BRPI1007033B1

BRPI1007033B1 - bloco cilíndrico e método de formação de revestimento por aspersão térmica

Info

Publication number: BRPI1007033B1
Application number: BRPI1007033A
Authority: BR
Inventors: Shimizu Akira; Izawa Yoshinori
Original assignee: Nissan Motor
Priority date: 2009-03-04
Filing date: 2010-02-19
Publication date: 2019-09-10
Also published as: JP2010202937A; EP2403972B1; CN102317495B; RU2483139C1; JP5651922B2; KR20110117206A; EP2403972A4; BRPI1007033A2; EP2403972A1; CN102317495A; KR101332447B1; US8651083B2; US20110297118A1; WO2010100533A1; RU2011140149A

Abstract

bloco cilíndrico e método de formação de revestimento por aspersão térmica tem-se provisão de um bloco cilíndrico (1) incorporando um orifício em cilindro (2) e um revestimento metálico por aspersão térmica posicionado junto a uma parede interna (2a) do orifício em cilindro (2). a parede interna (2a) apresenta primeira e segunda seções de parede que se apresentam localizadas em diferentes localidades axiais ao longo da parede interna do orifício em cilindro (2). o revestimento metálico por aspersão térmica (3) é posicionado junto a parede interna (2a) do orifício em cilindro (2) por meio da pulverização de gotículas de um metal fundido. o revestimento metálico por aspersão térmica (3) inclui uma primeira porção de revestimento por aspersão térmica (3a) apresentando uma primeira concentração de óxido de ferro e uma segunda porção de revestimento por aspersão térmica (38) apresentando uma segunda concentração de óxido de ferro. a primeira porção de revestimento por aspersão térmica (3a) encontra-se posicionada junto a primeira seção de parede. a segunda porção de revestimento por aspersão térmica (38) encontra-se posicionada junto a segunda seção de parede. a segunda concentração de óxido de ferro é diferente da primeira concentração de óxido de ferro.

Description

“BLOCO CILÍNDRICO E MÉTODO DE FORMAÇÃO DE REVESTIMENTO POR ASPERSÃO TÉRMICA”

REFERÊNCIA CORRELATA A PEDIDOS RELACIONADOS

Este pedido reivindica a prioridade referente ao Pedido de Patente Japonesa N ° 2009-051012, depositado em 4 de Março de 2009. Todo o conteúdo referente ao Pedido de Patente Japonesa N° 2009-051012 é incorporado junto ao relatório presente na forma de referência.

ANTECEDENTES

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se, em termos gerais, a um bloco cilíndrico apresentando um revestimento por aspersão térmica formado sobre uma parede interna de um orifício em cilindro e um método de formação desse revestimento por aspersão térmica. Mais especificamente, a presente invenção está relacionada a um bloco cilíndrico apresentando um revestimento por aspersão térmica formado sobre um orifício em cilindro do bloco de cilindro aonde o revestimento por aspersão térmica apresenta características de desempenho aperfeiçoado requeridas pelas respectivas seções de um orifício em cilindro.

Informação Sobre Antecedentes

A Patente Norte-Americana N° 5592927 descreve uma tecnologia para a formação de um revestimento por aspersão térmica em uma parede interna de um orifício em cilindro de um bloco cilíndrico de liga de alumínio na forma de um revestimento para cilindro. O revestimento por aspersão térmica é feito através de gotículas de atomização de um material de metal fundido e da aspersão de material de metal fundido junto a parede interna do orifício em cilindro.

SUMÁRIO

Tem-se encontrado que junto a uma seção do orifício em cilindro próxima à câmara de combustão encontra-se a necessidade por uma excelência de adesão do revestimento por aspersão térmica com respeito a superfície da parede interna devido aquela seção do orifício em cilindro estar sujeita a temperaturas elevadas. Tem-se ainda que na seção do orifício em cilindro aonde o pistão se movimenta de modo deslizante, o revestimento por aspersão térmica necessita de apresentar excelente desempenho de deslizamento com respeito ao pistão. Assim, o revestimento por aspersão térmica necessita de ser firmado fortemente junto a superfície da parede interna do orifício em cilindro na vizinhança da câmara de combustão, enquanto que o revestimento por aspersão térmica necessita de apresentar uma baixa resistência friccional com respeito ao pistão na seção do orifício em cilindro aonde o pistão desliza.

Contudo, com a tecnologia de aspersão térmica apresentada no documento de patente mencionado acima, o revestimento por aspersão térmica é formado com propriedades características ao longo de toda a superfície interna do orifício em cilindro (ou seja, sendo uniformes a dureza, a resistência adesiva, a porosidade e outras propriedades do revestimento). Consequentemente, o revestimento não é capaz de atender a ambas condições descritas acima.

Um objetivo da presente invenção consiste no fornecimento de um bloco cilíndrico apresentando um revestimento por aspersão térmica que atenda as características de desempenho requeridas pelas seções respectivas do orifício em cilindro. Um outro objetivo da presente invenção consiste na provisão de um método de formação do revestimento por aspersão térmica.

