[发明专利]摩擦系统、用于制造摩擦系统的方法以及具有摩擦系统的内燃机

说明书

本发明涉及一种摩擦系统(1)，其包括具有第一接触表面(4)的阀座环(5)和具有第二接触表面(6)的阀(7)。阀(7)的第二接触表面(6)可以放置在阀座环(5)的第一接触表面(4)上，以封闭阀开口(8)。阀(7)的第二接触表面(6)被布置在阀(7)的第一座区域(9)中。在这种情况下，座区域(9)中的阀(7)具有包含高镍含量或包含基于镍的材料的底座(10)，底座(10)镀有/涂覆有基于镍的镀层(11)以形成第二接触表面(6)。

技术领域

本发明涉及一种摩擦系统、一种用于制造该摩擦系统的方法以及一种具有该摩擦系统的内燃机。

背景技术

一段时间以来，内燃机已经被设计为具有包括阀的气体交换部件，其中这些阀可以设置于阀座环上，以封闭内燃机相应的气体交换部件的气体交换通道。在这种情况下，这些阀和阀座环形成了摩擦系统，对摩擦系统通常具有关于摩擦系统可以彼此接触的组件即阀和阀座环的耐磨性以及所述组件的耐热性和耐化学性的高要求。为了更好地满足这种高要求，一段时间以来，已经使用了在阀的座区域内被电镀或被镀层涂覆的阀。通常使用高镍含量或基于镍的阀材料。在这些高镍含量或基于镍的阀材料中，这种镀层通常具有高钴含量。

在这种情况下，含钴镀层材料的高价格对于摩擦系统的阀的制造成本具有不利影响，因此对摩擦系统本身的制造成本也具有不利影响。另外，这种通常为高镍含量的阀或由电镀有高钴含量的镀层材料的基于镍的材料制成的阀难以机械再加工，从而实现高生产公差，这使得难以大规模生产这些阀。

发明内容

因此，本发明的目的是提出摩擦系统、用于制造该摩擦系统的方法以及具有该摩擦系统的内燃机的新方案，从而特别是消除了上述缺点。

因此，本发明的基本构思是使用基于镍的电镀材料来电镀摩擦系统的阀。因此，电镀材料的主要成分是镍。

有利地，这对阀的制造成本具有降低成本的效果，因此对具有整个阀的摩擦系统也具有降低成本的效果。另外，高镍含量的阀或由使用基于镍的镀层电镀的基于镍的材料制备的阀可以有利地被机械再加工。因此，摩擦系统的磨损性能也可以得到改善。

根据本发明的摩擦系统优选地可以用于内燃机的气体交换部件，其包括阀座环。阀座环具有第一接触表面。此外，摩擦系统包括具有第二接触表面的阀。阀的第二接触表面可以设置于阀座环的第一接触表面上，以封闭阀开口。阀的第二接触表面被布置在阀的座区域中。座区域中的阀具有高镍含量或包含基于镍的材料的底座，底座镀有/涂覆有基于镍的镀层以形成第二接触表面。因此，如前所述，与常规摩擦系统相比，可以有利地获得成本优势。此外，电镀有基于镍的镀层的摩擦系统的阀可以有利地被机械再加工，从而可以改善的方式特别地实现高制造公差。

根据优选的实施方案，镀层包含大于30重量％，优选至少50重量％，最优选至少52重量％的镍。具有如此高的镍含量，镀层的制造特别具有高的成本优势。

有利地，作为附加组件的阀的基于镍的镀层除了形成镀层主要成分的镍部分之外还包含最多3重量％的碳。有利地，这改善了阀的第二接触表面的滑动性质。

根据有利的摩擦系统的其他发展，基于镍的镀层包含最高10重量％的铁作为附加成分。因此，可以有利地实现特别高强度的镀层。

根据进一步有利的摩擦系统的其他发展，基于镍的镀层包含最高30重量％的铬作为附加成分。这对镀层的耐腐蚀性具有有利的作用。

在进一步有利的摩擦系统的其他发展中，基于镍的镀层包含最高9重量％的钼作为附加成分。因此，可以有利地改善镀层或摩擦系统的耐磨性。

特别优选地，镀层由主要成分镍和至少一种如上文中作为优选方案说明的附加成分，即碳、铁、铬和钼组成。

本文提出的根据本发明的摩擦系统还明确地包括由于制造过程而具有杂质的变体，杂质的重量分数最高为0.2％，其中杂质由不同于主要成分镍和如前所述的附加成分的物质形成。