BR112016004344B1 - Pino de pistão e método de aplicação de um revestimento antigripagem do tipo de dlc sobre um pino de pistão - Google Patents

Abstract

pino de pistão e método de aplicação de um revestimento antigripagem do tipo de dlc sobre um pino de pistão. o dispositivo tem um revestimento antigripagem limitado a um setor angular correspondente pelo menos a uma área de atrito submetida a uma pressão de contato ao longo de uma direção preferencial.

Description

[0001] A invenção relaciona-se com o campo de contatos tribológicos, e mais geralmente a qualquer sistema em que um pino é firmemente montado e é submetido à tensão ao longo de uma direção preferencial induzindo uma tensão do referido pino de acordo com um setor angular parcial. A invenção refere-se vantajosamente a um pino de pistão.

[0002] Dois tipos de conexões de pino de pistão para biela são atualmente usados: a) Conexão flutuante b) Conexão justa

[0003] Uma conexão flutuante permite montar o pino de modo que ele pode rodar livremente na biela e no pistão. A biela e o pistão podem, em certos casos, ser embuchados por meio de uma peça de bronze encolhida. o pino é parado na translação por meio de anéis de pressão (circlipses). Os anéis de pressão são mantidos em posição em ranhuras usinadas nas extremidades da abertura do pino do pistão. O conjunto flutuante permite diminuir substancialmente a velocidade relativa entre os corpos em contato e, assim, levar para trás o limite de gripagem, enquanto diminui o atrito de contato. Este conjunto, assim, tem um desempenho superior. Ele exige, contudo, uma usinagem precisa da biela (ou anel), bem como a usinagem de recessos para bloquear os anéis de pressão. Os anéis de pressão também têm de ser montados sobre o conjunto pistão- pino-biela montado, o que requer o uso de meios e ferramentas especificas. A altura de compressão do pistão é limitada por tal conjunto e não permite otimizar a massa do pistão. É, portanto, preferencialmente utilizado em aplicações de alta carga (motores diesel ou turbo a gasolina). Pinos revestidos (com um revestimento de DLC, por exemplo) permitem levar para trás os limites de gripagem enquanto diminuem o atrito (ver Figura 11) . De acordo com a aplicação, o ganho de CO2 pode alcançar de 0,2 a 0,5% em um ciclo NEDC (de acordo com a aplicação).

[0004] A conexão justa não requer o uso anéis de pressão. O pino é firmemente montado na biela por um processo de aquecimento da biela. Meios de aquecimento rápido (indução) são geralmente usados em linhas de montagem. O pino assim justo segue o movimento pendular da biela que impõe ao mesmo um movimento de rotação alternante nos furos do pino do pistão. Tal movimento relativo torna o conjunto mais sensivel ao fenômeno de gripagem do pino no pistão. É assim necessário proporcionar uma boa lubrificação dos mesmos (por exemplo, por meio de recessos e/ou ranhuras) e a utilização de um revestimento (DLC, por exemplo) permite aumentar a resistência à gripagem ao diminuir o atrito. A usinagem da biela é extremamente simplificada e a ausência de um embuchamento permite diminuir a seção transversal da extremidade pequena da biela para minimizar o seu volume, em termos de diâmetro externo, bem como da largura. Esta tecnologia permite otimizar a altura da compressão do pistão e fornece um ganho de massa para certas aplicações. Isso contribui substancialmente para a diminuição da altura dos motores. Em veículos pequenos, esta solução permite diminuir a altura sob o capô e assim limitar o coeficiente de aerodinâmica e, consequentemente, perdas aerodinâmicas. Tal tecnologia está reservada a aplicações de baixa carga, que, no entanto, representam a maioria dos veiculos urbanos ou de médio alcance. 0 ganho de massa também pode permitir limitar os efeitos de martelo e permitir suprimir eixos de equilibrio, especialmente em aplicações de 2 ou 3 cilindros. Os ganhos potenciais, assim, têm de ser expressos no contexto das aplicações.

[0005] Os requerentes consideram que de 30% a 40% dos motores produzidos até o momento utilizam uma conexão justa. O uso de um revestimento de DLC para pinos justos fornece um ganho significativo sobre o atrito, massa, e resistência à gripagem. A Figura 12 é uma perfeita ilustração do mesmo. Para uma mesma aplicação, a utilização de DLC permite diminuir a massa do pino em 20% e aumentar a pressão especifica em 10%.

