本實用新型涉及一種帶有鑄造的氣缸曲軸箱的內(nèi)燃機，所述氣缸曲軸箱具有至少一個氣缸，所述氣缸構(gòu)成用于活塞的工作面，其中，鑄造的氣缸的氣缸表面被粗糙處理并且具有由熱噴涂層制成的覆層。

背景技術(shù)：

這種類型的現(xiàn)有氣缸表面在氣缸曲軸箱制造領(lǐng)域中是已知的。為了改進(jìn)氣缸工作面的耐磨性能，為現(xiàn)有的氣缸設(shè)置噴涂層。為了在這種被噴涂的氣缸工作面中使噴涂層相對于氣缸曲軸箱達(dá)到足夠好的拉伸強度和持久性，對表面進(jìn)行機械處理，以便形成使這兩種材料相互間的連接得到改進(jìn)的結(jié)構(gòu)。為了降低活塞與氣缸工作面之間的摩擦，由現(xiàn)有技術(shù)已知對氣缸工作面進(jìn)行珩磨，由此可以在工作面中容納用于潤滑活塞的油。

由文獻(xiàn)DE 10 2009 049 323 A1已知一種帶有鑄造的氣缸曲軸箱的內(nèi)燃機。所述氣缸曲軸箱構(gòu)成用于容納活塞的氣缸、氣缸的內(nèi)側(cè)面構(gòu)成用于活塞的工作面。工作面由覆層構(gòu)成，所述覆層被安設(shè)在以氣缸的機械和/或化學(xué)方式粗糙處理的內(nèi)側(cè)面上。所安設(shè)的覆層具有珩磨處理。

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的氣缸曲軸箱具有工作面，所述工作面就活塞與氣缸之間的滑動面的油供應(yīng)來說并不始終是充足的。相應(yīng)地還需要構(gòu)成更加低摩擦且更耐磨的工作面。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題由此在于，提供一種內(nèi)燃機的鑄造的氣缸曲軸箱的工作面，所述工作面在高負(fù)載和高溫下確保活塞在氣缸中持久低摩擦的滑動。

所述技術(shù)問題通過一種內(nèi)燃機解決，其帶有鑄造的氣缸曲軸箱，所述氣缸曲軸箱具有至少一個氣缸，所述氣缸構(gòu)成用于活塞的工作面，其中，鑄造的氣缸的氣缸表面被粗糙化處理并且具有由熱噴涂層制成的覆層，其中，噴涂層的面向氣缸內(nèi)部的表面具有定義的結(jié)構(gòu)。

在根據(jù)本發(fā)明的帶有鑄造的氣缸曲軸箱的內(nèi)燃機中，噴涂層的面向氣缸內(nèi)部的表面具有定義的結(jié)構(gòu)。在本實用新型的范疇中，定義的結(jié)構(gòu)是指按計劃確定和施加的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)能夠根據(jù)所期望的表面特征值設(shè)置。定義的結(jié)構(gòu)優(yōu)選通過大量凹陷構(gòu)成，所述凹陷相互間具有定義的間距。所述結(jié)構(gòu)用于為活塞提供額外的油，以便降低摩擦。通過表面特征值的選擇可以使工作面非常精確地符合所需的要求，從而可以將摩擦和磨損將至最小。

工作面的定義的結(jié)構(gòu)優(yōu)選是切制結(jié)構(gòu)。定義的結(jié)構(gòu)在此借助刀具施加在工作面上。凹陷借助刀具簡單地制造在工作面上。

在本實用新型的優(yōu)選改進(jìn)方式中，定義的結(jié)構(gòu)借助幾何形狀確定的刀具制成。借助幾何形狀確定的刀具可以通過在前端的幾何尺寸影響凹陷的定向。

在繼續(xù)實施的實施方式中，噴涂層的表面還額外地通過珩磨處理。通過珩磨，除了定義的結(jié)構(gòu)之外，還額外地為活塞與氣缸之間的滑動面提供油。由此進(jìn)一步降低活塞與氣缸之間的摩擦和工作面的磨損。

優(yōu)選地，噴涂層由陶瓷材料制成。所述陶瓷材料具有高耐磨損強度和抗磨損性。此外，陶瓷材料與金屬材料相比是耐腐蝕的。

在備選的實施方式中，噴涂層由陶瓷合金制成。所述陶瓷合金是基于金屬基質(zhì)的陶瓷材料的復(fù)合材料，所述陶瓷材料具有特別高的硬度和抗磨損性。陶瓷合金此外還具有比金屬材料更高的耐腐蝕性。

在特別優(yōu)選的實施方式中，噴涂層由金屬材料制成。金屬材料具有高耐磨損強度和抗磨損性，并且即使在高負(fù)載和高溫下也能確保活塞在氣缸中的滑動。

鑄造的氣缸的氣缸表面優(yōu)選以機械方式粗糙處理。通過氣缸表面的粗糙化處理，氣缸的表面增大，從而使安置在氣缸表面上的工作面通過更大的面積與氣缸表面相連。由此改進(jìn)了工作面在氣缸表面上的耐久性。在氣缸表面與工作面之間還產(chǎn)生了聯(lián)結(jié)效應(yīng)，從而由此還改進(jìn)了耐久性。作為備選，也可以考慮金剛砂噴射來對氣缸表面粗糙化處理。此外也可以考慮使通過高壓水噴射進(jìn)行粗糙化處理。

在另一種優(yōu)選的實施方式中，鑄造的氣缸的氣缸表面借助激光被粗糙化處理。通過借助激光進(jìn)行的粗糙化處理，粗糙程度可以非常準(zhǔn)確地調(diào)整。此外，借助激光被粗糙化處理和為借助激光粗糙化處理的區(qū)域可以邊界清晰地相互鄰接。由此允許非常精確地調(diào)整氣缸表面數(shù)值。