Em vista do estado da tecnologia conhecido, um aspecto da presente invenção consiste na provisão de um bloco cilíndrico compreendendo principalmente de um orifício em cilindro e de um revestimento metálico por aspersão térmica disposto em uma parede interna do orifício em cilindro. A parede interna apresenta uma primeira seção de parede e uma segunda seção de parede. As primeira e segunda seções de parede encontram-se Ιοί 5 calizadas em diferentes localizações axiais ao longo da parede interna do orifício em cilindro. O revestimento metálico por aspersão térmica é disposto na parede interna do orifício em cilindro por aspersão de gotículas de um metal fundido. O revestimento metálico por aspersão térmica inclui uma primeira porção por aspersão térmica apresentando uma primeira concentração de óxido de ferro. A primeira porção de revestimento por aspersão térmica é 20 disposta na primeira seção de parede da parede interna do orifício em cilindro. A segunda porção de revestimento por aspersão térmica encontra-se disposta na segunda seção de parede da parede interna do orifício em cilindro. A segunda concentração de óxido de ferro é diferente da primeira concentração de óxido de ferro.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Com referência agora aos desenhos em anexo que formam uma parte deste relatório descritivo original:

a Figura 1 consiste de uma vista em perspectiva de um bloco cilíndrico aonde um revestimento por aspersão térmica é formado de acordo com uma modalidade;

a Figura 2 consiste de uma vista em seção transversal simplificada, ampliada de uma parede interna de um orifício em cilindro do bloco cilíndrico mostrado na Figura 1 apresentando fatores relevantes do revestimento por aspersão térmica;

a Figura 3 consiste de uma vista em seção transversal simplificada, ampliada de um dos orifícios em cilindro do bloco cilíndrico mostrado na Figura 1 apresentando uma primeira parte de um processo de formação de um revestimento por aspersão térmica sobre uma 35 primeira seção de parede de um orifício em cilindro na vizinhança de uma câmara de combustão;

a Figura 4 consiste de uma vista em seção transversal simplificada ampliada do ori fício em cilindro mostrado na Figura 3 apresentando uma segunda parte de um processo de formação de um revestimento por aspersão térmica na primeira seção de parede do orifício em cilindro na vizinhança da câmara de combustão;

a Figura 5 consiste de uma vista em seção transversal simplificada ampliada do orifício em cilindro mostrado na Figura 4 apresentando uma primeira parte de um processo de formação de um revestimento por aspersão térmica em uma segunda seção de parede do orifício em cilindro em uma seção do orifício em cilindro aonde dá-se o deslizamento do pistão;

a Figura 6 consiste de uma vista em seção transversal simplificada, ampliada do orifício em cilindro mostrada na Figura 5 apresentando uma segunda parte de um processo de formação de um revestimento por aspersão térmica sobre a segunda seção de parede do orifício em cilindro na seção do orifício em cilindro aonde dá-se o deslizamento do pistão; e a Figura 7 consiste de uma vista em seção transversal de um orifício em cilindro de um bloco cilíndrico mostrado na Figura 1 apresentando os fatores de um revestimento por aspersão térmica de acordo com outra modalidade.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES

As modalidades selecionadas serão descritas a seguir com referência aos desenhos. Deve estar evidente para os especialistas na áreas a partir deste relatório descritivo que as descrições a seguir das modalidades são providas somente para finalidades ilustrativas e não para fins de restringirem o limite da invenção definida conforme as reivindicações apensas e seus equivalentes.

Com referência inicialmente a Figura 1, um bloco cilíndrico de motor 1 é ilustrado com os revestimentos por aspersão térmica sendo formados de acordo com uma modalidade ilustrada. Conforme pode ser observado pela Figura 1, o bloco cilíndrico de motor 1 apresenta uma pluralidade de orifícios em cilindro 2. Um revestimento por aspersão térmica 3 é formado em uma parede interna de cada um dos orifícios em cilindro 2. O bloco cilíndrico 1 não caracteriza um bloco cilíndrico de ferro convencional porém, ao invés disso, ele é fundido a partir do emprego de liga de alumínio para se chegar a um peso mais leve. Os orifícios em cilindro, ou seja, os orifícios em cilindro 2 são formados no bloco cilíndrico 1 para alojar os pistões. Ainda, da maneira empregada no presente relatório para a descrição do bloco cilíndrico do motor 1, as palavras direcionais a seguir “inferior”, “superior”, “acima”, “em sentido descendente”, “vertical”, “horizontal”, “abaixo” e “transversal”, assim como quaisquer outras palavras direcionais semelhantes referem-se aquelas direções do orifício em cilindro 2 com o eixo central do orifício em cilindro 2 posicionado em uma orientação vertical. Por consequência, essas palavras, da forma utilizada para a descrição do bloco cilíndrico de motor 1 devem ser interpretadas em relação ao eixo central do orifício de cilindro 2 sendo posicionado em uma orientação vertical.

