BR102017004555A2 - ? CYLINDER HOLE PROVIDED WITH VARIABLE COATING? - Google Patents

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para: “FURO DE CILINDRO DOTADO DE REVESTIMENTO VARIÁVEL”.Descriptive Report of the Invention Patent for: "VARIABLE COATED CYLINDER HOLE".

[001] DECLARAÇÃO SOBRE PATROCÍNIO FEDERAL[001] DECLARATION ON FEDERAL SPONSORSHIP

[002] PESQUISA E DESENVOLVIMENTO[002] RESEARCH AND DEVELOPMENT

[003] A invenção foi concebida com apoio governamental nos termos do Acordo de Cooperação DE-EE0006901 concedido pelo Ministério de Energias. O Governo Federal possui certos direitos sobre a invenção.The invention was conceived with government support under the Cooperation Agreement DE-EE0006901 granted by the Ministry of Energy. The Federal Government has certain rights in the invention.

[004] CAMPO TÉCNICO[004] TECHNICAL FIELD

[005] Esta divulgação refere-se a furos de cilindro dotados de revestimentos variáveis, por exemplo, porosidade variável.This disclosure relates to cylinder bores provided with variable coatings, for example, variable porosity.

[006] FUNDAMENTO DA INVENÇÃO[006] BACKGROUND OF THE INVENTION

[007] Os blocos de motor (blocos de cilindro) podem incluir um ou mais furos de cilindro que alojam pistões de um motor de combustão interna. Os blocos de motor podem ser fundidos, por exemplo, de ferro ou alumínio fundido. O alumínio é mais leve que o ferro fundido, e pode ser escolhido a fim de reduzir o peso de um veículo e melhorar a economia de combustível. Os blocos de motor de alumínio podem incluir um forro, tal como uma camisa de ferro fundido. Se for sem camisa, o bloco de motor de alumínio pode incluir um revestimento sobre a superfície de furo. Os camisas de ferro fundido geralmente aumentam o peso e podem resultar em propriedades térmicas incompatíveis entre o bloco de alumínio e os camisas de ferro fundido. Os blocos sem camisa podem receber um revestimento (por exemplo, um processo de furo revestido por plasma) para reduzir desgaste e/ou atrito.Engine blocks (cylinder blocks) may include one or more cylinder holes housing pistons of an internal combustion engine. The engine blocks may be cast, for example, from cast iron or aluminum. Aluminum is lighter than cast iron, and can be chosen to reduce a vehicle's weight and improve fuel economy. Aluminum engine blocks may include a liner, such as a cast iron jacket. If it is shirtless, the aluminum engine block may include a liner over the bore surface. Cast iron liners generally increase weight and may result in incompatible thermal properties between the aluminum block and cast iron liners. The shirtless blocks may be coated (e.g., a plasma coated hole process) to reduce wear and / or friction.

[008] SUMÁRIO DA INVENÇÃO[008] SUMMARY OF THE INVENTION

[009] Em pelo menos uma concretização, um bloco de motor está fornecido. O bloco de motor pode incluir um corpo incluindo pelo menos uma parede de furo de motor cilíndrico dotado de um eixo longitudinal e incluindo um revestimento estendendo-se ao longo do eixo longitudinal e dotada de uma espessura de revestimento; o revestimento dotado de uma região central e primeira e segunda regiões de extremidade, e uma pluralidade de poros dispersos dentro da espessura de revestimento, a região central dotada de uma porosidade média diferente de uma ou de ambas as regiões de extremidade.In at least one embodiment, an engine block is provided. The motor block may include a body including at least one cylindrical motor bore wall having a longitudinal axis and including a casing extending along the longitudinal axis and having a casing thickness; the coating is provided with a central region and first and second end regions, and a plurality of pores dispersed within the coating thickness, the central region is provided with a different average porosity from one or both end regions.

[010] A região central pode ter uma porosidade média maior que de uma ou de ambas as regiões de extremidade. Em uma concretização, uma das regiões de extremidade estende-se ao longo de uma porção ao longo de pelo menos uma parede de furo de motor que inclui uma posição de ponto morto superior (TDC) ou uma posição de ponto morto inferior (BDC) ao longo de pelo menos uma parede de furo de motor e a região central estende-se ao longo de uma porção ao longo de pelo menos uma parede de furo de motor entre a posição TDC e a posição BDC ao longo de pelo menos uma parede de furo de motor. Uma ou ambas das regiões de extremidade pode ter uma porosidade média de 0,1 % a 3 %. A região central pode ter uma porosidade média de pelo menos 5 %. Uma ou ambas das regiões de extremidade e a região central podem ter, cada uma, um tamanho de poro médio de 10 a 300 pm. Em uma concretização, o revestimento inclui ainda uma região de porosidade intermediária dotada de uma porosidade média entre a região central e uma ou ambas das regiões de extremidade.[010] The central region may have a greater average porosity than one or both end regions. In one embodiment, one of the end regions extends along a portion along at least one engine bore wall that includes an upper neutral position (TDC) or a lower neutral position (BDC) to the along at least one motor bore wall and the central region extends along a portion along at least one motor bore wall between the TDC position and the BDC position along at least one bore wall engine One or both of the end regions may have an average porosity of 0.1% to 3%. The central region may have an average porosity of at least 5%. One or both of the end regions and the central region may each have an average pore size of 10 to 300 µm. In one embodiment, the coating further includes an intermediate porosity region provided with an average porosity between the central region and one or both of the end regions.

[011] Em uma concretização, uma das regiões de extremidade estende-se ao longo de uma porção ao longo de pelo menos uma parede de furo de motor que inclui uma posição de ponto morto superior (TDC) ou uma posição de ponto morto inferior (BDC) ao longo de pelo menos uma parede de furo de motor, a região central estende-se ao longo de uma porção ao longo de pelo menos uma parede de furo de motor entre a posição TDC e a posição BDC ao longo de pelo menos uma parede de furo de motor, e a região de porosidade intermediária estende-se ao longo de uma porção ao longo de pelo menos uma parede de furo de motor entre a dita região de extremidade e a região central. A região central pode estender-se dentro de uma porção ao longo de pelo menos uma parede de furo de motor que corresponde a um ângulo de eixo de manivelas de 30 a 150 graus. A região central pode estender ao longo de uma porção ao longo de pelo menos uma parede de furo de motor que inclui uma região de velocidade de pistão máxima.[011] In one embodiment, one of the end regions extends along a portion along at least one engine bore wall that includes an upper dead position (TDC) or a lower dead position ( (BDC) along at least one motor bore wall, the central region extends along a portion along at least one motor bore wall between the TDC position and the BDC position over at least one portion. motor bore wall, and the intermediate porosity region extends along a portion along at least one motor bore wall between said end region and the central region. The central region may extend within a portion along at least one motor bore wall that corresponds to a crankshaft angle of 30 to 150 degrees. The central region may extend along a portion along at least one motor bore wall that includes a maximum piston speed region.

[012] Em pelo menos uma concretização, um bloco de motor está fornecido. O bloco de motor pode incluir um corpo incluindo uma parede de furo e um revestimento sobrepondo à parede de furo dotada de uma espessura e poros dispersos dentro da espessura; o revestimento incluindo uma primeira região de profundidade disposta adjacente a uma interface do revestimento com a parede de furo e uma segunda região de profundidade disposta adjacente a uma superfície exposta do revestimento, a segunda região de profundidade dotada de uma porosidade média maior que a da primeira região de profundidade.[012] In at least one embodiment, an engine block is provided. The engine block may include a body including a bore wall and a liner overlapping the bore wall having a thickness and pores dispersed within the thickness; the liner including a first depth region disposed adjacent an interface of the liner with the bore wall and a second depth region disposed adjacent an exposed surface of the liner, the second depth region having an average porosity greater than that of the first deep region.

[013] A primeira região de profundidade pode ter uma porosidade média de 0,3 % a 2 % e a segunda região de profundidade pode ter uma porosidade média de pelo menos 5 %. Em uma concretização, o revestimento inclui uma terceira região de profundidade disposta entre as primeira e segunda regiões de profundidade dentro da espessura de revestimento, a terceira região de profundidade dotada de uma porosidade média entre àquela das primeira e segunda regiões de profundidade. As primeira e segunda regiões de profundidade podem estar localizadas dentro de uma porção longitudinal da parede de furo que corresponde a um ângulo de eixo de manivelas de 30 a 150 graus.[013] The first depth region may have an average porosity of 0.3% to 2% and the second depth region may have an average porosity of at least 5%. In one embodiment, the coating includes a third depth region disposed between the first and second depth regions within the coating thickness, the third depth region provided with an average porosity between that of the first and second depth regions. The first and second depth regions may be located within a longitudinal portion of the bore wall that corresponds to a crankshaft angle of 30 to 150 degrees.

[014] Em pelo menos uma concretização, um método está fornecido, incluindo pulverizar um revestimento doada de uma primeira porosidade média sobre uma parede de furo de motor em uma região longitudinal central; e pulverizar um revestimento dotado de uma segunda porosidade média sobre a parede de furo de motor em uma ou mais regiões de extremidade. A primeira porosidade média pode ser maior que a segunda porosidade média e as primeira e segunda porosidades médias são formadas durante as etapas de pulverização.In at least one embodiment, a method is provided, including spraying a donated coating of a first average porosity onto an engine bore wall in a central longitudinal region; and spraying a coating having a second average porosity onto the motor bore wall at one or more end regions. The first average porosity may be greater than the second average porosity and the first and second average porosities are formed during the spraying steps.

[015] O método também pode incluir pulverizar um revestimento dotado de uma terceira porosidade média sobre a parede de furo de motor em uma terceira região longitudinal, a terceira porosidade média sendo menor que a primeira porosidade média. A região longitudinal central pode incluir uma porção longitudinal da parede de furo que corresponde a um ângulo de eixo de manivelas de 80 a 100 graus. A dita uma ou mais regiões de extremidade pode incluir uma posição de ponto morto superior (TDC) ou uma posição de ponto morto inferior (BDC) da parede de furo de motor. Em uma concretização, a primeira porosidade média é pelo menos de 5 % e a segunda porosidade média é de 0,1 % a 3 %. O revestimento dotado da primeira porosidade média e o revestimento dotado da segunda porosidade média podem, cada uma, ter um tamanho de poro médio de 10 a 300 pm e os tamanhos de poro médios podem ser formados durante as etapas de pulverização.[015] The method may also include spraying a coating having a third average porosity over the motor bore wall into a third longitudinal region, the third average porosity being smaller than the first average porosity. The central longitudinal region may include a longitudinal portion of the bore wall that corresponds to a crankshaft angle of 80 to 100 degrees. Said one or more end regions may include an upper neutral position (TDC) or a lower neutral position (BDC) of the engine bore wall. In one embodiment, the first average porosity is at least 5% and the second average porosity is 0.1% to 3%. The first medium porosity coating and the second medium porosity coating may each have an average pore size of from 10 to 300 µm and the average pore sizes may be formed during the spraying steps.

[016] Em pelo menos uma concretização, um artigo está fornecido. O artigo pode incluir um corpo incluindo pelo menos uma parede de superfície deslizante dotada de um eixo longitudinal. Um revestimento pode estender-se ao longo do eixo longitudinal e dotada de uma espessura de revestimento. O revestimento pode ter uma região central e uma região de extremidade, e uma pluralidade de poros dispersos dentro da espessura de revestimento. A região central pode ter uma porosidade média diferente da região de extremidade.[016] In at least one embodiment, an article is provided. The article may include a body including at least one sliding surface wall provided with a longitudinal axis. A coating may extend along the longitudinal axis and has a coating thickness. The coating may have a central region and an end region, and a plurality of pores dispersed within the coating thickness. The central region may have a different average porosity than the end region.

