活塞的表面处理工艺

对车用发动机来说,降低二氧化碳排放和改善燃油经济性是重要的课题。鉴于发动机活塞要求减轻质量和降低摩擦,介绍了用于活塞第1道环环槽和活塞裙部的表面处理工艺,这些技术有利于活塞的轻量化和降低摩擦。     

内燃机活塞的摩擦分析

研究分析类金刚石碳涂层对活塞销及裙部的减摩效果。采用浮动缸套法和弹性流体润滑仿真方法分析活塞裙部摩擦。试验结果表明，类金刚石碳涂层减小了活塞销对缸套的摩擦，并且在发动机低转速和活塞销偏置较大的条件下效果尤为明显，尤其减小了上止点和下止点附近的摩擦。弹性流体润滑仿真证实，类金刚石碳涂层活塞销能够影响活塞的运动，减小活塞裙部与缸套之间的接触压力。     

内燃机活塞表面处理技术的开发

对内燃机活塞实施表面强化处理可提高活塞早期性能，简化活塞的接触状态调试、磨合等试运转过程，提高活塞的耐热胶着性、耐磨损性，以及发动机输出功率。介绍了本田技术研究所在活塞裙部形成具有吸附、保持润滑油作用的覆膜的新方法，阐述了在覆膜材料设计方面所作的精心考虑，如配合粒子及其配合量的选定、树脂的选定等。经试验之后，开发出一种全新的活塞表面强化处理工艺，并验证实施该表面处理工艺的活塞可获得良好的经济性和技术效益。     

在着火运转的柴油机上测量摩擦功率——活塞裙部几何形状的影响

Mahle公司在着火运转的柴油机上进行大量的摩擦试验。介绍并定量揭示影响轿车柴油机活塞裙部摩擦的各种措施。活塞形状对摩擦的影响是由不同的活塞裙部廓线显现出来的，例如降低活塞裙部的刚度能证实活塞结构的适合程度对摩擦性能的影响。此外，还介绍缩小活塞裙部工作表面积对发动机运行特性曲线场摩擦性能的影响。     

基于表面处理工艺及形状优化的活塞环滑动摩擦降低技术

发动机的总机械损失中,活塞组件因滑动阻力引起的摩擦损失约占40％～60％。活塞环外侧圆周面与气缸工作表面之间存在较大的滑动摩擦力,会造成发动机的功率损失。降低上述摩擦损失是活塞组件研发过程中有待解决的课题。通过对活塞、活塞环、气缸等部件接触部位的形状进行优化,以及采用高效的表面处理工艺形成适当的表面粗糙度,来达到降低活塞环滑动摩擦损失的目的,同时也介绍近年来部分典型表面处理工艺的应用实例及其效果。     

活塞组降低摩擦的潜力及其裙部涂层的影响

降低发动机的内部摩擦是发动机开发的重要目标之一。Mahle公司开发出一种整机摩擦功率试验台，作为重要的开发工具，其不仅能在外源增压倒拖运转情况下，而且能在着火运转的发动机上，对所有对摩擦功率有影响的发动机零部件进行参数试验，确定出活塞组各个结构参数降低摩擦的潜力，并借助于试验设计程序为每种试验方案绘制了摩擦功率特性曲线场。同时，为了查明活塞裙部涂层对降低摩擦和磨损的作用和潜力，对3种不同涂层材料进行了摩擦和磨损试验，然后对各项参数对降低摩擦功率的效果进行排序。它可为发动机试图达到更合理的结构设计提供参考。     

重载货运机车柴油机活塞的研究

活塞是柴油机的主要部件之一,其可靠性和寿命直接关系到机车柴油机的性能和运行安全。基于HXN5型货运机车柴油活塞的研制,从活塞结构、活塞材料以及活塞特殊工艺方面展开研究,对结构设计、活塞裙铝合金材料变质及其固溶时效工艺、环槽高频淬火强化工艺、球铁销座球化率提升工艺、异型销孔加工检测、活塞变椭圆形线技术、活塞表面锰磷化及其减磨涂层工艺等方面进行了研究,以实现重栽货运机车活塞的承栽能力和可靠性的目标。     