Com referência agora a Figura 2, tem-se a ilustração de uma vista da seção transversal ampliada de uma parede interna de um dos orifícios em cilindro 2 do bloco cilíndrico 1 mostrado na Figura 1 para apresentação dos aspectos do revestimento por aspersão térmica 3. O revestimento por aspersão térmica 3 é formado através da aspersão de gotículas de metal fundido. Conforme mostrado na Figura 2, cada revestimento por aspersão térmica 3 consiste de uma primeira porção de revestimento por aspersão térmica 3A e de uma segunda porção de revestimento por aspersão térmica 3B. A primeira porção de revestimento por aspersão térmica 3A é formada em uma primeira seção de parede do orifício em cilindro 2 encontrando-se próxima a uma câmara de combustão formada em um cabeçote cilíndrico (não mostrado) (ou seja, próxima a uma entrada superior do orifício em cilindro 2). A primeira porção de revestimento por aspersão térmica 3A é formada com uma primeira concentração de óxido de ferro. A segunda porção de revestimento por aspersão térmica 3B é formada em uma segunda seção de parede do interior do orifício em cilindro 2 aonde um pistão se movimenta de forma recíproca para cima e para baixo em um movimento deslizante. A segunda porção de revestimento por aspersão térmica 3B é formada com uma segunda concentração de óxido de ferro. A concentração de óxido de ferro contida na primeira porção de revestimento por aspersão térmica 3A é diferente da concentração de óxido de ferro contida na segunda porção de revestimento por aspersão térmica 3B. Em outras palavras, a primeira concentração de óxido de ferro da primeira porção de revestimento por aspersão térmica 3A é diferente da segunda concentração de óxido de ferro da segunda porção de revestimento por aspersão térmica 3B. Desse modo, o revestimento por aspersão térmica 3 apresenta uma concentração de óxido de ferro diferente em pelo menos duas seções de parede diferentes do orifício em cilindro 2.

A segunda seção de parede do interior do orifício em parede 2 é a seção onde um pistão se movimenta de modo recíproco para cima e para baixo em um movimento deslizante. A segunda seção de parede será daqui em diante denominada como a seção de deslizamento. A seção de deslizamento será definida como sendo uma seção abrangendo todo o orifício em cilindro 2, exceto pela presença de uma seção que inclui o centro neutro de topo (a seção próxima a uma entrada superior do orifício em cilindro 2, ou seja, próxima à câmara de combustão), aonde a velocidade do pistão é reduzida. Muito embora a velocidade do pistão também seja lenta junto ao centro neutro da base, uma seção que inclui o centro neutro da base não é excluída da seção de deslizamento.

A superfície da parede interna 2a do orifício em cilindro é reforçada refinadamente de modo que as gotículas fundidas formando o revestimento por aspersão térmica 3 venham a entrar nos entalhes da superfície reforçada, aumentando assim a força de aderência do revestimento por aspersão térmica 3 com respeito a parede interna 2a do orifício em cilindro 2. A primeira porção de revestimento por aspersão térmica 3A é formada em uma primeira seção de parede que se estende a uma distância prescrita L1 a partir de uma abertura superior do orifício em cilindro 2 (próxima a uma câmara de combustão) descendente. Assim tem-se a formação da primeira porção de revestimento por aspersão térmica 3A a partir de uma entrada do orifício em cilindro 2 que se faz localizada junto a uma superfície superior 1a 5 do bloco cilíndrico junto a uma posição no interior do orifício em cilindro 2 que se faz localizada a uma distância L1 (por exemplo, 40 mm) a partir da superfície superior 1a. Esta distância prescrita L1 é ainda denominada de uma primeira extensão de região L1 de formação de revestimento por aspersão térmica. A segunda porção de revestimento por aspersão térmica 3B é formada sobre uma distância prescrita L2 a partir de uma posição de base da 10 primeira porção de revestimento por aspersão térmica 3A. Assim, por exemplo, a segunda porção de revestimento por aspersão térmica 3B é formada sobre a distância L2 descendente a partir de uma posição localizada a 40 mm da abertura de entrada do orifício em cilindro 2. Esta distância prescrita L2 é também denominada de uma segunda extensão de região de formação de revestimento por aspersão térmica L2.

A primeira seção de parede (ou seja, aonde dá-se a formação da primeira porção de revestimento por aspersão térmica 3A) encontra-se submetida a temperaturas elevadas devido a sua proximidade da câmara de combustão. Consequentemente, a primeira porção de revestimento por aspersão térmica 3A necessita de apresentar uma força de aderência elevada entre camadas com respeito a parede interna 2a em comparação com a segunda 20 porção de revestimento por aspersão térmica 3B da seção de deslizamento. De modo a vir a se aumentar a força de aderência, a primeira porção de revestimento por aspersão térmica 3A é desenvolvida de maneira a que a concentração de óxido de ferro contida no revestimento seja comparativamente mais baixa em comparação com a segunda porção de revestimento por aspersão térmica 3B da seção de deslizamento. Com a redução da concentra25 ção de óxido de ferro contido no revestimento por aspersão térmica aumenta-se a força de aderência entre camadas do revestimento com respeito a parede interna 2a, viabilizando-se assim o aperfeiçoamento de uma propriedade anti-detonação do motor durante o processo de combustão.

