RU155143U1 - PISTON OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH CATALYTIC-ACTIVE THERMAL BARRIER CERAMIC COATING. - Google Patents
PISTON OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH CATALYTIC-ACTIVE THERMAL BARRIER CERAMIC COATING. Download PDFInfo
- Publication number
- RU155143U1 RU155143U1 RU2014140844/06U RU2014140844U RU155143U1 RU 155143 U1 RU155143 U1 RU 155143U1 RU 2014140844/06 U RU2014140844/06 U RU 2014140844/06U RU 2014140844 U RU2014140844 U RU 2014140844U RU 155143 U1 RU155143 U1 RU 155143U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- internal combustion
- combustion engine
- thermal barrier
- ceramic coating
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
Поршень двигателя внутреннего сгорания с каталитически-активным термобарьерным керамическим покрытием, содержащим в своем составе оксид алюминия, отличающийся тем, что в состав покрытия дополнительно входит оксид церия.The piston of an internal combustion engine with a catalytically active thermal barrier ceramic coating containing aluminum oxide, characterized in that the coating composition additionally includes cerium oxide.
Description
Поршень двигателя внутреннего сгорания с каталитически-активным термобарьерным керамическим покрытием.Piston of an internal combustion engine with a catalytically active thermal barrier ceramic coating.
Полезная модель относится к двигателестроению, а в частности к поршням двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с каталитически-активным термобарьерным керамическим покрытием.The utility model relates to engine building, and in particular to pistons of an internal combustion engine (ICE) with a catalytically active thermal barrier ceramic coating.
Известен патент (US4245611 (A) ― 1981-01-20 F02B23/06), керамическая изоляция поршня в двигателе. В нем предлагается термоизолировать центральную часть днища поршня керамической накладкой, которая изготовлена в виде перевернутого конуса. При этом избыточное напряжение, действующие на керамический вкладыш поглощается слоем волокнистого металла, находящегося между вкладышем и поршнем.Known patent (US4245611 (A) - 1981-01-20 F02B23 / 06), ceramic insulation of the piston in the engine. It proposes to insulate the central part of the piston bottom with a ceramic plate, which is made in the form of an inverted cone. In this case, the excess voltage acting on the ceramic liner is absorbed by the layer of fibrous metal located between the liner and the piston.
Известна также заявка на патент (JP47-168729, F 02F 3/10, 1982) способ изготовления поршня с керамической изоляцией. На днище поршня наклеивается слой композита из неорганических металлических волокон и легкого сплава. Затем на слой композита наносится слой термостойкого сплава, а на него слой керамического материала.Also known patent application (JP47-168729, F 02F 3/10, 1982) a method of manufacturing a piston with ceramic insulation. A layer of a composite of inorganic metal fibers and a light alloy is glued on the piston bottom. Then, a layer of heat-resistant alloy is applied to the composite layer, and a layer of ceramic material is applied to it.
Существует патент (US4735128 (A) ― 1988-04-05 F 02F 3/06). В нем предлагают теплоизоляцию днища поршня, осуществлять методом механического соединения между керамическим вкладышем и поршнем. Механическое соединение осуществляется заполнением пор, имеющихся в керамической части, материалом поршня, происходящим в процессе формовки с подпрессовкой.There is a patent (US4735128 (A) - 1988-04-05 F 02F 3/06). It offers thermal insulation of the piston bottom, carried out by mechanical connection between the ceramic liner and the piston. The mechanical connection is carried out by filling the pores present in the ceramic part with the piston material that occurs during molding with prepress.
Предлагаемые авторами способы теплоизоляции с применением промежуточного слоя между металлом и керамикой, а также механического соединения осуществляется за счет заполнения металлом в поры керамического материала. В приведенных примерах, различия коэффициентов линейного расширения двух материалов, алюминия и керамики, приводит при нагреве и охлаждении к неизбежному разрушению керамической накладки. Кроме того, эти способы довольно трудоемки.The methods of thermal insulation proposed by the authors using an intermediate layer between metal and ceramics, as well as mechanical bonding, are carried out by filling metal into the pores of the ceramic material. In the above examples, differences in the linear expansion coefficients of the two materials, aluminum and ceramic, lead to the inevitable destruction of the ceramic lining upon heating and cooling. In addition, these methods are quite laborious.
