一種內(nèi)燃機(jī)及其潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種內(nèi)燃機(jī)及其潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，各摩擦副(如曲軸軸頸與軸承、凸輪軸軸頸與軸承、活塞環(huán)與缸套等)之間以很高的速度相對(duì)運(yùn)動(dòng)，其相對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中存在摩擦損耗。各摩擦副表面之間的摩擦不僅增大內(nèi)燃機(jī)內(nèi)部的功率消耗，使零部件工作表面迅速磨損，摩擦過(guò)程產(chǎn)生的熱量還可能使某些工作零件表面熔化，從而導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，為了保證內(nèi)燃機(jī)能正常工作，必須對(duì)內(nèi)燃機(jī)內(nèi)各摩擦副表面進(jìn)行潤(rùn)滑。
[0003]目前，內(nèi)燃機(jī)各摩擦副常用的潤(rùn)滑方式為:利用機(jī)油栗將具有一定壓力的潤(rùn)滑油送至摩擦副的各摩擦面間形成具有一定厚度、并在承受一定機(jī)械負(fù)荷時(shí)不破裂的油膜，盡量將兩零件完全隔開(kāi)，從而形成潤(rùn)滑。
[0004]但是，由于內(nèi)燃機(jī)工作過(guò)程中，以活塞環(huán)與缸套形成的摩擦副為例，二者的間隙內(nèi)通常存在堅(jiān)硬的大顆粒，且該大顆粒會(huì)刺破油膜，并當(dāng)活塞環(huán)與缸套豎向相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，二者之間的間隙在承載力的作用下經(jīng)常為零，這使得大顆粒受到?jīng)_擊并作用于活塞環(huán)或缸套，由于該大顆粒硬度較大，因此，沖擊摩擦副時(shí)，使得二者平滑的表面產(chǎn)生隆起式塑性變形，例如毛刺等，該毛刺的存在進(jìn)一步引起兩摩擦副之間產(chǎn)生“鋼對(duì)鋼干摩擦”。
[0005]上述兩摩擦副之間的“鋼對(duì)鋼干摩擦”使得活塞環(huán)與缸套之間的磨損加快，降低內(nèi)燃機(jī)的使用壽命，并增大內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷和燃油消耗，提高內(nèi)燃機(jī)污染。因此，內(nèi)燃機(jī)磨損的起因?yàn)?大顆粒造成的摩擦副機(jī)件表面隆起式塑性變形。
[0006]鑒于上述內(nèi)燃機(jī)摩擦副的潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)存在的缺陷，亟待提供一種避免摩擦副之間的大顆粒受沖擊而引發(fā)摩擦副表面隆起式塑性變形的內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的第一目的為提供一種內(nèi)燃機(jī)的潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，包括設(shè)于摩擦副各部件之間的若干微結(jié)構(gòu)體，用于潤(rùn)滑內(nèi)燃機(jī)摩擦副各部件之間的大顆粒，防止該大顆粒的存在導(dǎo)致摩擦副表面發(fā)生隆起式塑性變形，從而降低內(nèi)燃機(jī)各部件的磨損，提高內(nèi)燃機(jī)的使用壽命，降低內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷和燃油消耗，并降低內(nèi)燃機(jī)的污染。本發(fā)明的第二目的為提供一種內(nèi)燃機(jī)。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一目的，本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機(jī)的潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，用于潤(rùn)滑所述內(nèi)燃機(jī)摩擦副各部件之間的大顆粒，所述潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)包括設(shè)于所述摩擦副各部件之間的若干微結(jié)構(gòu)體，且所述微結(jié)構(gòu)體的表面設(shè)有若干凹部。
[0009]本發(fā)明在內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，由于微結(jié)構(gòu)體的存在，大大減小因摩擦副間隙突然變小而導(dǎo)致大顆粒對(duì)摩擦副各部件表面的沖擊力(如汽車(chē)在提速、剎車(chē)、爬坡、超載等臨界摩擦狀態(tài)時(shí))，從而使摩擦副表面在該大顆粒的沖擊力作用下僅發(fā)生彈性變形，而非隆起式塑性變形，從而避免摩擦副各部件表面由于存在隆起式塑性變形而發(fā)生“鋼對(duì)鋼干摩擦”，進(jìn)而降低二者之間的磨損，提高內(nèi)燃機(jī)的使用壽命，降低內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷和燃油消耗，并降低內(nèi)燃機(jī)的污染。
[0010]可選地，所述凹部的深度為所述微結(jié)構(gòu)體特征尺寸的1/150-1/3。
[0011 ]可選地，所述微結(jié)構(gòu)體為微球體。
[0012]可選地，所述微結(jié)構(gòu)體的直徑為0.011-60微米。
[0013]可選地，所述微結(jié)構(gòu)體為微圓柱體。
[0014]可選地，所述微結(jié)構(gòu)體為微正方體。
[0015]可選地，所述微結(jié)構(gòu)體的重量為0.1-1000克。
[0016]可選地，所述微結(jié)構(gòu)體為陶瓷結(jié)構(gòu)。
[0017]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二目的，本發(fā)明還提供一種內(nèi)燃機(jī)，包括若干可相對(duì)運(yùn)動(dòng)的摩擦副，還包括用于盛放機(jī)油的機(jī)油池，所述機(jī)油池內(nèi)設(shè)有用于潤(rùn)滑所述內(nèi)燃機(jī)摩擦副各部件之間大顆粒的潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，所述潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)能夠進(jìn)入所述摩擦副的各部件之間；其中，所述潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)為以上所述的潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明所提供內(nèi)燃機(jī)的潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)在一種【具體實(shí)施方式】中的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為圖1中I部分的局部放大圖；
