CN110249163A

CN110249163A - 用于热力发动机的活塞、包括这种活塞的热力发动机以及方法

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Publication number: CN110249163A
Application number: CN201880006435.3A
Authority: CN
Inventors: 法布里斯·普罗斯特; 克里斯多夫·埃奥; 罗曼·蒙特利玛德
Original assignee: HEF SAS
Current assignee: Hydromecanique et Frottement SAS
Priority date: 2017-01-11
Filing date: 2018-01-10
Publication date: 2019-09-17
Anticipated expiration: 2038-01-10
Also published as: MA47263A; WO2018130779A1; JP2020504268A; BR112019014140B1; EP3568616A1; KR20190102206A; FR3061756A1; RU2717178C1; US11098674B2; CA3048544A1; KR102413478B1; US20210123395A1; BR112019014140A2; FR3061756B1; MX2019008236A; MY197882A; JP7113848B2; CN110249163B

Abstract

本发明涉及一种燃烧式发动机活塞(1)，包括：裙部(2)，其用于引导活塞(1)在相对部件(C)中沿着中心轴线(X1)平移并且包括活塞(1)在相对部件(C)中的第一接触区域(Z2)；头部(3)，其横向于中心轴线(X1)延伸，并旨在布置成与燃烧气体接触；以及环承载部(4)，其包括至少两个槽脊(11，12，13)和旨在用于接收环的至少两个凹槽(14，15，16)，包括邻接头部(3)的第一槽脊(11)和位于第一槽脊(11)与裙部(2)之间的第二槽脊(12)，其中，槽脊(11，12，13)包括具有大于裙部(2)的最小直径(D2)的直径(D12)的至少一个接触槽脊(12)以便形成活塞(1)在相对部件中的第二接触区域(Z4)，并且其中至少一个接触槽脊(12)包括摩擦减小表面涂层(20)，其至少形成在覆盖至少30度的角度的径向扇区上，并且最多形成在覆盖360度的角度的单个扇区上。

Description

用于热力发动机的活塞、包括这种活塞的热力发动机以及方法

技术领域

本发明涉及一种用于热力发动机的活塞，特别是用于具有交替运动和内部燃烧的热力发动机的活塞。本发明还涉及一种包括这种活塞的热力发动机。本发明还涉及一种涂覆这种活塞的工艺。本发明最后涉及一种用于实现这种热力发动机的工艺。

本发明的领域是用于热力发动机的活塞的领域，特别是用于具有交替运动和内部燃烧的热力发动机的活塞的领域。

背景技术

在已知的方式中，这种活塞包括裙部、头部和环承载部。在发动机内，活塞在气缸体的封套内以交替平移运动被驱动。裙部被设置为在封套中引导活塞。头部被设置为布置成与燃烧气体接触，并接收由于所述燃烧而引起的力。环承载部位于裙部和头部之间。环承载部包括交替的槽脊和凹槽，它们被设置为接收环。

目前的车辆污染/消耗的测量循环，比如NEDC(“新欧洲驾驶循环”)，已经引起了关于发动机尺寸减小的趋势。新的发动机具有较小立方英寸的排量，同时开发为具有同样多的功率。

到2017年，新的WLTP(“全球统一轻型车辆测试规程”)将有利于高功率发动机。

因此，这导致了增加的等排量功率，并因此增加了燃烧室内的热应力和机械应力。结果是，目前主要由铝合金制成的用于轻型车辆的活塞逐渐被钢活塞替代。

为了尽可能地限制这种变化对活塞的重量的影响，活塞的几何尺寸被修改，从而导致短活塞的形成。在几何尺寸上的这种变化会导致活塞/封套接触的变化，以及由此的支承区域(接触和摩擦)的变化。

对于装备有铝活塞的车辆，活塞/套筒接触通过在裙部上沉积石墨涂层而优化。

对于装备有钢活塞的大系列的轻型车辆而言，涂覆区域优选地也是裙部。然而，在活塞的交替运动期间重新考虑在套筒上的活塞的支承区域显得越来越重要，这将趋于减小在活塞的槽脊处的游隙。