Ближайшим аналогом является патент на полезную модель (RU 56483 F02B77/02 10.09.2006) поршень двигателя внутреннего сгорания. Выполненный из легкого сплава, содержащего алюминий, выполнен из сплава с рабочей температурой не менее 300°С и снабжен по наружной поверхности теплозащитным, износостойким покрытием, выполненным в электролите в режиме микроплазменного оксидирования. При этом покрытие выполнено из корунда.The closest analogue is the patent for a utility model (RU 56483 F02B77 / 02 09/10/2006) the piston of an internal combustion engine. Made of a light alloy containing aluminum, it is made of an alloy with a working temperature of at least 300 ° C and is provided on the outer surface with a heat-protective, wear-resistant coating made in an electrolyte in the microplasma oxidation mode. The coating is made of corundum.
Недостатком ближайшего аналога является то, что покрытие поршня выполнено из оксида алюминия, без добавления оксида церия, в отличие от заявляемого поршня, в состав покрытия которого помимо оксида алюминия добавлен оксид церия, который является эффективным катализатором ускоряющим процесс и полноту сгорания топлива, что необходимо при работе ДВС.The disadvantage of the closest analogue is that the piston coating is made of alumina without adding cerium oxide, in contrast to the inventive piston, in addition to alumina, cerium oxide is added to the coating composition, which is an effective catalyst accelerating the process and completeness of fuel combustion, which is necessary when ICE work.
Оксидные слои, получаемые методом микродугового оксидирования, характеризуются высокой адгезией, стойкостью к термоударам и термоциклированию.The oxide layers obtained by the microarc oxidation method are characterized by high adhesion, resistance to thermal shock, and thermal cycling.
Оксид церия, а также его бинарные и тройные оксиды (в том числе с алюминием) являются эффективными катализаторами конверсии углеводородов и угарного газа (СО) при достаточно низких температурах (порядка 500°С, что соответствует условиям камеры двигателя внутреннего сгорания), ускоряющими процесс и полноту горения топлива.Cerium oxide, as well as its binary and ternary oxides (including with aluminum) are effective catalysts for the conversion of hydrocarbons and carbon monoxide (CO) at sufficiently low temperatures (about 500 ° C, which corresponds to the conditions of the chamber of an internal combustion engine), accelerating the process and completeness of fuel combustion.
Задачей стоящей перед авторами является повышение надежности и эффективности в работе поршней ДВС, увеличение коэффициента полезного действия (КПД) ДВС, снижение уровня выбросов угарного газа (СО), углекислого газа (СО2) и углеводородов в окружающую среду.The objective of the authors is to increase the reliability and efficiency of the internal combustion engine pistons, increase the internal combustion engine's efficiency (Efficiency), and reduce the level of carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2) and hydrocarbon emissions into the environment.
Поставленная задача решается благодаря формированию на поршне ДВСThe problem is solved thanks to the formation of the internal combustion engine on the piston
каталитически-активного керамического термобарьерного покрытия, на основе оксида алюминия и оксида церия, методом микродугового (плазменного электролитического) оксидирования.catalytically active ceramic thermal barrier coating, based on aluminum oxide and cerium oxide, by the method of microarc (plasma electrolytic) oxidation.
Сущностью полезной модели является возможность увеличеняе полноты сгорания топлива, что приводит к снижению уровня выбросов угарного газа (СО), углекислого газа (СО2) и углеводородов в окружающую среду и как следствие увеличение КПД ДВС, благодаря формированию на поршне ДВСThe essence of the utility model is the possibility of increasing the completeness of fuel combustion, which leads to a decrease in the level of emissions of carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2) and hydrocarbons into the environment and, as a result, an increase in the ICE efficiency due to the formation of an ICE on the piston
каталитически-активного керамического термобарьерного покрытия, на основе оксида алюминия и оксида церия, методом микродугового (плазменного электролитического) оксидирования.catalytically active ceramic thermal barrier coating, based on aluminum oxide and cerium oxide, by the method of microarc (plasma electrolytic) oxidation.
На фиг. 1 изображен поршень ДВС 1 с каталитически-активным термобарьерным керамическим покрытием 2.In FIG. 1 shows the piston of ICE 1 with a catalytically active thermal barrier
Реализация полезной модели:Utility Model Implementation:
На поверхности днища и юбки поршня ДВС 1, методом микродугового (плазменного электролитического) оксидирования, формируется двуслойное каталитически-активное термобарьерное керамическое покрытие 2, толщиной 15-150 мкм. Первый (внутренний) слой покрытия, толщиной 5-100 мкм., состоит в основном из алюминия (не менее 90 мол. %) и контактирует непосредственно с металлом из которого изготовлен поршень и головка сферы камеры ДВС. Первый слой имеет высокую твердость и износостойкость. Второй (внешний) пористый слой, толщиной 10-100 мкм., состоит из оксида алюминия, оксида кремния и оксида церия в мольной доле от 1 до 50%. Второй слой имеет высокую адгезионную прочность, стойкость к термоударам и термоциклированию, также обладает термобарьерным и каталитическим эффектом. Дополнительно покрытие может содержать оксиды меди и магния.A two-layer catalytically active thermal barrier
Техническим эффектом от использования поршня двигателя внутреннего сгорания с каталитически-активным термобарьерным керамическим покрытием, является:The technical effect of using the piston of an internal combustion engine with a catalytically active thermal barrier ceramic coating is:
- повышения температуры в камере сгорания;- increase the temperature in the combustion chamber;
- увеличение полноты сгорания топлива;- increase the completeness of fuel combustion;
- снижение уровня выбросов угарного газа (СО), углекислого газа (СО2) и углеводородов в окружающую среду;- reduction of emissions of carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2) and hydrocarbons in the environment;
- уменьшение тепловой нагрузки на систему охлаждения и другие детали двигателя;- reduction of thermal load on the cooling system and other engine parts;
- увеличение КПД ДВС.- increase the efficiency of the internal combustion engine.