[0006] Pinos de pistão fornecidos com um revestimento antiatrito são conhecidos, por exemplo, das patentes DE 10 2006 008 910 Al, US 6.886.521 B2 e US 7.228.786 B2 . Alguns construtores já utilizam esta tecnologia de fabricação em série. No entanto, a aplicação de tais revestimentos de diminuição do atrito não é economicamente possível se a taxa de deposição for baixa devido ao método de deposição. No caso de pinos justos, é dificil generalizar esta solução, devido ao seu custo, mas também devido ao desgaste programado do revestimento utilizado.

[0007] Os requerentes estudaram estas aplicações e observaram um comportamento atípico de pinos revestidos justos com relação aos pinos revestidos flutuantes. No caso de um pino justo, o desgaste concentra-se na área superior do pino, enquanto que a área inferior é simplesmente polida. Após ensaios de resistência, pode ser observado que o revestimento de DLC pode ter desaparecido totalmente da área de contato superior, enquanto a espessura do revestimento permanece quase intacta. A Figura 12 mostra os resultados obtidos após um teste de resistência equivalente a 300.000 km em um veículo. Estes resultados ilustram perfeitamente esse fenômeno. Uma explicação do fenômeno pode ser fornecida através do estudo das forças exercidas sobre o pino (ver Figuras 14 e 15).

[0008] Com base nesta observação, os requerentes desenvolveram uma solução para criar um pino tendo diferentes propriedades de acordo com a sua orientação.

[0009] O objetivo pretendido de acordo com a invenção é: 1) Diminuir o atrito no contato pino/carcaça usando um revestimento de DLC no pino. 20) Adaptar o tipo de revestimento de DLC para a aplicação de pino justo, a fim de aumentar a resistência ao desgaste sem danificar o antagonista. 30) Criar uma distribuição variável do revestimento correspondente à área de carga preferencial das aplicações de pino justo. 40) Diminuir o tempo de tratamento para o revestimento de DLC. 50) Aumentar a capacidade de carga de compartimentos de revestimento. 60) Simplificar os meios de posicionamento de pinos utilizados para o revestimento dos pinos utilizados até agora, por exemplo, ao suprimir a rotação. 70) Aumentar a capacidade de carga de máquinas de revestimento. 80) Aumentar a resistência do pino por meio de um formato assimétrico correspondente ao diagrama polar das forças aplicadas. 90) Permitir montar os pinos justos com meios de montagem existentes. Os pinos apenas têm que ser devidamente orientados na montagem.

[0010] A presente invenção tem como objetivo proporcionar uma unidade estrutural genérica em que o pino do pistão revestido pode ser formado usando uma tecnologia bastante simples.

[0011] De forma mais geral, o problema que a invenção pretende resolver é, no caso de um pino justamente montado tensionado de acordo com uma direção preferencial, assim induzindo uma tensão no pino de acordo com um setor angular parcial, que em particular diz respeito a pinos de pistão, permitir que o operador do motor aumente a carga do conjunto rotativo, suprimir qualquer risco de gripagem ao utilizar um revestimento do tipo de DLC, particularmente em condições especiais, diminuir significativamente os custos de implementação.

[0012] Para resolver tal problema, o pino de pistão possui um revestimento antigripagem do tipo de DLC limitado a um setor angular correspondente pelo menos a uma área de atrito submetida a uma pressão de contato ao longo de uma direção preferencial, fora da referida área de atrito, o pino tem ou não uma área revestida tendo características de espessura e/ou dureza e/ou coeficiente de atrito inferiores às características do revestimento antigripagem do setor angular considerado.

[0013] Devido a estas características, o revestimento antigripagem é aplicado apenas no setor angular tensionado para diminuir a área da superficie a ser tratada e, consequentemente, diminuir os custos de implementação.

[0014] O fato de revestir parcialmente o pino não é óbvio para aqueles versados na técnica que, ao contrário, são dissuadidos a utilizar tal técnica, a qual requer um posicionamento angular preciso do pino na sua montagem de modo que a área de atrito corresponda à área revestida.

[0015] Também pode ser observado que o fato de revestir parcialmente o pino permite prever a utilização de um revestimento antigripagem tendo uma espessura maior do que a do estado da técnica, aumentando assim a vida útil do pino.

