作為減小(xiao)(xiao)汽車發動機零部件之(zhi)間(jian)摩擦力的(de)措(cuo)施(shi)大致可分為以下(xia)3種(zhong)。一是(shi)減小(xiao)(xiao)零部件之(zhi)間(jian)的(de)實際接觸面積;二(er)是(shi)使零部件之(zhi)間(jian)形(xing)成低的(de)剪應力;三是(shi)減小(xiao)(xiao)零部件之(zhi)間(jian)的(de)輸入(ru)負載(zai)。
減(jian)小零部件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)粗(cu)糙度(du)(du)(du)有(you)助于(yu)減(jian)小零部件(jian)(jian)之間的(de)(de)(de)(de)實際接觸(chu),在不改變表(biao)面(mian)(mian)最初粗(cu)糙度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)基礎上(shang),通過滑(hua)(hua)動(dong)可(ke)以(yi)使配對材的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)變得平滑(hua)(hua),由(you)(you)此可(ke)以(yi)進一步降低(di)摩(mo)擦力。目(mu)前,大(da)部分(fen)的(de)(de)(de)(de)發動(dong)機缸(gang)(gang)(gang)孔(kong)(kong)(kong)的(de)(de)(de)(de)構造是把由(you)(you)灰口鑄(zhu)(zhu)鐵制作的(de)(de)(de)(de)套(tao)管鑄(zhu)(zhu)入鋁合金氣缸(gang)(gang)(gang)體內(nei)的(de)(de)(de)(de)。鑄(zhu)(zhu)鐵的(de)(de)(de)(de)熱(re)傳(chuan)(chuan)導率(50W/(m·k))比鋁材(100W/(m·k))低(di),而且鑄(zhu)(zhu)鐵的(de)(de)(de)(de)厚度(du)(du)(du)為(wei)數mm。最近為(wei)提高燃燒室內(nei)的(de)(de)(de)(de)散熱(re)性(xing),用鑄(zhu)(zhu)鐵套(tao)管替代缸(gang)(gang)(gang)孔(kong)(kong)(kong),對鑄(zhu)(zhu)鐵進行噴鍍(du)(du)處理,由(you)(you)此能既(ji)提高界(jie)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)密封性(xing),又能減(jian)薄管壁,大(da)幅度(du)(du)(du)改善該部位的(de)(de)(de)(de)換(huan)熱(re)和傳(chuan)(chuan)熱(re)。另外,作為(wei)噴鍍(du)(du)特有(you)的(de)(de)(de)(de)現象是,在膜內(nei)導入某種(zhong)程(cheng)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)空隙,空隙裸露在表(biao)層(ceng),可(ke)以(yi)提高缸(gang)(gang)(gang)孔(kong)(kong)(kong)表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)保(bao)油性(xing)。由(you)(you)于(yu)不需要采用以(yi)往那種(zhong)用發動(dong)機缸(gang)(gang)(gang)孔(kong)(kong)(kong)的(de)(de)(de)(de)珩磨網紋(wen)加工孔(kong)(kong)(kong)來確保(bao)保(bao)油性(xing),因(yin)此可(ke)以(yi)使缸(gang)(gang)(gang)孔(kong)(kong)(kong)表(biao)面(mian)(mian)變得平滑(hua)(hua)。它除(chu)了具有(you)上(shang)述(shu)的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)熱(re)特性(xing)好(hao)的(de)(de)(de)(de)優點外,還可(ke)以(yi)有(you)效降低(di)邊界(jie)至混合潤滑(hua)(hua)區域的(de)(de)(de)(de)摩(mo)擦力。
