利用摩擦热涂敷铝合金涂层

日本名古屋大学的筱田刚教授开发了1项接合技术，即利用摩擦，以期在发动机气缸体的表面上涂覆铝合金涂层。     

保护气缸套工作表面的SUMEBore（R）涂层解决方案

燃油价格不断上升和日趋严格的车辆排放要求迫使发动机制造商采用各种技术来减少发动机的燃油耗和排放。因此，近年来，人们对气缸套涂层的关注度明显增加，SulzerMetco公司提出了SUMEBore@涂层解决方案。sUMEBore@涂层是采用空气等离子喷涂工艺将粉末状材料涂覆在气缸表面。这种空气等离子喷涂工艺非常灵活，能对各种不同的涂层材料进行处理，尤其是复合材料和纯陶瓷，而这在采用线状材料时是无法做到的。利用不同的涂层材料成分可以应对发动机的特定挑战，例如，由含杂质燃油或高废气再循环率引起的严重磨料磨损、咬缸和腐蚀。近年来，卡车、铁路机车和船用发动机，以及气体燃料发动机、电站发动机、气体压缩机的气缸套工作表面已开始采用这种空气等离子喷涂涂层材料，并在某些发动机上获得了成功的经验。试验发动机大多机油耗明显降低（部分机油耗的降幅甚至超过70％），燃油耗减少，并且磨损量非常小，缸套工作表面的耐腐蚀性也极好。给出了美国西南研究院1台EMD16—710G3A机车发动机的实机试验结果。这种空气等离子喷涂涂层解决方案已在不同的发动机市场实现商业化应用，被证明既适用于新型发动机机体和气缸套的批量生产，也适用于磨损气缸套的修复。这种涂层将会在减少发动机排放方面发挥重要作用。     

活塞环摩擦学特性在下一代弹性燃料发动机上面临的挑战

目前,随着可再生生物燃料的使用,考虑到从种植、燃料生产到汽车使用的整个生命周期,乙醇在弹性燃料汽车上的应用被认为是低二氧化碳排放的代用方案。在巴西,80％以上的量产汽车都使用弹性燃料。由于乙醇热值较低,为了获得相同的发动机功率,与汽油相比,乙醇的燃烧标定更为激进。这种燃用乙醇时不断增加发动机比功率的需求所产生的机械热负荷对活塞环摩擦学特性是一种挑战。乙醇的使用也带来一些特定的未被明确的摩擦学差异,如燃料稀释润滑油（尤其是在冷起动时）,以及具有腐蚀性的工作环境等。在特定的驾驶条件下,曾观察到氮化钢的第1道活塞环表面剥落等早期失效情况。当采用乙醇运行时,弹性燃料发动机呈现更高的最高燃烧压力,并且该峰值出现在曲轴转角上止点附近。这种状况增加了活塞环的磨损、擦伤的风险及摩擦学上的困难,这些都可能导致氮化层的裂纹及剥落。从摩擦学角度探讨弹性燃料发动机的第1道活塞环性能。讨论了弹性燃料发动机使用乙醇后对第1道活塞环的磨损、擦伤、氮化层剥落及摩擦等特性的影响。用发动机试验来评定耐磨损性和耐剥落性。有关擦伤,进行了环块法摩擦磨损试验,并给出了活塞环的涂层分级。还讨论了第1道活塞环的摩擦特性及对燃油耗的影响。给出了发动机浮动气缸套的试验结果。最后,讨论了克服这些挑战的活塞环技术方案。其中,有改进氮化处理以增加韧性的钢制活塞环,以及应用一种物理汽相沉积涂层,以提高耐磨损性和摩擦特性。介绍了一些摩擦试验台和发动机试验,以支持所讨论的技术方案。发动机试验基于严酷程序,目的是证明或预测弹性燃料发动机燃用乙醇时对性能的影响。     

适用于混合动力车及起动一停车系统的带有聚合物涂层的发动机轴承

内燃机零部件禁止使用铅作为合金元素的法规和降低发动机排放的法规相继实施，对轴瓦的设计和功能产生了十分重要的影响。现已证明，由于制造商趋向于采用起动一停车系统、混合动力、发动机小型化和低黏度机油等各种技术来降低发动机的燃油耗和排放，轴瓦的工作环境变得更具挑战性。发动机轴承通常是在液力润滑状态下工作的，但是，在采用上述技术的同时，要在不危及轴承系统耐久性的情况下延长轴承使用寿命，就不得不在混合润滑或边界润滑状态下工作。可以认为，商用车领域也将开始采用这些技术策略来达到规定的目标。针对这种颇具挑战性的轴承工作环境，Mahle公司开发了一种获专利的无铅聚合物轴瓦表面涂层。这种涂层的基体材料是一种高强度、耐高温、耐化学腐蚀的聚合物。在添加固态润滑剂、金属填充物、黏合增进剂和固化剂后，能使轴瓦具备理想的性能。试验台和发动机试验的结果证实，与传统无表面涂层的轴瓦材料相比，新开发的聚合物涂层材料具有良好的耐磨性和耐疲劳性。这种涂料适用于涂覆在被广泛使用的铝基和铜基底材上。着重阐述新技术对轴瓦工作环境的影响，并介绍一种能改善轴承系统可靠性和完整性的无铅聚合物涂层解决方案。     