[0016] De acordo com outras características, o revestimento antigripagem é DLC. O setor angular revestido está compreendido no intervalo de 15° (de -7,5° C a +7,5°) a 240° (de -120° C a +120°) e de preferência de 15° (de -7,5° a + 7,5°) a 220° (de -110° C a +110°) . A espessura do revestimento é uniforme dentro de ± 20% da área de atrito. A espessura do revestimento está na faixa de 1 a 10 pm.

[0017] A invenção também se refere a uma solução de acordo com a qual um pino de pistão é fixamente disposto na extremidade pequena da biela e um revestimento que se estende sobre a área periférica que é submetida à maior carga durante o funcionamento do motor pelo menos na área dos furos de saliência do pistão.

[0018] A invenção proporciona a aplicação de um revestimento antiatrito apenas nas áreas do pino de pistão que são submetidas à maior carga durante o funcionamento do motor, pelo menos fora da área do pino de pistão coberta com a biela. A invenção adicionalmente proporciona usar uma chamada biela justa, isto é, uma biela tendo o pino do pistão montado de forma fixa e imóvel na sua extremidade pequena. Isto significa que, durante o funcionamento do motor, o pino do pistão tem um movimento pendular comumente conhecido em furos de saliência de modo que apenas uma área periférica bem definida do pino do pistão é exposta a uma alta tensão.

[0019] Para resolver o problema da aplicação do revestimento antigripagem do tipo DLC em uma porção apenas do pino, a invenção também se refere a um método para a aplicação deste revestimento.

[0020] De acordo com uma concretização: os pinos são posicionados circularmente em um suporte, ao longo de pelo menos uma linha e em posição de tangência, a rotação do pino em relação ao suporte é travada, o suporte montado com os pinos está colocado em um compartimento de vácuo, o suporte montado com os pinos é rodado, o revestimento antigripagem é seletivamente depositado sobre os pinos ao longo de um setor angular delimitado pelo posicionamento de tangência dos referidos pinos.

[0021] Numa outra concretização: os pinos são posicionados circularmente em um suporte, ao longo de pelo menos uma linha e em posição de tangência ou quase tangência, um elemento de proteção capaz de delimitar, para cada um dos pinos, um setor angular, está disposto entre cada pino, a rotação do pino em relação ao suporte é travada, o suporte montado com os pinos está disposto num compartimento de vácuo, o suporte montado com os pinos é rodado, o revestimento antigripagem é seletivamente depositado sobre o setor angular delimitado pelo elemento de proteção adicionado.

[0022] Orientar e deslocar angularmente o pino parece ser essencial para se obter bons resultados. Pode ser prevista uma pluralidade de soluções. 0 método mais comumente usado compreende a extrusão de uma lama do material para dar-lhe a forma bruta do pino. A forma final é dada por operações de torneamento e retificação.

[0023] A extrusão pode ser realizada simétrica ou assimetricamente. Várias etapas são necessárias para se obter a forma bruta final. Durante a última operação de extrusão, é possível utilizar uma forma especial, permitindo orientar relativamente com precisão o pino. As Figuras 16 e 17 apresentam exemplos de formas de orientação.

[0024] Esta forma é utilizada para orientar os pinos no compartimento de revestimento. Também é utilizado no conjunto para proporcionar o posicionamento adequado do pino na biela.

[0025] Além disso, tendo em conta a tensão assimétrica no pino, a forma pode ser ajustada para se obter uma seção transversal otimizada, a fim de otimizar a recuperação da carga na seção transversal do pino.

