涂层能够润滑滑动面之间的接触面并且隔开相互移动并相互摩擦的滑动面的表面微凸体。因此，在操作过程中，该涂层减少了由滑动面之间的摩擦引起的滑动面上的磨损、刮伤、高温以及应力。相较于其他涂层以及不加涂层的滑动面而言，检测结果表明本发明的涂层减少了滑动面上的磨损。

附图说明

结合附图参阅以下详细说明，本发明的其它优点将更易于理解：

图1是根据本发明一个实施例的活塞本体、连杆以及活塞销的立体图以及部分剖视图；

图2是图1的位于活塞本体上的涂层的剖视图；

图3是图2的涂层的放大剖视图；以及

图4是根据本发明另一个实施例的活塞本体以及活塞销的立体图以及部分剖视图。

具体实施方式

图1大致示出了根据本发明一个实施例构造的活塞总成20。该活塞总成20包括具有上冠部24和销壳结构28的活塞本体22。该活塞本体22优选地由钢材料制成并且是浇铸或锻造的。但是，该活塞本体22也可由其他金属形成，比如铝。该上冠部24形成有环形槽26以容纳环(图中未示)。该活塞本体22进一步包括从该上冠部24下垂并与其一体成型的销壳结构28。该销壳结构28包括形成活塞滑动面32的第一横孔30。该活塞滑动面32围绕中心轴周向延伸并且可提供油槽或夹槽。

该活塞本体22还包括一自上冠部24纵向延伸的裙部34。在一个实施例中，比如在图1和图2所示的实施例中，该裙部34与上冠部24分开形成。该裙部34还包括一对各自形成活塞滑动面32的第一横孔30。如图1所示，该销壳结构28的第一横孔30位于裙部34的一对第一横孔30之间。该裙部34的第一横孔30与销壳结构28的第一横孔30轴向对齐。该裙部34可由不同于上冠部24的钢材料的材料(比如铝)制成。或者，该裙部34和单独的上冠部24均由钢制成。

该活塞总成20包括将裙部34连接到上冠部24的活塞销36。该活塞销36穿过第一横孔30延伸以提供一铰接结构。在图4示出的另一个实施例中，活塞本体22包括在一单块结构中与上冠部24一体成型的裙部34。该单块结构的裙部34包括一对对立且各自具有活塞滑动面32的轴向对齐的第一横孔30。该单块结构也可由不同材料制成，比如钢、铝、或者其他金属。在又另一个实施例中，该活塞总成20包括一固定的活塞销36(图中未示)，其中该活塞销36通过过盈配合固定于第一横孔30。