關于零部(bu)件(jian)表(biao)面(mian)(mian)(mian)粗糙度凸起間的(de)(de)(de)(de)接(jie)觸,以(yi)包括凸起的(de)(de)(de)(de)整個表(biao)面(mian)(mian)(mian)層作為(wei)低(di)剪應力材(cai)料,作為(wei)減小粗糙度和單(dan)獨(du)(du)降低(di)摩(mo)(mo)擦力的(de)(de)(de)(de)方法(fa),可(ke)(ke)以(yi)采(cai)用(yong)固體(ti)(ti)潤(run)(run)(run)滑(hua)劑。尤其是,在面(mian)(mian)(mian)壓不(bu)是那么高(gao)的(de)(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)(kuang)下,可(ke)(ke)以(yi)采(cai)用(yong)所謂的(de)(de)(de)(de)軟鍍層,即把作為(wei)固體(ti)(ti)潤(run)(run)(run)滑(hua)劑的(de)(de)(de)(de)顆粒狀的(de)(de)(de)(de)二硫化鉬(mu)(MoS2)或(huo)石墨(mo)、四氟乙烯分散(san)到聚酰胺樹脂(zhi)(PAI)中的(de)(de)(de)(de)鍍膜,或(huo)直(zhi)接(jie)把MoS2顆粒對著被加(jia)工件(jian)高(gao)速照射后獲得的(de)(de)(de)(de)鍍膜等(deng)。這種鍍膜可(ke)(ke)以(yi)應用(yong)于發(fa)動(dong)機部(bu)件(jian)中接(jie)觸面(mian)(mian)(mian)積大(da)的(de)(de)(de)(de)活塞(sai)桿、曲軸(zhou)軸(zhou)承合金表(biao)面(mian)(mian)(mian)層。另(ling)一(yi)方面(mian)(mian)(mian),對于面(mian)(mian)(mian)壓高(gao)的(de)(de)(de)(de)零部(bu)件(jian),因此開發(fa)了在采(cai)用(yong)硬質且無(wu)潤(run)(run)(run)滑(hua)的(de)(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)(kuang)下,以(yi)摩(mo)(mo)擦系(xi)數與(yu)固體(ti)(ti)潤(run)(run)(run)滑(hua)劑一(yi)樣(yang)低(di)的(de)(de)(de)(de)DLC鍍膜為(wei)基礎,在潤(run)(run)(run)滑(hua)情(qing)況(kuang)(kuang)下可(ke)(ke)獲得相同效果的(de)(de)(de)(de)鍍膜。本文(wen)要介紹的(de)(de)(de)(de)是不(bu)含(han)氫的(de)(de)(de)(de)DLC膜(無(wu)氫DLC膜)和含(han)Si的(de)(de)(de)(de)DLC膜(Si-DLC)。兩者在表(biao)面(mian)(mian)(mian)處理和設計思路方面(mian)(mian)(mian)與(yu)以(yi)往有很大(da)的(de)(de)(de)(de)不(bu)同點在于,鍍膜本身都沒有單(dan)獨(du)(du)的(de)(de)(de)(de)特(te)性,與(yu)潤(run)(run)(run)滑(hua)油或(huo)潤(run)(run)(run)滑(hua)油中所含(han)水分的(de)(de)(de)(de)組(zu)合,可(ke)(ke)以(yi)明顯降低(di)摩(mo)(mo)擦力。
為(wei)減小(xiao)活(huo)(huo)塞(sai)環和缸孔(kong)(kong)間(jian)的摩(mo)擦力(li)(li)(li),因(yin)此(ci)近(jin)年來已(yi)開始采用CrN膜替代(dai)以往(wang)的鍍Cr或氮化處理技術。鍍Cr膜的厚(hou)(hou)度大約100,而(er)耐磨(mo)損(sun)性好的CrN膜的厚(hou)(hou)度很(hen)薄只(zhi)有25,它可減小(xiao)膜厚(hou)(hou)度的偏差范圍(wei)。結果,不(bu)改變活(huo)(huo)塞(sai)環張力(li)(li)(li)的下(xia)限值(zhi),只(zhi)將中間(jian)值(zhi)設定(ding)在小(xiao)一(yi)些(xie),就可減小(xiao)活(huo)(huo)塞(sai)環和缸孔(kong)(kong)間(jian)的摩(mo)擦力(li)(li)(li)。另外,由(you)于(yu)CrN膜的磨(mo)損(sun)量(liang)小(xiao),因(yin)此(ci)可以維持活(huo)(huo)塞(sai)環外表面初期(qi)的曲(qu)率,抑(yi)制(zhi)伴隨磨(mo)損(sun)而(er)增(zeng)加的接(jie)觸范圍(wei),這一(yi)點也有助于(yu)減小(xiao)摩(mo)擦力(li)(li)(li)。
