具有改进导热性的油路活塞制造技术

一种制造具有增强导热性的活塞的方法。在一个实施方案中，该方法包括提供具有油路的活塞，该活塞由一种材料制成；并且在油路上沉积一层材料，该材料具有比活塞材料更高的导热性。本发明专利技术的另一个方面是一种具有增强导热性的活塞。

【技术实现步骤摘要】
具有改进导热性的油路活塞
技术介绍
本专利技术涉及活塞并且更特别地是，具有改进导热性的活塞上的油路通道。汽车エ业目前的趋势是增加发动机动力、减少排放和使发动机变得更轻。这些需要使得发动机上产生更高的热负荷，尤其是在活塞上。结果是，发动机，并且尤其是活塞经历着高温。控制活塞温度已经成为成功的发动机设计的决定因素之一。过高的活塞温度将会导致活塞和孔之间、活塞和环之间 以及活塞和活塞销之间的介面的摩擦増加且导致发动机卡死。活塞可以通过烧结在活塞顶下部的喷油ロ冷却。更高输出的发动机(如，汽油和柴油涡轮增压发动机)典型地具有设在活塞顶的油路，因此发动机油能够注入到油路以易于冷却。图I示出鋳造在活塞15中的油路孔10的实例。在发动机运转期间传递到油路的热量通过流过其中的油导出。大约80%的燃烧热量通过油路冷却的方式从高输出活塞上移除。
技术实现思路
本专利技术的ー个方面是制造具有增强导热性的活塞的方法。在一个实施方案中，该方法包括提供具有油路的活塞，该活塞由ー种材料制成，并且在油路上沉积ー材料层，该材料具有比活塞材料更高的导热性。本专利技术的另ー个方面是具有增强导热性的活塞。在一个实施方案中，该活塞由一种材料制成，该活塞包括涂覆有一层比活塞材料具有更高导热性的材料的油路。 特别地，本专利技术涉及以下方面 1.制造具有增强导热性的活塞的方法，其包括 提供具有油路的活塞，该活塞由第一材料制成；并且在该油路上沉积ー层第二材料，该第二材料具有比该第一材料更高的导热性。 2.第I条的方法，其中在该油路上沉积ー层第二材料包括化学镀膜或电镀。 3.第I条的方法，其中在该油路上沉积ー层第二材料包括化学镀膜，并且其中该化学镀膜是自动催化式化学镀膜或浸没式化学镀膜。 4.第I条的方法，其中在该油路上沉积ー层第二材料包括 提供包括硫酸铜的溶液；并且 将该溶液弓I入该油路中。 5.第4条的方法，其中该溶液进ー步包括高氯酸和草酸铵。 6.第4条的方法，其进ー步包括在将该溶液引入油路前将该溶液脱气。 7.第4条的方法，其进ー步包括在将该溶液引入油路前用碱性清洗剂或脱脂溶剂冲洗该油路。 8.第I条的方法，其中该第二材料是铜。 9.第I条的方法，其中该第一材料是铝或钢。 10.第I条的方法，其中该第二材料层具有至少3微米的厚度。11.制造具有增强导热性的活塞的方法，其包括 提供具有油路的铝或钢活塞；并且 在该油路上通过化学镀膜的方法沉积ー层铜。 12.第11条的方法，其中该化学镀膜是自动催化式化学镀膜或浸没式化学镀膜。 13.第11条的方法，其中在该油路上沉积ー层铜包括 提供包括硫酸铜的溶液；并且 将该溶液引入该油路中。 14.第13条的方法，其中该溶液进ー步包括高氯酸和草酸铵。 15.第13条的方法，其进ー步包括在将该溶液引入油路前将该溶液脱气。 16.第13条的方法，其进ー步包括在将该溶液引入油路前用碱性清洗剂或脱脂溶剂冲洗该油路。 17.第11条的方法，其中该铜层具有至少3微米的厚度。 18.具有增强导热性的活塞，该活塞由第一材料制成，该活塞包括油路，油路涂覆有一层比第一材料具有更高导热性的第二材料。 19.第18条的方法，其中该第一材料是铝或钢。 20.第18条的方法，其中该第二材料是铜。 21.第18条的方法，其中该第二材料层具有至少3微米的厚度。附图说明图I示出了具有油路通道的活塞。具体实施例方式目前的油路设计依赖于当热量从顶部传导来时移除热量。本专利技术易于移除热量，因为在油路内侧有比活塞材料更导热的材料，其沿暴露在油中的表面区域更快地分散热量。具有比活塞材料更高导热性的ー薄层材料被沉积在用于汽油和/或柴油发动机活塞的油路壁上。优选该层具有更高导热性的材料是连续的，但是这不是必须的。典型地该层具有更高导热性的材料的厚度有几微米或更厚。在油路壁内侧上存在具有比活塞材料更高导热性的涂层将会围绕该油路360度地快速分散热量，増加了热量传导到油中的有效路径。这提供了对活塞顶和顶部密封环槽的更有效冷却，这将会改善那些区域的耐久性。