[017] Em pelo menos uma concretização um equipamento para pulverização de um revestimento está fornecido. O equipamento pode incluir um maçarico pulverizador dotado de parâmetros de revestimento variável e um controlador configurado para variar os parâmetros de revestimento variável para produzir um revestimento dotado de uma porosidade variável ao longo de um comprimento e/ou profundidade do revestimento.[017] In at least one embodiment spray coating equipment is provided. The apparatus may include a spray torch having variable coating parameters and a controller configured to vary variable coating parameters to produce a coating having variable porosity over a coating length and / or depth.

[018] BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS[018] BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

[019] A figura 1 é uma vista em perspectiva esquemática de um bloco de motor.[1] Figure 1 is a schematic perspective view of an engine block.

[020] A figura 2 é uma vista em perspectiva de uma camisa de cilindro, de acordo com uma concretização.Figure 2 is a perspective view of a cylinder liner according to one embodiment.

[021] A figura 3 é uma seção cruzada de um furo de motor revestido, de acordo com uma concretização.[3] Figure 3 is a cross section of a coated motor bore according to one embodiment.

[022] A figura 4 é uma seção cruzada de um furo de motor revestido, de acordo com outra concretização.Figure 4 is a cross section of a coated motor bore according to another embodiment.

[023] A figura 5 é um exemplo de um fluxograma para formação de um furo de cilindro dotado de um revestimento de porosidade variável, de acordo com uma concretização.Figure 5 is an example of a flow diagram for forming a cylinder bore provided with a variable porosity coating according to one embodiment.

[024] A figura 6 é uma seção cruzada de um revestimento de PTWA dotada de um nível de porosidade relativamente intermediário, de acordo com uma concretização.Figure 6 is a cross section of a PTWA coating having a relatively intermediate porosity level, according to one embodiment.

[025] A figura 7 é uma seção cruzada de um revestimento de PTWA dotada de um nível de porosidade relativamente alto, de acordo com uma concretização.Figure 7 is a cross section of a PTWA coating having a relatively high porosity level, according to one embodiment.

[026] DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO[026] DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[027] Como exigido, as concretizações detalhadas da presente invenção estão divulgadas neste documento. No entanto, deve ficar compreendido que as concretizações divulgadas são simples exemplos da invenção, a qual pode estar incorporada de forma variada e alternativa. As figuras não estão exatamente em escala. Algumas características podem estar maximizadas ou minimizadas com a finalidade de mostrar pormenores de componentes particulares. Por conseguinte, pormenores específicos e funcionais divulgados aqui não devem ser interpretados como limitadores, mas simplesmente como uma base representativa para ensinar a uma pessoa versada na técnica como empregar de modo variado a presente invenção.As required, detailed embodiments of the present invention are disclosed herein. However, it should be understood that the disclosed embodiments are simple examples of the invention, which may be incorporated in a varied and alternative manner. The figures are not exactly to scale. Some features may be maximized or minimized for the purpose of showing details of particular components. Accordingly, specific and functional details disclosed herein should not be construed as limiting, but simply as a representative basis for teaching a person skilled in the art how to variously employ the present invention.

[028] Com referência à fig. 1, um motor ou bloco de cilindro 10 está mostrado. O bloco de motor 10 pode incluir um ou mais furos de cilindro 12, que pode estar configurado par alojar pistões de um motor de combustão interna. O corpo de bloco de motor pode ser formado de qualquer material adequado, tal como alumínio, ferro fundido, magnésio, ou suas ligas. Em pelo menos uma concretização, o bloco de motor 10 é um bloco de motor sem camisa. Nestas concretizações, os furos 12 podem ter um revestimento neles. Em pelo menos uma concretização, o bloco de motor 10 pode incluir camisas de cilindro 14, tal como mostrado na figura 2, inseridas em ou fundidos nos furos 12. As camisas 14 podem ser um cilindro oco ou tubo oco dotado de uma superfície externa 16, uma superfície interna 18, e uma espessura de parede 20.[028] With reference to fig. 1, an engine or cylinder block 10 is shown. Engine block 10 may include one or more cylinder holes 12, which may be configured to house pistons of an internal combustion engine. The engine block body may be formed of any suitable material, such as aluminum, cast iron, magnesium, or their alloys. In at least one embodiment, the engine block 10 is a linerless engine block. In these embodiments, the holes 12 may have a coating thereon. In at least one embodiment, the engine block 10 may include cylinder liners 14, as shown in Figure 2, inserted into or fused into holes 12. Liners 14 may be a hollow cylinder or hollow tube provided with an outer surface 16 , an inner surface 18, and a wall thickness 20.

[029] Se o material de base do bloco de motor for o alumínio, então a camisa de ferro fundido ou uma camisa pode ser fornecida nos furos de cilindro para propiciar ao furo de cilindro uma maior força, dureza, resistência ao desgaste ou outras propriedades. Por exemplo, uma camisa de ferro fundido pode ser moldada no bloco de motor ou comprimida nos furos de cilindro depois que o bloco de motor foi formado (por exemplo, mediante fundição). Em outro exemplo, os furos de cilindro de alumínio podem ser sem camisa, mas podem estar revestidos com um revestimento depois que o bloco de motor foi formado (por exemplo, mediante fundição). Em outra concretização, o material de base do bloco de motor pode ser o alumínio ou magnésio, e uma camisa de alumínio ou magnésio pode ser inserida ou moldada nos furos de motor. A moldagem de uma camisa de alumínio em um bloco de motor de alumínio está descrita no pedido US No. 14/972,144 depositado em 17 de dezembro de 2015 cuja divulgação está incorporada neste ato em sua totalidade e a título de referência neste documento.[029] If the engine block base material is aluminum, then the cast iron jacket or sleeve may be provided in the cylinder holes to provide the cylinder bore with greater strength, hardness, wear resistance or other properties. . For example, a cast iron liner may be molded into the engine block or compressed into the cylinder holes after the engine block has been formed (e.g. by casting). In another example, the aluminum cylinder holes may be shirtless, but may be coated with a coating after the engine block has been formed (for example, by casting). In another embodiment, the base material of the engine block may be aluminum or magnesium, and an aluminum or magnesium jacket may be inserted or molded into the motor holes. The casting of an aluminum jacket on an aluminum engine block is described in US Patent Application No. 14 / 972,144 filed December 17, 2015, the disclosure of which is incorporated herein in its entirety and by reference herein.

[030] Portanto, a superfície de furo dos furos de cilindro pode ser formada de várias maneiras e de uma variedade de materiais. Por exemplo, a superfície de furo pode ser uma superfície fundida em ferro (por exemplo, de um bloco de motor de ferro fundido ou uma camisa de ferro fundido) ou uma superfície de alumínio (por exemplo, de um bloco Al sem camisa ou uma camisa Al). O revestimento variável divulgado pode ser aplicado a qualquer superfície de furo adequada, por conseguinte, o termo superfície de furo pode aplicar-se a uma superfície de uma camisa de cilindro ou luva que foi disposta dentro do furo de cilindro (por exemplo, mediante encaixe por interferência ou mediante moldagem).[030] Therefore, the borehole surface of the cylinder holes can be formed in various ways and from a variety of materials. For example, the bore surface may be an iron cast surface (for example, a cast iron motor block or a cast iron liner) or an aluminum surface (for example, a bare liner Al block or a cast iron Al shirt). The disclosed variable coating may be applied to any suitable bore surface, therefore, the term bore surface may apply to a surface of a cylinder liner or sleeve that has been disposed within the cylinder bore (e.g. interference or molding).

[031] Com referência à figura 3, um furo de cilindro 30 dotado de um revestimento variável 32 está divulgado. Embora um furo de cilindro esteja mostrado e descrito, a presente divulgação pode aplicar-se a qualquer artigo compreendendo um corpo incluindo pelo menos uma parede de superfície deslizante dotada de um eixo longitudinal. Antes da aplicação do revestimento 32, a superfície de furo 34 pode ser enrugada. O enrugamento da superfície de furo 34 pode melhorar a adesão ou força de ligação do revestimento 32 ao furo 30. O processo de enrugamento pode ser um processo de enrugamento mecânico, por exemplo, usando uma ferramenta com uma borda cortante, jateamento por grão ou com água. Outros processos de enrugamento podem incluir decapagem (por exemplo, química ou por plasma), descarga por centelha/elétrica, ou outros. Na concretização mostrada, o processo de enrugamento pode ser em múltiplas etapas. Na primeira etapa, o material pode ser removido da superfície de furo 34 de tal forma que as projeções 36 são formadas (nas linhas tracejadas). Na segunda etapa, as projeções podem ser alteradas para formar projeções pendentes 38 dotadas de recortes 40. As projeções podem ser alteradas usando qualquer processo adequado, tal como laminação, recorte, fresagem, compressão, jateamento por grão, ou outros.Referring to Figure 3, a cylinder bore 30 provided with a variable liner 32 is disclosed. Although a cylinder bore is shown and described, the present disclosure may apply to any article comprising a body including at least one sliding surface wall provided with a longitudinal axis. Prior to the application of the coating 32, the bore surface 34 may be wrinkled. The wrinkling of the hole surface 34 can improve the adhesion or bonding strength of the liner 32 to the hole 30. The wrinkling process can be a mechanical wrinkling process, for example using a cutting edge, grit blasting or grinding tool. Water. Other wrinkling processes may include pickling (e.g., chemical or plasma stripping), spark / electric discharge, or the like. In the embodiment shown, the wrinkling process may be in multiple steps. In the first step, the material may be removed from the hole surface 34 such that projections 36 are formed (in dashed lines). In the second step, projections may be altered to form pending projections 38 with cutouts 40. Projections may be altered using any suitable process such as lamination, cutting, milling, compression, grit blasting, or the like.

[032] O revestimento 32 pode ser aplicada à superfície de furo enrugada. Em uma concretização, o revestimento pode ser um revestimento pulverizada, tal como um revestimento pulverizada termicamente. Exemplos não limitativos de técnicas de pulverização térmica que podem ser usadas para formar o revestimento 32 podem incluir pulverização por plasma, pulverização por detonação, pulverização de arco com arame (por exemplo, arco-plasma com arame transferido, ou PTWA), pulverização por chama, pulverização oxi-combustível de alta velocidade (HVOF), pulverização à quente, ou pulverização à frio. Outras técnicas de revestimento também podem ser utilizadas, tal como deposição por vapor (por exemplo, PVD ou CVD) ou técnicas químicas/eletroquímicas. Em pelo menos uma concretização, o revestimento 32 é o revestimento formado por pulverização de arco-plasma com arame transferido (PTWA).Coating 32 may be applied to the wrinkled hole surface. In one embodiment, the coating may be a spray coating, such as a thermally spray coating. Non-limiting examples of thermal spray techniques that may be used to form coating 32 may include plasma spraying, detonation spraying, wire arc spraying (e.g., wire transfer plasma arc, or PTWA), flame spraying , high speed oxy-fuel spray (HVOF), hot spray, or cold spray. Other coating techniques may also be used, such as vapor deposition (e.g. PVD or CVD) or chemical / electrochemical techniques. In at least one embodiment, the coating 32 is the transfer wire arc-plasma spray (PTWA) coating.