[0026] A invenção é discutida a seguir em mais detalhes por meio dos desenhos anexos, dentre os quais: A Figura 1 é uma vista em seção transversal de uma primeira concretização da unidade estrutural de acordo com a invenção. A Figura 2 é uma vista em seção transversal de outra concretização da unidade estrutural de acordo com a invenção. A Figura 3 é uma vista frontal da extremidade pequena da biela com os pinos do pistão montados de acordo com a Figura 1. A Figura 4 é uma vista lateral da extremidade pequena da biela com os pinos do pistão montados de acordo com a Figura 1. A Figura 5 mostra a aplicação da invenção a um pino do pistão. A Figura 6 é uma vista em corte transversal simplificada mostrando o pino do pistão firmemente montado na biela, o pino sendo parcialmente revestido com o revestimento antigripagem do tipo de DLC de acordo com as características da invenção. A Figura 7 é uma vista em perspectiva de um exemplo de montagem dos pinos em um suporte montado em um compartimento de PVD para submeter os pinos a um tratamento de antigripagem com a aplicação de uma camada de DLC ao longo de um setor angular limitado. A Figura 8 é uma vista parcial transversal em maior escala correspondente à Figura 7. As Figuras 9 e 10 são, como as Figuras 7 e 8, vistas que mostram outra concretização para a aplicação do revestimento de DLC de acordo com um setor angular limitado. A Figura 11 mostra a redução de atrito pela aplicação de um revestimento de DLC no pino. A Figura 12 mostra a prevenção do risco de gripagem por aplicação de um revestimento de DLC no pino. A Figura 13 mostra uma área de carga de um pino justo. A área de carga do pino é concentrada no lado superior do pino. Polimento duro e elevado desgaste da camada de revestimento na superficie de contato superior. Camada de revestimento de DLC localmente 100% desgastada. Apenas polimento suave da camada de revestimento na superficie de contato inferior. Espessura da camada de DLC > 90% da camada de revestimento original. A Figura 14 mostra as forças que atuam em carga total (pressão de pico do cilindro). A Figura 15 mostra as forças que atuam na velocidade máxima do motor (forças de inércia). A Figura 16 é uma vista em corte transversal longitudinal de uma concretização de um exemplo de orientação do pino. A Figura 17 representa, numa escala maior, uma vista em corte transversal ao longo da linha A-A da Figura 16. A Figura 18 é uma vista em corte transversal longitudinal de uma outra concretização do pino. A Figura 19 representa, numa escala maior, uma vista em corte transversal ao longo da linha A-A da Figura 18 .

[0027] As Figuras 1, 3, e 4 mostram uma concretização de uma unidade estrutural (100) de acordo com a invenção. A unidade estrutural (100) é provida com um pistão (10) que pode ser livremente formado no que se refere à sua composição e materiais. 0 pistão (10) da concretização é um pistão em forma de caixa de uma só peça com uma parte superior do pistão (11), uma cavidade de combustão (12), uma tampa de pistão periférica (13), e um anel de pistão periférico (14). 0 pistão (10) é adicionalmente provido com saliências de pistão convencionais (15) com furos de saliência (16) para receber um pino de pistão (20) . As saliências de pistão (15) estão convencionalmente conectadas por superficies de apoio (não mostrado).

[0028] A unidade estrutural (100) é fornecida com uma biela (30) próxima ao pistão (10) e ao pino de pistão (20). A biela (30) é fornecida com uma pequena extremidade convencional (31) . O pino de pistão (20) encontra-se fixamente montado e de forma imóvel na extremidade pequena (31) da biela, por exemplo, por ligação. Este tipo de biela também é conhecido como uma "biela justa".

[0029] De fora da área coberta com a biela (30), o pino de pistão (20) é fornecido com um revestimento antiatrito (21) feito de um material a ser selecionado de acordo com as limitações do caso especifico, como indicado. Os materiais podem ser selecionados a partir de entre revestimentos de DLC, DVD, PECVD, revestimentos contendo cromo e/ou nitreto de cromo e/ou de tungsténio tais como o nitreto de cromo, carboneto de cromo, e nitreto de tungsténio ou de carboneto de tungsténio, os quais são todos comumente conhecidos.

[0030] De acordo com a invenção e tal como foi desenvolvido anteriormente, o revestimento antiatrito (21) é aplicado apenas nas áreas do pino de pistão (20) que são submetidas à maior carga durante o funcionamento do motor. Dado que, durante o funcionamento do motor, o pino de pistão (20) tem um movimento pendular comumente conhecido em furos de saliência (16), apenas uma área periférica bem definida do pino de pistão (20) é exposta a uma tensão elevada. De acordo com a invenção, esta área periférica é fornecida com um revestimento antiatrito. Na concretização, o revestimento antiatrito (21) estende-se sobre uma área periférica da parte superior do pistão (20) dirigida em direção à parte superior (11) do pistão (10) em um campo angular (a) de 220 graus. Em geral, recomenda-se aplicar o revestimento antiatrito em um campo angular (a) de 180 a 240 graus sobre o pino de pistão (20) para se obter um comportamento tribológico satisfatório.

