[实用新型]具有防积碳部件的发动机

说明书

技术领域

本实用新型总的涉及内燃机，尤其涉及一种可减少内燃机内发动机部件积碳的方法。

背景技术

众所周知，内燃机内油的变质和燃烧过程会导致碳粒沉积物积聚(有时被称为结碳)在发动机部件的表面，影响发动机和部件的性能。事实上，发动机部件上的结碳会降低燃油经济性，增加不必要的排放，甚至会导致发动机动力的降低。特别是会在由发动机活塞限定的环槽上出现结碳，环槽中放置的活塞环用来密封活塞的环形侧面和气缸套之间的空隙。环槽上的结碳会改变活塞环的位置，从而增大气缸套和活塞环之间的张力。在极端的情况下，会阻塞活塞，有潜在地导致发动机发生故障的危险。

而且，发动机活塞环状表面的结碳会使其与气缸套接触。当活塞作往复运动时，活塞环会在燃烧过程中在活塞-气缸套区域对燃烧区域加以密封。而且，活塞环会从曲轴箱把油带到活塞-气缸套区域的顶端，形成一层很薄的油膜对气缸套和活塞环之间的相对运动加以润滑。在活塞-气缸套区域的结碳会导致更多的油被带到燃烧室，而这些油是不必要的。剩余的油会干扰燃油的燃烧，导致燃油的效率降低。此外，燃烧室内多余的油甚至会导致更多的结碳和不必要的排放。

油导致的积碳会更多的发生在发动机部件上而不是活塞上。例如，一个油冷器包括有冷却剂流经的管束。当热油流经管束时，热油会形成沉淀附着在冷却管上。沉积物会降低管子的寿命，并降低油和冷却剂之间的热传递效率。

近些年来，工程师已经在不对发动机做出很大改变的情况下，想出各种方法来限制结碳和沉积。例如，已经将防碳涂层，诸如1998年6月30日授予波特等人的美国专利No.5771873中描述的涂层，应用到与燃烧室相邻的和/或在燃烧室内部的发动机部件表面。波特的防碳涂层是一种非晶碳氢化合物薄膜涂料，其被认为可以防止结碳，因为该涂料对会形成沉积的化学物质而言是惰性的。按照上述专利的描述，非晶碳氢化合物薄膜涂料可以用在进气阀、排气阀、燃油喷射器和活塞这些暴露于燃烧室的表面。然而，非晶碳氢化合物薄膜涂料是脆性的，可能无法承受在活塞往复运动时活塞环和活塞的环形表面之间的一定的运动或冲击。因此，非晶碳氢化合物薄膜涂料不适合某些发动机部件，例如活塞的环状表面。

本实用新型所揭示的内容旨在克服一个或多个上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供用于发动机的防积碳部件，其通过在至少一个表面张力相对高的表面上附着一表面张力相对低的涂层而提高发动机的寿命和性能。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种带有至少一个防积碳部件的发动机，其包括附连于发动机壳体或位于发动机壳体内部的至少一个发动机部件。该发动机部件包括至少一个表面张力相对高的表面，该表面是一个非接触磨损表面，并附着有一个表面张力相对较低的涂层。表面张力相对低的涂层具有至少小于或等于30达因/厘米的表面张力。

根据本实用新型的另一个方面，在发动机部件的至少一个非接触磨损表面上的积碳，可以通过将一种表面张力相对低的材料涂敷在发动机部件的一个表面张力相对高的表面而减少。表面张力相对低的材料包括至少小于或等于30达因/厘米的表面张力。

根据本实用新型的又另一个方面，一种防积碳发动机活塞包括一个活塞本体，该活塞本体包括至少一个表面张力相对高的表面。该表面张力相对高的表面是一个非接触磨损的表面，其附着有表面张力相对低的涂层，该涂层具有至少小于或等于30达因/厘米的表面张力。

本实用新型的优点在于，在不需要对发动机进行昂贵的改装的情况下，可利用涂层来防止积碳的不利后果，如降低燃料效率、缩短发动机的使用寿命、以及可能导致发动机故障。总的来说，可以在不对发动机进行很大改变的情况下，通过防积碳部件显著地提高发动机寿命和性能。

附图说明

图1是根据本实用新型的发动机的示意图；

图2是位于图1所示的发动机气缸内活塞的局部截面图；以及

图3是图1所示发动机的油冷器的正视剖面图。

具体实施方式

如图1所示，其示出了根据本实用新型的发动机10。发动机10包括一个发动机壳体11，至少附连或放置了两个防碳发动机部件。尽管防碳发动机部件最好是一个发动机活塞15和/或油冷器16，其中油冷器包括至少一个冷却剂管(如图3所示)，但值得重视的是，本实用新型涵盖了有各种其他防碳发动机部件的发动机，其中包括任何合适的非磨损表面。