[033] Um equipamento para pulverização do revestimento 32 pode ser fornecido. O equipamento pode ser um equipamento de pulverização térmica, incluindo um maçarico pulverizador. O maçarico pulverizador pode incluir parâmetros do maçarico, tal como pressão do gás atomizante, corrente elétrica, taxa de vazão de gás de plasma, taxa de alimentação de arame e velocidade transversa do maçarico. Os parâmetros do maçarico podem ser variáveis, de tal modo que elas sejam ajustáveis ou variáveis durante a operação do maçarico. O equipamento pode incluir um controlador, que pode estar programado ou configurado para controlar e variar os parâmetros do maçarico durante a operação do maçarico. Como descrito mais detalhadamente abaixo, o controlador pode ser programado para variar os parâmetros do maçarico de modo a justar a porosidade do revestimento 32, em uma direção longitudinal e/ou de profundidade. O controlador pode incluir um sistema de um ou mais computadores que podem estar configurados para realizar operações ou ações específicas em virtude de estar dotado de software, firmware, hardware, ou uma combinação destes instalados no sistema que, em operação, faz ou fazem com que o sistema realize as ações divulgadas. Um ou mais programas de computador pode estar configurado para realizar operações ou ações específicas em virtude de incluir instruções que, quando executadas pelo controlador, fazem com que o equipamento realize as ações.[033] A coating spraying equipment 32 may be provided. The equipment may be thermal spray equipment including a spray torch. The spray torch may include torch parameters such as atomizing gas pressure, electric current, plasma gas flow rate, wire feed rate, and torch transverse speed. Torch parameters can be variable such that they are adjustable or variable during torch operation. The apparatus may include a controller which may be programmed or configured to control and vary torch parameters during torch operation. As described in more detail below, the controller may be programmed to vary the torch parameters to suit the porosity of the liner 32 in a longitudinal and / or deep direction. The controller may include a system of one or more computers that may be configured to perform specific operations or actions by virtue of having software, firmware, hardware, or a combination of those installed in the system that, in operation, causes or causes the system performs the disclosed actions. One or more computer programs may be configured to perform specific operations or actions by including instructions that, when performed by the controller, cause the equipment to perform the actions.

[034] O revestimento 32 pode ser qualquer revestimento adequado que fornece força, rigidez, densidade, propriedades contra desgaste, atrito, força contra fadiga, e/ou condutividade térmica suficiente para um furo de cilindro de bloco de motor. Em pelo menos uma concretização, o revestimento pode ser um revestimento de ferro ou aço. Exemplos não limitativos de composições de aço adequadas podem incluir quaisquer graus de aço AISI/SAE de aço 1010 a 4130. O aço também pode ser aço inoxidável, tal como aqueles das séries AISI/SAE 400 (por exemplo, 420). No entanto, outras composições de aço também podem ser usadas. O revestimento não está limitado a ferros ou aços, e também pode ser formado de ou incluir outros metais ou não metais. Por exemplo, o revestimento pode ser um revestimento cerâmico, um revestimento polimérico, ou um revestimento de carbono amorfo (por exemplo, DLC ou semelhante). O tipo e a composição do revestimento podem, assim, variar com base na aplicação e nas propriedades desejadas. Além disso, podem existir múltiplos tipos de revestimento no furo de cilindro 30. Por exemplo, diferentes tipos de revestimento (por exemplo, composições) podem ser aplicados a diferentes regiões do furo de cilindro (descritos mais detalhadamente abaixo) e/ou o tipo de revestimento pode mudar em função da profundidade da totalidade do revestimento (por exemplo, camada por camada).Coating 32 can be any suitable coating that provides sufficient strength, stiffness, density, wear properties, friction, fatigue strength, and / or thermal conductivity for a motor block cylinder bore. In at least one embodiment, the coating may be an iron or steel coating. Non-limiting examples of suitable steel compositions may include any grades of AISI / SAE steel from 1010 to 4130 steel. The steel may also be stainless steel, such as those from the AISI / SAE 400 series (e.g. 420). However, other steel compositions may also be used. The coating is not limited to irons or steels, and may also be formed from or include other metals or nonmetals. For example, the coating may be a ceramic coating, a polymeric coating, or an amorphous carbon coating (e.g. DLC or the like). The type and composition of the coating may thus vary based on the desired application and properties. In addition, there may be multiple types of casing in cylinder bore 30. For example, different types of casing (e.g. compositions) may be applied to different regions of the cylinder bore (described in more detail below) and / or the type of casing. coating may change depending on the depth of the entire coating (eg layer by layer).

[035] Durante o curso do pistão dentro do furo de cilindro, a condição de atrito pode mudar com base no ângulo da manivela ou a localização e/ou velocidade do pistão. Por exemplo, quando o pistão está no outro próximo ao ponto morto superior (TDC) 42 e/ou ao ponto morto inferior (BDC) 44, a velocidade do pistão pode ser pequena ou zero, na parte mais alta e baixa do curso (por exemplo, próximo aos ângulos de manivela de 0 e 180 graus). Quando o pistão está no ou próximo a TDC 42 ou BDC 44, a condição de atrito pode ser atrito de contorno, em que existe contato de aspereza entre o pistão e a superfície de furo (ou superfície de revestimento, quando revestido). Quando o pistão está movendo-se em velocidades relativamente altas em uma seção central do comprimento/altura de furo (por exemplo, ângulo de manivela entre aproximadamente 35 a 145 graus), a condição de atrito pode ser atrito hidrodinâmico, na qual existe pouco ou nenhum contato de aspereza. Quando o pistão está entre estas duas regiões (por exemplo, ângulo de manivela entre aproximadamente 10 a 35 ou aproximadamente 145 a 170), seja deslocando-se para ou contra o TDC 42 ou BDC 44, a velocidade do pistão é relativamente moderada e a condição de atrito pode ser uma mescla de atrito de contorno ou hidrodinâmico (por exemplo, algum contato de aspereza). Evidentemente que os ângulos de manivela divulgados aqui são exemplos, e a transição para diferentes condições de atrito (por exemplo, de contorno para mesclado) irá depender da velocidade do motor, da arquitetura do motor, além de outros fatores.[035] During the stroke of the piston within the cylinder bore, the friction condition may change based on crank angle or piston location and / or speed. For example, when the piston is in the other near top dead center (TDC) 42 and / or bottom dead center (BDC) 44, the piston speed may be small or zero at the highest and lowest part of the stroke (eg (near the 0 and 180 degree crank angles). When the piston is at or near TDC 42 or BDC 44, the friction condition may be contour friction, where there is roughness contact between the piston and the bore surface (or coating surface when coated). When the piston is moving at relatively high speeds in a central section of the bore length / height (eg crank angle between approximately 35 to 145 degrees), the friction condition may be hydrodynamic friction, where there is little or no no rough contact. When the piston is between these two regions (for example, crank angle between about 10 to 35 or about 145 to 170), either moving to or against TDC 42 or BDC 44, the piston speed is relatively moderate and the Friction condition can be a mix of contour or hydrodynamic friction (eg, some roughness contact). Of course, the crank angles disclosed here are examples, and the transition to different friction conditions (eg, contour to blend) will depend on engine speed, engine architecture, and other factors.

[036] Portanto, as propriedades de lubrificação ou exigências podem ser diferentes em diferentes regiões do furo de cilindro 30. Em pelo menos uma concretização, a porosidade do revestimento 32 pode variar ao longo da altura do furo 30. Como usado aqui, a porosidade pode referir-se a poros que são formados durante a deposição do revestimento 32 ou aos que são formados no revestimento 32 após ser depositado (por exemplo, através de texturização mecânica ou química). Os poros no revestimento 32 podem atuar como reservatórios para reter óleo/lubrificante, desse modo fornecendo lubrificação em condições operacionais severas ou melhorando a espessura da película lubrificante. Por conseguinte, as regiões dotadas de níveis diferentes de porosidade podem ter efeitos diferentes sobre a lubrificação do furo de cilindro 30. Em pelo menos uma concretização, podem existir pelo menos dois níveis diferentes de porosidade ao longo da altura do furo 30. Pode existir uma região de porosidade relativamente baixa 46 e uma região de porosidade relativamente alta 48. Na concretização mostrada na figura 3, pode existir duas regiões de porosidade baixa 46 e uma região de porosidade alta 48 entre isso (por exemplo, separando as regiões 46).Therefore, the lubrication properties or requirements may differ in different regions of the cylinder bore 30. In at least one embodiment, the porosity of the liner 32 may vary along the height of the bore 30. As used herein, the porosity may refer to pores that are formed during deposition of coating 32 or to pores that are formed in coating 32 after deposition (e.g., by mechanical or chemical texturing). The pores in the liner 32 can act as oil / lubricant holding reservoirs, thereby providing lubrication under severe operating conditions or improving the thickness of the lubricating film. Accordingly, regions having different porosity levels may have different effects on the lubrication of cylinder bore 30. In at least one embodiment, there may be at least two different porosity levels along the height of bore 30. There may be a relatively low porosity region 46 and a relatively high porosity region 48. In the embodiment shown in Figure 3, there may be two low porosity regions 46 and a high porosity region 48 therebetween (e.g., separating regions 46).

[037] Uma região de porosidade baixa 46 pode estender-se sobre uma altura do furo de cilindro 30 que inclui o TDC 42. A região 46 pode estender-se abaixo do TDC 42 a uma determinada medida. Por exemplo, a região 46 pode abranger uma determinada altura do furo de cilindro de acordo com o ângulo de manivela do pistão. Em uma concretização, a região 46 pode estender-se de TDC 42 a uma altura correspondente a um ângulo de manivela de até 35 graus. Em outra concretização, a região 46 pode estender-se de TDC 42 a uma altura correspondente a um ângulo de manivela de até 30, 25, 20, 15, ou 10 graus. Por exemplo, a região pode estender-se de 0 a 35, 0 a 30, 0 a 25, 0 a 20, 0 a 15, 0 a 10, ou 0 a 5 graus.A low porosity region 46 may extend over a height of cylinder bore 30 including TDC 42. Region 46 may extend below TDC 42 to a certain extent. For example, region 46 may comprise a certain height of the cylinder bore according to the crank angle of the piston. In one embodiment, region 46 may extend from TDC 42 to a height corresponding to a crank angle of up to 35 degrees. In another embodiment, region 46 may extend from TDC 42 to a height corresponding to a crank angle of up to 30, 25, 20, 15, or 10 degrees. For example, the region may extend from 0 to 35, 0 to 30, 0 to 25, 0 to 20, 0 to 15, 0 to 10, or 0 to 5 degrees.

[038] Outra região de porosidade baixa 46 pode estender-se por uma altura do furo de cilindro 30 que inclui o BDC 44. A região 46 pode estender-se sobre o BDC 44 a uma determinada medida. Por exemplo, a região 46 pode abranger uma determinada altura do furo de cilindro de acordo com o ângulo de manivela do pistão. Em uma concretização, a região 46 pode estender-se de BDC 44 a uma altura correspondente a um ângulo de manivela de no máximo 145 graus. Em outra concretização, a região 46 pode estender-se de BDC 44 a uma altura correspondente a um ângulo de manivela de no máximo 150, 155, 160, 165, ou 170 graus. Por exemplo, a região pode estender-se de 145 a 180, 150 a 180, 155 a 180, 160 a 180, 165 a 180, 170 a 180, ou 175 a 180 graus.Another region of low porosity 46 may extend over a height of cylinder bore 30 including BDC 44. Region 46 may extend over BDC 44 to a certain extent. For example, region 46 may comprise a certain height of the cylinder bore according to the crank angle of the piston. In one embodiment, region 46 may extend from BDC 44 to a height corresponding to a crank angle of at most 145 degrees. In another embodiment, region 46 may extend from BDC 44 to a height corresponding to a crank angle of at most 150, 155, 160, 165, or 170 degrees. For example, the region may extend from 145 to 180, 150 to 180, 155 to 180, 160 to 180, 165 to 180, 170 to 180, or 175 to 180 degrees.