[0031] A Figura 2 mostra uma outra concretização da unidade estrutural (100') de acordo com a invenção, onde os elementos estruturais idênticos aos da unidade estrutural (100) de acordo com a Figura la são designados com os mesmos simbolos. A única diferença entre a unidade estrutural (100) de acordo com a Figura 1 e a unidade estrutural (100') de acordo com a Figura 2 é o revestimento (21') que, para a unidade estrutural (100') de acordo com a Figura 2, se estende ao longo todo o comprimento axial do pino de pistão (20') . Isso proporciona vantagens em termos de técnica de fabricação. O revestimento antiatrito também se estende sobre uma área periférica do pino de pistão dirigida para a parte superior do pistão em um campo angular de 180 a 240 graus, em particular um campo angular de 220 graus.

[0032] Tal como indicado, a invenção aplica-se mais especificamente a um pino de pistão.

[0033] A Figura 5 ilustra um pino (1) de um pistão (2) firmemente montado numa biela (3) . No momento da explosão, o pino (1) é tensionado ao longo de uma direção preferencial (F) induzindo uma carga sobre o referido pino ao longo de um setor angular parcial.

[0034] De acordo com as características básicas da invenção, um tipo de revestimento antigripagem do tipo de DLC (4) é aplicado ao pino (1) ao longo de um setor angular limitado (S) correspondente a pelo menos a área de atrito submetida à pressão de contato ao longo da direção preferencial (F) . Fora tudo isso, sem se afastar do quadro da invenção, outros revestimentos de PVD e PECVD antigripagem diferentes de DLC podem ser utilizados, tais como revestimentos que contêm cromo e/ou nitreto de cromo e/ou de tungsténio tais como o nitreto de cromo, carboneto de cromo, e nitreto de tungsténio ou carboneto de tungsténio, ou TiAIN, todos comumente conhecidos.

[0035] Deve ser feita referência às Figuras 7 e 8 e as Figuras 9 e 10, que mostram duas soluções para aplicação de um revestimento de tipo de DLC em uma única porção da circunferência dos pinos (1) . Os pinos (1) estão posicionados circularmente na periferia de um suporte (5) ao longo de pelo Os pinos (1) estão travados para rotação e dispostos em posição de tangência.

[0036] Na concretização ilustrada nas Figuras 7 e 8, os pinos (1) estão dispostos em torno de uma rede central (6) que impede a rotação dos referidos pinos para o travamento de sua rotação, como indicado. Ainda nesta concretização, para tratar um número significativo de pinos, os últimos são empilhados uns sobre os outros ao utilizar o furo interno dos referidos pinos que coopera com as hastes de guia (7).

[0037] Após a limpeza dos pinos (1), estes últimos estão dispostos como indicado de acordo com o conjunto previamente definido, o qual é, em seguida, tal como perfeitamente conhecido, carregado em um compartimento de deposição a vácuo (não mostrado). Durante a operação de bombeamento, o compartimento de deposição a vácuo e os pinos (1) são desgaseifiçados por aquecimento por radiação a uma temperatura de referência respeitando a temperatura de têmpera do pino. Quando o vácuo atinge um valor 2xl0-5 mbar, argônio é introduzido no compartimento para atingir uma pressão na ordem de 10~3 mbar. Os parâmetros de gravura quimica são adaptados para permitir remover uma camada de óxido naturalmente presente nos pinos (1), incluindo, em áreas confinadas, na junção dos pinos (1) resultante de seu posicionamento tangencial. Os parâmetros são adaptados para diminuir a voltagem nos pinos enquanto que aumenta a corrente, para diminuir o brilho do cátodo.

[0038] Após a gravura química, uma deposição de nitreto de cromo é realizada de acordo com um método de descarga elétrica do magnetron. No fim da PVD, um depósito de tipo carbono amorfo é depositado por PECVD. Esta camada de carbono amorfo a-C:H é precedida por uma camada de transição, por exemplo, contendo silício do tipo a-C:H-Si. Esta aplicação do revestimento de DLC é perfeitamente conhecida pelos versados na técnica e é fornecida como uma indicação não limitativa apenas.

[0039] A invenção não reside na aplicação em si de DLC, mas sim no método que permite revestir uma porção apenas da circunferência do pino com este revestimento de DLC.

