KR20150121239A

KR20150121239A - Piston with anti-carbon deposit coating and method of construction thereof

Info

Publication number: KR20150121239A
Application number: KR1020157027530A
Authority: KR
Inventors: 로버트 알. 아하로노브; 에두아르도 마츠오
Original assignee: 페더럴-모걸 코오포레이숀
Priority date: 2013-03-05
Filing date: 2014-02-26
Publication date: 2015-10-28
Also published as: CN105190000A; JP2016509160A; EP2964939B1; WO2014137690A1; JP6356704B2; EP2964939A1; CN105190000B

Abstract

피스톤 및 그 구성 방법이 제공된다. 피스톤은, 실린더 보어 내부에서 연소가스에 직접 노출되게 구성된 상부 연소면과 상부 연소면 아래에 위치된 언더크라운 면을 갖는 피스톤 바디를 포함한다. 또한 피스톤 바디는, 상부 연소면에 인접한 적어도 하나의 피스톤 링을 받아들기 위해 구성된 링 벨트 영역과 방사상 안쪽에 구성되며 링 벨트 영역과 실질적으로 방사상으로 정렬되게 구성된 냉각 갤러리를 포함한다. 피스톤은, 적어도 하나의 언더크라운 면 및 냉각 갤러리의 적어도 일 부분에 접착되거나 함유된 들러붙지 않는 재료를 더 포함하는데, 여기에서 들러붙지 않는 재료는 그 위에 카본 디포짓의 증강을 억제한다.A piston and a construction method thereof are provided. The piston includes a piston body having an upper combustion surface configured to be directly exposed to the combustion gas inside the cylinder bore and an undercrown surface located below the upper combustion surface. The piston body also includes a cooling gallery configured to radially align with the ring belt region configured to receive at least one piston ring adjacent the upper combustion surface and radially inwardly configured to substantially radially align with the ring belt region. The piston, Further comprising an unbonded material adhered or contained in at least one portion of the at least one undercrown surface and the cooling gallery wherein the unbonded material inhibits the buildup of carbon deposit thereon.

Description

[0001] PISTON WITH ANTI-CARBON DEPOSIT COATING AND METHOD OF CONSTRUCTION THEREOF [0002]

본 출원은 2013년 3월 5일에 출원된 출원 일련번호 13/786,156 호의 우선권을 주장하는데, 여기에서 그 전체가 참조로서 본 명세서에 포함한다.This application claims priority to Application Serial No. 13 / 786,156, filed March 5, 2013, which is incorporated herein by reference in its entirety.

본 발명은 일반적으로 내연기관에 관한 것이며, 보다 상세하게는 피스톤 및 그 구성의 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates generally to internal combustion engines, and more particularly to a piston and a method of construction thereof.

엔진 제조업체들은 향상된 엔진 효율 및 성능에 대한 요구들이 증가하는 것에 직면하는데, 연비 향상, 연료 연소 향상, 오일 소비 감소, 및 차량 내에서 열의 후속 사용을 위한 배기온도 증가를 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 이러한 목적을 달성하기 위해, 연소실(combustion chamber) 내의 엔진 가동 온도(running temperature)가 증가될 필요가 있다. 그러나, 연소실 내에서 온도가 증가하는 것은 바람직하지만, 사용가능한 온도로 피스톤을 유지하는 것이 필요하다. 그러하기에,피스톤 헤드의 작동 온도를 감소시키기 위해 순환되는 엔진오일이 통하는 피스톤 헤드 내부에서 개방되고 폐쇄되는 외부 및 내부 냉각 갤러리를 포함하는 것이 알려져 있다. 일반적으로 외부 냉각 갤러리는 링 홈 영역을 포함하는 피스톤의 상부 지역(upper land)의 주위의 서큘레이터이며, 한편으로 내부 냉각 갤러리는, 보통은 언더크라운(undercrown)이라 일컫는 일반적으로 피스톤 헤드의 상부 연소면(combustion surface) 아래에 있는데, 상부 연소면은 일반적으로 오목하게된 연소 보울(recessed combustion bowl)을 포함한다. 그러하기에, 링 벨트 영역 및 연소면 양자는 순환되는 오일의 냉각 작용으로부터 이익을 얻는다. 그러나, 오랫동안 순환되는 오일은 고온의 표면들에 접촉한 결과로 질이 저하되고 산화하기 시작하므로, 상부 지역 및 언더크라운의 내부 면들 상에 카본 디포짓이 형성된다. 카본 증강(build-up)이 지속됨에 따라, 단열층(insulation layer)이 각각의 표면들 상에 형성된다. 이것으로서, 순환 오일의 냉각 효과가 감소되며, 이는 차례로 표면 산화 및 부식에 이를 뿐만 아니라 상부 지역 및 연소면 영역의 오버 탬퍼링(over tempering)으로 이어진다. 이것으로서, 피스톤 재료의 기계적 특성이 감소되며, 이는 연소 보울 림(combustion bowl rim)과 같이, 특히 높은 응력을 받는 영역에서 크랙 형성(crack formation)에 이를 수 있다.Engine manufacturers are faced with increasing demands for improved engine efficiency and performance, including, but not limited to, increased fuel economy, improved fuel burning, reduced oil consumption, and increased exhaust temperatures for subsequent use of heat in the vehicle . To achieve this goal, the running temperature of the engine in the combustion chamber needs to be increased. However, it is desirable that the temperature increase in the combustion chamber, but it is necessary to keep the piston at a usable temperature. It is therefore known to include external and internal cooling galleries that are opened and closed within the piston head through which engine oil circulates to reduce the operating temperature of the piston head. In general, the exterior cooling gallery is a circulator around the upper land of the piston, including the ring groove area, while the interior cooling gallery is generally referred to as an undercrown, generally an upper combustion of the piston head Below the combustion surface, the upper combustion surface comprises a generally recessed combustion bowl. Hence, both the ring belt region and the combustion surface benefit from the cooling action of the circulating oil. However, long-circulating oil is degraded as a result of contact with hot surfaces and begins to oxidize, so that carbon deposit is formed on the inner surface of the upper region and undercrown. As the carbon build-up continues, an insulation layer is formed on each of the surfaces. As a result, the cooling effect of the circulating oil is reduced, which in turn leads to surface oxidation and corrosion as well as to over tempering of the top region and the combustion surface region. As a result, the mechanical properties of the piston material are reduced, which can lead to crack formation, especially in regions subjected to high stresses, such as combustion bowl rims.

본 발명에 따라 구성된 피스톤은, 냉각 오일에 의해 접촉된 표면들에 오일 디포짓이 축적되는 경향이 줄어듬에 따라 카본 형성이 증강함으로서 이르게 되는 상술된 단점을 극복한다. 그러하기에, 본 발명에 따라 구성된 피스톤은 향상된 가동 효율을 실현하며, 사용 동안 내내 기자재(base material)의 강도 및 내구성을 유지하며 향상된 유용한 작동 수명을 제공한다.The piston constructed in accordance with the present invention overcomes the above-mentioned disadvantages which result from increasing the carbon formation as the tendency of the oil deposit to accumulate on the surfaces contacted by the cooling oil is reduced. Thus, the piston constructed in accordance with the present invention realizes improved operating efficiency, maintains the strength and durability of the base material throughout use, and provides improved useful operating life.

