[发明专利]一种提升发动机热效率的方法

说明书

本发明公开了一种提升发动机热效率的方法，方法包括对活塞环组配副结构的内壁进行清洗除油处理；对其内壁进行毛化处理、确保涂层结合力≥第一预设值；在活塞环组配副结构的内壁的边界摩擦区域涂设第一隔热涂层，在混合摩擦区域涂设第二隔热涂层，在流体摩擦区域涂设第三隔热涂层；第一隔热涂层、第二隔热涂层和三隔热涂层的热导率逐渐变小；利用金属基CBN砂条或/和海绵抛光砂条对活塞环组配副结构的内壁进行打磨、确保表面粗糙度Ra≤第二预设值。安装结构由上述方法制作而成。本发明通过在活塞环组配副结构内壁的不同摩擦区域喷涂热导率不同的隔热涂层，来降低摩擦功和减少缸内燃烧能量损失，进而实现了发动机热效率的提升。

技术领域

本发明属于发动机设计技术领域，尤其涉及一种提升发动机热效率的方法。

背景技术

发动机的热效率,又称“发动机有效效率”，代表着科技的提升，而目的是为动力、环保、燃油经济性等方面做出贡献；近年来,随着油耗、排放法规的日益严苛，研发人员对发动热效率的提升越来越重视。

众所周知，发动机摩擦功减低和缸内热量损失减少是提升发动机热效率的方法的关键技术。而活塞环组在活塞环组配副结构(缸套或缸孔内)进行往复运动时，活塞环组配副结构与活塞、活塞环(一环、二环和油环)的摩擦占到总摩擦的50％以上，同时，燃烧热量约12％通过润滑油带走(途径是活塞内冷油腔和安装结构内壁)。

鉴于此，亟需对活塞环组配副结构进行优化改进，以降低摩擦功、减少缸内热量损失、进而实现发动机热效率的提高。

发明内容

旨在克服上述现有技术中存在的不足，本发明解决的技术问题是，提供一种提升发动机热效率的方法，可降低摩擦功、减少缸内热量损失、提高发动机热效率。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种提升发动机热效率的方法，发动机机体上设置有用于安装活塞的活塞环组配副结构；所述方法包括：

S1、对所述活塞环组配副结构的内壁进行清洗除油处理；

S2、对所述活塞环组配副结构的内壁进行毛化处理、确保涂层结合力≥第一预设值；

S3、在所述活塞环组配副结构的内壁的边界摩擦区域涂设第一隔热涂层，在所述活塞环组配副结构的内壁的混合摩擦区域涂设第二隔热涂层，在所述活塞环组配副结构的内壁的流体摩擦区域涂设第三隔热涂层；所述第一隔热涂层的热导率大于所述第二隔热涂层的热导率、且所述第二隔热涂层的热导率大于所述第三隔热涂层的热导率；

S4、利用金属基CBN砂条或/和海绵抛光砂条对所述活塞环组配副结构的内壁进行打磨、确保表面粗糙度Ra≤第二预设值。

进一步，所述方法还包括活塞环组配副结构内壁区域划分步骤；所述活塞环组配副结构内壁区域划分步骤在步骤S1之前执行，或在步骤S2之后、步骤S3之前执行；

所述活塞环组配副结构内壁区域划分步骤包括：a、活塞到达上止点时，所述活塞环组配副结构与所述活塞上的活塞一环对应的位置为第一边界位置、所述活塞环组配副结构与所述活塞上的活塞油环对应的位置为第二边界位置，所述第一边界位置与所述活塞环组配副结构的上端面之间形成所述边界摩擦区域，所述第一边界位置和所述第二边界位置之间形成所述混合摩擦区域；

b、所述活塞到达下止点时，所述活塞环组配副结构与所述活塞油环对应的位置为第三边界位置，所述第二边界位置和所述第三边界位置之间形成所述流体摩擦区域。

进一步，所述第一隔热涂层的热导率为2～3W/mK，所述第二隔热涂层的热导率为1～1.8W/mK，所述第三隔热涂层的热导率≤0.5W/mK。

进一步，所述第一隔热涂层的化学成分及所占的质量百分比分别为氧化锆75～85％，氧化钇10～15％，稀土1～4％，镍0.5～2％，钨0.5～2％，铁0.5～2％；所述第二隔热涂层的化学成分为氧化锆，所述第三隔热涂层的化学成分为氧化钇。