Таким образом задача стоящая перед авторами по повышению надежности и эффективности в работе поршней ДВС, увеличение коэффициента полезного действия (КПД) ДВС, снижение уровня выбросов угарного газа (СО), углекислого газа (СО2) и углеводородов в окружающую среду, выполнена.Thus, the task facing the authors to increase the reliability and efficiency of the internal combustion engine pistons, increase the internal combustion engine's efficiency (COP), reduce the level of carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2) and hydrocarbon emissions into the environment, has been completed.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014140844/06U RU155143U1 (en) | 2014-10-09 | 2014-10-09 | PISTON OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH CATALYTIC-ACTIVE THERMAL BARRIER CERAMIC COATING. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014140844/06U RU155143U1 (en) | 2014-10-09 | 2014-10-09 | PISTON OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH CATALYTIC-ACTIVE THERMAL BARRIER CERAMIC COATING. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU155143U1 true RU155143U1 (en) | 2015-09-20 |
Family
ID=54148206
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014140844/06U RU155143U1 (en) | 2014-10-09 | 2014-10-09 | PISTON OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH CATALYTIC-ACTIVE THERMAL BARRIER CERAMIC COATING. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU155143U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU198607U1 (en) * | 2020-03-24 | 2020-07-20 | Роман Дмитриевич Лебедев | Forged internal combustion engine piston |
-
2014
- 2014-10-09 RU RU2014140844/06U patent/RU155143U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU198607U1 (en) * | 2020-03-24 | 2020-07-20 | Роман Дмитриевич Лебедев | Forged internal combustion engine piston |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102557856B1 (en) | Thermally insulated steel piston crown and its manufacturing method using ceramic coating | |
US9957916B2 (en) | Internal combustion engine | |
JP6178303B2 (en) | Internal combustion engine | |
JP2009243352A (en) | Internal combustion engine | |
JP6356823B2 (en) | Heat-resistant member with thermal barrier coating and method for manufacturing the same | |
JPWO2013129430A1 (en) | Thermal insulation member and engine combustion chamber structure | |
JP2014001718A (en) | Heat insulation structure of engine combustion chamber component and manufacturing method of the same | |
US10428760B2 (en) | Piston with thermally insulating insert and method of construction thereof | |
RU155143U1 (en) | PISTON OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH CATALYTIC-ACTIVE THERMAL BARRIER CERAMIC COATING. | |
CN110056423A (en) | Charge compression self-ignition type internal combustion engine | |
JP2013194561A (en) | Compression self ignition engine | |
CN105986921B (en) | Piston for internal combustion engine, the internal combustion engine including it and its manufacturing method | |
RU2581329C1 (en) | Catalytically active thermal barrier ceramic coating on surface of chamber of internal combustion engine | |
Gosai et al. | Performance and exhaust emission studies of an adiabatic engine with optimum cooling | |
RU165036U1 (en) | Piston for internal combustion engine with catalytically active thermal barrier ceramic coating on the surface of the bottom, piston skirt and piston ring grooves | |
JP2013185201A (en) | Thermal insulation coating structure and method for producing the same | |
Gautam et al. | Thermal barrier coatings for internal combustion engines: A review | |
US20190390591A1 (en) | Piston for internal combustion engine and method of manufacturing same | |
WO2016056941A1 (en) | Internal combustion engine piston | |
JP5910416B2 (en) | Manufacturing method of piston for engine | |
CN109763911A (en) | Bimetal piston head including heat insulating coat | |
JPS5815742A (en) | Engine part having flamed surface | |
JP2015081527A (en) | Heat insulation layer provided on member surface facing engine combustion chamber | |
CN106715880B (en) | Piston, piston machine with piston and automobile with piston machine | |
RU198607U1 (en) | Forged internal combustion engine piston |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20161010 |