[039] A região de porosidade alta 48 pode estar disposta entre as regiões de porosidade baixa 46. Em uma concretização, a região de porosidade alta 48 pode estender-se por toda a atura entre as regiões de porosidade baixa 46, como mostrado na figura 3. Semelhantemente às regiões de porosidade baixa 46, a região de porosidade alta 48 pode abranger uma determinada altura do furo de cilindro de acordo com o ângulo de manivela do pistão. A faixa de ângulos de manivela pode ser qualquer faixa entre aquelas divulgadas acima para as regiões de porosidade baia superior e inferior 46. Por exemplo, a região de porosidade alta pode estender-se de a ângulo de manivela de 10 a 170 graus, 15 a 165 graus, 20 a 160 graus, 25 a 155 graus, 30 a 150 graus, ou 35 a 145 graus, ou ela pode estender-se pelo menos uma porção dentro de quaisquer das faixas acima. As regiões superior e inferior de porosidade baixa 46 pode ou não ter a mesma altura. Por conseguinte, as faixas de ângulo de manivela podem ser assimétricas e podem estender-se em qualquer valor disposto acima para a região superior 46 a qualquer região para a região inferior 46. Por exemplo, a região de porosidade alta 48 pode estender-se de um ângulo de manivela de 15 a 160 graus.The high porosity region 48 may be disposed between the low porosity regions 46. In one embodiment, the high porosity region 48 may extend across the whole height between the low porosity regions 46 as shown in the figure. 3. Similar to the low porosity regions 46, the high porosity region 48 may comprise a certain height of the cylinder bore according to the piston crank angle. The range of crank angles may be any range between those disclosed above for the upper and lower bay porosity regions 46. For example, the high porosity region may extend from the crank angle from 10 to 170 degrees, 15 to 165 degrees, 20 to 160 degrees, 25 to 155 degrees, 30 to 150 degrees, or 35 to 145 degrees, or it may extend at least a portion within any of the above ranges. The lower and lower porosity regions 46 may or may not have the same height. Therefore, the crank angle ranges may be asymmetrical and may extend to any value set forth above for the upper region 46 to any region for the lower region 46. For example, the high porosity region 48 may extend from a crank angle of 15 to 160 degrees.

[040] Semelhantemente ao ângulo de manivela, a região de porosidade baixa(s) 46 e a região de porosidade alta 48 pode abranger áreas (por exemplo, faixas de altura) da superfície de furo que correspondem a onde o pistão possui uma determinada velocidade. A região de porosidade baixa(s) 46 pode corresponder a áreas ou a velocidade relativamente baixa (ou não), enquanto que a região de porosidade alta 48 pode corresponder a áreas de velocidade relativamente alta (ou máxima). A velocidade do pistão pode mudar dependendo do desenho ou da configuração do motor. Portanto, as áreas das regiões de porosidade alta ou baixa podem ser descritas em termos de uma porcentagem da velocidade máxima (max.) do pistão.Similar to the crank angle, the low porosity region (s) 46 and the high porosity region 48 may encompass areas (e.g., height ranges) of the bore surface corresponding to where the piston has a certain velocity. . Low porosity region (s) 46 may correspond to relatively low (or not) areas or velocity, while high porosity region 48 may correspond to relatively high (or maximum) velocity areas. Piston speed may change depending on engine design or configuration. Therefore, areas of the high or low porosity regions can be described in terms of a percentage of the maximum piston speed (max.).

[041] Em uma concretização, a região de porosidade baixa(s) 46 pode abranger uma área do furo da superfície de furo de cilindro que corresponde a uma velocidade de pistão de até 30 % da velocidade máxima (incluindo velocidade zero), por exemplo, até 25 %, 20 %, 15 %, 10 %%, ou 5 % da velocidade máxima. Como descrito acima, as velocidades mais baixas podes ocorrer em ou próximo ao TDC 42 e/ou BDC 44. A região de porosidade alta 48 pode abranger o equilíbrio da área de furo de cilindro. Por exemplo, a região de porosidade alta 48 pode abranger uma área da superfície de furo de cilindro que corresponde a uma velocidade de pistão de pelo menos 5 %, 10 %, 15 %, 20 %, 25 %, ou 30 % da velocidade máxima. Em outra concretização, a região de porosidade alta 48 pode abranger uma área da superfície de furo de cilindro que corresponde a uma velocidade de pistão de 50 % a 100 % da velocidade máxima, ou qualquer subfaixa entre estas, tal como 60 % a 100 %, 70 % a 100 %, 80 % a 100 %, 90 % a 100 %, ou 95 % a 100 da velocidade máxima.[041] In one embodiment, the low porosity region (s) 46 may encompass a hole area of the cylinder bore surface that corresponds to a piston speed of up to 30% of the maximum speed (including zero speed), for example. , up to 25%, 20%, 15%, 10 %%, or 5% of top speed. As described above, the lower speeds may occur at or near TDC 42 and / or BDC 44. The high porosity region 48 may encompass the equilibrium of the cylinder bore area. For example, the high porosity region 48 may encompass a cylinder bore surface area that corresponds to a piston speed of at least 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, or 30% of the maximum speed. . In another embodiment, the high porosity region 48 may encompass an area of the cylinder bore surface that corresponds to a piston speed of 50% to 100% of the maximum speed, or any sub-range between them, such as 60% to 100%. , 70% to 100%, 80% to 100%, 90% to 100%, or 95% to 100 of full speed.

[042] Em uma concretização, a porosidade (por exemplo, porosidade média) das regiões de porosidade baixa 46 pode ser de até 3 %. Por exemplo, a região de porosidade baixas 46 pode ter uma porosidade de até 2,5 %, 2 % ou 1,5 %. Em uma concretização, as regiões de porosidade baixa 46 podem ter uma porosidade de 0,1 % a 3 %, ou qualquer subfaixa entre estas, tal como 0,5 % a 3 %, 0,5 % a 2,5 %, 0,5 % a 2 %, 1 % a 2,5 %, ou 1 % a 2 %. Como descrito neste documento, “porosidade” pode referir-se a uma porosidade de superfície, ou uma porcentagem da superfície do revestimento que é constituída de poros (por exemplo, espaço vazio ou ar, antes da introdução de lubrificante).[042] In one embodiment, the porosity (e.g., average porosity) of low porosity regions 46 may be up to 3%. For example, the low porosity region 46 may have a porosity of up to 2.5%, 2% or 1.5%. In one embodiment, the low porosity regions 46 may have a porosity of 0.1% to 3%, or any sub-range between them, such as 0.5% to 3%, 0.5% to 2.5%, 0 , 5% to 2%, 1% to 2.5%, or 1% to 2%. As described herein, "porosity" may refer to a surface porosity, or a percentage of the coating surface that is made up of pores (e.g., void or air, prior to the introduction of lubricant).

[043] A porosidade da região de porosidade alta 48 pode ser maior que a porosidade da região de porosidade baixa(s) 46. Em uma concretização, a região de porosidade alta 48 pode ter uma porosidade (por exemplo, porosidade média) de pelo menos 2 %, por exemplo, pelo menos 2,5 %, 3 %, 3,5 %, 4 %, 4,5 %, ou 5 %. Em outra concretização, a região de porosidade alta 48 pode ter uma porosidade de 2 % a 15 %, ou qualquer subfaixa entre isso, tal como 2 % a 12 %, 2 % a 10 %, 2 % a 8 %, 3 % a 10 %, 3 % a 8 %, 4 % a 10 %, 4 % a 8 %, 5 % a 10 %, ou 5 % a 8 %.The porosity of the high porosity region 48 may be greater than the porosity of the low porosity region (s) 46. In one embodiment, the high porosity region 48 may have a porosity (e.g., medium porosity) of at least at least 2%, for example at least 2.5%, 3%, 3.5%, 4%, 4.5%, or 5%. In another embodiment, the high porosity region 48 may have a porosity of 2% to 15%, or any sub-range thereof, such as 2% to 12%, 2% to 10%, 2% to 8%, 3% to 10%, 3% to 8%, 4% to 10%, 4% to 8%, 5% to 10%, or 5% to 8%.

[044] O tamanho ou diâmetro dos poros, a profundidade do poro, e/ou a distribuição do poro nas regiões de porosidade baixa e alta podem ser os mesmos ou podem ser diferentes. Em uma concretização, os tamanhos de poro de média ou médios das regiões de porosidade baixa 46 e a região de porosidade alta 48 podem ser os mesmos ou semelhantes. Nesta concretização, os tamanhos de poro médios das regiões de porosidade baixa 46 e a região de porosidade alta 48 pode ser de 0,1 a 500 pm, ou qualquer subfaixa entre isso, tal como 0,1 a 250 pm, 0,1 a 200 pm, 1 a 500 pm, 1 a 300 pm, 1 a 200 pm, 10 a 300 pm, 10 a 200 pm, 20 a 200 pm, 10 a 150 pm, ou 20 a 150 pm.Pore size or diameter, pore depth, and / or pore distribution in the low and high porosity regions may be the same or may be different. In one embodiment, the medium or medium pore sizes of the low porosity regions 46 and the high porosity region 48 may be the same or similar. In this embodiment, the average pore sizes of the low porosity regions 46 and the high porosity region 48 may be from 0.1 to 500 pm, or any sub-range thereof, such as 0.1 to 250 pm, 0.1 to 200 pm, 1 to 500 pm, 1 to 300 pm, 1 to 200 pm, 10 to 300 pm, 10 to 200 pm, 20 to 200 pm, 10 to 150 pm, or 20 to 150 pm.

[045] Em outra concretização, os tamanhos de poro médios, a profundidade de poro, e/ou a distribuição de poro das regiões de porosidade baixa 46 e a região de porosidade alta 48 pode ser diferente. Por exemplo, o tamanho de poro médio da região de porosidade alta 48 pode ser maior que o tamanho de poro médio das regiões de porosidade baixa 46, ou vice-versa. Os tamanhos de poro médios podem estar dentro das faixas divulgadas acima, mas com uma sendo maior que a outra dentro da faixa. A porosidade de cada região pode ser em função do tamanho de poro e o número de poros. Por conseguinte, para um dado tamanho de poro médio, um grande número de poros resultará em uma porosidade mais alta, e vice-versa. Se o tamanho de poro médio diferir entre regiões, então a relação entre porosidade e número de poros pode ser mais complexa. Por exemplo, a região de porosidade alta 48 pode ter o mesmo número de poros que a região de porosidade baixa 46, mas pode ter um número maior de poros. Alternativamente, a região de porosidade alta 48 pode ter poros menores, mas pode ter um número maior de poros desde que o total de porosidade seja ainda maior que na região de porosidade baixa 46. Evidentemente que a região de porosidade alta 48 pode ter, tanto poros maiores como um número mais alto de poros.In another embodiment, the average pore sizes, pore depth, and / or pore distribution of the low porosity regions 46 and the high porosity region 48 may be different. For example, the average pore size of the high porosity region 48 may be larger than the average pore size of the low porosity regions 46, or vice versa. Average pore sizes may be within the ranges disclosed above, but with one being larger than the other within the range. The porosity of each region may be a function of pore size and number of pores. Therefore, for a given medium pore size, a large number of pores will result in a higher porosity, and vice versa. If the average pore size differs between regions, then the relationship between porosity and number of pores may be more complex. For example, the high porosity region 48 may have the same number of pores as the low porosity region 46, but may have a larger number of pores. Alternatively, the high porosity region 48 may have smaller pores, but may have a larger number of pores as long as the total porosity is even greater than in the low porosity region 46. Of course the high porosity region 48 may have both larger pores as a higher number of pores.