본 발명의 목적은, 카본 형성을 방지하여 피스톤의 가동 효율을 향상시키고, 기자재의 강도 및 내구성을 향상시켜서 작동 수명을 연장시키는 카본 디포짓 방지 코팅을 지닌 피스톤 및 그 구성 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a piston having a carbon deformation preventing coating which prevents carbon formation to improve the operation efficiency of the piston and improves the strength and durability of the material to thereby improve the operating life, and a construction method thereof.

본 발명의 하나의 양상에 따라서, 내연기관을 위한 피스톤이 제공된다. 피스톤은, 실린더 보어 내부에서 연소가스에 직접 노출되게 구성된 상부 연소면과 상부 연소면 아래에 위치된 언더크라운 면(undercrown surface)을 갖는 피스톤 바디를 포함한다. 또한 피스톤 바디는, 상부 연소면에 인접한 적어도 하나의 피스톤 링을 받아들기 위해 구성된 링 벨트 영역과 방사상 안쪽에 구성되며 링 벨트 영역과 실질적으로 방사상으로 정렬되게 구성된 냉각 갤러리를 포함한다. 피스톤은, 적어도 하나의 언더크라운 면 및 냉각 갤러리의 적어도 일 부분에 접착되거나 함유된 들러붙지 않는 재료(non-stick material)를 더 포함하는데, 여기에서 들러붙지 않는 재료는 그 위에 카본 디포짓(carbon deposits)의 증강을 억제한다.According to one aspect of the present invention, there is provided a piston for an internal combustion engine. The piston includes a piston body having an upper combustion surface configured to be directly exposed to the combustion gas inside the cylinder bore and an undercrown surface located below the upper combustion surface. The piston body also includes a cooling gallery configured to radially align with the ring belt region configured to receive at least one piston ring adjacent the upper combustion surface and radially inwardly configured to substantially radially align with the ring belt region. The piston further comprises a non-stick material adhered to or contained in at least one portion of the undercrown surface and the cooling gallery, wherein the non-stick material is carbon deposited thereon, deposits.

본 발명의 다른 양상에 따라서, 피스톤 바디는, 제1 부품 재료로 구성된 상부 크라운 및 상부 크라운에서 분리된(별개로) 제2 부품 재료로부터 구성된 하부 크라운을 포함한다. 상부 크라운은 하부 크라운에 고정되며 들러붙지 않는 재료는 상부 크라운 및 하부 크라운 중 적어도 하나에 접착된다.According to another aspect of the present invention, a piston body comprises a top crown comprised of a first component material and a bottom crown constructed from a second component material separated (separately) from an upper crown. The upper crown is secured to the lower crown and the non-stick material is bonded to at least one of the upper crown and the lower crown.

본 발명의 다른 양상에 따라서, 들러붙지 않는 재료는 상부 크라운에 접착되며 하부 크라운에는 들러붙지 않는 재료가 없다(be free of).According to another aspect of the present invention, the non-stick material is bonded to the upper crown and free of material that does not adhere to the lower crown.

본 발명의 다른 양상에 따라서, 양쪽 냉각 갤러리 및 언더크라운 면은, 그 위에 접착된 들러붙지 않는 재료를 갖는다.According to another aspect of the present invention, both cooling galleries and undercrown surfaces have a non-stick material adhered thereon.

본 발명의 다른 양상에 따라서, 피스톤 바디는, 스틸 함금의 구성요소(constituent)로서 들러붙지 않는 재료를 포함하는 스틸 합금(steel alloy)으로 구성된다. According to another aspect of the present invention, the piston body is composed of a steel alloy including a material that does not adhere as a constituent of the steel fitting.

본 발명의 또 다른 양상에 따라서, 내연기관을 위한 피스톤 구성 방법이 제공된다. 상기 방법은 다음을 포함한다: 실린더 보어 내부의 연소가스에 직접 노출되게 구성된 상부 연소면과 상부 연소면 아래에 언더크라운 면(undercrown surface)을 갖는 피스톤 바디를 형성; 상부 연소면에 인접한 적어도 하나의 피스톤 링을 받아들기 위해 구성된 링 벨트 영역을 형성; 방사상 안쪽에 구성되며 링 벨트 영역과 실질적으로 방사상으로 정렬되게 냉각 갤러리 형성; 및 순수 코발트, WC-17Co, Co-18Cr-30Mo, 또는 코발트를 포함하는 임의의 다른 합금으로 구성된 그룹에서 선택된 들러붙지 않는 재료로부터 적어도 하나의 언더크라운 면 및 냉각 갤러리의 적어도 일 부분을 형성; 하는 것을 포함하는데, 들러붙지 않는 재료는 그 위에 카본 디포짓의 증강을 저지한다. According to yet another aspect of the present invention, a method of constructing a piston for an internal combustion engine is provided. The method includes: forming a piston body having an upper combustion surface configured to be directly exposed to the combustion gas inside the cylinder bore and an undercrown surface below the upper combustion surface; Forming a ring belt region configured to receive at least one piston ring adjacent the upper combustion surface; A cooling gallery formed radially inwardly and substantially radially aligned with the ring belt region; And at least one portion of at least one undercrown surface and at least one portion of the cooling gallery from non-stick material selected from the group consisting of pure cobalt, WC-17Co, Co-18Cr-30Mo, or any other alloy including cobalt; Wherein the non-stick material inhibits the buildup of carbon deposit thereon.

본 발명의 또 다른 양상에 따라서, 상기 방법은 들러붙지 않는 재료가 없이 하부 크라운을 유지(keeping)하는 것을 포함한다.According to another aspect of the present invention, the method includes keeping the lower crown without the non-sticking material.

본 발명의 또 다른 양상에 따라서, 상기 방법은 들러붙지 않는 코팅 재료(non-stick material)를 언더크라운 면 및 냉각 갤러리의 적어도 일 부분에 접착하는 것을 포함한다.According to another aspect of the present invention, the method includes adhering non-stick material to at least a portion of the undercrown surface and the cooling gallery.

본 발명의 또 다른 양상에 따라서, 상기 방법은 함금의 구성요소(constituent)로서 들러붙지 않는 재료를 포함하는 스틸 합금으로부터 피스톤 바디를 형성하는 것을 포함한다.According to another aspect of the present invention, the method includes forming a piston body from a steel alloy comprising a material that does not stick as a constituent of the alloy.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 지닌 피스톤 및 그 구성 방법은, 카본 형성을 방지함으로서 피스톤의 가동 효율을 향상시키고, 기자재의 강도 및 내구성을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, there is provided a piston and a method of constructing the piston of the present invention, which improve the operation efficiency of the piston and improve the strength and durability of the piston by preventing the formation of carbon.