典型地具有更高导热性的涂层是铜，尽管也可以使用其它具有比活塞材料更高导热性的材料。具有更高导热性的涂层可以通过自动催化式或浸没式化学镀膜被沉积在油路壁上。可选择地，可以使用电镀エ艺。在一个实施方案中，通过先使用三氯こ烯、ニ氯甲烷或其它溶剂脱脂和清洁所镀的表面，具有更高导热性的材料被镀在铝或钢上。对于铝制活塞，包含硫酸铜、高氯酸和草酸铵的溶液用氮或超声能脱气，并且倒入在活塞中以接触被镀的表面。用这种类型液的镀覆动力学描述在以下文献中“高氯酸对将铜浸没式镀在铝上的动力学的影响”，湿法冶金(Hydrometallurgy) ,61 (2001) 1-11, Mandakini等；和“通过来自包含高氯酸的草酸盐浴的浸入式镀法镀在招上的铜形态研究”，矿石工业(Minerals Engineering),16(2003) 1383-1386，Kanungo等，将其在此引入作为參考。包含不同溶液和螯合剂如こニ胺四こ酸或三こ醇胺的其它方法将会通过增加铜镀速率从而优化该镀エ艺。典型实例被描述在“螯合剂对涂敷在铝粉上的化学镀铜结构的影响”，表面和涂敷技术(Surface andCoating Tech. ),107(1998) 48-54，林等，将其在此引入作为參考。对于钢元件，实际的镀液将会不同并且可能包括硫酸铜和硫酸以及其它添加剂。可选择地，可以使用自动催化工艺。可以使用硫酸铜、こニ胺四こ酸或酒石酸盐、碳酸钠和甲醛的溶液。该镀エ艺被描述在Kuznetsov等，“化学镀膜铜镀エ艺的电化学研究”，表面和涂敷技术，28 (1986) 151-160，Golovtshanskaya等，“在化学镀膜铜镀エ艺中的金属微观分布”，表面和涂敷技术，29 (1986) 73-76，还有Vaskelis等，“在化学镀膜铜镀エ艺中的表面层PH值”，表面和涂敷技术，31 (1987) 45-54，将其在此弓I入作为參考。 值得注意的是，词语如“优选地”、“常见地”和“典型地”在这里并不是用于限制本专利技术的保护范围或暗示某些特征对本专利技术保护的结构或功能是关键的、实质的或甚至重要的。相反地，这些词语仅是想要突出作为备选或附加的特征，其可能会或可能不会用于本专利技术的具体实施方案。为了描述和定义本专利技术的目的，值得注意的是词语“装置”在这里用以表示単独元件和元件的组合，不管该元件是否和其它元件组合。例如，根据本专利技术的“装置”可能包括电化学转化组件或燃料电池，引入了根据本专利技术的电化学转化组件的车辆，等。为了描述和定义本专利技术的目的，值得注意的是词语“基本上”在这里用以表示不确定性的固有度，其可能涉及比值、值、測量或其它表达。该词语“基本上”于此也用以表示一种度，即ー个定量表达可能不同于规定參考值而不会导致所研究主题的基本功能发生改变的度。已经详细地并且通过參考具体实例描述了本专利技术，显然不脱离以下权利要求限定的本专利技术范围的修正和变型是可能的。更特别地，尽管本专利技术的ー些方面在这里被确定为优选或特别有利的，但是本专利技术不必局限于本专利技术的这些优选方面。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造具有增强导热性的活塞的方法，其包括：提供具有油路的活塞，该活塞由第一材料制成；并且在该油路上沉积一层第二材料，该第二材料具有比该第一材料更高的导热性。

【技术特征摘要】
2011.05.04 US 13/100,4051.一种制造具有增强导热性的活塞的方法，其包括 提供具有油路的活塞，该活塞由第一材料制成；并且 在该油路上沉积一层第二材料，该第二材料具有比该第一材料更高的导热性。2.如权利要求I所述的方法，其中在该油路上沉积一层第二材料包括化学镀膜或电镀。3.如权利要求I所述的方法，其中在该油路上沉积一层第二材料包括化学镀膜，并且其中该化学镀膜是自动催化式化学镀膜或浸没式化学镀膜。4.如权利要求I所述的方法，其中在该油路上沉积一层该第二材料包括 提供包括硫酸铜的溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·C·科普基克，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：