减小汽车发动机零部件摩擦力的技术

时间:2015-12-17 15:36 来源:未知 作者:admin 点击:次

作为减小汽车发动机零部件之间摩擦力的措施大致可分为以下3种。一是减小零部件之间的实际接触面积;二是使零部件之间形成低的剪应力;三是减小零部件之间的输入负载。

减小零部件的表面粗糙度有助于减小零部件之间的实际接触,在不改变表面最初粗糙度的基础上,通过滑动可以使配对材的表面变得平滑,由此可以进一步降低摩擦力。目前,大部分的发动机缸孔的构造是把由灰口铸铁制作的套管 铸入铝合金气缸体 。铸铁的热传导率(50W/( k))比铝材(100W/( k))低,而且铸铁的厚度为数mm。最近为提高燃烧室内的散热性,用铸铁套管替代缸孔,对铸铁进行喷镀处理,由此能既提高界面的密封性,又能减薄管壁,大幅度改善该部位的换热和传热。另外,作为喷镀特有的现象是,在膜内导入某种程度的空隙,空隙裸露在表层,可以提高缸孔表面的保油性。由于不需要采用以往那种用发动机缸孔的 珩磨网纹 加工孔来确保保油性,因此可以使缸孔表面变得平滑。它除了具有上述的传热特性好的优点外,还可以有效降低边界至混合润滑区域的摩擦力。
关于零部件表面粗糙度凸起间的接触,以包括凸起的整个表面层作为低剪应力材料,作为减小粗糙度和单独降低摩擦力的方法,可以采用固体润滑剂。尤其是,在面压不是那么高的情况下,可以采用所谓的软镀层,即把作为固体润滑剂的颗粒状的二硫化钼(MoS 2 )或石墨、四氟乙烯分散到聚酰胺树脂(PAI)中的镀膜,或直接把MoS 2 颗粒对着被加工件高速照射后获得的镀膜等。这种镀膜可以应用于发动机部件中接触面积大的活塞杆、曲轴轴承合金表面层。另一方面,对于面压高的零部件,因此开发了在采用硬质且无润滑的情况下,以摩擦系数与固体润滑剂一样低的DLC镀膜为基础,在润滑情况下可获得相同效果的镀膜。本文要介绍的是不含氢的DLC膜(无氢DLC膜)和含Si的DLC膜(Si-DLC)。两者在表面处理和设计思路方面与以往有很大的不同点在于,镀膜本身都没有单独的特性,与润滑油或润滑油中所含水分的组合,可以明显降低摩擦力。
为减小活塞环和缸孔间的摩擦力,因此近年来已开始采用CrN膜替代以往的镀Cr或氮化处理技术。镀Cr膜的厚度大约100 ,而耐磨损性好的CrN膜的厚度很薄只有25 ,它可减小膜厚度的偏差范围。结果,不改变活塞环张力的下限值,只将中间值设定在小一些,就可减小活塞环和缸孔间的摩擦力。另外,由于CrN膜的磨损量小,因此可以维持活塞环外表面初期的曲率,抑制伴随磨损而增加的接触范围,这一点也有助于减小摩擦力。