[046] Embora o revestimento 32 no furo de cilindro 30 tenha sido descrito com duas regiões de porosidade diferentes, podem existir mais que duas regiões de porosidade, tal como 3, 4, 5, ou mais regiões diferentes. Em algumas concretizações, em vez de regiões distintas, podem existir um gradiente de porosidade ao longo da altura do furo de cilindro 30. Por exemplo, em vez de regiões distintas de porosidade baixa 46 e a região de porosidade alta 48, a porosidade do revestimento 32 pode aumentar do TDC 42 para um pico em uma altura de região de furo central e então diminuir para o BDC 44. Portanto, pode existir uma porosidade relativa mínima em ou próxima ao TDC 42, uma porosidade relativa máxima próxima a uma altura de região de furo central (por exemplo, em um ângulo de manivela em torno de 90 graus, tal como 80 a 100 graus), e outra relativa mínima em ou próxima a BDC 44. A mudança em porosidade pode ser contínua e pode ser linear/constante, aumentar/diminuir ou pode ser uma curva. A mudança em porosidade também pode ser compreendida de uma pluralidade de pequenas etapas em porosidade dotadas de duas ou mais regiões (por exemplo, 2 a N regiões). Além ou em vez dos níveis de porosidade das regiões mudando como um gradiente ou uma pluralidade de etapas, os tamanhos de poro também podem mudar de uma maneira semelhante.Although coating 32 in cylinder bore 30 has been described with two different porosity regions, there may be more than two porosity regions, such as 3, 4, 5, or more different regions. In some embodiments, instead of distinct regions, there may be a porosity gradient along the height of the cylinder bore 30. For example, instead of distinct regions of low porosity 46 and region of high porosity 48, the porosity of the coating 32 may increase from TDC 42 to a peak at a center hole region height and then decrease to BDC 44. Therefore, there may be a minimum relative porosity at or near TDC 42, a maximum relative porosity near a region height bore (eg at a crank angle around 90 degrees, such as 80 to 100 degrees), and a minimum relative bore at or near BDC 44. The change in porosity may be continuous and may be linear / constant. , increase / decrease or it can be a curve. The change in porosity may also be comprised of a plurality of small porosity steps provided with two or more regions (e.g., 2 to N regions). In addition to or instead of the porosity levels of the regions changing as a gradient or a plurality of steps, pore sizes may also change in a similar manner.

[047] Outro exemplo de um furo de cilindro 30 dotado do revestimento 32 está mostrado na figura 4. Semelhantemente à concretização mostrada na figura 3, o revestimento mostrado na figura 4 também possui uma região de porosidade relativamente baixa 46 e uma região de porosidade relativamente alta 48. Além disso, o revestimento mostrado na figura 4 pode ter também uma região de porosidade intermediária 50, a qual pode ter um nível de porosidade que está entre aquela da região de porosidade baixa e a região de porosidade alta 48. No exemplo mostrado na figura 4, pode existir duas regiões de porosidade baixa 46 e uma região de porosidade alta 48, semelhante à figura 3. No entanto, pode existir duas regiões de porosidade intermediária 50, uma localizada ou disposta entre as regiões de porosidade baixa e alta ao longo da altura do furo 30. Portanto, do TDC 42 ao BDC 44, a ordem das regiões pode ser conforme a seguir: baixa-intermediária-alta-intermediária-baixa.Another example of a cylinder bore 30 provided with the liner 32 is shown in FIG. 4. Similar to the embodiment shown in FIG. 3, the liner shown in FIG. 4 also has a relatively low porosity region 46 and a relatively porosity region. In addition, the coating shown in Figure 4 may also have an intermediate porosity region 50, which may have a porosity level that is between that of the low porosity region and the high porosity region 48. In the example shown In Figure 4, there may be two Low Porosity Regions 46 and a High Porosity Region 48, similar to Figure 3. However, there may be two Intermediate Porosity Regions 50, one located or arranged between the Low and High Porosity Regions at Therefore, from TDC 42 to BDC 44, the order of regions can be as follows: low-intermediate-high-intermediate-low.

[048] Em uma concretização, a região de porosidade baixa(s) 46 e a região de porosidade alta 48 na figura 4 pode ter os mesmos valores de porosidade ou semelhantes, como descrito acima para a figura 3. No entanto, as regiões de porosidade baixa e alta na figura 4 podem ter diferentes valores, por exemplo, as faixas podem estar estreitadas para fornecer uma folga de nível de porosidade para as regiões de porosidade intermediária 50. Em uma concretização, a porosidade (por exemplo, porosidade média) das regiões de porosidade intermediária 50 pode ser de 2 % a 7 %, ou qualquer subfaixa entre isso, tal como 2 % a 6 %, 3 % a 7 %, 3 % a 5 %, 4 % a 7 %, ou 4 % a 6 %. Semelhante à descrição da figura 3, o tamanho ou o diâmetro dos poros nas regiões baixa, intermediária e alta pode ser o mesmo ou pode ser diferente. Os tamanhos de poro médio podem ser os mesmos ou semelhantes àqueles descritos acima. Em concretizações onde os tamanhos de poro médio das regiões de porosidade baixa 46, das regiões de porosidade intermediária 50, e das regiões de porosidade alta 48 são diferentes, o tamanho de poro médio das regiões de porosidade intermediária 50 pode estar entre o tamanho de poro médio da região de porosidade alta 48 e das regiões de porosidade baixa 46. Semelhantemente ao acima, a porosidade da região (ões) intermediária 50 pode ser em função do tamanho e/ou do número de poros. Por exemplo, o número de poros pode ser o mesmo das regiões de porosidade baixa e alta, mas o tamanho pode ser intermediário. Alternativamente, os tamanhos dos poros podem ser todos os mesmos, mas a região intermediária pode ter um número intermediário de poros. Evidentemente, pode existir outras combinações de tamanho e número de poros que também resulte em uma porosidade total intermediária.In one embodiment, the low porosity region (s) 46 and the high porosity region 48 in Figure 4 may have the same or similar porosity values as described above for Figure 3. However, the regions of low and high porosity in Figure 4 may have different values, for example, the bands may be narrowed to provide a porosity level gap for the intermediate porosity regions 50. In one embodiment, the porosity (e.g. average porosity) of the intermediate porosity regions 50 may be from 2% to 7%, or any sub-range thereof, such as 2% to 6%, 3% to 7%, 3% to 5%, 4% to 7%, or 4% to 6%. Similar to the description in Figure 3, the size or diameter of the pores in the low, intermediate and high regions may be the same or may be different. The average pore sizes may be the same or similar to those described above. In embodiments where the average pore sizes of the low porosity regions 46, the intermediate porosity regions 50, and the high porosity regions 48 are different, the average pore sizes of the intermediate porosity regions 50 may be between the pore size average of the high porosity region 48 and low porosity regions 46. Similar to the above, the porosity of intermediate region (s) 50 may be a function of pore size and / or number. For example, the number of pores may be the same as the low and high porosity regions, but the size may be intermediate. Alternatively, the pore sizes may all be the same, but the intermediate region may have an intermediate number of pores. Of course, there may be other pore size and number combinations that also result in an intermediate total porosity.

[049] Na concretização mostrada na figura 4, a região de porosidade alta 48 pode estender-se sobre uma porção central ou média da altura de furo de cilindro. Por exemplo, a região de porosidade alta 48 pode estender-se sobre a altura do furo de cilindro correspondente a um ângulo de manivela de 90 graus. Em uma concretização, a região de porosidade alta 48 pode estender-se sobre a altura do furo de cilindro correspondente a um ângulo de manivela de 60 a 120 graus, ou qualquer subfaixa entre isso, tal como 70 a 110 graus ou 80 a 100 graus, ou estender-se sobre pelo menos uma porção das faixas acima. As regiões de porosidade baixa 46 pode estender-se sobre as mesmas faixas de ângulo de manivela ou semelhantes, como descrito na figura 3. Portanto, as faixas de ângulo de manivela das regiões de porosidade intermediária 50 pode estar entre as faixas para as faixas de porosidade baixa e alta.In the embodiment shown in Figure 4, the high porosity region 48 may extend over a central or middle portion of the cylinder bore height. For example, the high porosity region 48 may extend over the height of the cylinder bore corresponding to a 90 degree crank angle. In one embodiment, the high porosity region 48 may extend over the height of the cylinder bore corresponding to a crank angle of 60 to 120 degrees, or any sub-range thereof, such as 70 to 110 degrees or 80 to 100 degrees. , or extend over at least a portion of the above bands. The low porosity regions 46 may extend over the same or similar crank angle ranges as described in Figure 3. Therefore, the crank angle ranges of the intermediate porosity regions 50 may be between the ranges for the angle ranges. low and high porosity.

[050] Semelhantemente ao acima, as áreas de porosidade baixa, intermediária e alta podem estar descritas nos termos da área ou altura do cilindro que corresponde a uma velocidade de pistão. Portanto, a região de porosidade baixa(s) 46 pode abranger uma área da superfície de furo de cilindro que corresponde a uma velocidade de pistão relativamente baixa (por exemplo, incluindo zero), a região de porosidade alta(s) 48 pode abranger uma área da superfície de furo de cilindro que corresponde a uma velocidade de pistão relativamente alta (por exemplo, incluindo a velocidade máxima), e a região de porosidade intermediária(s) 50 pode abranger uma área da superfície de furo de cilindro que corresponde a uma velocidade de pistão entre aquela das áreas de velocidade baixa e alta (por exemplo, não incluindo zero ou a máxima).Similar to the above, areas of low, intermediate and high porosity may be described in terms of the cylinder area or height corresponding to a piston speed. Therefore, the low porosity region (s) 46 may comprise an area of the cylinder bore surface that corresponds to a relatively low piston velocity (e.g. including zero), the high porosity region (s) 48 may encompass a cylinder bore surface area that corresponds to a relatively high piston speed (e.g., including maximum speed), and intermediate porosity region (s) 50 may comprise a cylinder bore surface area that corresponds to a piston speed between that of the low and high speed areas (for example, not including zero or maximum).

[051] Em uma concretização, a região de porosidade baixa(s) 46 pode abranger uma área da superfície de furo de cilindro que corresponde a uma velocidade de pistão de até 30 % da velocidade máxima (incluindo velocidade zero), por exemplo, até 25 %, 20 %, 15 %, 10 %%, ou 5 % da velocidade máxima. Como descrito acima, as velocidades mais baixas podem ocorrer em ou próximo ao TDC 42 e/ou BDC 44. A região de porosidade intermediária(s) 50 pode abranger uma área da superfície de furo de cilindro que corresponde a uma velocidade de pistão de 5 % a 80 % da velocidade máxima, ou qualquer subfaixa entre isso. Por exemplo, a região de porosidade intermediária(s) 50 pode abranger uma área correspondente a 10 % a 80 %, 15 % a 80 %, 20 % a 80 %, 30 % a 80 %, 40 % a 80 %, 30 % a 70 %, 30 % a 60 %, 20 % a 50 %, ou 10 % a 50 % da velocidade máxima, ou outros. Em uma concretização, a região de porosidade alta(s) 48 pode abranger uma área da superfície de furo de cilindro que corresponde a uma velocidade de pistão de pelo menos 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 70 %, ou 80 % da velocidade máxima (incluindo máxima). Em outra concretização, a região de porosidade alta 48 pode abranger uma área da superfície de furo de cilindro que corresponde a uma velocidade de pistão de 50 % a 100 % da velocidade máxima, ou qualquer subfaixa entre isso, tal como 60 % a 100 %, 70 % a 100 %, 80 % a 100 %, 90 % a 100 %, ou 95 % a 100 da velocidade máxima. Em uma concretização, a porcentagem da velocidade máxima das regiões de porosidade intermediária 50 pode estar entre e/ou formar o equilíbrio das faixas para as faixas de porosidade alta e baixa.[051] In one embodiment, the low porosity region (s) 46 may encompass a cylinder bore surface area that corresponds to a piston speed of up to 30% of the maximum speed (including zero speed), for example up to 25%, 20%, 15%, 10 %%, or 5% of top speed. As described above, the lower speeds may occur at or near TDC 42 and / or BDC 44. The intermediate porosity region (s) 50 may encompass a cylinder bore surface area that corresponds to a piston speed of 5 % to 80% of top speed, or any under range in between. For example, intermediate porosity region (s) 50 may cover an area corresponding to 10% to 80%, 15% to 80%, 20% to 80%, 30% to 80%, 40% to 80%, 30% 70%, 30% to 60%, 20% to 50%, or 10% to 50% of full speed, or others. In one embodiment, the high porosity region (s) 48 may encompass a cylinder bore surface area that corresponds to a piston speed of at least 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, or 80. % of maximum speed (including maximum). In another embodiment, the high porosity region 48 may encompass a cylinder bore surface area that corresponds to a piston speed of 50% to 100% of the maximum speed, or any sub-range thereof, such as 60% to 100%. , 70% to 100%, 80% to 100%, 90% to 100%, or 95% to 100 of full speed. In one embodiment, the percentage of maximum velocity of intermediate porosity regions 50 may be between and / or form the equilibrium of the bands for the high and low porosity bands.

