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-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。     

降低发动机摩擦的轴承技术

当前,禁止在内燃机零部件上使用铅作为合金元素的法规业已实施,并且,由于普遍应用混合动力、发动机小型化、低黏度机油、起动-停车系统等新技术来降低发动机的燃油耗及排放,曲轴轴承的工作环境变得更加苛刻。针对曲轴轴承工作环境的变化,着重叙述在实现发动机高功率、小型化及降低摩擦损失等方面开展的摩擦学研究,介绍轴承材料研发及其设计理念的创新与成果,也对在曲轴轴承上应用的新型表面处理工艺及减摩技术进行评价。     

用于发动机滑动轴承的固体润滑涂层

对发动机中的滑动轴承施以固体润滑涂层工艺,可以改善轴承的磨合性,提高轴承性能。近年来,混合动力系统及怠速起停系统等环保技术不断得到发展,发动机的起动和熄火也变得更为频繁,零部件的工作环境变得日益苛刻,而固体润滑剂的润滑特性对提高发动机零部件的耐磨损性及降低摩擦具有极大作用。对进一步提高固体润滑涂层性能的技术进行详细的解说。     

汽车发动机钢铝基轴瓦

<正> 现代汽车发动机的连杆轴承和主轴承大部份都采用钢-铝基轴瓦,其中以锡含量20％、铜含量1％的铝合金作为抗磨材料。这种轴瓦的优点已被国内外20余年的经验和使用实践所证实。轴瓦承受的单位负荷大约30MPa,与轴颈能很好地配合工作,尤其是含铅轴承,一直列大修时的临界磨损(25μm)都能保持自身的工作性能。1 汽车轴瓦部件的安装要求 安装轴瓦部件时要注意以下几点特殊要求:1.1 发动机装配时,要使用高度清洁的润滑     

辉门无铅材料推动轴承销售额增长

<正>辉门公司动力总成自2007年推出三层无铅铜轴瓦全套产品组合以来,一直在全球无铅发动机轴承市场中占据领先地位。尽管受欧洲轻型车产量下降及发动机小型化趋势的影响,近年来轴承市场需求不断下降,但辉门日前表示,公司在无铅轴承领域逆势而上,销量实现大幅增长。辉门是全球无铅轴承技术研发领域的领军者,数年来,公司在无铅轴承生产和涂层技术及设备方面投资近5000万美元,全力打造种类丰富的产品组合,满足客户的全面需求。2011年,欧洲出台汽车零部件无铅化法令,为了满足欧洲市场及客户不断增长的环保需求,辉门投资并开发出了无铅轴承。如今,除了     

保护气缸套工作表面的SUMEBore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,Sulzer Metco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EMD 16-710 G3A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。     

解决带有起停系统发动机的曲轴主轴磨损的新型涂料

随着内燃机效率的提高,对发动机轴承提出了更高的要求。如在混合膜润滑阶段,节能的起停系统的曲轴和轴承轴瓦的循环次数会相应增加。一种基于加强聚酰胺一酰亚胺的新型涂料可在此过程中防止金属滑动表面的磨损。     

MOLYKOTE 3400A无铅减摩涂层——带来持久润滑

Molykote 3400A无铅减摩涂层是一种永久性干膜润滑剂,应用于低速至中高速运动和中型至重型载荷的汽车金属部件的润滑应用,例如,制动器中的销子、弹簧与轴承表面,螺纹连接与紧固件,铰链,锁以及其他的活动部件零件。"环境和法规是当今汽车和工业市场发展的关键推动力,"道康宁汽车战略市场经理Mitsuhiro Sakamaki说,"道康宁一直都在努力为我们的客户提供各种可持续解决方案,Molykote 3400A无铅减摩涂层便是其中一类更具环保性的产品。"     

滑动轴承的常见损坏形式及预防对策

发动机不工作时，曲轴支承在轴承上。当发动机正常工作时，带有一定压力的机油被强制性地输送到曲轴与轴承的摩擦面之间，形成楔形油膜，将曲轴与轴承两个零件的表面完全分开，形成流体摩擦，此时由于两摩擦表面不接触，故摩擦只发生在润滑油流体的分子之间，零件几乎不产生磨损。但是，这种几乎没有磨损的润滑状态只是一种理想状态，在发动机实际工作中，由于负荷、温度、转速等的变化，往往很难达到上述理想状态，从而造成曲轴与轴承之间的摩擦，形成一定量的磨损。     

柴油机高比负载轴承的试验研究

近年来，作为环境问题的一项对策，一直要求柴油机减少废气排放。同时，为了提高燃油效率，发动机的气缸压力也在不断增加，因此发动机轴承，必须在恶劣的高比负载条件下工作。由于连杆轴承，特别是柴油机的连杆轴承在超过100MPa的高比负载下工作，轴承表面会发生弹性变形，在轴承宽度两边缘处的油膜厚度会减少。这就会使轴承与曲轴直接接触，从而导致轴承的磨损，甚至可能引起粘着。引起粘着的因素有：轴承材料、轴承形状、加工方法以及装配不当。针对这些因素，本研究利用试验装置评定了实际发动机的连杆轴承性能，然后将试验结果与按弹性流体润滑理论分析的结果进行了比较。     

活塞涂层对柴油机性能影响的研究

发动机活塞绝热的目的是减少热损失,从而提高指示效率。热障涂层被用于模拟绝热发动机的工作状态,其目的不仅是降低缸内热损失,防止底层金属表面的热疲劳,而且也是为了减少发动机排放。采用热障涂层能降低从燃烧室表面(包括气缸盖、气缸套和活塞顶)和活塞环向发动机冷却水套的传热。应用以陶瓷为基体的涂层,使燃烧室的隔热对燃烧过程产生影响,从而影响发动机的性能和废气排放特性。在油价快速上涨的情况下,绝热技术因有助于降低燃油耗而显得越来越重要。在柴油机活塞顶部采用等离子喷涂的热障涂层,研究其对发动机性能的影响。证实这种涂层能提高发动机的热效率和机械效率。     