此外，由于燃烧压力可以达到250巴，因此钢活塞主要用于工业车辆的发动机中。近年来，在这些发动机中，活塞/套筒接触没有发生重大变化。

DE 4113773和DE 4310491公开了示出现有技术的活塞，所述活塞设置有其直径等于裙部的直径的接触槽脊。

在DE 4113773中，接触槽脊包括围绕中心轴线的可变厚度的涂层。

在DE 4310491中，接触槽脊包括合成树脂的厚层。例如，这种合成树脂由聚酰胺并结合石墨和金属颗粒制成。树脂的层具有在15与25μm之间的厚度。

这些活塞在减小磨损和卡住风险方面不是完全令人满意的。

发明内容

本发明的目的是提出一种考虑到上述内容的改进活塞。

为了这个目的，本发明的主题是一种热力发动机活塞，包括：

-裙部，所述裙部用于引导活塞在相对部件中沿着中心轴线平移，并且包括活塞在相对部件中的第一接触区域，

-头部，所述头部横向于所述中心轴线延伸并且旨在布置成与燃烧气体接触，以及

-环承载部，所述环承载部包括至少两个槽脊以及旨在接收所述环的至少两个凹槽，其包括邻接所述头部的第一槽脊和位于所述第一槽脊和所述裙部之间的第二槽脊，

其中，所述槽脊包括至少一个接触槽脊，所述接触槽脊具有比所述裙部的最小直径大的直径，以便形成所述活塞在所述相对部件中的第二接触区域，

并且其中，所述至少一个接触槽脊包括摩擦减小表面涂层，所述摩擦减小表面涂层至少形成在覆盖至少30度的角度的径向扇区上，并且最多形成在覆盖360度的角度的单个扇区上。

申请人已经观察到，在新的移动部件概念中，环承载部的槽脊中的至少一个可以变成与套筒的接触和摩擦区。这种摩擦引起燃料消耗增加，以及由此的CO₂排放增加。

在此上下文中，本发明可以优化发动机内的活塞/套筒接触。通过提供具有更大直径的接触槽脊，本发明可以在环承载部处限定与在裙部处限定的接触区域互补的特定接触区域。通过至少在该接触槽脊上施加表面涂层，本发明可以减小在相对于彼此运动和接触的两个部件之间的摩擦系数。此外，本发明可以大大减小磨损和/或卡住的风险。

