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。     

利用进气流控制降低燃油耗和排放的研究

近年来，车用发动机不断追求高功率和低燃油耗，所以对能二者兼顾的可变进气流技术进行了模拟计算（流体动力学计算）和实机试验。通过部分阻挡进气歧管，使进气流偏向，从而改善燃烧和燃油耗，并用实车道路试验来验证改善燃油耗的效果。关于排放，以减少冷起动HC排放为目标，进行配组试验。特别是通过测量燃烧辉光，从表示油滴燃烧状况的后辉光分布与HC的关系着手进行分析。部分阻挡进气歧管后强化了空气流动，使燃油液滴分布明显偏向，致使HC排放增加，但形成能抑制油滴壁面附着的进气流时，发现后辉光和HC有所减少。     

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。     

一种性能可靠的等离子喷涂电源

1概述 等离子喷涂技术是获得材料表面功能涂层的有效手段.它具有生产效率高,涂层质量好,可喷涂材料范围广,成本低等优点.因此,近10年来,其技术进步和生产应用发展较快.传统的磁饱和放大器技术已经越来越不适应喷涂技术的发展,逆变电源已经开始应用于等离子喷涂工艺中.但由于逆变技术复杂,成本较高,可靠性较低,目前尚难以在等离子喷涂工艺中推广使用.下面介绍的等离子喷涂电源,采用了晶闸管整流形式,其线路简洁,可靠性高;并具有优良的动态调节性能和控制方便,成本低等特点.     

降低汽车燃油耗的摩擦学技术

降低发动机燃油耗和减少二氧化碳排放是满足日趋严格的排放法规要求的必经之路。针对降低发动机燃油耗的课题,以发动机周边零部件为中心,着重介绍丰田汽车公司开展的摩擦学相关研究。就利用摩擦学技术降低燃油耗的具体方法,阐述了在优化气缸内圆面（工作表面）、改进活塞组件、优化气门机构及曲轴轴承等方面采用的新技术和新工艺,评价了上述技术措施对降低燃油耗及二氧化碳排放的效果。同时指出,即便是当代先进的内燃机。在利用摩擦学技术与手段优化其内部摩擦及降低燃油耗方面．仍具有很大的发展潜力。     

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。     

修复的气缸套

美国Chromium公司修复的EMD 710柴油机气缸套的特点是采用具有专利权的CRODON硬铬镀层工艺，该工艺可供在日常修理或大修时采用。SUPOR 和C2K职两种表面涂层被设计用来修复气缸套以延长寿命，同时比新气缸套降低成本。SUPOR涂层可提供快速磨合，减少50％机油消耗和延长使用寿命，这意味着降低维修成本和提高效率。C2K涂层是与活塞环制造厂家联合开发的，     

机车柴油机气缸套YAG激光表面强化处理的研究

在由ＹＡＧ激光强化机车气缸套表面的试验研究中，理论计算的硬化带尺寸与试验结果一致，采用此方法确定工艺参数，可有效减少试验工作量。磨损试验结果表明，强化后的缸套材料，可以有效提高其耐磨性和配副性，为机车气缸套表面激光强化处理的经济实用性提供了依据。     

等离子喷涂工艺

在众所周知的现代气体热喷涂工艺中,等离子喷涂乃是解决诸多问题的最有前途的工艺之一。文章介绍了等离子发生器可以完成涂层的各种喷涂方法。还介绍了各种不同材料的化学成分并说明了该工艺实施后所能获得的良好效果。     

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。     

车用发动机轴承低摩擦涂层技术的发展动向

近年来．为改善发动机的燃油经济性和减少排放，汽车制造商趋向于采用怠速一停止系统、混合动力、小型化发动机、低黏度机油等新技术，发动机轴承的工作环境也因此而变得更为苛刻。通常情况下，轴承在流体润滑状态下工作，但在采用上述技术的情况下，要在不影响轴承可靠性的前提下延长其工作寿命，就必须使轴承在混合润滑或边界润滑状态下工作。为应对轴承工作环境的变化，必须降低轴承摩擦。通过二硫化钼喷丸处理、固体润滑涂层等应用实例，介绍近年来降低轴承表面摩擦因数的相关技术发展动向。     

高速火焰喷涂和等离子喷涂

近年来,高速火焰喷涂和等离子喷涂的应用范围扩大了.这2种工艺都在很高的温度下工作,使受处理的零件热量逐渐积聚.如果在喷涂过程中零件不能充分地冷却,涂层就会产生缺陷,零件可能报废.早期的解决办法用压缩空气喷射到零件的表面来进行冷却.     