본 발명의 여러가지 양상들, 특징들 및 장점들은 본 발명의 바람직한 실시예의 하기 상세한 설명 및 최적 방식, 첨부 청구항들 및 첨부된 도면과 관련되어 고려되면 더 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 하나의 양상에 따라서 구성된 피스톤의 핀 보어 축을 따라 일반적으로 취해진 단면도이다.
도 2는 도 1의 피스톤의 핀 보어에 일반적으로 가로질러서(transversely) 취해진 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 양상에 따라서 구성된 피스톤의 핀 보어에 가로질러서 일반적으로 취해진 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 양상에 따라서 구성된 피스톤의 핀 보어에 가로질러서 일반적으로 취해진 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 양상에 따라서 구성된 피스톤의 핀 보어에 가로질러서 일반적으로 취해진 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 양상에 따라서 구성된 피스톤의 핀 보어 축을 따라서 일번적으로 취해진 단면도이다.Various aspects, features and advantages of the present invention will become more readily apparent when considered in connection with the following detailed description of the preferred embodiments of the invention and the best mode, appended claims and accompanying drawings.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a cross-sectional view taken generally along the pin bore axis of a piston constructed in accordance with one aspect of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view taken generally transversely to the pin bore of the piston of Figure 1;
3 is a cross-sectional view taken generally across the pin bore of a piston constructed in accordance with another aspect of the present invention.
Figure 4 is a cross-sectional view taken generally across a pin bore of a piston constructed in accordance with another aspect of the present invention.
Figure 5 is a cross-sectional view taken generally across a pin bore of a piston constructed in accordance with another aspect of the present invention.
6 is a cross-sectional view taken along a pin bore axis of a piston constructed in accordance with another aspect of the present invention.

도면들을 보다 상세히 참조하는데, 도 1 및 2는, 예컨대 경자동차 디젤, 중형 디젤, 중량 및 특대형 디젤 엔진과 같은 내연기관의 실린더 보어 또는 챔버 내에서 왕복운동을 위한(미도시 됨), 이후에 단순히 피스톤(10)이라 언급되는, 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따라서 구성된 피스톤 어셈블리를 도시한다. 피스톤(10)은, 실례로써, 단일체 부품(monolithic piece)의 주조 재료 또는 단조나 빌릿 재료(billet materials)로 형성되어 하나로 도시된 피스톤 바디(12,piston body)를 갖는데, 피스톤 바디는 실린더 보어 내에서 피스톤(10)이 왕복운동하는 중앙 길이방향 축(선)(14,central longitudinal axis)을 따라서 연장된다. 피스톤 바디(12)는 실린더 보어 내부에서 연소 가스에 직접 노출되게 구성되는 상부 연소면(16,upper combustion surface)을 한쪽에 갖으며 상부 연소면(16) 아래에 직접 축방향으로 위치된 언더크라운 면(18,undercrown surface)을 반대쪽에 갖는 상부 연소 벽(upper combustion wall)을 포함하여 형성된다. 또한 피스톤 바디(12)는 상부 연소면(16)에 인접하여 링 벨트 영역(20,ring belt region)을 갖게 형성되는데, 여기에서 링 벨트 영역(20)은 적어도 하나의 피스톤 링(미도시 됨)을 받아들이 위해 구성된다. 또한, 피스톤 바디(12)는 냉각 갤러리(cooling gallery)를 포함하여 구성되는데, 실례로써, 폐쇄되게 또는 실질적으로 폐쇄된 냉각 갤러리(22)로서 도시된다. 냉각 갤러리(22)는, 방사상 안쪽에 구성되는데 링 벨트 영역(20)과 실질적으로 방사상으로 정렬된다. 피스톤(10)은, 중앙 갤러리 내의 적어도 하나의 언더크라운 면(18,undercrown surface) 및 냉각 갤러리(22)의 적어도 일 부분에 접착되거나 함유된 들러붙지 않는 재료(nom-stick material)를 더 포함하는데, 여기에서 들러붙지 않는 코팅 재료(24,non-stick coating material)는 그 위에 카본 디포짓(carbon deposits)의 증강을 저지한다. 들러붙지 않는 코팅 재료(24)를 제 위치에 접착하는 경우 다음 프로세스가 적용될 수 있다: 실례로써 제한없이, 도금(plating), 열 분무(thermal spraying), PVD, 레이저 클래딩(laser cladding). 그 이외에, 만약 피스톤 또는 피스톤의 부분들이 스틸 합금으로 만들어지면, 들러붙지 않는 재료는 스틸 합금의 합성물(composition)의 구성요소로서 첨가될 수 있다.(도 6). 그러하기에, 순환 오일(circulating oil)로부터 카본 디포짓을 포함하는 단열층의 증강이, 들러붙지 않는 코팅 재료(24)를 갖는 표면상에서 형성되는 것이 방지되어, 냉각 갤러리(22)를 통해서 그리고 언더크라운 면(18)에 대하여 순환되는 오일은 냉각 기능을 수행할 수 있으며, 이로인해 피스톤(10)의 성능이 향상되며 수명은 연장된다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Referring now in more detail to the drawings, FIGS. 1 and 2 illustrate, for a reciprocating motion in a cylinder bore or chamber of an internal combustion engine such as light vehicle diesel, medium diesel, heavy and extra large diesel engines (not shown) A piston assembly constructed in accordance with one preferred embodiment of the present invention, referred to simply as piston 10, is shown. The piston 10 has, by way of example, a cast body of monolithic pieces or a single piston body 12 formed from forging or billet materials, Extends along a central longitudinal axis (14) in which the piston (10) reciprocates. The piston body 12 has an upper combustion surface 16, which is configured to be directly exposed to the combustion gas inside the cylinder bore, and an undercrown surface 16, which is positioned directly below the upper combustion surface 16, And an upper combustion wall having an undercrown surface 18 on the opposite side. The piston body 12 is also formed with a ring belt region 20 adjacent to the upper combustion surface 16 wherein the ring belt region 20 comprises at least one piston ring (not shown) Lt; / RTI > In addition, the piston body 12 comprises a cooling gallery, shown as an example, closed or substantially closed cooling gallery 22. The cooling gallery 22 is constructed radially inwardly and is substantially radially aligned with the ring belt region 20. [ The piston 10 further includes a nom-stick material that is adhered or contained in at least a portion of at least one undercrown surface 18 and a cooling gallery 22 in the central gallery , Where the non-stick coating material 24 prevents the buildup of carbon deposits thereon. The following process can be applied to adhere the non-stick coating material 24 in place: plating, thermal spraying, PVD, laser cladding, and the like, by way of example and without limitation. In addition, if the piston or piston parts are made of steel alloy, the non-stick material can be added as a component of the composition of the steel alloy (Fig. 6). Thus , the enhancement of the insulating layer comprising carbon deposit from the circulating oil is prevented from being formed on the surface with the non-stick coating material 24, The oil circulated with respect to the piston 18 can perform the cooling function, thereby improving the performance of the piston 10 and prolonging its service life.