在本发明的上下文中，接触槽脊的直径是在没有涂层的情况下所考虑的，而裙部的直径是在没有孔和凹部的情况下所考虑的。

根据本发明的其它有利特征(单独或组合考虑)：

-至少一个接触槽脊具有比裙部的平均直径大的直径。

-活塞是短活塞，其具有小于其直径的高度。

-活塞的基材是钢。换句话说，活塞的裙部、头部和环承载部由钢制成。优选地，该钢是锻造钢。

-摩擦减小表面涂层由DLC(“类金刚石碳”)型a-C:H或ta-C的非晶碳制成。

-至少一个接触槽脊包括形成在摩擦减小表面涂层下方的至少一个子层。

-至少一个接触槽脊没有形成在摩擦减小表面涂层下方的至少一个子层。

-第二槽脊具有比第一槽脊大的直径。

-在环承载部的槽脊中，仅一个或多个接触槽脊包括摩擦减小表面涂层。

-环承载部包括两个接触槽脊。

-两个接触槽脊是第二槽脊和第三槽脊。

-两个接触槽脊是第一槽脊和第二槽脊。

-摩擦减小表面涂层形成在覆盖至少30度的角度的单个径向扇区上。

-摩擦减小表面涂层形成在相对于中心轴线的两个在直径上相对的径向扇区上，并且每个径向扇区覆盖至少30度的角度。

-径向扇区或每个径向扇区覆盖限制成30度的角度。

-径向扇区或每个径向扇区覆盖限制成45度的角度。

-径向扇区或每个径向扇区覆盖限制成60度的角度。

-径向扇区或每个径向扇区覆盖限制成90度的角度。

-径向扇区或每个径向扇区覆盖限制成120度的角度。

-摩擦减小表面涂层围绕中心轴线形成360度。

-摩擦减小表面涂层具有小于或等于2μm，优选小于或等于0.5μm的最大粗糙度Rz，其例如通过抛光或砂磨来获得。

-摩擦减小表面涂层具有径向于中心轴线限定的厚度，所述厚度在1与5μm之间，优选在2与3μm之间。

-所述摩擦减小表面涂层具有小于或等于10μm的厚度。

-第一槽脊没有涂层。

-凹槽没有涂层。

本发明还涉及一种热力发动机，包括如上所述的活塞和接收所述活塞的相对部件。

例如，相对部件可以由钢、不锈钢、铸铁、铝合金等制成。

优选地，相对部件包括由DLC型非晶碳制成的摩擦减小表面涂层。

当热力发动机是马达时，相对部件是套筒。

套筒可以是固定到气缸体的壳体的干套筒。

替代地，套筒可以是相对于气缸体的壳体可移除的湿套筒，其中冷却剂插入在套筒和壳体之间。

优选地，套筒包括摩擦减小表面涂层，以减小磨损和/或卡住的风险。又更优选地，该涂层由DLC型的非晶碳制成。作为非限制性的示例，套筒及其涂层可以是根据文献WO2013/164690的教导。

本发明的目的还在于一种涂覆活塞(比如上述活塞)的工艺。该工艺表征为它包括以下步骤：

-用于将掩模定位在环承载部上的步骤，以及

-用于通过掩模至少在至少一个接触槽脊上局部沉积摩擦减小表面涂层的步骤。

本发明的目的还在于一种用于实现如上所述的热力发动机的工艺，其表征为，裙部和包括摩擦减小表面涂层的至少一个接触槽脊形成了活塞在相对部件中的接触区域。

附图说明

通过阅读以下仅作为非限定性示例给出的描述并且参考附图，将更好地理解本发明，其中：

-图1是根据本发明的短活塞型的活塞的局部剖面的侧视图，其中第二槽脊构成包括表面涂层的接触槽脊；

-图2是图1的活塞的透视图；

-图3是环承载部的放大的局部剖面，示出了第二槽脊(其具有大于裙部的直径)以及第一和第三槽脊；

-图4是第二槽脊的放大的局部剖面，其以一种变型示出，在其中第二槽脊包括形成在表面涂层下方的子层；

-图5是示出了设置为在表面涂层的沉积期间覆盖活塞的掩模的透视图；

-图6是在由图5中的线VI-VI限定的横向平面中的掩模的剖面；

-图7、8和9是类似于图6的剖面，示出了掩模的变型；

-图10是类似于图5的视图，示出了另一种掩模变型；

-图11至14是类似于图3的局部剖面，示出了不同的活塞变型；

-图15是与图2类似的透视图，其示出了一种变型，在其中，环承载部仅包括两个槽脊；而且

-图16是类似于图2的视图，其示出了一种变型，在其中活塞是长活塞类型。

具体实施方式

图1至3示出了根据本发明的活塞1。

活塞1设置为装备热力发动机，更具体地说，装备具有交替运动和内部燃烧的发动机。活塞1布置在气缸体B的套筒C中，为了简化的目的，其仅在图1中部分地示出。优选地，套筒C包括由DLC型非晶碳制成的摩擦减小表面涂层R。

活塞1由金属、优选地由钢、铝合金制成，或者通过由不同金属材料制成的零件的组件形成。

活塞1具有纵向中心轴线X1、平行于轴线X1限定的高度H1和径向于轴线X1限定的直径D1。活塞1是短活塞，具有小于其直径D1的高度H1。

活塞1包括裙部2、头部3和环承载部4。活塞1设置为接收环，出于简化原因未示出环。

在发动机内，活塞1在由套筒C形成的相对部分(counter-part)中沿轴线X1以交替平移运动方式被驱动。

更具体地，活塞1根据沿着轴线X1的主平移运动和可以由垂直于轴线X1的侧向运动以及围绕垂直于轴线X1的轴线的旋转运动(倾斜运动)合成的次级运动在套筒C中运动。

这导致由于活塞的裙部2与套筒C之间的接触而在套筒C中引导活塞1，所述接触在套筒C与裙部2的下端之间可能更加明显。裙部3的变形和倾斜运动还引起套筒C与活塞1的头部3和/或环承载部4之间在倾斜侧上的接触。