[0040] Nesta configuração, os testes demonstraram que um revestimento sobre uma seção angular total de 200° (-100° a +100°) é obtido. Este revestimento é adesivo sobre um setor que varia de -85° a +80°, isto é, um setor angular total de 155°. A espessura do revestimento de DLC é uniforme dentro de ± 20% ao longo de um setor que varia de -70° a +65°, isto é, um setor angular de 135°. (Nota: O revestimento é considerado como funcional neste setor angular) . No setor oposto de +100° a -100°, uma falta total de revestimento de DLC pode ser observada.

[0041] Na concretização ilustrada nas Figuras 9 e 10, a parada da área revestida não é induzida pelo contato com o pino adjacente, mas por um elemento de proteção adicional (8) capaz de delimitar, para cada um dos pinos, um setor angular.

[0042] Nesta concretização, os pinos (1) tais como previamente indicados no caso da concretização ilustrada nas Figuras 7 e 8, são bloqueados em rotação e estão posicionados tangentemente ou, neste caso, quase tangentemente, dada a instalação do elemento de proteção (8) entre dois pinos adjacentes (1) . Os testes foram realizados com pinos de aço (1) tendo 20 mm e 28 mm de diâmetro. Tais pinos seguiram o mesmo procedimento que foi previamente indicado para a aplicação real do revestimento de DLC (limpeza, posicionamento sob vácuo, desgaseificação, ataque quimico, deposição).

[0043] Nesta configuração, um revestimento adesivo é obtido ao longo de todo o setor angular revestido (S), isto é, aproximadamente de -50° a +50°, para o pino que tem um diâmetro de 20 mm e a partir de -62,5° a +62,5° para o pino que tem um diâmetro de 28 mm. A espessura do revestimento de DLC é uniforme dentro de ± 20% em relação a este mesmo setor angular (S). Para o pino de 20 mm e o setor oposto variando de +50° a -50°, uma falta total de revestimento pode ser observada. O mesmo é verdadeiro para o pino de 28 mm de diâmetro sobre o setor oposto de +62,5° a -62,5°

[0044] Nesta configuração, a utilização de um elemento de proteção adicional (8) para definir e limitar a área a ser revestida com DLC permite ter um revestimento adesivo, de espessura uniforme, ao longo de todo o setor angular relacionado ao revestimento de DLC e delimitado pelo referido elemento de proteção (8) . Um posicionamento judicioso deste elemento de proteção (8) fornece um revestimento adesivo com uma morfologia satisfatória ao longo de um setor angular capaz de atingir 240° (a partir de -120° C a +120°).

[0045] Tal como indicado, para a aplicação de DLC ao longo de um determinado setor apenas, orientar adequadamente o pino é essencial. Deve ser feita referência aos exemplos indicativos das Figuras 16 a 19.

[0046] Testes comparativos foram realizados no caso da aplicação do revestimento de DLC ao longo de toda a periferia do pino de acordo com o estado da técnica e ao longo de uma porção apenas da referida periferia de acordo com as características da invenção.

[0047] Os testes foram realizados em um pino com um diâmetro de 16 mm e um comprimento de 45 mm. No caso de um revestimento de DLC de mais de 360° (estado da técnica), uma chamada configuração de tripla rotação deve ser usada. Neste caso, é possivel tratar 4.356 pinos através do carregamento em uma máquina TSD850 vendida pela HEF-Durferrit. Quando os pinos são tratados, de acordo com as características da invenção, isto é, a aplicação de revestimentos de DLC ao longo de um setor angular limitado e na configuração ilustrada nas Figuras 7 e 8, uma chamada configuração de dupla rotação é suficiente. Neste caso, é possivel tratar 5.544 pinos através do carregamento no mesmo tipo de máquina de TSD 850. Um ganho farto da máquina da ordem de 25% é correspondentemente obtido.

[0048] De acordo com a invenção, devido à passagem a partir da configuração de tripla rotação para a configuração de dupla rotação, um ganho também é obtido nos tempos de ciclo de revestimento de DLC. No contexto de um revestimento de DLC com uma espessura de 3 mm de acordo com o estado da técnica (revestimento em mais de 360°), o tempo de ciclo da configuração de tripla rotação é de 15,5 horas em uma máquina TSD 850, enquanto que de acordo com a presente invenção (revestimento sobre um setor angular limitado), o tempo de ciclo na configuração de dupla rotação, ainda em uma máquina TSD 850, é de 11,2 horas, isto é, com um ganho de tempo na ordem de 35%.