피스톤 바디(12)는 상부 크라운 영역(26) 및 하부 크라운 영역(28)을 갖는다. 하부 크라운 영역(28)은, 일반적으로 중앙 길이방향 축(14)을 가로질러서 연장되는 핀 보어 축(선)(34)을 따라 동축으로 정렬되어 측면으로 이격된 핀 보어들(32,pin bores)을 제공하게끔 상부 크라운 영역(26)으로부터 늘어져 있는 한쌍의 핀 보스들(30,pin bosses)을 제공한다. 핀 보스들(30)은 스트러트 부분들(38,strut portions)을 통해 측면으로 이격된(laterally spaced) 스커트 부분들(36,skirt portions)과 연결된다. 스커트 부분들(36)은, 핀 보어 축(34)을 마주하는 쪽에 걸쳐서 서로 정반대로 이격되어 있으며 실런더 보어를 통해서 왕복운동하는 경우 원하는 방향으로 피스톤(10)을 유지하게끔 실린더 보어 내에서 협력하기 위해 볼록 외부 면(convex outer surfaces)의 윤곽을 갖는다. The piston body 12 has an upper crown region 26 and a lower crown region 28. The lower crown region 28 includes pin bores 32 that are laterally spaced and coaxially aligned along a pin bore axis (line) 34 that extends generally transverse to the longitudinal axis 14, To provide a pair of pin bosses (30) extending from the upper crown region (26). The pin bosses 30 are connected with skirt portions 36 laterally spaced through the strut portions 38. The skirt portions 36 are diametrically offset from one another across the pin bore shaft 34 and allow the pistons 10 to be retained in a desired direction when reciprocating through the cylinder bore And has an outline of convex outer surfaces to cooperate within the cylinder bore.

상부 연소면(16,upper combustion surface)은 실린더 보어에 원하는 가스 흐름을 제공하게끔 오목하게된 연소 보울(40,recessed combustion bowl)을 갖게 표현되어 있다. 연소 보울(40)로 인해 적어도 부분적으로, 피스톤 바디 재료의 비교적 얇은 영역들이 연소 보올(40), 냉각 갤러리(22) 및 언더크라운 면(18) 사이에 형성된다. 이러하기에, 사용 중에, 예컨대 냉각 갤러리(22)를 통해서 그리고 핀 보스들(30) 사이의 중앙 갤러리 영역을 지닌 언더크라운 면(18)에 대하여 순환하는 오일을 통해 이러한 영역들은 적절하게 냉각될 필요가 있다. 언더크라운 냉각은, 중앙 갤러리 영역 내의 오일을 통해 또는 지향된 냉각 오일 분사(cooling oil jets)인 오일 스플래시(oil splashes)에 의해 제공될 수 있다. 또한, 상부 크라운 영역(26)의 외벽(42)은 상부 연소면(16)에서 하향으로(downwardly) 연장된다. 외벽(42)은, 대응하는 피스톤 링들(미도시 됨)을 받아들이기 위해 링 벨트 영역(20)의 복수개의 환형 링 홈(44)으로 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 링 홈을 갖게 형성되는데, 여기에서 링들은 일반적으로 각각의 링 홈(44) 내에서 자유롭게 유동(float freely)한다. 상술된 비교적 얇은 영역과 마찬가지로, 냉각 갤러리(22) 및 링 벨트 영역(20,ring belt region) 사이에서 연장되는 환형 벽(annular wall)은 비교적 얇아서, 또한 사용하는 동안에 적절하게 냉각될 필요가 있다. An upper combustion surface 16 is depicted having a recessed combustion bowl 40 that provides a desired gas flow to the cylinder bore. At least in part due to the combustion bowl 40, relatively thin areas of the piston body material are formed between the combustion bowl 40, the cooling gallery 22 and the undercrown face 18. Thus, during use, these areas need to be adequately cooled through the oil circulating, for example, over the undercrown surface 18 with the central gallery area through the cooling gallery 22 and between the pin bosses 30 . Undercrown cooling can be provided by oil in the central gallery area or by oil splashes which are directed cooling oil jets. In addition, the outer wall 42 of the upper crown region 26 extends downwardly from the upper combustion surface 16. The outer wall 42 is formed with at least one ring groove as shown by a plurality of annular ring grooves 44 in the ring belt region 20 to receive corresponding piston rings (not shown) Here, the rings generally float freely within each ring groove 44. As with the relatively thin areas described above, the annular wall extending between the cooling gallery 22 and the ring belt region 20 is relatively thin and needs to be adequately cooled during use.

피스톤(10)의 연장된 수명을 넘어서 사용하는 동안 링 벨트 영역(20) 및, 연소 보울(40,combustion bowl)을 포함는 상부 연소면(16)의 적절한 냉각을 촉진시키기 위해, 들러붙지 않는 코팅 재료(24,non-stick coating material)가 냉각 갤러리(22)와 경계를 이루는(bounding) 표면의 적어도 일부분에 접착되거나 존재하며(도 6의 피스톤 10'), 또한 언더크라운 면(18)에도 접착되거나 존재한다. 들러붙지 않는 코팅 재료(24)는, 크롬, 크롬-다이아몬드, 니켈, 다이아몬드-유사 코팅, 크롬-질화물(chrome-nitride), AlCrN, AlTiN, 세라믹, 코발트(실례로써 제한없이, 순수 코발트 또는 WC-17Co, 또는 Co-18Cr-30Mo와 같은 코발트의 합금을 포함), 및 폴리머 재료: 로 구성된 그룹을 포함하여, 카본 증강을 저지하는 재료로부터 선택된다. 도 1 및 2에 도시된 일 실시예에서, 들러붙지 않는 코팅 재료(24)는 환형 냉각 갤러리(22)와 경계를 이루는 전체 표면에 대하여 접착되거나, 단지 냉각 갤러리(22)의 상부 부분(upper part)을 따라서 접착되며, 코팅 재료(24)는 실질적으로 링 벨트 영역(20)의 길이를 따라 연장되며 또한 연소 보울(40)의 상향으로 연장된 부분을 따라 연장된다. 이러하기에, 카본 디포짓은 이들 영역에서 축적이 방지되며, 그로인해 카본 디포짓을 포함하는 단열층이 냉각 갤러리(22)를 통해서 순환하는 오일의 냉각 효율을 억제하기 위해 형성되는 것을 방지한다. 그러므로, 순환 오일을 통해 적절한 냉각이 이루어지도록 함에 의해, 영역이 냉각되는 동안 내내 피스톤 바디(12)의 재료는 의도하지 않은 탬퍼링을 통해 약해지는 것이 방지된다. 따라서, 피스톤 바디(12)의 재료는 고강도 및 크랙 전파에 대한 내성을 유지(보유)한다. 게다가, 피스톤 링들 및 링 홈들(44)은 카본 증강을 방지하게끔 충분히 냉각되며, 그로인해 링들이 각각의 링 홈들(44)에서 붙잡혀(seized) 있지 않고 의도된 대로 유동하며 기능한다.In order to facilitate proper cooling of the upper combustion surface 16 including the ring belt region 20 and the combustion bowl 40 during use beyond the extended life of the piston 10, Stick coating material 24 adheres to or is present on at least a portion of the surface bounding the cooling gallery 22 (piston 10 'in FIG. 6) and also adheres to the undercrown surface 18 exist. The non-stick coating material 24 may be selected from the group consisting of chromium, chrome-diamond, nickel, diamond-like coatings, chrome-nitride, AlCrN, AlTiN, ceramics, cobalt (including but not limited to pure cobalt or WC- 17Co, or Co-18Cr-30Mo), and a polymer material: a material that inhibits carbon buildup. 1 and 2, the non-stick coating material 24 may be adhered to the entire surface bounding the annular cooling gallery 22, or only the upper part of the cooling gallery 22 And the coating material 24 extends substantially along the length of the ring belt region 20 and along the upwardly extending portion of the combustion bowl 40. [ Thus, the carbon deposit is prevented from accumulating in these areas, thereby preventing the insulating layer containing carbon deposit from being formed to suppress the cooling efficiency of the oil circulating through the cooling gallery 22. [ Thus, by ensuring proper cooling through the circulating oil, the material of the piston body 12 is prevented from being weakened through unintentional tampering throughout the zone being cooled. Therefore, the material of the piston body 12 maintains (holds) resistance to high strength and crack propagation. In addition, the piston rings and ring grooves 44 are sufficiently cooled to prevent carbon buildup, thereby allowing the rings to flow and function as intended, without being seized in the respective ring grooves 44.