裙部2由以轴线X1为中心的整体管状壁构成，具有外径D2。裙部2被设置为在套筒C中引导活塞1，并且构成在套筒C中的活塞1的第一接触区域Z2。裙部2优选地包括摩擦减小表面涂层。

优选地，裙部2的涂层由DLC型的非晶碳制成。

替代地，裙部2的涂层可以由石墨或任何其它适于目标应用的材料制成。

头部3由横向于轴线X1延伸的壁构成。头部3被设置为布置成与燃烧气体接触，并接收由于所述燃烧产生的力。

在附图的示例中，头部3由平坦壁构成。替代地，头部3可以由中空壁构成，其包括在外侧上开口的盲腔。

环承载部4位于裙部2和头部3之间。环承载部4包括三个槽脊11、12和13，以及被设置为接收环的三个凹槽14、15和16。每个槽脊11、12和13由圆柱形表面构成。每个凹槽14、15和16由相对于邻近槽脊缩回的圆柱形表面以及连接到邻近槽脊的两个环形平坦表面构成。

第一槽脊11位于头部3的紧邻位置处，与气体和火焰接触。

第二槽脊12位于在裙部2和头部3之间的环承载部4的中间部分处，同时稍微更靠近头部3。

第三槽脊13定位成靠近裙部2。

凹槽14位于槽脊11和12之间。凹槽14被设置为接收火焰环，与气体和火焰接触。

凹槽15位于槽脊12和13之间。凹槽15被设置为接收密封环，提供气体的完全密封，同时阻挡穿过火焰环的那些气体。

凹槽16位于槽脊13和裙部2之间。凹槽16被设置成接收刮擦环，提供对套筒C的表面上的润滑剂的刮擦。

在新的移动部件概念中，环承载部4能够成为活塞1在套筒C中的第二接触区域Z4，换句话说，活塞1与套筒C的第二接触和摩擦区域。

在图1至3示出的本发明的实施例中，槽脊12具有大于裙部2的最小直径D2的直径D12。因此，除了由裙部2形成的第一接触区域Z2之外，槽脊12是构成活塞1在套筒C中的第二接触区域Z4的接触槽脊。优选地，直径D12大于裙部2的平均直径D2，所述裙部在操作期间可能变形。例如，直径D12可以比直径D2大10到50μm。

此外，槽脊12包括形成在围绕轴线X1的覆盖360度的角度的扇区上的摩擦减小表面涂层20。换句话说，涂层20沉积在槽脊12的整个圆周上。涂层20可以减小相对于彼此运动和接触的槽脊12和套筒C之间的摩擦系数。此外，涂层20可以显著地减小磨损和/或卡住的风险。

如图3所示，考虑槽脊12的直径D12是在没有涂层20的情况下考虑的。继而裙部2的直径D2是在没有孔和凹部的情况下考虑的。

更一般地，在本发明的上下文中，活塞1包括至少一个接触槽脊，其具有大于裙部的最小外径的直径，并且包括至少形成在覆盖至少30度的角度的径向扇区上的摩擦减小涂层，并且最多形成在覆盖360度的角度的单个扇区上的摩擦减小涂层。换句话说，涂层绕轴线X1至少在30度的径向扇区上延伸，至多在360度的扇区上延伸，并且可以在多个径向扇区上延伸，其中每个径向扇区覆盖至少30度的角度。

在图1至3的实施例中，涂层20仅形成在槽脊12的表面上，而不会溢出到邻近的凹槽14和15中。实际上，对于一些应用和/或对于一些材料，存在于凹槽中的涂层20可能会遭受拉出现象，从而在环承载部4与套筒C之间的接触中产生污染。

或者，涂层20可以形成在槽脊12的表面上以及邻近的凹槽14和15中。在这种情况下，简化了涂层20的沉积。

此外，涂层20形成在槽脊12的限定为平行于轴线X1的整个高度上。

替代地，涂层20可以仅形成在槽脊12的高度的一部分上，特别是在其中心。这可以避免涂层20在其沉积在槽脊12上期间任何的溢出在凹槽14和15中。

涂层20具有小于或等于2μm，优选小于或等于0.5μm的最大粗糙度Rz，例如所述粗糙度通过抛光或砂磨来获得。

涂层20具有径向于轴线X1限定的厚度，优选等于2μm。替代地，所述厚度可以在1和5μm之间，优选在2和3μm之间。涂层20的厚度可以特别地根据直径D1而变化。例如，在活塞1装备重型车辆发动机的情况下，可以设想该厚度达到10μm。优选地，涂层20具有径向于轴线X1限定的恒定厚度。