KSKolbenschmidt公司的新型钢活塞

KSKolbenschmidt公司推出一种轿车发动机用的新型钢活塞。据制造商称，结合采用适配的活塞结构，可降低摩擦功率损失，根据不同用途，这种钢活塞可使发动机燃油耗降低4％。凭借材料优势，可大大缩小活塞裙部和气缸孔之间的安装间隙，进而在怠速和冷态工况点大幅改善噪声特性。2014年，这种轿车用钢活塞将被批量装用在OEM机型上。     

钢顶铝裙活塞裙部破损惯性质量问题分析及改进

配装钢顶铝裙活塞的东风４Ｃ，Ｄ型机车柴油机，当机车走行２０万ｋｍ左右时，相继发生由于活塞裙部破损引起的机破事故，已形成惯性质量问题。本文分析了裙部破损原因，并叙述了从结构，材料，加工工艺等方面对该活塞进行改进的原因。     

柴油机钢活塞的摩擦特性

据预测,卡车柴油机功率的提高会进一步增加铸铁活塞和钢活塞的需求量,因而对活塞的润滑状态进行了研究。采用浮动衬套法对铸铁活塞和钢活塞的摩擦特性进行了测量分析,为了便于比较,也给出了传统铝活塞的摩擦特性。为了分析活塞的摩擦特性及研究中的新发现,对活塞的二阶运动也进行了测量分析。研究结果表明,铸铁活塞在压缩上止点为边界润滑状态,其原因可能是活塞与气缸套间隙过大导致活塞倾斜角度过大,钢活塞由于裙部机油润滑充分,在上止点及下止点处于流体润滑状态。     

2Д100柴油机活塞的镀锡

根据现行技术条件的规定,当活塞裙部的镀锡层磨耗超过150厘米~2时活塞即报废。在更换缸套或活塞时,当活塞裙部的镀锡层磨耗超过30厘米~2时活塞就予以报废。     

最新表面处理技术及应用

机械零部件的表面处理工艺是一种改变材料表面特性或赋予表面新功能,使之成为功能性材料的方法。例如工件的表面淬火、扩散其他元素、表面涂覆等工艺,能够提高零件综合机械性能,如降低摩擦、磨损,改善疲劳强度等。本文介绍了基于表面处理以降低摩擦磨损的机理,论述了实用的表面处理方法及其具体的应用效果。     

提高球铁活塞裙铸件表面质量的研究

研究了铸造原辅料、熔炼工艺及浇注系统等对球铁活塞裙铸件表面质量的影响。通过严格控制原辅料,优化铸造工艺和熔炼工艺等措施,有效地防止了表面夹渣的形成,取得了良好的效果。     

活塞裙部型面设计方法分析

活塞裙部型面是活塞设计中特别重要的部位,它影响着活塞与缸套之间的配合间隙以及动力润滑油膜的形成与保持。本文总结了目前活塞裙部型线的设计方法和设计流程:包括类比实验法、函数拟合法、模拟仿真法和数值解析法,以实例详细说明设计过程,为活塞型面设计和结构改进提供了参考。     

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。     

16V240ZJ柴油机钢顶铝裙组合活塞加工工艺

介绍了１６Ｖ２４０ＺＪ柴油机钢顶铝裙组合活塞的结构特点以及活塞顶，活塞裙的加工工艺。     

活塞表面物理气相沉积氮化铬涂层的特性

本文介绍了内燃机活塞上PVD(物理气相沉积)涂层的发展,目的是为了更好地控制发动机的主要部件,如活塞和气缸等的摩擦、磨损、氧化及腐蚀,提高能效,延长寿命,改善功率输出。研究目的是为铝制活塞寻找最佳的衬底涂层化合物。PVD的氮化铬电弧沉积涂层已被证实在这方面能提供极优越的性能,正如在划痕测试中所测得的,在摩擦力、磨损特性和粘着力方面都有改善。涂镀工艺不会影响到LM- 13活塞合金的硬度和微观结构。     

230钢顶铝裙组合活塞的研制

介绍了２３０钢顶铝裙组合活塞的结构特点，活塞顶，活塞裙，连接螺栓，螺套以及活塞销的试制工艺；并对各零件的加工要点作了详细说明。     

用电化学——机械处理方法提高零件的使用寿命

与常用的表面处理工艺相比,电化学—机械处理方法具有一系列优点。文章介绍了该工艺的原理及作业方法。理论研究和实验室试验证明,本方法具有节能、环保、降低机械零部件的摩擦因数并延长其使用寿命的特性。     

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。