냉각 갤러리(22)가 들러붙지 않는 코팅 재료(24)가 접착되거나 존재하는 층을 갖는 것에 더하여, 도시된 언더크라운 면(18)은 들러붙지 않는 코팅 재료(24)가 접착되거나 존재하는 층을 갖는데(도 6의 피스톤 10') 그곳을 따라 연장된다. 이러하기에, 카본 디포짓은 언더크라운 면(18) 상에서 축적이 방지되며, 그로인해 카본 디포짓의 단열층이 언더크라운 면(18)에 대하여 오일 스플래싱의 냉각 효율을 억제하기 위해 형성되는 것을 방지한다. 따라서, 전체 연소 보울(40)을 포함하여 상부 연소면(16)의 적절한 냉각을 함에 의해, 이 영역의 피스톤 바디(12)의 재료는 또한 의도하지 않은 탬퍼링을 통해 약해지는 것이 방지된다. 따라서, 상부 연소면(16)의 재료는 고강도 및 크랙 전파에 대한 내성을 유지한다. In addition to having a layer of adhesive or existing coating material 24 to which the cooling gallery 22 does not adhere, the undercrown surface 18 shown has a layer of non-sticking coating material 24 adhered or present (Piston 10 'of Fig. 6). Thus, the carbon deposit is prevented from accumulating on the undercrown surface 18, thereby preventing the insulating layer of carbon deposit from being formed to suppress the cooling efficiency of the ooze flashing with respect to the undercrown surface 18 . Thus, by proper cooling of the upper combustion surface 16 including the entire combustion bowl 40, the material of the piston body 12 of this region is also prevented from weakening through unintentional tampering. Therefore, the material of the upper combustion surface 16 maintains high strength and resistance to crack propagation.

본 발명의 다른 양상에 따라 구성된 피스톤(110)이 도 3에 도시되어 있는데, 여기에서 100의 인자에 의해 파생된 동일한 참조부호가 위에서 설명된 동일한 특징을 확인(식별)하는데 사용된다. 피스톤(110)은, 오목하게된 연소 보울(140)을 갖게 표현된 상부 연소면(116) 및 상부 연소면(116) 아래에 언더크라운 면(118)을 포함하는 피스톤 바디(112)를 갖는다. 또한 피스톤 바디(112)는 상부 연소면(116)에 인접한 링 벨트 영역(120)과 방사상 안쪽에 구성되어 링 벨트 영역(120)과 실질적으로 방사상으로 정렬되게 구성되는 폐쇄되거나 실질적으로 폐쇄된 냉각 갤러리(122)를 포함한다. 들러붙지 않는 코팅 재료(124)가 적어도 하나의 언더크라운 면(118) 및 냉각 갤러리(122)의 적어도 일 부분에 접착되게 도시되어 있는데, 여기에서 들러붙지 않는 코팅 재료(124)는, 위에서 설명된 바와 같이, 그 위에 카본 디포짓의 증강을 억제한다. A piston 110 constructed in accordance with another aspect of the present invention is shown in Fig. 3, wherein like reference numerals derived from the factor of 100 are used to identify the same features as described above. The piston 110 has a piston body 112 including an upper combustion surface 116 represented by a concave combustion bowl 140 and an undercrown surface 118 below the upper combustion surface 116. The piston body 112 also includes a ring belt region 120 adjacent the upper combustion surface 116 and a radially inner, substantially closed, substantially closed cooling gallery < RTI ID = 0.0 > (Not shown). An unattached coating material 124 is shown bonded to at least one portion of at least one undercrown surface 118 and a cooling gallery 122 wherein the non-adherent coating material 124 is a non- As a result, the buildup of carbon deposit is suppressed thereon.

피스톤 바디(112)는, 상부 크라운 영역(126)으로 언급되는 상부 부분을 갖으며, 측면으로 이격된 핀 보어들(132)을 갖는 한쌍의 핀 보스들(130)로 연장되는 하부 크라운 영역(128)으로 언급되는 하부 부분을 갖는다. 위에서 설명된 피스톤(10)과 다르게, 상부 및 하부 크라운 영역(126,128)은 별개의 부품 재료(separate pieces of material)로 구성되며, 예컨대, 용접 또는 다른 연결 처리를 통해 그 후에 서로 고정된다. The piston body 112 includes a lower crown region 128 extending with a pair of pin bosses 130 having laterally spaced pin bores 132 and having an upper portion referred to as an upper crown region 126 ). &Lt; / RTI > Unlike the piston 10 described above, the upper and lower crown regions 126 and 128 are constructed of separate pieces of material and are then secured together, for example, by welding or other jointing treatments.

