[发明专利]内燃机的活塞及其制造方法

说明书

本发明涉及内燃机的活塞及其制造方法。在具备活塞(该活塞具有形成有由多孔质氧化铝构成的层的顶面)的发动机中，有效利用由该层实现的摆动特性并且抑制无助于燃烧的燃料的产生。本发明的活塞具有由多孔质氧化铝构成的顶面。顶面具备第一区域和第二区域。第一区域包括与顶面的外周相连的区域的一部分或全部。第二区域邻接于第一区域。第二区域包括顶面的内侧的区域的一部分或全部。形成于第二区域的多孔质氧化铝比形成于第一区域的多孔质氧化铝薄。在活塞的制造方法中，首先，准备铝合金制的铸造活塞。接着，去除第一区域中的铸件表面，由此使毛坯面露出。接着，进行铸造活塞的阳极氧化处理，由此在第一区域和第二区域形成多孔质氧化铝。

技术领域

本发明涉及具有形成有隔热涂层的顶面的内燃机(以下，也简称为“发动机”。)的活塞及其制造方法。

背景技术

日本特开2019－074009号公报公开了一种具有形成有隔热涂层的顶面的发动机的活塞。该隔热涂层具有由多孔质氧化铝构成的层(以下，也称为“耐酸铝层”。)。多孔质氧化铝通过活塞的毛坯的阳极氧化处理而形成。耐酸铝层由于其结构的原因而显示出体积比热和导热系数比毛坯低的热物性。

根据形成有耐酸铝层的活塞，能使顶面的温度追随发动机的燃烧室内的工作气体的温度。即，在膨胀行程中，能使顶面的温度追随上升的燃烧气体的温度。此外，在进气行程中，能使顶面的温度追随较低的进气的温度。这样的追随特性也被称为“摆动特性”。根据摆动特性，能兼顾减少冷却损失和抑制爆震(knocking)的发生。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2019－074009号公报

在耐酸铝层的表面开口有在厚度方向延伸的无数细孔。因此，预计燃烧室内的燃料会从这些细孔的开口部进入耐酸铝层的内部。就是说，预计燃烧室内的燃料会渗入耐酸铝层。

如果耐酸铝层的温度高，则不易发生这样的燃料的渗入。其原因是因为，预计在该情况下，即使燃料与耐酸铝层发生了接触，也会保持该燃料的雾化状态。但是，根据上述的摆动特性，在进气行程中，耐酸铝层的温度降低。因此，与耐酸铝层发生了接触的燃料可能会渗入耐酸铝层并且即使在压缩行程中也不蒸发。

此外，根据上述的摆动特性，在膨胀行程中，耐酸铝层的温度上升。因此，渗入耐酸铝层的燃料可能会在膨胀行程的后半程蒸发。这样的话，无法使该燃料在膨胀行程中燃烧，该燃料在之后的排气行程中被排出至燃烧室外。因此，在形成有耐酸铝层的发动机中，存在产生无助于燃烧的燃料从而能量效率降低的问题。

在上述的顶面的一部分的区域，在耐酸铝层上形成有封闭开口部的封孔层。如果开口部被封闭，则能抑制燃料的渗入。但是，如果形成有封孔层，则隔热涂层的层厚会增加。这样的话，整个隔热涂层的热容量可能会增加。此外，如果形成有封孔层，则其体积比热和导热系数可能会影响隔热涂层的热物性。因此，摆动特性的维持恐怕会变得困难。

发明内容

本发明的一个目的在于，提供如下技术：在具备活塞(该活塞具有形成有耐酸铝层的顶面)的发动机中，能有效利用由耐酸铝层实现的摆动特性并且抑制无助于燃烧的燃料的产生。

用于解决问题的方案

第一发明是一种内燃机的活塞，具有如下特征。

所述活塞具有由多孔质氧化铝构成的顶面。

所述顶面具备第一区域和第二区域。

所述第一区域包括与所述顶面的外周相连的区域的一部分或全部。

所述第二区域邻接于所述第一区域。

所述第二区域包括所述顶面的内侧的区域的一部分或全部。

形成于所述第二区域的所述多孔质氧化铝比形成于所述第一区域的所述多孔质氧化铝薄。