考虑非稳态传热的高速汽油机主轴承润滑分析

针对一款高速汽油机主轴承内部润滑与摩擦磨损问题,考虑到轴承承载不均导致的轴瓦与润滑油非稳态传热,基于弹性流体动力润滑(EHD)和轴承动力学理论方法,通过迭代计算,得出该高速汽油机具有代表性的第三主轴承在最大转速(9500 r/min)时轴承内部精确的温度场与热变形,并以此为轴承新的几何轮廓边界条件分析轴承的实际润滑情况.结果表明,与未考虑轴瓦温度场及热变形相比,轴承润滑状态明显恶化,具体表现为轴承最小油膜厚度减小、最大油膜压力增大,且出现较严重的磨损.最后通过发动机台架试验测得轴承的实际工作情况,并与计算结果进行对比,计算结果与实际摩擦磨损情况吻合,验证了所用方法和所得研究结论的正确性.     

汽车发动机轴瓦烧瓦故障分析及预防方法

汽车发动机轴瓦烧瓦的主要原因是润滑油不足,轴承间隙过小,轴承不能形成油膜,形成干摩擦所致。烧瓦故障应从润滑油质量、使用状况与轴瓦使用情况等方面来检查分析。如何预防与避免烧瓦故障,在使用方面要从发动机润滑系统保持正常工作状态、发动机无不正常响声、异常气味、使用质量可靠的轴瓦、正确安装更换轴瓦与加强发动机保养工作等方面着手。还介绍了:(1)润滑油是否需要更换的简易识别方法(冒泡法、重量法与痕迹法);(2)连杆轴瓦、主轴瓦与曲轴轴颈油膜间隙下限值的一般规定:巴氏合金轴瓦间隙为0.0004D_1(连杆轴颈)与0.0005D_2(主轴颈);铜铅合金为0.00045D_1与0.00055D_2;铝基合金为0.0005D_1与0.006D_2。     

预防机油压力过低的方法

正常的机油压力．是保证发动机润滑系统正常工作的前提。当发动机在运转中．出现诸如发动机温度过高、机油泵零部件磨损,曲轴轴承或连杆轴承轴瓦磨损或配合松动等都会影响到发动机机油压力。汽车在使用中,一旦发现机油压力过低,     

也谈二冲程车的混合润滑与分离润滑之我见

众所周知,二冲程发动机的润滑过程是:润滑油首先进入化油器,与汽油混合在一起。在发动机的进气过程中,在化油器里与汽油一起雾化,然后进入曲轴箱,粘附在汽缸壁、轴承等各个需要润滑的机件表面,使之得到润滑。但这些需要润滑的机件是在非常恶劣的工作环境中工作的,由于表面温     

KV12发动机机油压力偏低缺陷的调查

如果发动机供给的润滑机油流量和压力不足，那么最精心设计结构、最好的轴承材料、最精细的加工技术、最合适的配合以及高质量润滑机油都仍然不起作用，轴承安全运行的关键在于润滑介质的压力、流量和粘度。在机油粘度一定时，机油压车，流量就直接影响轴承安全运行。我厂ＫＶ１２发动机曾有机油压力偏低现象。本文着重介绍在ＫＶ机油泵上所做的调查工作。供解决类似问题参考。     

国际前研

<正>适用于重型车运行工况的新型轴瓦材料显优势欧盟自2011年7月1日起就禁止轻型车的发动机轴瓦使用铅,这一规定给乘用车和GVW3.5t轻型商用车用的轴瓦涂层带来了广泛的变革。尽管重型发动机还没有类似的法规规定,但费特尔·莫古认为这仅仅只是时间的问题。     

用于重型柴油机溅镀轴承的新型聚合物涂层

全球排放标准日益严格,导致对发动机的要求也日益提高。为了应对新要求,开发了多种新型动力单元技术。因发动机参数不断发生变化,出现了更高的废气再循环率、更高的缸内最高燃烧压力、更低的机油黏度,以及更严重的机油污染和烟度状况。轴承的工作条件也已发生彻底改变,容易发生咬合现象,发动机与日俱增的复杂性刺激了对抗咬合轴承的需求。对于重型柴油机来说,动力单元的耐久性不应危及耐磨损性和抗疲劳性能。Mahle公司开发的用于溅镀轴承的聚合物涂层已被证明能够满足更高用途的需求。该聚合物涂层使溅镀层的抗咬合性能和耐磨损性相比常规铝锡溅镀层大大加强。在1台高性能重型柴油机上进行长时间的耐久试验,介绍新产品的台架试验和整机试验的详细结果。     

国外公司新型系列无铅化铝基轴承合金材料的开发

随着国家对环境保护的重视程度越来越高,对汽车零件中的六价铬、铅等重金属的使用控制也越来越严格。在新国家汽车禁用物质的标准讨论稿中,对汽车发动机、变速器中的滑动轴承、衬套材料中的铅亦严禁使用。目前,国内汽车用滑动轴承领域还在广泛应用含铅的铝基轴承材料及铜铅材料。为应对国家即将颁布的汽车禁用物质的相关法规,国内轴承行业也在积极研制相关的无铅轴承材料。本文介绍了Federal-Mogul公司的无铅铝基轴承合金材料的研发过程及材料的性能,供国内从事轴承材料研发者借鉴参考。     

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。