제1 용접 조인트(50,first weld joint)는 별개로 만들어진 피스톤(110)의 상부 및 하부 크라운 영역(126,128)의 부분을 결합시킨다. 제1 용접 조인트(50)는 연소 보올(140)의 환형 밸리(52,annular valley) 위의 연소 보울(140)의 직립 벽(upstanding wall)을 통해서 연장된다. 따라서, 제1 용접 조인트(50)는 밸리(52) 위의 연소 보울(14)에 드러나 있다. 제1 용접 조인트(50)가 연소 보울(140)의 벽을 통해 연장되는 것에 더하여, 제2 용접 조인트(54)가 링 벨트 영역(120)의 외벽(142)을 통해서 연장된다. 따라서 상부 크라운 영역(126)은 한쌍의 상부 연결 면들을 포함할 수 있는데, 방사상 내부에서, 하향으로 향하는(facing) 연결 면(56)을 포함하며, 방사상 외부에서, 하향으로 향하는 링 벨트 영역(120)의 상부 연결 면(57)을 포함한다. 한편으로는, 따라서 하부 크라운 영역(128)은 한쌍의 하부 연결 면들을 포함할 수 있는데, 방사상 내부에서, 상향으로 향하는 하부 면(58)을 포함하며, 방사상 외부에서, 상향으로 향하는 하부 연결 면(59)을 포함한다. 연관된 하부 및 상부 연결 면들(56,57;58,59)은, 유도용접(induction welding), 마찰용접(friction welding), 저항용접(resistance welding), 전하 운반 광선(charge carrier ray), 전자 비임 용접, 레이져 용접, 교반용접(stir welding), 브레이징, 솔더링, 핫 또는 콜드 디퓨젼(hot or cold diffusion) 등과 같은 선택된 연결 처리(joining process)에 의해 결합될 수 있다. A first weld joint 50 joins the portions of the upper and lower crown regions 126, 128 of the separately made piston 110. The first weld joint 50 extends through the upstanding wall of the combustion bowl 140 above the annular valley 52 of the combustion bowl 140. Thus, the first welded joint 50 is exposed to the combustion bowl 14 above the valley 52. In addition to the first welded joint 50 extending through the wall of the combustion bowl 140, a second welded joint 54 extends through the outer wall 142 of the ring belt region 120. Thus, the upper crown region 126 may include a pair of upper connection surfaces, including radially inwardly facing connection faces 56 and radially outwardly extending downwardly facing ring belt regions 120 And the upper connecting surface 57 of the upper portion. On the one hand, therefore, the lower crown region 128 may include a pair of lower connection surfaces, which, in the radially interior, comprise an upwardly facing lower surface 58, radially outwardly, 59). The associated lower and upper connection surfaces 56,57,58,59 may be formed by a variety of methods including induction welding, friction welding, resistance welding, charge carrier ray, , Joining processes such as laser welding, stir welding, brazing, soldering, hot or cold diffusion, and the like.

상부 크라운 영역(126,upper crown region)은, 피스톤(10)의 중앙 길이방향 축(114)을 따라 취해진 단면에서 일반적으로 U-형상을 갖는 냉각 갤러리(122)의 상부 부분을 제공한다. 하부 크라운 영역(128)은, 중앙 길이방향 축(114)을 따라 취해진 단면에서 일반적으로 U-형상을 갖는 냉각 갤러리(122)의 하부 부분을 제공하며 또한 상부 연소면(116)의 벽 및 언더크라운 면(118)을 제공한다. 따라서, 상부 크라운 영역(126)을 하부 크라운 영역(128)에 연결하기에 앞서, 들러붙지 않는 코팅 재료(124)는, 언더크라운 면(118) 및/또는 양쪽이 일반적으로 U-형상의 표면으로서 도 3에 도시된 냉각 갤러리(122)와 경계를 이루는 일반적으로 U-형상 표면의 한쪽 또는 양쪽을 포함하는 별개의 상부 및 하부 부분(126,128)의 원하는 표면에 접착될 수 있다. 이러하기에, 들러붙지 않는 코팅 재료(24)는 일반적으로 U-형상의 표면 양쪽에 접착되며, 냉각 갤러리(122)의 전체 또는 상부 부분이 코팅되므로 상부 연소면 양쪽을 따라 이어지는 전체 직립 표면들(upstanding surfaces) 및 링 벨트 영역(120)이 코팅 된다. 따라서, 이러한 영역들에서 단열층을 형성하는 카본 디포짓이 방지되며, 이러한 영역들은 냉각 갤러리(122)에서 순환하는 오일에 의해 적절하게 냉각될 수 있다.The upper crown region 126 provides an upper portion of the cooling gallery 122 that is generally U-shaped in cross-section taken along the central longitudinal axis 114 of the piston 10. The lower crown region 128 provides a lower portion of the cooling gallery 122 having a generally U-shaped cross-section in a cross-section taken along the central longitudinal axis 114 and also includes a wall and undercrown To provide a surface 118. Thus, prior to connecting the upper crown region 126 to the lower crown region 128, the non-stick coating material 124 may be formed from the undercrown surface 118 and / or both as a generally U-shaped surface May be adhered to desired surfaces of separate upper and lower portions 126,128 that include one or both of the generally U-shaped surfaces that border the cooling gallery 122 shown in FIG. Thus, the non-stick coating material 24 is adhered to both generally U-shaped surfaces and the entire or upper portion of the cooling gallery 122 is coated so that the entire upright surfaces (e.g., upstanding surfaces and a ring belt region 120 are coated. Therefore, carbon deposit forming the insulating layer in these areas is prevented, and these areas can be suitably cooled by the circulating oil in the cooling gallery 122. [

본 발명의 다른 양상에 따라 구성된 피스톤(210)이 도 4에 도시되어 있는데, 여기에서 200의 인자에 의해 파생된 동일한 참조부호가 위에서 설명된 동일한 특징을 확인(식별)하는데 사용된다. 피스톤(210)은, 오목하게된 연소 보울(240)을 갖게 표현된 상부 연소면(216) 및 상부 연소면(216) 아래에 언더크라운 면(218)을 포함하는 피스톤 바디(212)를 갖는다. 또한 피스톤 바디(212)는 상부 연소면(216)에 인접한 링 벨트 영역(220)을 포함한다. 전체적으로, 피스톤 바디(212)는 도 3에 도시된 피스톤 바디(112)와 유사하게 구성되는데, 그러나, 별개의 부품 재료로 구성되기 보다는 하나의 단일체 부품 재료로 구성된다. 또한, 폐쇄되거나 실질적으로 폐쇄된 냉각 갤러리를 갖기 보다는, 피스톤 바디(212)는, 방사상 안쪽에 구성되어 링 벨트 영역(220)과 실질적으로 방사상으로 정렬되게 구성되는 "개방"(open)된 냉각 갤러리(222)를 갖는다. "개방" 이라고 언급되는 것은 냉각 갤러리(222)가 그 하부 부분을 따라 개방되어 있는 것을 의미하고, 이전 실시예에서와 같은 바닥부분(floor)를 포함하지 않는다. 들러붙지 않는 코팅 재료(224)는, 양쪽에 도시된, 및 냉각 갤러리(222) 및 언더크라운 면(218) 중 적어도 하나에 접착되게 도시되어 있는데, 여기에서 들러붙지 않는 코팅 재료(224)는, 위에서 논의된 바와 같이, 그 위에 카본 디포짓의 증강을 억제한다. 도시된 바와 같이, 들러붙지 않는 코팅 재료(224)는 연속해서 끊임없는 코팅 층으로 언더크라운 면(218) 및 냉각 갤러리(22)와 경계를 이루는 표면을 따라서 연장된다. 코팅이 열 분무 방법을 통해 적용되는 경우, 코팅은 분무 방향과 수직을 이루는 갤러리 영역을 따라 우선적으로 접착될 것이다.A piston 210 constructed in accordance with another aspect of the present invention is shown in FIG. 4, wherein like reference numerals derived from the factor of 200 are used to identify the same features as described above. The piston 210 has a piston body 212 that includes an upper combustion surface 216 represented by a concave combustion bowl 240 and an undercrown surface 218 below the upper combustion surface 216. The piston body 212 also includes a ring belt region 220 adjacent the upper combustion surface 216. Overall, the piston body 212 is configured similar to the piston body 112 shown in FIG. 3, but consists of one monolithic component material rather than a separate component material. In addition, rather than having a closed or substantially closed cooling gallery, the piston body 212 may include a cooling gallery (not shown) configured to be radially inwardly configured to be substantially radially aligned with the ring belt region 220, (222). What is referred to as "open" means that the cooling gallery 222 is open along its lower portion, and does not include a floor as in the previous embodiment. The non-stick coating material 224 is shown bonded to at least one of the cooling gallery 222 and the undercrown surface 218, shown on both sides, wherein the non- As discussed above, the buildup of carbon deposit is suppressed thereon. As shown, the non-stick coating material 224 extends continuously along the surface bounding the undercrown surface 218 and the cooling gallery 22 into a continuous coating layer. If the coating is applied through a thermal spray method, the coating will preferentially adhere along a gallery area perpendicular to the spray direction.