優(yōu)選地，在氣缸的軸向中部區(qū)域中構(gòu)成更大容積的凹陷。體積在本實用新型的范疇內(nèi)是指潤滑劑的量，所述潤滑劑能夠容納在該區(qū)域中的凹陷內(nèi)。在此，該區(qū)域中容積的增大可以通過凹陷的增大或通過凹陷數(shù)量的提高實現(xiàn)。氣缸的軸向中部區(qū)域是活塞的兩個軸向最終位置之間的中部區(qū)域。在所述軸向中部區(qū)域中活塞具有最大的速度。通過提高該區(qū)域中的凹陷的容積，由此可以降低摩擦和進(jìn)而還降低磨損。

由此提供了內(nèi)燃機的鑄造的氣缸曲軸箱的工作面，所述工作面更低摩擦且更抗磨損。

附圖說明

本實用新型的其他細(xì)節(jié)由以下結(jié)合附圖對實施例的描述給出。在附圖中：

圖1以剖視圖方式示出氣缸曲軸箱的側(cè)視圖，其帶有安設(shè)在氣缸內(nèi)表面上的根據(jù)本實用新型的熱噴涂層，所述熱噴涂層帶有定義的結(jié)構(gòu)；

圖2示出圖1的氣缸內(nèi)表面處理前的放大剖視圖；

圖3示出機械處理后的圖2的氣缸內(nèi)表面；

圖4示出熱噴涂之后的圖3的氣缸內(nèi)表面；并且

圖5示出制成定義的結(jié)構(gòu)之后的圖4的氣缸內(nèi)表面。

具體實施方式

圖1示出內(nèi)燃機的氣缸曲軸箱10，所述內(nèi)燃機例如具有四個依次放置的氣缸14。這種類型的氣缸曲軸箱10例如由鋁合金通過壓力鑄造方法制成。在此，面向氣缸14內(nèi)部的氣缸表面15通過必要時被冷卻的軸套構(gòu)成，所述軸套在鑄造過程中用于限定氣缸14。

完成制造的氣缸14的內(nèi)表面作為用于在氣缸14中升降運動的活塞的工作面18使用，從而使工作面18不僅能經(jīng)受高熱力學(xué)負(fù)載還能經(jīng)受化學(xué)和機械負(fù)載。出于此原因，鑄造的氣缸表面15設(shè)有熱噴涂層20，所述熱噴涂層具有比鑄造材料更高的強度。為了為活塞提供額外的油，噴涂層20的面向氣缸內(nèi)部的表面22具有定義的結(jié)構(gòu)24，所述結(jié)構(gòu)根據(jù)所期望的表面特征值被調(diào)整。額外的油被收集在該定義的結(jié)構(gòu)24中，所述油對活塞進(jìn)一步潤滑并且由此有助于降低摩擦。

這種帶有定義的結(jié)構(gòu)24的噴涂層20通過噴涂層20的凹陷構(gòu)成，所述凹陷相互間具有定義的規(guī)則間距。

在最初制造帶有定義的結(jié)構(gòu)24的噴涂層20時，鑄造的氣缸曲軸箱10帶有光滑的氣缸表面15，如圖2所示。

氣缸表面15例如通過金剛砂噴射或機械加工被粗糙化處理，從而形成圖3所示的氣缸內(nèi)表面27。這種氣缸內(nèi)表面27具有類似凸峰28和凹谷30的結(jié)構(gòu)，安設(shè)在氣缸內(nèi)表面27上的噴涂層20由此具有與氣缸內(nèi)表面27的聯(lián)結(jié)效應(yīng)，從而改進(jìn)被安設(shè)的噴涂層20在氣缸內(nèi)表面27上的粘附。

在形成該氣缸內(nèi)表面27之后，為了安設(shè)熱噴涂層20而將噴涂燃燒器引入氣缸14中。噴涂燃燒器實施圓周運動，所述圓周運動與氣缸14的下行運動相疊加。在該噴涂過程中，例如借助等離子體轉(zhuǎn)移電弧噴涂方法實施的噴涂過程中，形成粘附良好的噴涂層20，所述噴涂層用作氣缸工作面18，如圖4所述的制造完成狀態(tài)。

在最后的步驟中，噴涂層20借助幾何形狀確定的刀具被處理。借助該刀具在噴涂層20中切割出凹陷26。由此在噴涂層20的面向氣缸內(nèi)部的表面22上形成定義的結(jié)構(gòu)24，如圖5所示。在該定義的結(jié)構(gòu)中聚集了用于潤滑活塞的油。

內(nèi)燃機的鑄造的氣缸曲軸箱的工作面由此特別低摩擦且抗磨損。

應(yīng)該清楚的是，保護(hù)范圍不局限于利用刀具切割凹陷，而且也可以考慮多種不同的可能性來將凹陷布置在工作面中。保護(hù)范圍也不局限于等離子轉(zhuǎn)移電弧噴涂方法。還可以考慮其他噴涂方法，例如電弧線噴涂、旋轉(zhuǎn)單導(dǎo)線噴涂、大氣等離子體噴涂或激光熔覆。為了使氣缸表面粗糙化，還可以使用高壓水噴射、機械粗糙化處理、借助激光或偶聯(lián)劑的粗糙化。

附圖標(biāo)記清單

10 氣缸曲軸箱

14 氣缸

15 氣缸表面

18 工作面

20 噴涂層

22 表面

24 定義的結(jié)構(gòu)

26 凹陷

27 氣缸內(nèi)表面

28 凸峰

30 凹谷