[052] O revestimento 32 pode ser uma camada simples ou pode ser formada de múltiplas camadas. Por exemplo, se o revestimento 32 é aplicado usando um método de pulverização térmica (por exemplo, PTWA), pode existir múltiplas camadas pulverizadas sobre a superfície de furo para constituir o revestimento 32 até sua espessura final. A pulverização térmica pode ser aplicada por um bico rotativo ou rotacionando a superfície de furo ao redor de um bico estacionário. Portanto, a cada revolução do bico e/ou da superfície de furo pode-se depositar uma nova camada na formação do revestimento 32.The coating 32 may be a single layer or may be formed of multiple layers. For example, if coating 32 is applied using a thermal spray method (e.g. PTWA), there may be multiple layers sprayed onto the bore surface to constitute coating 32 to its final thickness. Thermal spray can be applied by a rotating nozzle or by rotating the bore surface around a stationary nozzle. Therefore, with each revolution of the nozzle and / or bore surface a new layer may be deposited on the coating formation 32.

Como descrito acima, os níveis de porosidade (por exemplo, as regiões de porosidade baixa, intermediária ou alta) podem ser níveis de porosidade de superfície. No entanto, pode existir também variação na porosidade em função da profundidade do revestimento 32.As described above, porosity levels (for example, low, intermediate or high porosity regions) may be surface porosity levels. However, there may also be variation in porosity as a function of coating depth 32.

[053] Em uma concretização, o revestimento 32 pode ter uma espessura brunida de 25 a 500 μιτι, por exemplo, 25 a 250 pm, 50 a 500 pm, 50 a 250 pm, 25 a 100 pm, ou 25 a 75 pm. Descobriu-se que a porosidade do revestimento 32 pode afetar a adesão ou ligação do revestimento 32 à superfície de furo (por exemplo, furo ou camisa de alumínio). Em geral, a adesão do revestimento 32 à superfície de furo pode aumentar com porosidade reduzida. Portanto, em pelo menos uma concretização, a porosidade média do revestimento 32 pode ser menor na interface entre o revestimento 32 e a superfície de furo que na superfície do revestimento 32 (por exemplo, a superfície exposta que faz contato com o pistão).[053] In one embodiment, coating 32 may have a burnished thickness of 25 to 500 μιτι, for example, 25 to 250 pm, 50 to 500 pm, 50 to 250 pm, 25 to 100 pm, or 25 to 75 pm. It has been found that the porosity of the liner 32 may affect the adhesion or bonding of the liner 32 to the bore surface (e.g., bore or aluminum jacket). In general, the adhesion of the liner 32 to the bore surface may increase with reduced porosity. Therefore, in at least one embodiment, the average porosity of the liner 32 may be smaller at the interface between the liner 32 and the bore surface than at the liner surface 32 (e.g., the exposed surface making contact with the piston).

[054] Semelhantemente às regiões de porosidade de superfície, pode existir duas ou mais regiões de porosidade distintas ao longo da espessura do revestimento ou pode existir um gradiente ou porosidade que muda constantemente ao longo da espessura. A porosidade do revestimento 32 na interface com a superfície de furo pode ser de até 2 %, por exemplo, 0,1 % a 2 %, 0,3 % a 2 %, 0,5 % a 2 %, 0,1 % a 1,5 %, 0,1 % a 1 %, 0,5 % a 2 %, ou 0,5 % a 1,5 %. A porosidade do revestimento 32 na superfície está descrita acima, e pode variar dependendo da localização do revestimento ao longo da altura do furo de cilindro 30. Portanto, pode existir variações na porosidade ao longo tanto da altura como da profundidade do revestimento 32 ao longo do furo de cilindro 30.Similar to surface porosity regions, there may be two or more distinct porosity regions along the thickness of the coating or there may be a gradient or porosity that changes constantly over the thickness. The porosity of coating 32 at the interface with the bore surface may be up to 2%, for example 0.1% to 2%, 0.3% to 2%, 0.5% to 2%, 0.1%. 1.5%, 0.1% to 1%, 0.5% to 2%, or 0.5% to 1.5%. The porosity of the coating 32 on the surface is described above, and may vary depending on the location of the coating along the height of the cylinder bore 30. Therefore, there may be variations in porosity along both the height and depth of the coating 32 along the cylinder bore 30.

[055] A mudança na porosidade ao longo da espessura de revestimento pode ser compreendida de uma pluralidade de pequenas etapas em porosidade dotada de duas ou mais regiões (por exemplo, 2 a N regiões). Em uma concretização, as regiões podem corresponder à espessura de uma camada simples do revestimento à medida que ela é aplicada. Por exemplo, se cinco camadas de PTWA são depositadas e cada uma tem uma espessura de 10 pm, a espessura total do revestimento pode ser de 50 pm. A porosidade pode ser ajustada durante cada, algumas ou todas as deposições de camada. Por exemplo, a porosidade pode aumentar em cada camada subsequente, de tal modo que a porosidade aumenta continuamente da interface para a superfície do revestimento 32. Alternativamente, algumas camadas podem ser formadas com a mesma porosidade, de tal modo que existam etapas em porosidade da interface para a superfície do revestimento.The change in porosity along the coating thickness may be comprised of a plurality of small porosity steps provided with two or more regions (e.g., 2 to N regions). In one embodiment, the regions may correspond to the thickness of a single layer of the coating as it is applied. For example, if five layers of PTWA are deposited and each has a thickness of 10 pm, the total coating thickness may be 50 pm. Porosity can be adjusted during each, some, or all layer depositions. For example, the porosity may increase in each subsequent layer such that the porosity continuously increases from the interface to the surface of the coating 32. Alternatively, some layers may be formed with the same porosity, such that there are steps in porosity of the surface. interface to the coating surface.

[056] Além das variações na porosidade e/ou no tamanho de poro no revestimento 32 em função da altura e/ou profundidade do furo de cilindro, podem existir variações também em outras propriedades. Em uma concretização, a microdureza do revestimento pode variar dependendo da altura dentro do furo de cilindro. Por exemplo, a microdureza pode variar de uma maneira semelhante à porosidade, de tal modo que existam regiões ou zonas dentro do furo de motor com diferentes microdurezas. Portanto, as regiões de porosidade baixa, alta e/ou intermediária também podem ter diferentes níveis de microdureza. Semelhantemente à porosidade, podem existir duas, três, quatro ou mais microdurezas diferentes. As microdurezas podem mudar de maneira em etapas ou podem ser contínuas ou substancialmente contínuas (por exemplo, muitas mudanças distintas muito pequenas). Semelhantemente à porosidade, a microdureza pode ser alterada ajustando parâmetros do processo de deposição de revestimento, tal como os parâmetros do maçarico.[056] In addition to variations in porosity and / or pore size in liner 32 as a function of cylinder bore height and / or depth, variations in other properties may also exist. In one embodiment, the microhardness of the coating may vary depending on the height within the cylinder bore. For example, microhardness may vary in a similar manner to porosity such that there are regions or zones within the engine bore with different microhardnesses. Therefore, regions of low, high and / or intermediate porosity may also have different levels of microhardness. Similar to porosity, there may be two, three, four or more different microhardnesses. Microhardnesses may change in stages or may be continuous or substantially continuous (for example, many very small distinct changes). Similar to porosity, microhardness can be altered by adjusting coating deposition process parameters such as torch parameters.

[057] Em uma concretização, a microdureza do revestimento 32 pode ser maior em regiões de porosidade mais baixas que em regiões de porosidade mais alta. Por exemplo, em algumas concretizações, as regiões de porosidade mais baixa 46 também podem ser regiões de microdureza alta. As regiões incluindo e adjacente ao TDC 42 e BDC 44 podem ter microdureza mais alta que as regiões onde o pistão desloca-se a velocidade relativamente alta (por exemplo, ângulo de manivela de aproximadamente 90 graus). A microdureza nas regiões de microdureza alta pode ser de 150 a 600 HV, ou qualquer subfaixa entre isso. Por exemplo, a microdureza nas regiões de microdureza alta pode ser de 200 a 500 HV, 200 a 400 HV, 250 a 500 HV, ou 250 a 400 HV. Em algumas concretizações, a microdureza de todo o revestimento pode estar dentro das faixas acima, no entanto, as regiões de microdureza alta podem ter uma microdureza mais alta dentro da faixa.[057] In one embodiment, the microhardness of the coating 32 may be higher in lower porosity regions than in higher porosity regions. For example, in some embodiments, lower porosity regions 46 may also be regions of high microhardness. Regions including and adjacent to TDC 42 and BDC 44 may have higher microhardness than regions where the piston travels at relatively high speed (e.g., crank angle approximately 90 degrees). Microhardness in high microhardness regions can be from 150 to 600 HV, or any sub-range between it. For example, microhardness in the high microhardness regions may be from 200 to 500 HV, 200 to 400 HV, 250 to 500 HV, or 250 to 400 HV. In some embodiments, the microhardness of the entire coating may be within the above ranges, however, the high microhardness regions may have a higher microhardness within the range.

[058] Com referência às figuras 3-5, métodos de formação dos revestimentos de porosidade variável divulgados estão descritos. A figura 5 mostra um fluxograma 100 de um método para formação de um revestimento de furo de cilindro dotado de porosidade variável. Como descrito acima, no entanto, o método pode aplicar-se à formação do revestimento dotado de porosidade variável em qualquer corpo de artigo, incluindo pelo menos uma parede de superfície deslizante dotada de um eixo longitudinal. Na etapa 102, a superfície de furo pode ser preparada para receber o revestimento. Como descrito acima, a superfície de furo pode ser furo de motor fundido ou uma camisa (moldada ou de encaixe por interferência). A preparação de superfície pode incluir enrugamento e/ou lavagem da superfície para melhorar a adesão/ligação do revestimento.Referring to Figures 3-5, methods of forming the disclosed variable porosity coatings are described. Figure 5 shows a flow chart 100 of a method for forming a cylinder bore liner having variable porosity. As described above, however, the method may apply to forming the coating having variable porosity in any article body, including at least one sliding surface wall provided with a longitudinal axis. In step 102, the bore surface may be prepared to receive the coating. As described above, the bore surface may be a fused motor bore or a sleeve (molded or interference fit). Surface preparation may include wrinkling and / or surface washing to improve adhesion / bonding of the coating.

[059] Na etapa 104, a deposição do revestimento pode começar. Como descrito acima, o revestimento pode ser aplicado de qualquer maneira adequada, tal como por pulverização. Em um exemplo, o revestimento pode ser aplicado por pulverização térmica, tal como pulverização PTWA. O revestimento pode ser aplicado por pulverização rotativa do revestimento sobre a superfície de furo. O bico de pulverização, a superfície de furo, ou ambos podem ser rotacionados para a aplicação do revestimento. Como divulgado acima, a porção do revestimento na interface com a superfície de furo pode ter uma porosidade baixa para promover ligação/adesão. Por conseguinte, a camada inicial do revestimento pode ser a mesma ao longo de toda a altura do furo de cilindro revestimento. No entanto, em outras concretizações, pode existir variação na porosidade de revestimento inicial com base na altura.[059] At step 104, coating deposition can begin. As described above, the coating may be applied in any suitable manner, such as by spraying. In one example, the coating may be applied by thermal spraying, such as PTWA spraying. The coating may be applied by rotary spraying of the coating onto the bore surface. The spray nozzle, bore surface, or both can be rotated for coating application. As disclosed above, the coating portion at the interface with the bore surface may have low porosity to promote bonding / adhesion. Therefore, the initial layer of the lining may be the same over the entire height of the lining cylinder bore. However, in other embodiments, there may be variation in initial coating porosity based on height.