新一代载重车发动机活塞环端面磨损的解决方案

排放法规限值的日益收紧对发动机的各项研发工作提出了新的挑战。为了满足改进燃烧和提高发动机效率的要求,导致发动机的负荷增加和磨粒尺度增大。改进发动机会导致活塞环及活塞环槽面临苛刻的摩擦学条件,因而活塞环端面磨损正成为活塞环设计时要解决的关键问题。防止活塞环端面磨损最常用的方法是镀铬。但这种方法在耐久性（厚度太薄）和金相图（表面粗糙）上有一定的局限性。为此,现已开始采用氮化处理的不锈钢第1道活塞环,以改善对端面的保护。与镀铬层相比,氮化层的硬度较高,且比较光洁。然而,对于新一代载重车发动机而言,在某些情况下,采取氮化处理应对摩擦学条件的能力也有其局限性。一种新的解决办法是采用热喷涂工艺。这种工艺能增加保护层厚度,从而减少活塞环与活塞环槽的磨损。为了在严酷的工作条件下评价各种端面磨损解决方案的效果,设计了特殊的发动机试验程序。对各种活塞环技术的评定结果显示,热喷涂的性能最佳。长期试验结果也显示,热喷涂层能提高端面的耐久性。     

关于北美铁路未来动力的看法

尽管人们普遍对柴油机排放感到担忧,但美国的供应商仍将柴油发动机视为未来几十年铁路行业的一个主要组成部分.这种信心部分来自柴油发动机性能的提高,从而减少了排放和运营成本.此外,驾驶员咨询系统和燃油自动管理等数字工具的集成,将有助于进一步减少排放.发动机技术也将在培育新一代混合动力机车方面发挥重要作用,既降低了油耗,又避免...     

提高等离子涂层的质量

等离子喷涂工艺因其对喷涂材料种类的适用范围最广而得到了广泛的应用,而且在很多场合下它的技术经济效果最好。但若使用不适当的喷涂设备,则会使得应用效果不尽人意。文章介绍了该工艺的原理、关键之处以及提高涂层质量和降低工艺成本的措施。     

Deutz公司采用螺旋滑动珩磨技术降低柴油机的磨损和机油耗

Deutz发动机公司进一步开发2012型4L和6L柴油机,在满足美国第3阶段排放标准要求的同时,提出了在2100r／min时最大功率达到178kW,以及采用冷却的废气再循环（EGR）达到更高EGR率的新任务。在不改变结构设计的情况下,这些边界条件将会导致气缸组件较严重的磨损。Nagel公司与Deutz公司共同合作,在现有基础上为气缸组件提出了一种解决方案,不仅能解决气缸组件的磨损问题,而且还有望获得降低机油耗并延长维修周期的经济效果。     

未来柴油多样化的挑战和解决方法

排放控制、二氧化碳值、舒适性、驾驶性、可靠性和成本是未来所有动力装置开发的主要框架。为了在保持燃油耗优势、良好运行性能和可接受成本的同时,满足未来的欧洲排放法规和现行的美国排放法规,在这个框架内,无论是轿车,还是商用车的柴油动力装置都面临一些挑战。其中之一是不同国家柴油品质的差异,包括不同的十六烷值、挥发性、含硫量和分子成分。此外,由于经济和环境的原因,越来越多具有不同燃油品质和特性的代用燃油将被推向市场。目前,大多数柴油机采用的喷油系统控制算法是开环控制。采用这种控制方法时,燃油品质的变化会增加校准的难度和校准持续时间,同时还会降低燃烧强度和排放。控制不同燃油燃烧的一种可能解决方案是采用闭环燃烧控制。一旦这种设想被发动机试验证实,针对不同品质燃油的校准会变得更快、更容易。另外,车辆使用期间的在线校准修正还可以避免发动机故障,并确保适宜的驾驶性能和排放性能。介绍一种补偿燃油品质变化的创新方法。依据2种市售燃油（EN590欧洲柴油和低十六烷值美国柴油）的品质,通过燃烧分析研究了燃油对燃烧特性和排放的影响。基于这些数据和结果,介绍了一种能补偿燃油品质变化的创新闭环燃烧控制策略。     

采用生态安全的工艺获取可熔复合材料

为在磨料磨损条件下工作的零件上涂覆高强度的涂层而使用可熔接的材料,是提高建筑、铁路和其他类型的贵重技术装备使用寿命的有前途的方向之一。但是,在研发它们的过程中,并不总是能遵守生态安全的要求,从而产生对自然环境和人类健康的负面后果。本文论述作者的研究小组就研发包覆有涂层的粉末的研究工作结果。这种包覆粉末是用化学气相沉积方法将镍的四羰基化物涂覆到氧化铝的颗粒表面上,并用它来获得耐磨的涂层。使粉末材料的金属化是采用一种封闭的循环来实现的,从而避免了工作人员与有毒物质的接触,以及避免了将污染物质排放到大气中去,保证了生产过程的安全性,同时获得了具有必要的物理-机械性能的等离子涂层,显示出了该涂层的有效性,以及有助于延长承受磨料磨损的机器工作部件的使用寿命。     

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。     

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。