实际上，在接触区域Z4中，槽脊12可以在单个径向扇区上(而不是在其整个圆周上)摩擦套筒C。因此，足以将涂层20沉积在覆盖至少30度的角度的单个径向扇区上。

替代地，在接触区域Z4中，槽脊12可以在两个在直径上相对的部分摩擦套筒C。在这种情况下，足以将涂层20沉积在槽脊12的两个在直径上相对的径向扇区上，每个径向扇区覆盖至少30度的角度。

根据其它替代方案，涂层20可以沉积在槽脊12的一个或两个径向扇区上，每个径向扇区绕轴线X1覆盖限定至45、60、90或120度的角度。

涂层20具有比环承载部4的构成材料低的摩擦系数。因此，与缺乏涂层20的槽脊12相比，被提供有涂层20的槽脊12与套筒C之间的摩擦被减小了。

优选地，涂层20由DLC型的非晶碳制成。换句话说，涂层20是具有氢或不具有氢的sp²或sp³杂化碳层。例如，涂层20可以由ta-C、a-C:H或ta-C:H制成。还优选地，涂层20由a-C:H制成.

替代地，涂层20可以由石墨或适于目标应用的任何其它材料制成。优选地，涂层20是均质的。

在图4中，第二槽脊12包括形成在表面涂层20下方的子层22。例如，所述子层22包括Cr和/或W和/或Ni基。

图5和6示出了根据本发明的活塞1的示例性涂覆工艺，目的是在槽脊12上沉积涂层20。

该工艺包括至少一个将掩模40定位在活塞1上的步骤，然后是通过掩模40将涂层20沉积在槽脊12上的步骤。该工艺可以包括本发明的范围内的其它步骤。

如在图5中的箭头所示出的，掩模40根据沿轴线X1取向的平移运动T40被定位在活塞1上。然后，在涂层20的沉积期间，掩模40覆盖活塞1的至少一部分。

掩模40包括管状部件42和平坦部件43。当掩模40定位在活塞1上时，部件42覆盖环承载部4，而部件43覆盖头部3。

在平坦部件42中，中间部分44包括两个在直径上相对的狭缝45和46，以及两个在直径上相对的接合区47和48。形成为穿过掩模40的狭缝45和46允许将涂层20沉积在槽脊12上。区域47和48可以连接部件42和43。

如图6所示，当掩模40定位在活塞1上时，狭缝45限定了具有角度α1的扇区，其对应于涂层20的径向扇区21，狭缝46限定了具有角度α2的扇区，其对应于涂层20的径向扇区22，区域47限定了围绕轴线X1的具有角度β1的扇区，并且区域48限定了围绕轴线X1的具有角度β2的扇区。

掩模40的部分44的几何形状确定了涂层20的几何形状。特别地，狭缝45和46的几何形状确定了在槽脊12上形成的涂层20的扇区21和22的覆盖范围。

在图6的示例中，角度α1和α2中的每个都测量为156度。替代地，根据扇区21和22的期望覆盖范围，角度α1和α2可以具有不同的值。

仍在图6的示例中，角度α1和α2是相同的，类似地，角度β1和β2是相同的；然而，可以考虑提供不同的角度来限定不同的扇区21和22。

因此，掩模40可以隔离活塞1的未提供用于涂覆的部件，并且将涂层20的沉积限制至槽脊12和裙部3的期望部分。

掩模40的材料可以根据涂层20的沉积技术来选择。例如，掩模40可以由钢或铝制成。

作为非限制性实例，用于沉积涂层20的步骤可以根据文献WO 2012/156647的教导来执行。

取决于活塞1的形状、活塞1和套筒C的材料的性质以及接触的性质，活塞1/套筒C摩擦代表了发动机摩擦损失的20％至30％。

因此，裙部2和槽脊12上的涂层的沉积可以在减小摩擦以及由此的燃料消耗和CO²排放方面被利用。

在第一种途径中，活塞的新几何形状应该会导致将发动机摩擦损失的5％至10％归因于槽脊12与套筒C之间的接触。在这些条件下，施加在槽脊12上的涂层20应该可以将发动机的摩擦损失减小约2至5％。