A seção de deslizamento aonde dá-se a formação da segunda porção de revesti30 mento por aspersão térmica 3B encontra-se submetida a uma movimentação recíproca sob altas velocidades de um pistão próximo à câmara de combustão. Consequentemente, a segunda porção de revestimento por aspersão térmica 3B necessita de apresentar um melhor desempenho deslizante de modo que o pistão possa deslizar de modo regular. De modo a se chegar a um melhor desempenho para deslize com referência ao pistão, a segunda por35 ção de revestimento por aspersão térmica 3B é concebida de modo a que a concentração de um óxido de ferro contida no revestimento seja comparativamente mais elevada em relação a primeira porção de revestimento por aspersão térmica 3A da primeira seção de pare de. Com o aumento da concentração do óxido de ferro no revestimento por aspersão térmica viabiliza-se uma propriedade auto lubrificante do óxido de ferro para o melhoramento do desempenho de deslize do revestimento.

No bloco cilíndrico 1 descrito acima, o revestimento por aspersão térmica 3 formado na parede interna 2a do orifício em cilindro 2 é formado de modo que uma concentração de um óxido de ferro contida no revestimento seja diferente dependendo de seção da parede interna 2a do orifício em cilindro 2. Tem-se como resultado que cada seção pode ser garantida como apresentando certas propriedades (ou seja, força de aderência entre camadas e desempenho deslizante), de acordo com a concentração de óxido de ferro.

No bloco cilíndrico 1 descrito acima, a concentração de óxido de ferro contida na segunda porção de revestimento por aspersão térmica que é formada na seção de deslizamento do orifício em cilindro 2a aonde o pistão desliza apresenta-se mais elevada do que a concentração de óxido de ferro contida na primeira porção de revestimento por aspersão térmica 3A formada na primeira seção de parede do orifício em cilindro 2 próxima a uma câmara de combustão. Assim, o desempenho deslizante do revestimento por aspersão térmica 3 com respeito ao pistão pode ser aperfeiçoado em função da propriedade auto lubrificante do óxido de ferro.

No bloco de cilindro 1 de acordo com esta modalidade, uma propriedade antidetonação do motor pode ser assegurada junto a primeira seção de parede do orifício em cilindro 2 próximo à câmara de combustão e podendo ser melhorada uma propriedade de resistência quanto ao desgaste com respeito ao pistão na seção de deslizamento do orifício em cilindro 2. Desta maneira, com o bloco cilíndrico 1 de acordo com a primeira modalidade, cada seção do orifício em cilindro 2 pode ser constituída para atendimento a diferenciados requisitos quanto ao desempenho.

Em seguida, tem-se a explicação com referência as Figuras de 3 a 6 de um método de formação de revestimento por aspersão térmica para a formação do revestimento por aspersão térmica 3 na parede interna 2a do orifício em cilindro 2 do bloco cilíndrico 1. As Figuras 3 e 4 ilustram um processo de formação de um revestimento por aspersão térmica na primeira seção de parede do orifício em cilindro 2 na vizinhança de uma câmara de combustão, enquanto que as Figuras 5 e 6 ilustram um processo de formação de um revestimento de aspersão térmica na segunda parede ou na seção de deslizamento do orifício em cilindro 2 aonde dá-se o deslizamento do pistão.

Antes da formação do revestimento por aspersão térmica 3 nas superfícies da parede interna 2a dos orifícios em cilindro 2, as superfícies externas do bloco cilíndrico 1 são tratadas para a remoção de manchas e outras imperfeições na superfície que permanecem após a fundição. Em seguida, as paredes internas 2a dos orifícios em cilindro 2 são tratadas com um processo de usinagem preparatório em superfície do orifício para se chegar a uma superfície refinadamente reforçada. O processo de usinagem preparatório de superfície em orifício atende na formação de entalhes e saliências refinadas na superfície das paredes internas 2a dos orifícios em cilindro 2, de modo a se aumentar a força de aderência do revestimento por aspersão térmica 3 com respeito as paredes internas 2a.

A parede interna 2a de cada orifício em cilindro 2 é dividida em uma seção de parede superior e uma seção de parede inferior. As gotículas de um metal fundido são dispersas junto as respectivas seções para a formação do revestimento por aspersão térmica 3. Mais especificamente, conforme menção anterior, a parede interna 2a de cada orifício em cilindro 2 é dividida em duas seções de parede: a primeira seção de parede próxima a uma câmara de combustão e a segunda seção de parede (deslizante) aonde dá-se o deslize do pistão. O conteúdo de um óxido de ferro contido na porção do revestimento por aspersão térmica 3 formado na seção do orifício em cilindro 2 próximo a câmara de combustão é diferente do conteúdo de óxido de ferro contido na porção do revestimento por aspersão térmica 3 formado na seção de deslizamento do orifício em cilindro 2. O conteúdo do óxido de ferro em cada porção do revestimento por aspersão térmica 3 é variado através da mudança da extensão de curso de avanço de um bocal 4 utilizado para aspersão das gotículas fundidas, Especificamente, a extensão de curso de avanço empregada para a primeira seção de parede próxima à câmara de combustão é diferente do curso de avanço utilizado para a seção de deslizamento, de modo que a segunda concentração de óxido de ferro da seção de deslizamento apresenta-se mais elevada do que a primeira concentração de óxido de ferro da primeira seção de parede próxima à câmara de combustão.

