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        減小汽車發動機零部件摩擦力的技術

        時間:2015-12-17 15:36 來源:未知 作者:admin 點擊:

        作為減小汽車發動機零部件之間摩擦力的措施大致可分為以下3種。一是減小零部件之間的實際接觸面積;二是使零部件之間形成低的剪應力;三是減小零部件之間的輸入負載。

        減小零部件的表面粗糙度有助于減小零部件之間的實際接觸,在不改變表面最初粗糙度的基礎上,通過滑動可以使配對材的表面變得平滑,由此可以進一步降低摩擦力。目前,大部分的發動機缸孔的構造是把由灰口鑄鐵制作的套管鑄入鋁合金氣缸體。鑄鐵的熱傳導率(50W/(k))比鋁材(100W/(k))低,而且鑄鐵的厚度為數mm。最近為提高燃燒室內的散熱性,用鑄鐵套管替代缸孔,對鑄鐵進行噴鍍處理,由此能既提高界面的密封性,又能減薄管壁,大幅度改善該部位的換熱和傳熱。另外,作為噴鍍特有的現象是,在膜內導入某種程度的空隙,空隙裸露在表層,可以提高缸孔表面的保油性。由于不需要采用以往那種用發動機缸孔的珩磨網紋加工孔來確保保油性,因此可以使缸孔表面變得平滑。它除了具有上述的傳熱特性好的優點外,還可以有效降低邊界至混合潤滑區域的摩擦力。
        關于零部件表面粗糙度凸起間的接觸,以包括凸起的整個表面層作為低剪應力材料,作為減小粗糙度和單獨降低摩擦力的方法,可以采用固體潤滑劑。尤其是,在面壓不是那么高的情況下,可以采用所謂的軟鍍層,即把作為固體潤滑劑的顆粒狀的二硫化鉬(MoS2)或石墨、四氟乙烯分散到聚酰胺樹脂(PAI)中的鍍膜,或直接把MoS2顆粒對著被加工件高速照射后獲得的鍍膜等。這種鍍膜可以應用于發動機部件中接觸面積大的活塞桿、曲軸軸承合金表面層。另一方面,對于面壓高的零部件,因此開發了在采用硬質且無潤滑的情況下,以摩擦系數與固體潤滑劑一樣低的DLC鍍膜為基礎,在潤滑情況下可獲得相同效果的鍍膜。本文要介紹的是不含氫的DLC膜(無氫DLC膜)和含Si的DLC膜(Si-DLC)。兩者在表面處理和設計思路方面與以往有很大的不同點在于,鍍膜本身都沒有單獨的特性,與潤滑油或潤滑油中所含水分的組合,可以明顯降低摩擦力。
        為減小活塞環和缸孔間的摩擦力,因此近年來已開始采用CrN膜替代以往的鍍Cr或氮化處理技術。鍍Cr膜的厚度大約100,而耐磨損性好的CrN膜的厚度很薄只有25,它可減小膜厚度的偏差范圍。結果,不改變活塞環張力的下限值,只將中間值設定在小一些,就可減小活塞環和缸孔間的摩擦力。另外,由于CrN膜的磨損量小,因此可以維持活塞環外表面初期的曲率,抑制伴隨磨損而增加的接觸范圍,這一點也有助于減小摩擦力。


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