[060] Na etapa 106, os parâmetros de deposição podem ser ajustados (por exemplo, por um controlador) para produzir níveis variáveis de porosidade no revestimento. Os ajustes podem ser feitos enquanto o revestimento está sendo aplicado ou a aplicação pode ser parada para ajustar os parâmetros. Os parâmetros podem ser ajustados para formar a estrutura(s) de revestimento descrita acima. Por exemplo, o parâmetro pode ser ajustado para formar regiões de porosidade baixa, intermediária e/ou alta na superfície do revestimento nas localizações divulgadas. Os parâmetros também podem ser ajustados para formar as mudanças de porosidade em função da profundidade do revestimento, como descrito. Os parâmetros a serem ajustados podem variar com base no tipo de deposição e no tipo de equipamento específico usado. No exemplo onde é usada a pulverização PTWA, o maçarico, ou outros parâmetros operacionais podem ser ajustados para mudar a porosidade. Por exemplo, descobriu-se que os parâmetros, tais como a pressão de gás atomizante, corrente elétrica, taxa de fluxo de gás plasma, taxa de alimentação de arame e velocidade transversa do maçarico podem ser ajustados para aumentar ou diminuir a porosidade do revestimento. Ajustando estes parâmetros pode-se mudar o tamanho, a temperatura e a velocidade das partículas de metal e, consequentemente, mudar a microestrutura e/ou composição do revestimento em favor de níveis de porosidade mais altos ou mais baixos.[060] At step 106, deposition parameters can be adjusted (for example, by a controller) to produce varying levels of porosity in the coating. Adjustments can be made while the coating is being applied or the application can be stopped to adjust the parameters. The parameters may be adjusted to form the coating structure (s) described above. For example, the parameter may be adjusted to form regions of low, intermediate and / or high porosity on the coating surface at the disclosed locations. Parameters can also be adjusted to form porosity changes as a function of coating depth as described. The parameters to be adjusted may vary based on the type of deposition and the type of specific equipment used. In the example where PTWA spraying is used, the torch, or other operating parameters may be adjusted to change the porosity. For example, it has been found that parameters such as atomizing gas pressure, electric current, plasma gas flow rate, wire feed rate and torch cross-speed can be adjusted to increase or decrease the porosity of the coating. By adjusting these parameters one can change the size, temperature and velocity of the metal particles and consequently change the microstructure and / or coating composition in favor of higher or lower porosity levels.

[061] Na etapa 108, camadas adicionais do revestimento podem ser aplicadas usando os parâmetros de deposição ajustados. Enquanto as etapas 104,106, e 108 estejam mostradas como etapas separadas, na prática duas ou todas as três podem ser combinadas em uma única etapa. Os parâmetros podem ser ajustados durante um processo de deposição, de tal modo que as camadas são formadas dotadas de porosidades variáveis em diferentes alturas/espessuras. Além disso, caso existam múltiplas camadas dentro da totalidade do revestimento, as camadas podem ter as mesmas espessuras ou diferentes. Por exemplo, cada camada pode ter a mesma espessura, tal como 5, 10, 15, ou 20 μιη, ou pode existir duas ou mais diferentes espessuras de camada dentro da totalidade do revestimento.[061] In step 108, additional coating layers can be applied using the set deposition parameters. While steps 104, 106, and 108 are shown as separate steps, in practice two or all three can be combined into one step. The parameters can be adjusted during a deposition process such that the layers are formed with varying porosities at different heights / thicknesses. In addition, if there are multiple layers within the entire coating, the layers may have the same or different thicknesses. For example, each layer may have the same thickness, such as 5, 10, 15, or 20 μιη, or there may be two or more different layer thicknesses within the entire coating.

[062] Na etapa 110, o revestimento acabado pode ser brunido para um diâmetro de furo final de acordo com as dimensões de furo de motor especificadas. Em algumas concretizações, uma operação de usinagem mecânica opcional, tal como brocagem, cubagem, etc., pode ser realizada antes do brunimento a fim de reduzir a quantidade de remoção de material durante brunimento. Em geral, o processo de brunimento inclui uma ferramenta rotativa dotada de partículas abrasivas no furo de cilindro para remover material até um diâmetro controlado. Nas concretizações mostradas nas figuras 3 e 4, o revestimento 32 pode ser depositado inicialmente até uma espessura 52, mostrada em uma linha tracejada. O processo de brunimento pode remover material do revestimento 32 e fornece uma parede de furo altamente cilíndrica 54 com o diâmetro de furo final. Como descrito aqui, a superfície de revestimento para os fins de porosidade pode ser a superfície que resulta do processo de brunimento, não a superfície inicial após a deposição (por exemplo, a parede de furo 54, não a espessura inicial 52).[062] In step 110, the finished liner can be honed to a final bore diameter according to the specified motor bore dimensions. In some embodiments, an optional mechanical machining operation such as boring, cubing, etc. may be performed prior to honing to reduce the amount of material removal during honing. In general, the honing process includes a rotary tool provided with abrasive particles in the cylinder bore to remove material to a controlled diameter. In the embodiments shown in Figures 3 and 4, the liner 32 may initially be deposited to a thickness 52, shown in a dashed line. The honing process can remove material from the liner 32 and provides a highly cylindrical bore wall 54 with the final bore diameter. As described herein, the porosity coating surface may be the surface resulting from the honing process, not the initial surface after deposition (e.g. the bore wall 54, not the initial thickness 52).

[063] Depois da etapa de brunimento, pode ser realizada usinagem pós-apuramento na etapa 112. Esta etapa pode incluir processos de usinagem convencionais adicionais para finalizar o furo de cilindro. Além disso, a etapa 112 pode incluir processos de usinagem para abrir ou criar poros adicionais na superfície do revestimento 32. Por exemplo, pode existir uma etapa de lavagem adicional, tal como uma lavagem a alta pressão (por exemplo, com água ou outro fluido), uma etapa de escovamento, ou uma etapa de jateamento com gelo seco.[063] After the honing step, post-clearance machining can be performed at step 112. This step may include additional conventional machining processes to finish the cylinder bore. In addition, step 112 may include machining processes for opening or creating additional pores on the surface of liner 32. For example, there may be an additional wash step, such as a high pressure wash (for example, with water or other fluid ), a brushing step, or a dry ice blasting step.

[064] Com referência às figuras 6 e 7, as seções cruzadas de dois exemplos de revestimentos PTWO estão mostradas apresentando diferentes porosidades. A figura 6 mostra um revestimento PTWO dotado de uma porosidade relativamente média ou moderada de 6,73 %. A figura 7 mostra um revestimento PTWO dotado de uma porosidade relativamente alta de 8,65 %.[064] Referring to Figures 6 and 7, the cross sections of two examples of PTWO coatings are shown showing different porosities. Figure 6 shows a PTWO coating having a relatively medium or moderate porosity of 6.73%. Figure 7 shows a PTWO coating having a relatively high porosity of 8.65%.

Portanto, os revestimentos nas figuras 6 e 7 poderiam ser usadas como regiões de porosidade intermediária e alta, respectivamente, como descrito acima. Como mostrado, os poros estão dispersos dentro e por todo o revestimento, incluindo na interface com a parede de cilindro (por exemplo, um bloco de camisa ou bloco sem acabamento), no volume do revestimento, e em/próximo à superfície do revestimento.Therefore, the coatings in figures 6 and 7 could be used as regions of intermediate and high porosity, respectively, as described above. As shown, the pores are dispersed within and throughout the coating, including at the interface with the cylinder wall (e.g., an unfinished jacket or block), the volume of the coating, and / near the surface of the coating.

[065] Descobriu-se que o furo de cilindro divulgado dotado de um revestimento variável pode aprimorar a lubrificação do cilindro, bem como reduzir atrito e desgaste. Como descrito acima, quando o pistão está em ou próximo de TDC 42 ou BDC 44, a condição de atrito pode ser atrito de contorno, em que existe contato de aspereza entre o pistão e a superfície de furo (ou superfície de revestimento, quando revestido). Esta condição de atrito pode não exigir grandes quantidades de lubrificação para preencher as pequenas folgas entre o pistão e a superfície de furo/revestimento. Por conseguinte, o revestimento pode ter porosidade relativamente baixa nas regiões onde ocorre atrito de contorno (por exemplo, a velocidades de pistão zero e baixa e correspondendo a ângulos de manivela).[065] It has been found that the disclosed cylinder bore with a variable coating can improve cylinder lubrication as well as reduce friction and wear. As described above, when the piston is at or near TDC 42 or BDC 44, the friction condition may be boundary friction, where there is roughness contact between the piston and the bore surface (or coating surface when coated ). This friction condition may not require large amounts of lubrication to fill the small gaps between the piston and the bore / casing surface. Accordingly, the coating may have relatively low porosity in regions where contour friction occurs (e.g. at zero and low piston speeds and corresponding to crank angles).

[066] Quando o pistão está deslocando-se a velocidades relativamente altas em uma seção central do comprimento/altura de furo, a condição de atrito pode ser atrito hidrodinâmico, em que existe pouco ou nenhum contato de aspereza e uma folga maior entre o pistão e a superfície do furo/revestimento. Esta condição de atrito pode exigir quantidades maiores de lubrificação para preencher as folgas maiores entre o pistão e a superfície de furo/revestimento. Por conseguinte, o revestimento pode ter porosidade relativamente alta nas regiões onde ocorre atrito hidrodinâmico (por exemplo, a velocidades de pistão máximas e próximas à máxima e correspondendo a ângulos de manivela).[066] When the piston is traveling at relatively high speeds in a central section of the hole length / height, the friction condition may be hydrodynamic friction, where there is little or no roughness contact and a larger clearance between the piston. and the surface of the hole / casing. This friction condition may require larger amounts of lubrication to fill larger gaps between the piston and the bore / casing surface. Accordingly, the coating may have relatively high porosity in regions where hydrodynamic friction occurs (e.g., at maximum and near maximum piston speeds and corresponding to crank angles).

[067] Quando o pistão está entre estas duas regiões, ou deslocando-se para ou contra TDC 42 ou BDC 44, a velocidade de pistão é relativamente moderada e a condição de atrito pode ser uma mescla de atrito de contorno e hidrodinâmico (por exemplo, algum contato de aspereza). Esta condição de atrito pode exigir quantidades moderadas de lubrificação para preencher as folgas moderadas entre o pistão e a superfície de furo/revestimento. Por conseguinte, o revestimento pode ter porosidade relativamente intermediária nas regiões onde ocorre mescla de atrito (por exemplo, a velocidades de pistão intermediária e correspondendo a ângulos de manivela).[067] When the piston is between these two regions, or moving towards or against TDC 42 or BDC 44, the piston speed is relatively moderate and the friction condition may be a mixture of contour and hydrodynamic friction (eg , some rough contact). This friction condition may require moderate amounts of lubrication to fill the moderate clearances between the piston and the bore / casing surface. Accordingly, the coating may have relatively intermediate porosity in regions where frictional mixing occurs (e.g. at intermediate piston speeds and corresponding to crank angles).