Inicialmente, faz-se a aspersão da primeira seção de parede do orifício em cilindro 2 próxima à câmara de combustão. Mais especificamente, conforme mostrado pela Figura 3, o bocal 4 de uma aparelhagem de pistola de pulverização térmica é introduzido no interior do orifício em cilindro 2 com as gotículas de metal fundido sendo pulverizadas a partir da extremidade de topo do bocal 4, enquanto o bocal 4 é girado em torno de um eixo na direção indicada por uma seta, sendo descido em direção ao orifício em cilindro 2 a partir da abertura de entrada do orifício em cilindro 2. O metal fundido consiste, por exemplo, de um material a base de ferro.

Conforme pode ser visto na Figura 3, as gotículas de metal fundido são pulverizadas junto a primeira seção de parede da parede interna 2a próxima à câmara de combustão enquanto que o bocal 4 é simultaneamente girado e descido em direção ao orifício em cilindro 1 a partir da abertura de entrada do orifício em cilindro 2. Conforme pode ser observado na Figura 4, quando o bocal 4 atinge uma posição na extremidade de base da primeira seção de parede próxima à câmara de combustão, a direção de avanço do bocal 4 é invertida, com as gotículas de metal fundido sendo pulverizadas junto a parede interna 2a, enquanto o bocal é girado simultaneamente e suspendido em direção a abertura de entrada do orifício em cilindro 2.

Nesta modalidade, caso a primeira extensão de região L1 de formação de revestimento por aspersão térmica seja de 40 mm, então a extensão de curso através de onde ocorre o rebaixamento e levantamento do bocal 4 é ajustada entre 20 a 25 mm. A primeira porção de revestimento por aspersão térmica 3A é formada sobre toda a área da primeira região de formação de revestimento por aspersão térmica através do rebaixamento e levantamento do bocal 4 através de quatro passagens em percurso fechado. Como resultado tem-se que a primeira porção de revestimento por aspersão térmica 3A encontra-se uniformemente depositada junto a primeira seção de parede do orifício em cilindro 2 próxima à câmara de combustão.

Em seguida, conforme pode ser visto nas Figuras 5 e 6, tem-se a pulverização da segunda seção de parede do orifício em cilindro 2 aonde o pistão desliza (seção de deslizamento). Mais especificamente, a segunda porção de revestimento por aspersão térmica 3B é formada através da aspersão de gotículas de metal fundido junto a segunda seção de parede (deslizante) do orifício em cilindro 2 abrangendo da posição de extremidade de base a primeira porção de revestimento por aspersão térmica 3A até a extremidade inferior do orifício em cilindro 2. Conforme pode ser visto pela Figura 5, as gotículas de metal fundido são pulverizadas junto a seção de deslizamento da parede interna 2a enquanto que o bocal 4 é girado e simultaneamente descido em direção a posição da extremidade e base do orifício em cilindro 2 a partir da posição de extremidade de base da primeira porção de revestimento por aspersão térmica 3A. Conforme pode ser visto na Figura 6, quando o bocal 4 atinge a posição de extremidade de base do orifício em cilindro 2, a direção de avanço do bocal 4 é invertida e as gotículas de metal fundido são pulverizadas junto a seção de deslizamento da parede interna 2a enquanto que o bocal 4 é girado simultaneamente e suspenso em direção a abertura de entrada do orifício em cilindro 2.

A extensão do curso através de onde o bocal 4 é movimentada quando da pulverização da seção de deslizamento do orifício em cilindro 2 (ou seja, a formação da segunda porção de revestimento por aspersão térmica 3B) é maior do que a extensão de curso através de onde o bocal 4 é movimentado quando da pulverização da seção próxima à câmara de combustão (ou seja a formação da primeira porção de revestimento por aspersão térmica 3A). A extensão de curso utilizada quando da formação da segunda porção de revestimento por aspersão térmica 3B vem a ser, por exemplo, aproximadamente seis vezes mais longa do que a extensão de curso usada quando da formação da primeira porção de revestimento por aspersão térmica 3A, ou seja, 120 mm. Com a extensão de curso do bocal 4 sendo ajustada para 120 mm, a segunda porção de revestimento por aspersão térmica 3B é formada sobre toda a área da segunda região de formação de revestimento por aspersão térmica por meio do rebaixamento e levantamento do bocal 4 através de quatro passagens em percurso fechado. Tem-se como resultado que o segundo revestimento por aspersão térmica 3B é depositado de modo uniforme junto a seção deslizante do orifício em cilindro 2. As velocidades de giro e reciprocidade do bocal 4 são idênticas para o revestimento tanto da primeira quanto da segunda porções de revestimento por aspersão térmica 3A e 3B.

Nesta modalidade, a parede interna 2a do orifício em cilindro 2 é dividida em seções de parede inferior e superior, com as gotículas de metal fundido sendo pulverizadas junto a cada uma das seções de parede. Uma vez que a concentração de óxido de ferro contida nos revestimentos por aspersão térmica formada em cada uma das seções de parede (ou seja, a primeira porção de revestimento por aspersão térmica e a segunda porção de revestimento por aspersão térmica) dá-se de modo diferenciado, o revestimento formado em cada uma das seções de parede pode ser observado com uma concentração otimizada de óxido de ferro. Em termos mais específicos, a primeira porção de revestimento por aspersão térmica 3A formada junto a uma seção do orifício em cilindro 2 próxima à câmara de combustão pode ser concebida para apresentar uma concentração mais baixa de óxido de ferro de modo a se obter uma força de aderência entre camadas mais elevada, e a segunda porção de revestimento por aspersão térmica 3B formada na seção desliante do orifício de cilindro 2 pode ser concebida como apresentando uma concentração de óxido de ferro mais elevada para a obtenção de um melhor desempenho deslizante.