[0020]圖3a為圖1中微結(jié)構(gòu)體在第一種具體實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3b為圖3a的側(cè)視圖；
[0022]圖4a為圖1中微結(jié)構(gòu)體在第二種具體實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4b為圖4a的側(cè)視圖；
[0024]圖5a為圖1中微結(jié)構(gòu)體在第三種具體實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖5b為圖5a的側(cè)視圖。
[0026]圖1-5 中:
[0027]I缸套、2活塞環(huán)、3機(jī)油池、4大顆粒、5微結(jié)構(gòu)體、51凹部；
[0028]A缸套彈性變形曲線(xiàn)、B活塞環(huán)彈性變形曲線(xiàn)；
[0029]L邊長(zhǎng)、D直徑、t凹部深度。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0031]請(qǐng)參考附圖1-2，其中，圖1為本發(fā)明所提供內(nèi)燃機(jī)的潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)在一種【具體實(shí)施方式】中的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中I部分的局部放大圖。
[0032]在一種【具體實(shí)施方式】中，本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機(jī)的潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，用于潤(rùn)滑內(nèi)燃機(jī)各摩擦副之間的大顆粒4，如圖2所示，該潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)包括能夠進(jìn)入各摩擦副之間的若干微結(jié)構(gòu)體5 0
[0033]其中，微結(jié)構(gòu)體5指的是必須借助于光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡才能觀察到的微觀結(jié)構(gòu)，其區(qū)別于人眼可觀測(cè)的各種宏觀結(jié)構(gòu)。
[0034]現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)中，活塞環(huán)與缸套之間存在大顆粒，當(dāng)二者豎向相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，因摩擦副間隙在承載力作用下突然變小而導(dǎo)致大顆粒對(duì)摩擦副各部件表面的沖擊力(如汽車(chē)在提速、剎車(chē)、爬坡、超載等臨界摩擦狀態(tài)時(shí))，大顆粒受到?jīng)_擊不僅刺破油膜并且作用于活塞環(huán)或缸套，由于該大顆粒硬度較大，又因氣缸內(nèi)瞬時(shí)高達(dá)1600°C以上溫度致使摩擦副表面硬度也瞬時(shí)下降，因此，沖擊摩擦副表面時(shí)，使得二者平滑的表面產(chǎn)生隆起式塑性變形，例如毛刺等，該毛刺的存在進(jìn)一步引起兩摩擦副之間產(chǎn)生“鋼對(duì)鋼干摩擦”。
[0035]上述兩摩擦副之間的“鋼對(duì)鋼干摩擦”使得活塞環(huán)與缸套之間的磨損加快，降低內(nèi)燃機(jī)的使用壽命，并增大內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷和燃油消耗，提高內(nèi)燃機(jī)污染。
[0036]本實(shí)施例中的內(nèi)燃機(jī)工作前，將若干微結(jié)構(gòu)體5直接或間接加入機(jī)油池3內(nèi)，使其隨潤(rùn)滑油進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)各摩擦副之間，以圖1和圖2所示的活塞環(huán)2與缸套I組成的摩擦副為例。
[0037]內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，如圖1和圖2所示，活塞環(huán)2在缸套I內(nèi)豎向運(yùn)動(dòng)，潤(rùn)滑油與微結(jié)構(gòu)體5進(jìn)入二者之間的間隙內(nèi)，該微結(jié)構(gòu)體5與大顆粒4均朝向缸套I或活塞環(huán)2的方向運(yùn)動(dòng)，且由于微結(jié)構(gòu)體5極具嚙合大顆粒4的表面張力結(jié)構(gòu)，因此，各微結(jié)構(gòu)體5相較于大顆粒4更靠近缸套I或活塞環(huán)2的表面，即若干微結(jié)構(gòu)體5附著于大顆粒4并處于缸套I和活塞環(huán)2之間。
[0038]基于此，由于微結(jié)構(gòu)體5的存在，當(dāng)缸套I與活塞環(huán)2之間的間隙在承載力作用下為零時(shí)，微結(jié)構(gòu)體5構(gòu)成的潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)緩解降低了大顆粒4對(duì)摩擦副各部件表面的沖擊力，從而使摩擦副表面在該大顆粒4的沖擊力作用下僅發(fā)生彈性變形，而非隆起式塑性變形，另外，此時(shí)氣缸內(nèi)1600°C以上的瞬時(shí)高溫，也增加了摩擦副機(jī)件表面瞬時(shí)彈性指數(shù)。如圖2所示的缸套變形曲線(xiàn)A與活塞環(huán)變形曲線(xiàn)B，從而避免摩擦副各部件表面由于存在塑性變形而發(fā)生“鋼對(duì)鋼干摩擦”，進(jìn)而降低二者之間的磨損，提高內(nèi)燃機(jī)的使用壽命，同時(shí)降低內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷和燃油消耗，使得內(nèi)燃機(jī)的污染降低。
[0039]需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中的潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)不同于本領(lǐng)域常用的固體潤(rùn)滑方式?，F(xiàn)有的固體潤(rùn)滑為利用固體粉末、涂膜和復(fù)合材料等隔離相互接觸的摩擦表面，以達(dá)到潤(rùn)滑的目的的潤(rùn)滑方式。因此，現(xiàn)有固體潤(rùn)滑方式通過(guò)在摩擦副的兩表面均形成固體潤(rùn)滑膜，使得磨損發(fā)生在固體潤(rùn)滑膜之間，而非摩擦副表面之間，用于潤(rùn)滑摩擦副。而本實(shí)施例中的微結(jié)構(gòu)體5通過(guò)防止大顆粒4對(duì)摩擦副表面