硅橡胶涂料在电力机车绝缘子上的应用

针对电力机车上部绝缘子在潮湿条件下容易放电的问题，分析原因并采用喷涂硅橡胶涂层措施，通过对涂覆前后几年更换绝缘子情况的比较，证明在绝缘子表面涂覆一层硅橡胶憎水涂料是提高绝缘子耐污闪能力的 一项有效措施。     

Daimler商用车发动机用的气缸盖密封垫

德国Renz密封件有限公司开发出一种整体式气缸盖垫片，专门用于Daimler重载商用车新型柴油机系列。它被设计成一种具有多层卷边结构的（双层结构）金属-弹性体密封垫，这种结构把密封和充填功能组合起来，以此作为～种整体的解决方案。该公司采用耐腐蚀的特种钢和氟聚合物作为密封件的材料，据说，特别耐低温。这种多层卷边结构与燃烧室之间彼此配合得很     

铝活塞上的类金刚石涂层可增加发动机的功率

据比利时贝卡尔特公司报道，具有类金刚石涂层的铝活塞能提高发动机的功率。在摩托车发动机上对涂覆类金刚石涂层的铝活塞进行试验，并和标准的铝活塞作了比较。功率测试仪的结果显示在低转速时功率至少提高了1％，     

有利于降低发动机燃油耗的活塞裙部表面处理工艺

降低发动机零部件的摩擦,减少其机械损失是降低燃油耗的重要手段。活塞裙部表面涂层及典型的表面处理工艺对降低摩擦及磨损具有重要作用。介绍在活塞裙部形成覆膜的典型工艺,以及各种表面处理工艺和表面改性技术的原理与效果,也阐述新型涂层工艺的实际应用及其发挥的重要作用。     

保护钢和超耐热合金的新陶瓷基涂层

美国西太平洋国家实验室的研究人员研发了一种陶瓷基的新喷涂材料，它可以防止铁和超耐热合金在空气、液体、水蒸汽以及其他恶劣环境中腐蚀、氧化、渗碳和硫化。新的涂料黏合在金属基体上，经济、工艺简单并且涂层是有弹性的。因为这种新涂料的涂覆温度明显低于传统的陶瓷涂层所需要的温度，所以新的技术可以节约能源并且减少有害的排放。     

采用分析先导的设计方法开发新型13L重型柴油机

介绍了一种主要应用于中国重型货车市场的新型13L重型柴油机的设计开发。提供了使柴油机适用于中国市场运行的专有特性信息,详细描述了所用的设计技术。为了满足这些苛刻的要求,广泛应用了分析先导的设计方法,这一方法允许先对组件、子系统和整个发动机、后处理和车辆系统进行模拟,然后进行样机硬件设计。这样可以得到以前所不能达到的系统和子系统级的优化程度。描述了针对中国的排放策略以及对新型柴油机的实体设计策略,并提供了一些柴油机性能耐久性的细节。讨论了柴油机的构造,详细分析了机体、气缸盖及其密封、气缸和轴承等主要零部件。重点对气缸盖、机体和气缸盖衬垫进行分析,以保证在很高的缸内压力下密封的可靠性。讨论了在很高的缸内压力下工作的灰铸铁气缸盖的设计。同时也给出了轴承系统在不同润滑和运行条件下的优化和可靠性设计。对燃烧室的热流量进行估算,并根据估算结果对所采取的措施作了说明。     

铝制高应力轿车发动机对铸造技术和材料开发的挑战

在开发新型铝合金轿车发动机时，重点主要放在提高气缸工作表面的耐磨性、250℃较高温度下的抗拉强度和疲劳强度，以及可获得良好铸态组织的优化浇注工艺。     

高速变轨距动车组转向架滑动套配合量影响研究

某新型高速变轨距动车组变轨机构中车轮、滑动套和车轴存在多层圆筒配合,为深入了解配合量对滑动套接触压力以及结构应力的影响,分别采用弹性力学和有限元分析的方法对其进行求解,并分析了不同配合量对接触压力和结构应力的影响。结果表明:除接触边缘区域,车轮-滑动套接触压力与配合面过盈量成正线性关系;滑动套-车轴间隙量对滑动套内孔面结构应力影响显著,其实际间隙值由于车轮-滑动套过盈配合的压缩作用而小于设计值,所以设计间隙量时建议考虑车轮-滑动套过盈配合的压缩作用。     

发动机铝机体气缸表面涂层

Honsel公司采用铝一薄铁法为量产的气缸表面开发了一种新型涂敷工艺。该薄钢涂层具有良好的热机械特性，并且耐磨损、摩擦小。因此，为未来的低燃油耗汽油机和柴油机创造了良好的条件。     