Quando a extensão de curso de avanço através de onde o bocal 4 vem a ser movimentado no interior do orifício em cilindro 2 é alterado (diferenciado), altera-se a quantidade de tempo a partir de quando dá-se a pulverização de uma gotícula em particular de metal fundido junto a parede interna 2a até o momento daquela gotícula vir a ser revestida pelo depósito de uma outra gotícula de metal fundido. Consequentemente, a quantidade de tempo durante o qual cada gotícula pode vir a se oxidar antes de vir a ser revestida por outra gotícula vem a ser diferenciado. Em termos mais específicos, quanto mais longa for a extensão do curso do bocal 4, mais tempo demandará a oxidação de cada gotícula. Assim, a concentração de óxido de ferro contida na primeira porção de revestimento por aspersão térmica 3A é menor em função da extensão d e curso do bocal 4 vir a se mais curta, e a concentração de óxido de ferro contida na segunda porção de revestimento por aspersão térmica 3B se apresentará mais alta em função da extensão de curso do bocal 4 ser mais longa. Tendo-se como resultado que a primeira porção de revestimento por aspersão térmica 3A (formada na primeira seção de parede do orifício em cilindro 2 próxima à câmara de combustão) apresentará uma força de aderência entre camadas mais elevada, e a segunda porção de revestimento por aspersão térmica 3B (formada na seção deslizante do orifício em cilindro 2) apresentará um desempenho deslizante mais elevado com respeito a um pistão devido a propriedade de auto lubrificação do óxido de ferro. Adicionalmente, uma vez que as propriedades de desempenho necessárias podem ser conferidas junto a porção do revesti mento por aspersão térmica 3 formada em cada seção do orifício em cilindro 2 através da simples alteração da extensão de curso do bocal 4, o revestimento por aspersão térmica 3 pode ser formado sem a necessidade de se investir em equipamento de alto custo ou em modificações de equipamento com custos elevados. Resultando em que, uma concentração otimizada de óxido de ferro pode ser conferida junto ao revestimento de cada uma das seções de parede sem a necessidade de se investir em equipamentos caros ou modificações de equipamentos de custos elevados.

De acordo com uma modalidade, a concentração de óxido de ferro contido na porção do revestimento por aspersão térmica 3 formada em cada seção da parede interna 2a do orifício em cilindro 2 é ajustada alterando-se uma extensão de curso de avanço do bocal 4. De maneira inversa, de acordo com outra modalidade, a concentração de óxido de ferro contida em cada porção do revestimento por aspersão térmica é ajustada pela alteração da composição de um gás que é ventilado quando da pulverização das gotículas fundidas a partir do bocal 4.

Por exemplo, quando a primeira porção de revestimento por aspersão térmica 3A é formada na primeira seção de parede do orifício em cilindro 2 próxima á câmara de combustão, o gás de nitrogênio é utilizado como um gás de assistência de modo a que o gás de nitrogênio seja ventilado em direção as gotículas de metal fundido quando da pulverização das mesmas. Em seguida, quando a segunda porção de revestimento por aspersão térmica 3B vem a ser formada na segunda seção de parede (deslizante) do orifício em cilindro 2 aonde ocorre o deslizamento do pistão, o ar é utilizado como um gás de assistência de modo que ele seja ventilado de encontro as gotículas de metal fundido quando da pulverização das mesmas.

Quando se faz uso do gás de nitrogênio como um gás de assistência, torna-se mais difícil para as gotículas de metal fundido virem a se oxidar. Consequentemente, a concentração de óxido de ferro contida na primeira porção de revestimento por aspersão térmica 3A é mais baixa. Inversamente, quando o ar é utilizado na forma de um gás de assistência, torna-se mais fácil a oxidação das gotículas de metal fundido e, consequentemente, a concentração de óxido de ferro contida na segunda porção de revestimento por aspersão térmica 3B apresenta-se mais elevada.

É aceitável que o método empregado na segunda modalidade seja utilizado tanto de modo separado quanto em conjunto com o método empregado na primeira modalidade (aonde as porções diferenciadas do revestimento por aspersão térmica são formadas com a utilização de diferentes extensões de curso do bocal 4). Em outras palavras, é aceitável haver a formação de diferentes porções de revestimento por aspersão térmica utilizando diferenciadas extensões de curso de avanço do bocal 4 e diferenciados gases de assistência.

Com a segunda modalidade, a concentração de óxido de ferro contida na porção do revestimento por aspersão térmica formada em cada seção do orifício em cilindro 2 pode ser ajustada por meio da alteração da composição de um gás que seja ventilado quando da pulverização a partir do bocal 4 das gotículas fundidas.