본 발명의 또 다른 양상에 따라 구성된 피스톤(310)이 도 5에 도시되어 있는데, 여기에서 300의 인자에 의해 파생된 동일한 참조부호가 위에서 설명된 동일한 특징을 확인(식별)하는데 사용된다. 피스톤(310)은 오목하게된 연소 보울(340)을 갖게 표현된 상부 연소면(316) 및 상부 연소면(316) 아래에 언더크라운 면(318)을 포함하는 피스톤 바디(312)를 갖는다. 또한 피스톤 바디(312)는 상부 연소면(316)에 인접한 링 벨트 영역(320)과 방사상 안쪽에 구성되어 링 벨트 영역(320)과 실질적으로 방사상으로 정렬되게 구성되는 폐쇄되거나 실질적으로 폐쇄된 냉각 갤러리(322)를 포함한다. 들러붙지 않는 코팅 재료(324)가 적어도 하나의 언더크라운 면(318) 및 냉각 갤러리(322)의 적어도 일 부분에 접착되게 도시되어 있는데, 여기에서 들러붙지 않는 코팅 재료(324)는, 위에서 설명된 바와 같이, 그 위에 카본 디포짓의 증강을 억제한다. A piston 310 constructed in accordance with another aspect of the present invention is shown in FIG. 5, wherein like reference numerals derived from the factor of 300 are used to identify the same features as described above. The piston 310 has a piston body 312 that includes an upper combustion surface 316 represented with a recessed combustion bowl 340 and an undercrown surface 318 below the upper combustion surface 316. The piston body 312 also includes a ring belt region 320 adjacent the upper combustion surface 316 and a radially inner inner ring belt region 320 configured to be substantially radially aligned with the ring belt region 320. A closed or substantially closed cooling gla include Li 322. An unattached coating material 324 is shown bonded to at least one portion of at least one undercrown surface 318 and the cooling gallery 322 wherein the non-stick coating material 324 is applied As a result, the buildup of carbon deposit is suppressed thereon.

도 3의 피스톤 바디(112)에 대해 설명된 바와 같이, 피스톤 바디(312)는 상부 크라운 영역(326)으로 언급되는 상부 부분을 갖으며, 측면으로 이격된 핀 보어들(332)을 갖는 한쌍의 핀 보스들(330)로 연장되는 하부 크라운 영역(328)으로 언급되는 하부 부분을 갖는다. 상부 및 하부 크라운 영역(326,328)은 별개의 부품 재료로 구성되며 그 후에(나중에) 서로 고정된다.3, the piston body 312 has a top portion referred to as an upper crown region 326, and a pair of pin bores 332 having laterally spaced pin bores 332 And a lower portion referred to as a lower crown region 328 extending to the pin bosses 330. [ The upper and lower crown regions 326 and 328 are constructed of separate component materials and are then (later) secured to one another.

제1 용접 조인트(350)는 별개로 만들어진 피스톤(310)의 상부 및 하부 크라운 영역(326,328)의 부분을 결합시킨다. 그러나 피스톤(110)과는 다르게, 제1 용접 조인트(350)는 연소 보올(340)의 환형 밸리(352,annular valley) 위의 연소 보울(340)의 직립 벽(upstanding wall)을 통해서 연장되지 않으며, 오히려 제1 용접 조인트(350)는 연소 보울(340)의 아래에 형성된다. 연소 보울(340)은, 연소 보울의 직립 벽을 포함하여 전적으로 상부 크라운 영역(326)의 재료로 형성된다. 제1 용접 조인트(35)에 더하여, 제2 용접 조인트(354)가 링 벨트 영역(320)의 외벽(342)을 통해서 연장된다. 따라서 상부 크라운 영역(326)은 한쌍의 상부 연결 면들(upper joining surfaces)을 포함할 수 있는데, 방사상 내부에서, 연소 보울(340) 아래에 하향으로 향하는(facing) 연결 면(356)을 포함하며, 방사상 외부에서, 링 벨트 영역(320) 내에 하향으로 향하는 상부 연결 면(357)을 포함한다. 한편으로, 하부 크라운 영역(328)은 한쌍의 하부 연결 면들(lower joining surfaces)을 포함할 수 있는데, 방사상 내부에서, 상향으로 향하는 하부 면(358)을 포함하며, 방사상 외부에서, 상향으로 향하는 하부 연결 면(359)을 포함한다. 연관된 하부 및 상부 연결 면들(356,357;358,359)은 유도용접, 마찰용접, 저항용접, 전하 운반 광선(charge carrier ray), 전자 비임 용접, 레이져 용접, 교반용접(stir welding), 브레이징, 솔더링, 핫 또는 콜드 디퓨젼(hot or cold diffusion) 등과 같은 선택된 연결 처리에 의해 결합될 수 있다. The first weld joint 350 joins the portions of the upper and lower crown regions 326 and 328 of the separately made piston 310. However, unlike the piston 110, the first weld joint 350 does not extend through the upstanding wall of the combustion bowl 340 above the annular valley 352 of the combustion bowl 340 Rather, a first weld joint 350 is formed beneath the combustion bowl 340. The combustion bowl 340 is formed entirely of the material of the upper crown region 326, including the upright wall of the combustion bowl. In addition to the first weld joint 35, a second weld joint 354 extends through the outer wall 342 of the ring belt region 320. Thus, the upper crown region 326 may include a pair of upper joining surfaces, including radially inner, connecting surfaces 356 that face down below the combustion bowl 340, And includes an upper connecting surface 357 that faces downwardly in the ring belt region 320, radially outside. On the one hand, the lower crown region 328 may include a pair of lower joining surfaces, including, in the radially interior, an upwardly facing lower surface 358, radially outward, And a connecting surface 359. The associated lower and upper connecting surfaces 356,357,358,359 may be formed by at least one of the following methods: induction welding, friction welding, resistance welding, charge carrier ray, electron beam welding, laser welding, stir welding, brazing, Such as a hot or cold diffusion, or the like.