有利地，活塞1的涂覆工艺可以包括以下步骤(单独考虑或组合考虑)。

在用于定位掩模40的步骤之前，该工艺可以包括例如通过机械加工或抛光来制备第二槽脊12的表面的步骤。

在用于沉积涂层20的步骤之前，通常在用于定位掩模40的步骤之前，该工艺可以包括用于清洗活塞1的步骤，并且特别是清洗旨在接收涂层20的槽脊12的步骤。

在用于沉积涂层20的步骤之后，该工艺可以包括例如通过抛光来精加工涂层20的外表面的步骤。

图7至10示出了用于加工根据本发明的活塞1的掩模40的变型。出于简化原因，可与图5和6的掩模40相比较的这些掩模40的组成元件拥有相同的附图标记，并且在下文中仅概述区别。

在图7中，接合区域47和48相对于掩模40的其余部件径向偏移。因此，掩模40包括单个狭缝，从而可以在围绕轴线X1具有360度的扇区上形成涂层20，类似于图1至3的活塞1。

在图8中，掩模40包括具有30度的角度α1的单个狭缝45。因此，掩模40可以在限制为30度的单个径向扇区21上沉积涂层。

在图9中，角度α1测量为90度，而角度α2测量为110度。狭缝45和46具有不同的几何形状。

在图10中，管状部件42更加细长以便覆盖裙部2。因此，裙部2可以接收与槽脊12不同的涂层，或者缺乏任何涂层。

替代地，管状部件42可以或多或少地细长，并且因此覆盖裙部2的更大或更小的高度。

图11至16示出了根据本发明的活塞1的其它实施例。出于简化原因，可与上述第一实施例的活塞相比较的活塞1的构成元件拥有相同的附图标记，并且在下文中仅概述区别。

在图11中，第一槽脊11是接触槽脊，其具有大于裙部2的最小直径D2的直径D11并且设置有摩擦减小涂层10。

在图12中，第三槽脊11是接触槽脊，其具有大于裙部2的最小直径D2的直径D13并且设置有摩擦减小涂层30。

在图13中，第一槽脊11和第二槽脊12是接触槽脊，其具有大于裙部2的最小直径D2的直径D11和D12并且设置有摩擦减小涂层10和20。

在这种情况下，在涂层10和20的沉积期间使用的掩模40可以包括两个重叠部分44，其设置有狭缝45和46。替代地，涂层10和20可以通过使用两个不同的掩模40而被依次沉积。

优选地，涂层10由与涂层20相同的材料制成。

可选地，与涂层20类似，槽脊11可以包括形成在涂层10下方的至少一个子层。

在图14中，第二槽脊12和第三槽脊13是接触槽脊，其具有大于裙部2的最小直径D2的直径D12和D13并且设置有摩擦减小涂层20和30。

在图15中，环承载部4仅包括两个槽脊11和12，而没有槽脊13。仅第二槽脊12设置有摩擦减小涂层20。环承载部4在凹槽14中接收火焰和密封环，并在凹槽15中接收刮擦环。

在图16中，活塞1是长活塞，具有大于其直径D1的高度H1。

替代地，活塞1可以具有等于直径D1的高度H1，而不超出本发明的范围。

此外，活塞1和掩模40可以构造成与图1至16不同，而不超出本发明的范围。此外，上文提及的各种实施例和变型的技术特征全部或者它们中的一些可以彼此组合。因此，活塞1可以在成本、功能和性能方面进行调整。

Claims

1.一种燃烧式发动机活塞(1)，包括：

-裙部(2)，所述裙部用于引导所述活塞(1)在相对部件(C)中沿着中心轴线(X1)平移，并且所述裙部包括所述活塞(1)在所述相对部件(C)中的第一接触区域(Z2)，