Na segunda modalidade, o gás de nitrogênio é ventilado quando as gotículas de metal fundido são pulverizadas junto a seção do orifício em cilindro 2 localizada próxima à câmara de combustão para a formação da primeira porção de revestimento por aspersão térmica 3A e o ar é ventilado quando as gotículas de metal fundido são pulverizadas junto a seção do orifício em cilindro 2 aonde dá-se o deslizamento do pistão (seção de deslizamento) para a formação da segunda porção de revestimento por aspersão térmica 3B. Assim, a 10 concentração de óxido de ferro contida na primeira porção de revestimento por aspersão térmica 3A é comparativamente menor e a concentração de óxido de ferro contida na segunda porção de revestimento por aspersão térmica 3B é comparativamente elevada. Tendo-se como resultado que a primeira porção de revestimento por aspersão térmica 3A apresenta uma força de aderência entre camadas melhorada com respeito a parede interna 2a 15 da seção do orifício em cilindro 2 localizada próxima à câmara de combustão e pode-se melhorar a propriedade anti-detonação do motor durante a combustão. Entretanto, a segunda porção de revestimento por aspersão térmica 3B confere um desempenho de deslizamento aperfeiçoado junto a seção de deslizamento do orifício em cilindro 2 devido a propriedade de auto lubrificação do óxido de ferro. Resultando em que, uma concentração otimizada de óxi20 do de ferro pode ser impingida junto ao revestimento em cada uma das seções de parede sem a necessidade de investimentos em equipamentos caros ou modificações de equipamentos de custos elevados.

A Figura 7 consiste de uma vista em seção transversal ampliada mostrando as características de um revestimento por aspersão térmica de acordo com outra modalidade.

Nesta modalidade, a parede interna 2a do orifício em cilindro 2 é dividida em seções de parede superior e inferior (primeira e segunda) conforme procedimento realizado em modalidades anteriores apresentadas nas Figuras de 1 a 6, com a primeira e segunda seções de revestimento por aspersão térmica 3A e 3B sendo formadas de modo a virem a se sobrepor parcialmente uma com a outra junto a uma porção fronteiriça aonde os dois revestimentos 30 se encontram. Além da alteração da extensão de curso para aplicação da primeira e segunda porções de revestimento por aspersão térmica 3A e 3B de maneira que elas venham a se sobrepor uma com a outra parcialmente, o processo dá-se de modo idêntico assim como também cada um dos dois processos mencionados acima.

Em termos mais específicos, da forma indicada pelas setas mostradas na Figura 5, tem-se um ligeiro deslocamento entre as posições aonde dá-se a alteração de direções do bocal 4 (duplo retorno), enquanto que ocorrendo a pulverização das gotículas de metal fundido junto a porção de extremidade de base da primeira porção de revestimento por asper12 são térmica 3A. Por exemplo, uma posição, aonde dá-se a alteração das direções do bocal 4 junto a extremidade de base da primeira porção de revestimento por aspersão térmica 3A durante uma segunda passagem em percurso fechado, vem a ser desviada em direção a entrada do orifício em cilindro 2 com respeito a uma posição aonde as foram alteradas as 5 direções do bocal 4 durante uma primeira passagem em percurso fechado. Similarmente, uma posição, aonde ocorre alterações das direções do bocal 4 junto a extremidade de base de uma terceira passagem em percurso fechado, é desviada em direção a extremidade de base do orifício em cilindro 2 com respeito a posição aonde as direções do bocal 4 foram alteradas durante a segunda passagem em percurso fechado.

Em seguida, quando a segunda porção de revestimento por aspersão térmica 3B é formada, as posições aonde ocorrem alterações nas direções de bocal 4 (duplo retorno), enquanto da inconstância de pulverização das gotículas de metal fundido, apresentando-se por outro lado ligeiramente deslocadas em direção a abertura de entrada do orifício em cilindro 2 durante algumas passagens. Desta maneira, a segunda porção de revestimento por 15 aspersão térmica 3B é concebida para entrar em uma porção da primeira porção de revestimento por aspersão térmica 3A de modo que os revestimentos por aspersão térmica venham a estar sobrepostos entre si.

Uma vez que a primeira porção de revestimento por aspersão térmica 3A e a segunda porção de revestimento por aspersão térmica 3B são entrecruzadas junto a uma por20 ção aonde elas vem a ser unidas uma a outra, a força de aderência entre camadas dos revestimentos com respeito a parede interna 2a do orifício em cilindro 2 é melhorada ainda mais.

Embora somente as modalidades selecionadas tenham sido selecionadas para ilustrarem a presente invenção, deverá ser evidente para os especialistas da área a partir deste 25 relatório descritivo que várias mudanças e modificações podem ser realizadas sem haver desvio do escopo da invenção definida de acordo com as reivindicações em apenso. Por exemplo, o tamanho, o formato, a localização ou a orientação dos diversos componentes podem vir a ser alterados conforme se faça necessário e/ou desejado. As estruturas e funções de uma modalidade podem ser adotadas em outra modalidade. Cada aspecto singular 30 do estado anterior da técnica, individualmente ou em combinação com outros fatores, também devem ser considerados como uma descrição em separado de invenções adicionais pelo requerente, incluindo-se os conceitos estruturais e/ou funcionais personificados por tais aspectos. Assim, as descrições procedentes das modalidades de acordo com a presente invenção são providas para finalidades somente ilustrativas, e não com fins de restringirem 35 a invenção definida de acordo com as reivindicações apensas e seus equivalentes.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Bloco cilíndrico (1), compreendendo:

orifício cilíndrico (2) apresentando uma parede interna (2a) tendo uma primeira seção de parede e uma segunda seção de parede, com a primeira e segunda seções de parede estando localizadas junto a localizações axiais diferenciadas ao longo da parede interna (2a) do orifício cilíndrico (2);

revestimento metálico por aspersão térmica contendo ferro (3) disposto junto a uma parede interna (2a) do orifício cilíndrico (2), o revestimento metálico por aspersão térmica (3) incluindo uma primeira porção de revestimento por aspersão térmica (3A) disposta na primeira seção de parede da parede interna (2a) do orifício cilíndrico (2) e uma segunda porção de revestimento por aspersão térmica (3B) disposta na segunda seção de parede da parede interna (2a) do orifício cilíndrico (2),

CARACTERIZADO por:

a primeira porção de revestimento por aspersão térmica (3A) tem uma primeira concentração de óxido de ferro, a segunda porção de revestimento por aspersão térmica (3B) tem uma segunda concentração de óxido de ferro, a segunda concentração de óxido de ferro é diferente da primeira concentração de óxido de ferro, e a primeira seção de parede com a primeira porção de revestimento por aspersão térmica (3A) é localizada em uma seção superior da parede interna (2a) do orifício cilíndrico (2) que é localizado acima de uma altura prescrita ao longo do orifício cilíndrico (2), a segunda seção de parede com a segunda porção de revestimento por aspersão térmica (3B) é localizada em uma seção da parede interna mais baixa (2a) do orifício cilíndrico (2) que é localizada abaixo de uma altura prescrita ao longo do orifício cilíndrico (2); e a segunda concentração de óxido de ferro é maior que a primeira concentração de óxido de ferro.
2. Bloco cilíndrico, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira e a segunda porção de revestimento por aspersão térmica se sobrepõem uma a outra em uma porção fronteiriça onde a primeira e segunda porção de revestimento por aspersão térmica se encontram.
3. Método de formação de revestimento por aspersão térmica, compreendendo:

formar uma porção de revestimento por aspersão térmica superior (3A) em uma seção de parede superior de uma parede interna (2a) de um orifício cilíndrico (2) de um bloco cilíndrico (1) por gotículas de pulverização térmica de um metal fundido contendo ferro na seção de parede superior da parede interna (2a) do orifício cilíndrico (2) do bloco cilíndrico (1); e

Petição 870190018537, de 22/02/2019, pág. 8/9 formar uma porção de revestimento por aspersão térmica (3B) em uma seção de parede inferior de uma parede interna (2a) do orifício cilíndrico (2) do bloco cilíndrico (1) por gotículas de pulverização térmica de um metal fundido contendo ferro na seção de parede inferior da parede interna (2a) do orifício cilíndrico (2) do bloco cilíndrico (1),

5 CARACTERIZADO pelo fato de:

a porção de revestimento por aspersão térmica (3A) superior tem uma primeira concentração de óxido de ferro, a porção de revestimento por aspersão térmica (3B) inferior tem uma segunda concentração de óxido de ferro,

10 a segunda concentração de óxido de ferro é diferente da primeira concentração de óxido de ferro, durante a formação das porções de revestimento por aspersão térmica superior e inferior (3A, 3B), uma composição de gás, que é ventilada quando as gotículas do metal fundido são pulverizadas, vem a ser alterada para fazer com que a primeira e segunda con15 centração de óxido de ferro nas porções de revestimento por aspersão superior e inferior (3A, 3B) sejam diferenciadas, uma da outra, e durante a formação das porções de revestimento por aspersão térmica superior (3A), gás nitrogênio é pulverizado enquanto as gotículas de metal fundido são pulverizadas na seção de parede superior do orifício cilíndrico (2) que é localizado próximo a uma câmara 20 de combustão, e durante a formação da porção de revestimento por aspersão térmica inferior (3B), ar é ventilado enquanto as gotículas de metal fundido são pulverizadas na seção de parede inferior do orifício cilíndrico onde um pistão se movimenta de forma recíproca em um movimento de deslizamento
4. Método de formação de revestimento por aspersão térmica, de acordo com a rei-

25 vindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato da formação das porções de revestimento por aspersão térmica superior e inferior (3A, 3B) ser executada através da movimentação de um bocal utilizado para a pulverização das gotículas do metal fundido no interior do orifício cilíndrico (2) com uma variação da alimentação para tornar diferenciadas, uma da outra, a primeira e segunda concentração de óxido de ferro nas porções de revestimento por aspersão 30 térmica superior e inferior (3A, 3B).
5. Método de formação de revestimento por aspersão térmica, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, CARACTERIZADO pelo fato de que durante a formação das porções de revestimento por aspersão térmica superior e inferior (3A, 3B), são formadas tais quais a primeira e segunda porção de revestimento por aspersão (3A, 3B) se sobrepõem entre si

35 junto na porção fronteiriça aonde se encontram a primeira e segunda porções de revestimento por aspersão térmica (3A, 3B).