[068] Além da condição de atrito, a velocidade de pistão também muda em função da posição do pistão no furo de cilindro. Em TDC e BDC, a velocidade é zero ou substancialmente zero e é relativamente baixa em ângulos de manivela próximos a TDC/BDC. A velocidade aumenta à medida que o pistão se desloca em direção ao meio/centro do cilindro e pode alcançar um máximo em ou próximo ao meio/centro (por exemplo, a ou aproximadamente 90 graus de ângulo de manivela). As forças de atrito podem mudar em função da velocidade, geralmente aumentando à medida que a velocidade aumenta. Portanto, descobriu-se que fornecer níveis de porosidade maiores no revestimento de furo de cilindro nas regiões de velocidade máxima pode melhorar a lubrificação e reduzir atrito. Como descrito acima, a porosidade pode variar ao longo da altura do furo para corresponder à condição de atrito, velocidade do pistão, e/ou ângulo de manivela, a fim de fornecer uma determinada quantidade de lubrificação em cada área. Podem existir duas ou mais regiões de diferentes porosidades (por exemplo, 2, 3, 4, 5, ou mais) ou a porosidade pode ser ajustada continuamente ou em etapas distintas muito pequenas.[068] In addition to the friction condition, the piston speed also changes as a function of the piston position in the cylinder bore. At TDC and BDC, the speed is zero or substantially zero and is relatively low at crank angles near TDC / BDC. Speed increases as the piston travels toward the middle / center of the cylinder and can reach a maximum at or near the middle / center (for example, at or about 90 degrees crank angle). Frictional forces may change as a function of velocity, generally increasing as velocity increases. Therefore, it has been found that providing higher porosity levels in the cylinder bore liner in the maximum speed regions can improve lubrication and reduce friction. As described above, the porosity may vary along the hole height to match the friction condition, piston speed, and / or crank angle to provide a certain amount of lubrication in each area. There may be two or more regions of different porosities (e.g. 2, 3, 4, 5, or more) or the porosity may be adjusted continuously or in very small discrete steps.

[069] Embora concretizações de exemplo estejam descritas acima, não se pretende que estas concretizações descrevam todas as formas possíveis da invenção. Ao contrário, as palavras usadas no relatório são palavras de descrição, e não de limitação, e fica compreendido que várias mudanças podem ser feitas sem se afastar do espírito e do escopo da invenção. Adicionalmente, as características de várias concretizações de implementação podem ser combinadas para formar outras concretizações da invenção.Although exemplary embodiments are described above, it is not intended that these embodiments describe all possible forms of the invention. On the contrary, the words used in the report are words of description, not limitation, and it is understood that various changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Additionally, the features of various implementation embodiments may be combined to form other embodiments of the invention.

REIVINDICAÇÕES

Claims (22)

1. Bloco de motor caracterizado por compreender: um corpo incluindo pelo menos uma parede de furo de motor cilíndrico dotado de um eixo longitudinal e incluindo um revestimento estendendo-se ao longo do eixo longitudinal e dotada de uma espessura de revestimento; o revestimento dotado de uma região central e primeira e segunda regiões de extremidade, e uma pluralidade de poros dispersos dentro da espessura de revestimento, a região central dotada de uma porosidade média diferente de uma ou de ambas as regiões de extremidade.An engine block comprising: a body including at least one cylindrical motor bore wall having a longitudinal axis and including a covering extending along the longitudinal axis and having a coating thickness; the coating is provided with a central region and first and second end regions, and a plurality of pores dispersed within the coating thickness, the central region is provided with a different average porosity from one or both end regions. 2. Bloco de motor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a região central ter uma porosidade média maior que de uma ou de ambas as regiões de extremidade.Motor block according to Claim 1, characterized in that the central region has an average porosity greater than one or both end regions. 3. Bloco de motor, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por uma das regiões de extremidade estender-se ao longo de uma porção ao longo de pelo menos uma parede de furo de motor que inclui uma posição de ponto morto superior (TDC) ou uma posição de ponto morto inferior (BDC) ao longo de pelo menos uma parede de furo de motor e a região central estende-se ao longo de uma porção ao longo de pelo menos uma parede de furo de motor entre a posição TDC e a posição BDC ao longo de pelo menos uma parede de furo de motor.Engine block according to Claim 2, characterized in that one of the end regions extends along a portion along at least one engine bore wall including an upper dead center position (TDC). or a lower dead center position (BDC) along at least one engine bore wall and the central region extending along a portion along at least one engine bore wall between the TDC position and the position BDC along at least one motor bore wall. 4. Bloco de motor, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por uma ou ambas das regiões de extremidade terem uma porosidade média de 0,1 % a 3 %.Motor block according to Claim 2, characterized in that one or both of the end regions have an average porosity of 0.1% to 3%. 5. Bloco de motor, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a região central ter uma porosidade média de pelo menos 5 %.Motor block according to Claim 2, characterized in that the central region has an average porosity of at least 5%. 6. Bloco de motor, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por uma ou ambas das regiões de extremidade e a região central terem, cada uma, um tamanho de poro médio de 10 a 300 pm.Motor block according to Claim 2, characterized in that one or both of the end regions and the central region each have an average pore size of 10 to 300 µm. 7. Bloco de motor, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o revestimento incluir ainda uma região de porosidade intermediária dotada de uma porosidade média entre a região central e uma ou ambas das regiões de extremidade.Motor block according to Claim 2, characterized in that the coating further includes an intermediate porosity region having a medium porosity between the central region and one or both of the end regions. 8. Bloco de motor, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por uma das regiões de extremidade estender-se ao longo de uma porção ao longo de pelo menos uma parede de furo de motor que inclui uma posição de ponto morto superior (TDC) ou uma posição de ponto morto inferior (BDC) ao longo de pelo menos uma parede de furo de motor, a região central estender-se ao longo de uma porção ao longo de pelo menos uma parede de furo de motor entre a posição TDC e a posição BDC ao longo de pelo menos uma parede de furo de motor, e a região de porosidade intermediária estender-se ao longo de uma porção ao longo de pelo menos uma parede de furo de motor entre a dita uma região de extremidade e a região central.Engine block according to claim 7, characterized in that one of the end regions extends along a portion along at least one engine bore wall including an upper dead center position (TDC). or a lower dead center position (BDC) along at least one engine bore wall, the central region extending along a portion along at least one engine bore wall between the TDC position and the position BDC along at least one motor bore wall, and the intermediate porosity region extending along a portion along at least one motor bore wall between said one end region and the central region . 9. Bloco de motor, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a região central estender-se dentro de uma porção ao longo de pelo menos uma parede de furo de motor que corresponde a um ângulo de eixo de manivelas de 30 a 150 graus.Motor block according to Claim 2, characterized in that the central region extends within a portion along at least one motor bore wall corresponding to a crankshaft angle of 30 to 150 degrees. . 10. Bloco de motor, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a região central estender-se ao longo de uma porção ao longo de pelo menos uma parede de furo de motor que inclui uma região de velocidade de pistão máxima.Motor block according to Claim 2, characterized in that the central region extends along a portion along at least one motor bore wall including a maximum piston speed region. 11. Bloco de motor caracterizado por compreender: um corpo incluindo uma parede de furo e um revestimento sobrepondo-se à parede de furo dotada de uma espessura e poros dispersos dentro da espessura; o revestimento incluindo uma primeira região de profundidade adjacente a uma interface do revestimento com a parede de furo e uma segunda região de profundidade disposta adjacente a uma superfície exposta do revestimento, a segunda região de profundidade dotada de uma porosidade média maior que a da primeira região de profundidade.An engine block comprising: a body including a bore wall and a liner overlapping the bore wall having a thickness and pores dispersed within the thickness; the coating including a first depth region adjacent an interface of the coating with the bore wall and a second depth region disposed adjacent an exposed surface of the coating, the second depth region having an average porosity greater than that of the first region. deep. 12. Bloco de motor, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por a primeira região de profundidade ter uma porosidade média de 0,3 % a 2 % e a segunda região de profundidade ter uma porosidade média de pelo menos 5 %.Motor block according to Claim 11, characterized in that the first depth region has an average porosity of 0.3% to 2% and the second depth region has an average porosity of at least 5%. 13. Bloco de motor, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por o revestimento incluir uma terceira região de profundidade disposta entre as primeiras e segundas regiões de profundidade dentro da espessura de revestimento, a terceira região de profundidade dotada de uma porosidade média entre àquela das primeira e segunda regiões de profundidade.Motor block according to Claim 11, characterized in that the coating includes a third depth region disposed between the first and second depth regions within the coating thickness, the third depth region having an average porosity between that of the first and second deep regions. 14. Bloco de motor, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por as primeiras e segundas regiões de profundidade estarem localizadas dentro de uma porção longitudinal da parede de furo que corresponde a um ângulo de eixo de manivelas de 30 a 150 graus.Motor block according to Claim 11, characterized in that the first and second depth regions are located within a longitudinal portion of the bore wall which corresponds to a crankshaft angle of 30 to 150 degrees. 15. Método caracterizado por compreender: pulverizar um revestimento dotado de uma primeira porosidade média sobre uma parede de furo de motor em uma região longitudinal central; e pulverizar um revestimento dotado de uma segunda porosidade média sobre a parede de furo de motor em uma ou mais regiões de extremidade; em que a primeira porosidade média é maior que a segunda porosidade média e as primeira e segunda porosidades médias são formadas durante as etapas de pulverização.A method comprising: spraying a coating having a first average porosity on an engine bore wall in a central longitudinal region; and spraying a coating having a second average porosity onto the motor bore wall at one or more end regions; wherein the first average porosity is greater than the second average porosity and the first and second average porosities are formed during the spraying steps. 16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por compreender ainda a pulverização de um revestimento dotado de uma terceira porosidade média sobre a parede de furo de motor em uma terceira região longitudinal, a terceira porosidade média sendo menor que a primeira porosidade média.A method according to claim 15 further comprising spraying a coating having a third average porosity over the motor bore wall into a third longitudinal region, the third average porosity being less than the first average porosity. . 17. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por a região longitudinal central incluir uma porção longitudinal da parede de furo que corresponde a um ângulo de eixo de manivelas de 80 a 100 graus.A method according to claim 15, characterized in that the central longitudinal region includes a longitudinal portion of the bore wall that corresponds to a crankshaft angle of 80 to 100 degrees. 18. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por a dita uma ou mais regiões de extremidade incluir uma posição de ponto morto superior (TDC) ou uma posição de ponto morto inferior (BDC) da parede de furo de motor.Method according to claim 15, characterized in that said one or more end regions include an upper dead position (TDC) or a lower dead position (BDC) of the engine bore wall. 19. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por a primeira porosidade média ser de pelo menos 5 % e a segunda porosidade média ser de 0,1 % a 3 %.Method according to claim 15, characterized in that the first average porosity is at least 5% and the second average porosity is from 0.1% to 3%. 20. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por o revestimento dotado da primeira porosidade média e o revestimento dotado da segunda porosidade média, cada uma, terem um tamanho de poro médio de 10 a 300 pm, e os tamanhos de poro médios serem formados durante as etapas de pulverização.Method according to claim 15, characterized in that the coating having the first medium porosity and the coating having the second medium porosity each have an average pore size of 10 to 300 pm and the average pore sizes. formed during the spraying steps. 21. Artigo caracterizado por compreender: um corpo incluindo pelo menos uma parede de superfície deslizante dotada de um eixo longitudinal e incluindo um revestimento estendendo-se ao longo do eixo longitudinal e dotada de uma espessura de revestimento; o revestimento dotado de uma região central e uma região de extremidade, e uma pluralidade de poros dispersos dentro da espessura de revestimento, a região central dotada de uma porosidade média diferente da região de extremidade.An article comprising: a body including at least one sliding surface wall having a longitudinal axis and including a covering extending along the longitudinal axis and having a coating thickness; the coating is provided with a central region and an end region, and a plurality of pores dispersed within the coating thickness, the central region is provided with a different average porosity from the end region. 22. Equipamento para pulverização de um revestimento caracterizado por compreender: um maçarico pulverizador dotado de parâmetros de revestimento variável; um controlador configurado para variar os parâmetros de revestimento variável para produzir um revestimento dotado de uma porosidade variável ao longo de um comprimento e/ou profundidade do revestimento.Spray coating equipment comprising: a spray torch having variable coating parameters; a controller configured to vary variable coating parameters to produce a coating having variable porosity over a coating length and / or depth.

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