상부 크라운 영역(326)은, 피스톤(310)의 중앙 길이방향 축(314)을 따라 취해진 단면에서 일반적으로 U-형상을 갖는 냉각 갤러리(322)의 상부 부분을 제공한다. 하부 크라운 영역(328)은, 중앙 길이방향 축(314)을 따라 취해진 단면에서 일반적으로 U-형상을 갖는 냉각 갤러리(322)의 하부 부분을 제공한다. 따라서, 상부 크라운 영역(326)을 하부 크라운 영역(328)에 연결하기에 앞서, 들러붙지 않는 코팅 재료(324)는, 언더크라운 면(318) 및/또는 단지 냉각 갤러리(322)의 상부 부분과 경계를 이루는 일반적으로 U-형상의 표면으로서 도 5에 도시된, 냉각 갤러리(322)와 경계를 이루는 일반적으로 U-형상 표면의 한쪽 또는 양쪽을 포함하는 별개의 상부 및 하부 부분(326,328)의 원하는 표면에 접착될 수 있다. 이러하기에, 단지 냉각 갤러리(322)의 상부 부분은 연소 보울(340)을 따라서 연장되는 부분을 포함하며, 한편 하부 부분(328)에 의해 제공되는 냉각 갤러리(322)의 하부 부분은 코팅 재료(324)가 없는 상태로 남아 있는다. 따라서, 제조에 있어서, 들러붙지 않는 코팅 재료(324)는 상부 부분(326)의 원하는 표면들에 접착될 수 있으며, 한편 하부 부분(328)은 코팅되지 않은 상태로 남아 있는다. 따라서, 들러붙지 않는 코팅 재료(324)는, 낭비하지 않고 필요에 따라 원하는 영역(구역)에 적용된다.The upper crown region 326 provides an upper portion of the cooling gallery 322 that is generally U-shaped in cross-section taken along the central longitudinal axis 314 of the piston 310. The lower crown region 328 provides a lower portion of the cooling gallery 322 that is generally U-shaped in cross-section taken along the central longitudinal axis 314. Thus, prior to connecting the upper crown region 326 to the lower crown region 328, the non-adherent coating material 324 may be formed on the undercrown surface 318 and / or only the upper portion of the cooling gallery 322 Shaped top surface 326, 328, including one or both of the generally U-shaped surfaces that border the cooling gallery 322, shown in Figure 5 as the generally U- Can be adhered to the surface. Only the upper portion of the cooling gallery 322 includes a portion extending along the combustion bowl 340 while the lower portion of the cooling gallery 322 provided by the lower portion 328 includes the coating material 324). Thus, in manufacturing, the non-stick coating material 324 may adhere to desired surfaces of the upper portion 326 while the lower portion 328 remains uncoated. Thus, the non-stick coating material 324 is applied to the desired area (area) as needed without waste.

상기 지침을 고려하여 본 발명의 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 그러므로, 첨부된 청구항의 범주 내에서, 본 발명은 구체적으로 설명된 것과는 다르게 실행될 수 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다.Obviously, various modifications and variations of the present invention are possible in light of the above teachings. It is therefore to be understood that within the scope of the appended claims, the invention may be practiced otherwise than as specifically described.

Claims

A piston for an internal combustion engine,
The piston comprising: a piston body having an upper combustion surface configured to be directly exposed to the combustion gas inside the cylinder bore and an undercrown surface located below the upper combustion surface; And the piston body has a ring belt zone configured to receive at least one piston ring adjacent the upper combustion surface and a cooling gallery configured radially inwardly in the ring belt zone and configured to be substantially radially aligned with the ring belt zone,
A non-stick material adhered to or contained in the material forming at least one portion of the under crown surface and the cooling gallery; Wherein the non-stick material comprises cobalt,
Wherein the piston is a piston.

The method according to claim 1,
And the non-stick material is adhered to at least a portion of the under crown surface and the cooling gallery.

The method according to claim 1,
Wherein the piston body comprises a monolithic piece of material. &Lt; RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >

The method of claim 3,
Wherein the cooling gallery is a closed gallery.

The method according to claim 1,
Characterized in that the non-stick material is selected from the group consisting of pure cobalt, WC-17Co, Co-18Cr-30Mo, and cobalt-containing alloy.

The method according to claim 1,
The piston body includes an upper crown comprised of a first component material and a lower crown comprised of a second component material separated from an upper crown, wherein the upper crown is secured to the lower crown and the non-sticking material comprises at least one of an upper crown and a lower crown Wherein the piston is bonded to one of the first and second pistons.

The method according to claim 6,
And the lower crown does not have any material that does not adhere to it.

8. The method of claim 7,
And the non-stick material is adhered to at least a portion of the under crown surface and the cooling gallery.

9. The method of claim 8,
Wherein the cooling gallery is a closed gallery.

The method according to claim 6,
And the non-stick material is bonded to the upper crown and the lower crown.

The method according to claim 1,
Wherein the piston body comprises a steel alloy comprising a material that does not stick as a constituent of the steel ingot.

A method of constructing a piston for an internal combustion engine,
The method comprises:
Forming a piston body having an upper combustion surface configured to be directly exposed to the combustion gas inside the cylinder bore and an undercrown surface below the upper combustion surface;
Forming a ring belt region configured to receive at least one piston ring adjacent the upper combustion surface;
A cooling gallery formed radially inwardly and substantially radially aligned with the ring belt region; And
Forming at least one portion of the at least one undercrown surface and the cooling gallery from non-stick material selected from the group consisting of pure cobalt, WC-17Co, Co-18Cr-30Mo, or cobalt-containing alloy; Wherein the piston is a piston.

13. The method of claim 12,
Wherein the piston body is formed of a monolithic component material.

14. The method of claim 13,
Wherein the cooling gallery is formed of a closed gallery and the non-stick material is adhered to the cooling gallery.

13. The method of claim 12,
Wherein the piston body is formed with an upper crown and a lower crown comprised of discrete component materials and further comprising securing the upper crown to the lower crown.

16. The method of claim 15,
Further comprising maintaining the lower crown without any non-sticking material.

17. The method of claim 16,
Further comprising adhering the non-stick material to at least a portion of the undercrown surface and the cooling gallery.

13. The method of claim 12,
Further comprising forming a piston body from a steel alloy comprising a material that does not stick as a constituent of the alloy.