-头部(3)，所述头部横向于所述中心轴线(X1)延伸并且旨在布置成与燃烧气体接触，以及

-环承载部(4)，所述环承载部包括至少两个槽脊(11、12、13；11、12)以及旨在接收所述环的至少两个凹槽(14、15、16；14、15)，所述环承载部包括邻接所述头部(3)的第一槽脊(11)和位于所述第一槽脊(11)和所述裙部(2)之间的第二槽脊(12)，

其特征在于，所述槽脊(11、12、13；11、12)包括至少一个接触槽脊(12；11；13；11、12；12、13)，所述接触槽脊具有比所述裙部(2)的最小直径(D2)大的直径(D12；D11；D13；D11、D12；D12、D13)，以便形成所述活塞(1)在所述相对部件(C)中的第二接触区域(Z4)，

并且其中，所述至少一个接触槽脊(12；11；13；11、12；12、13)包括摩擦减小表面涂层(20；10；30；10、20；20、30)，所述摩擦减小表面涂层至少形成在覆盖至少30度的角度(α1；α2)的径向扇区(21；22)上，并且最多形成在覆盖360度的角度的单个扇区上。

2.根据权利要求1所述的活塞(1)，其特征在于，至少一个接触槽脊(12；11；13；11、12；12、13)具有比所述裙部(2)的平均直径(D2)大的直径(D12；D11；D13；D11、D12；D12、D13)。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的活塞(1)，所述活塞(1)是短活塞，其具有小于其直径(D1)的高度(H1)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的活塞(1)，其特征在于，所述活塞(1)的基材是钢。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的活塞(1)，其特征在于，所述摩擦减小表面涂层(20；10；30；10、20；20、30)由DLC型非晶碳a-C:H制成。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的活塞(1)，其特征在于，所述摩擦减小表面涂层(20；10；30；10、20；20、30)由DLC型非晶碳ta-C制成。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的活塞(1)，其特征在于，所述至少一个接触槽脊(12；11；13；11、12；12、13)包括形成在所述摩擦减小表面涂层(20；10；30；10、20；20、30)下方的至少一个子层(22)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的活塞(1)，其特征在于，所述第二槽脊(12)具有大于所述第一槽脊(11)的直径。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的活塞(1)，其特征在于，在所述环承载部(4)的槽脊(11、12、13；11、12)中，仅一个或多个所述接触槽脊(12；11；13；11、12；12、13)包括摩擦减小表面涂层(20；10；30；10、20；20、30)。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的活塞(1)，其特征在于，所述环承载部(4)包括单个接触槽脊(12；11；13)。

11.根据权利要求10所述的活塞(1)，其特征在于，所述单个接触槽脊是所述第二槽脊(12)。

12.根据权利要求1至9中任一项所述的活塞(1)，其特征在于，所述环承载部(4)包括两个接触槽脊(11、12；12、13)。

13.根据权利要求12所述的活塞(1)，其特征在于，所述两个接触槽脊是第二槽脊(12)和第三槽脊(13)。

14.根据权利要求12所述的活塞(1)，其特征在于，所述两个接触槽脊是第一槽脊(11)和第二槽脊(12)。

15.一种热力发动机，包括：

-根据权利要求1至14中任一项所述的活塞(1)；以及

-相对部件(C)，其接收所述活塞(1)。

16.根据权利要求15的热力发动机，其特征在于，所述相对部件(C)包括由DLC型非晶碳制成的摩擦减小表面涂层(R)。

17.一种用于涂覆根据权利要求1至14中任一项所述的活塞(1)的工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：

-用于将掩模(40)定位在所述活塞(1)上的步骤，以及

-用于通过所述掩模(40)至少在至少一个接触槽脊(12；11；13；11、12；12、13)上局部沉积摩擦减小表面涂层(20；10；30；10、20；20、30)的步骤。

18.一种用于实现根据权利要求15或16中任一项所述的热力发动机的工艺，其特征在于，所述裙部(2)和包括所述摩擦减小表面涂层(10；30；10、20；20、30)的所述至少一个接触槽脊(12；11；13；11、12；12、13)构成了所述活塞(1)在所述相对部件(C)中的接触区域(Z2；Z4)。