[0049] Além destas vantagens, o fato de aplicar o revestimento de DLC em um setor angular parcial do pino permite aumentar a espessura do revestimento, enquanto permanecendo economicamente vantajosa. Tal aumento da espessura permite aumentar o tempo de vida do pino, e é particularmente vantajoso no caso de aplicações de alta carga. A espessura do revestimento de DLC pode, assim, estar na faixa de 1 a 10 pm.

[0050] Fora tudo isso, sem se afastar do quadro da invenção, não é excluido que o pino (ou outro) também seja revestido fora da área de atrito. Neste caso, as características deste revestimento (espessura e/ou dureza e/ou coeficiente de atrito) são mais baixas do que as características do revestimento antigripagem do setor angular correspondente à área de atrito.

Claims (13)

1. Pino de pistão (1) possuindo um revestimento antigripagem (4) limitado a um setor angular (S) correspondendo a pelo menos uma área de atrito submetida a uma pressão de contato ao longo de uma direção preferencial caracterizado pelo fato de que o setor angular (S) está num intervalo de 15° a 240°, e em que fora da referida área de atrito, o pino (1) opcionalmente tem uma área revestida tendo uma espessura e/ou dureza e/ou coeficiente de atrito característicos inferiores às características correspondentes do revestimento antigripagem (4) do setor angular considerado (S) .

2. Pino, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o revestimento antigripagem é DLC.

3. Pino, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o revestimento é CrN.

4. Pino, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o revestimento é TiAlN.

5. Pino, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o setor angular está no intervalo de 15° a 220°.

6. Pino, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a espessura do revestimento na área funcional é homogênea dentro de ± 20%.

7. Pino, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a espessura do revestimento varia entre 1 e 10 pm.

8. Pino de pistão no caso de uma unidade estrutural (100, 100') para um motor de combustão com um pistão (10) fornecido com uma parte superior do pistão (11), um pino de pistão (20, 20') revestido com um revestimento antiatrito (21, 21'), e uma biela (30), onde a biela (30) é provida com uma extremidade pequena (31) e em que o pistão (10) é provido com furos de saliência (16) possuindo o pino do pistão (20, 20') montado nele, caracterizado pelo fato de que o pino de pistão (20, 20') é rigidamente fixado na extremidade pequena da biela (30) e em que o revestimento antiatrito (21, 21'), se estende sobre a área periférica do pino de pistão (20) que é submetida à maior carga durante o funcionamento do motor, pelo menos na área dos furos de saliência (16) do pistão (10).

9. Pino, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o revestimento antiatrito (21, 21') estende-se sobre uma área periférica do pino de pistão (20, 20') dirigida para a parte superior (11) do pistão (10) em um campo angular (a) de 180 a 240 graus.

10. Pino, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o campo angular (a) é de 220 graus.

11. Pino, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o revestimento antiatrito (21') estende-se ao longo de todo o comprimento axial do pino de pistão (20') .

12. Método de aplicação de um revestimento antigripagem (4) do tipo de DLC sobre um pino de pistão (1) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7 caracterizado pelo fato de que: os pinos são posicionados circularmente em um suporte, ao longo de pelo menos uma linha e em posição de tangência, a rotação do pino em relação ao suporte é travada, o suporte montado com os pinos está disposto em um compartimento de vácuo, o suporte montado com os pinos é rodado, o revestimento antigripagem (4) é seletivamente depositado sobre os pinos ao longo de um setor angular (S) delimitado pelo posicionamento de tangência dos referidos pinos.

13. Método de aplicação de um revestimento antigripagem do tipo de DLC sobre um pino de pistão (1) caracterizado pelo fato de que: os pinos (1) estão posicionados circularmente em um suporte, ao longo de pelo menos uma linha e em posição de tangência ou de quase tangência, um elemento de proteção (8) capaz de delimitar, para cada um dos pinos, um setor angular, está disposto entre cada pino (1), a rotação do pino em relação ao suporte é travada, o suporte montado com os pinos está disposto em um compartimento de vácuo, o suporte montado com os pinos é rodado, o revestimento antigripagem é seletivamente depositado sobre o setor angular (S) delimitado pelo elemento de proteção adicionado (8).

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