车用发动机活塞及销组件中涂层的成本效率评价

就活塞销上涂覆性价比好的磨合润滑剂问题，对取消车用发动机活塞连杆组件中连杆铜套的可行性进行了研究。典型的车用发动机活塞都带有活塞销的销孔和销座。连杆上也同样有一个销孔，高硬度的钢制活塞销穿过这些孔连接活塞和连杆。一般来说，在连杆销孔内紧压一个铜套。铜套的作用是在润滑较差的情况下提供一个与活塞销偶合的接触面，以降低摩擦、磨损及刮伤等。然而，衬套增加了连杆质量[1.2]（在保持连杆小头厚度不变的情况下，去掉衬套的连杆小头外径较小，因而较轻），同时增加了活塞组件的制造成本和工艺，而活塞组件的强度并没有提高。在活塞销与活塞销孔，以及活塞销与连杆衬套的接触表面间磨损或刮伤是一种常见的失效形式，在发动机起动时尤为严重。以前的试验已证实，固体薄膜润滑剂可以预防刮伤和磨损，但是，通常都比不上带衬套连杆的成本效率。用Falex公司的试验装置对6种不同的润滑剂进行了试验，试验按照美国材料试验标准（ASTMG77）在环块试验机上进行。试验监控了摩擦系数、负荷、温度、表面特性、刮痕宽度及磨损材料的体积。根据试验结果，针对2种涂层在16台发动机上进行了无连杆衬套的台架试验和现场试验。     

铸钢车轮材料热喷涂层热疲劳试验断口特征分析

分析了某铸钢车轮试样热喷涂层热疲劳试验断口特征。在铸钢车轮材料表面分别热喷涂铁基和镍基两种合金涂层,进行450℃-20℃下热疲劳试验,对断口形貌进行观察。研究发现,铁基与镍基涂层的抗氧化能力优于铸钢车轮材料,表面氧化腐蚀是涂层试样热疲劳损伤的一种主要形式。在热循环过程中涂层本身出现一些开裂,但韧性涂层并未剥落,涂层层状结构阻碍了裂纹向基体的传播,涂层保护了基体。相比之下,镍基涂层效果更好。     

无氢类金刚石碳覆膜在车用发动机气门挺杆上的应用

涂覆了无氢类金刚石碳（DLC）覆膜的气门挺杆已在日产汽车公司的V63L汽油机上装车应用。叙述了在发动机机油润滑条件下DLC覆膜的摩擦特性，以及无氢DLC覆膜的密合强度。根据试验结果确认，作为一种新型表面处理工艺，无氢DLC覆膜能实际应用于发动机气门挺杆等零部件，并有效降低零部件的摩擦损失。     

柴油机气缸套和活塞环的新发展

报道了日本ＡＤＤ公司为一种目标发动机开发的新的喷涂陶瓷的气缸套和活塞环的性能特点以及川崎重工业公司的Ａｋａｓｈｉ研究所为该发动机开发的新的活塞环密封方法－空气喷射密封法。试验结果表明：采用新工艺的陶瓷喷涂气缸套和活塞环的磨损率大为降低，平均寿命可延长一倍以上；新的活塞环密封方法亦具有减轻顶环压力负荷和积污，避免燃气窜入曲轴箱等优点。     

利用变分原理计算V型金属橡胶弹簧的三向弹性系数

V型金属钢板橡胶弹簧具有为机车车辆走行部所必需的三相弹性．然而，当使用由橡胶和金属粘结起来的弹性元件时，由于两种材质的性质具有本质的差异，使三向弹性系数的计算十分困难，至今尚无可供应用的确定公式．作者利用变分原理——虚位移原理。考虑了金属与橡胶组合的边界条件，通过一组假设的试探函数，根据δ=0建立了控制方程．然后，再种用卡氏第二定律推导出单层的弹性系数，进而以这种方法确定了由多展组成的整个V型弹簧的刚度．     

减轻二冲程柴油机气缸套的磨损

本文旨在介绍影响二冲程柴油机气缸磨损的诸多因素和寻找减轻磨损率的方法。运用严重磨损区理论和一般测量方法，确定了气缸套纵向方向上的磨损率，并且得出与预期一致的结论。采用合适的燃油、润滑油和具有镀铬层和铸件层的硬化气缸套会显著地将磨损率降为最小。在设计气缸时，改变气缸壁上作用力的作用方式也会有效的减小磨损。     

列车车轴抗微动损伤热喷涂层组织结构研究

采用金相显微镜和SEM对热喷涂Ni－Cr涂层微观组织结构进行了观察，对涂层相结构进行X－射线衍射谱分析，并就列车车轴涂层抗微动操作性能对涂层组织结构依赖关系进行探讨。分析结果表明，热涂层工作层为多孔、疏松并有不同形貌氧化物的铁素体（a-Fe）与奥氏[γ-（Fe，Ni）]复相层状结构组织。涂层与基体结合牢固，涂层层状结构阻碍微动疲劳裂纹扩展。微协磨损前后合金元素分布状态的对比分析表明，微动磨损导致涂层工作层中Ni元素的再分布。溶入奥氏体Ni量的增加有利于奥氏体稳定化和提高奥氏体断裂韧性，从而进一步增加了裂纹在涂层中扩展的阻力并对防止涂层碎裂层与剥离起到一定作用。合金涂层对提高车轴抗微动操作性能起到重要作用。