新一代载重车发动机活塞环端面磨损解决方案

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。     

发动机挺柱涂层摩擦学性能研究

凸轮-挺柱配副的摩擦磨损特性在很大程度上影响了汽车发动机的使用性能和可靠性。本研究将基体材料为16MnCr5的发动机挺柱分别涂覆W涂层及DLC涂层,研究了涂层对挺柱摩擦磨损性能的影响。结果表明,经W涂层和DLC涂层处理后,16MnCr5挺柱的磨损分别较未做处理时减少了56%和95%,摩擦系数也显著降低。本研究结果对凸轮-挺柱配副的选材及摩擦学性能评价起到重要作用,已在产品开发中得到验证。     

两种陶瓷化活塞环-气缸套副

为提高沙漠车用发动机的活塞环-气缸套副的抗磨拉磨损能力，研制了两种以碳化物陶瓷为工作表层硬质相的陶瓷化环-套副，即陶瓷复合涂层活塞环和激光陶瓷合金化活塞环对陶瓷复合涂层气缸套。通过摩擦学试验、模拟沙漠使用环境下的发动机台架试验和沙漠车使用考核，证实了这两村新型环．套到的减摩和耐磨特性。介绍其制备工艺特点及使用效益。     

采用新型活塞环涂层降低摩擦功率

活塞环具有降低内燃机燃油耗和CO2排放的巨大潜力。Federal-Mogul公司开发了名为"DuroGlide"的新型活塞环涂层,其特点是具有高耐久性,并能显著降低摩擦功率。由于新型涂层具备良好的耐磨损性,并且其抗烧损性能比传统活塞环涂层更好,因此可以满足对汽油机和柴油机提出的苛刻要求。     

DuroGlide~——用于高燃油效率商用车发动机的新一代活塞环涂层

商用车发动机发展的根本驱动力是提高燃油效率及满足愈加严格的废气排放法规,这为发动机零部件,特别是活塞环的开发提出了重大挑战。在动力气缸中,活塞环组是摩擦损失的重要部件,活塞环组的摩擦损失占发动机总机械摩擦损失的25%,相应影响燃油耗高达4%。要在不影响机油消耗的前提下,减小摩擦功率损失,同时满足由于功率密度增加、缸孔更平滑、润滑减少,以及使用代用燃料等越来越多的活塞环热机械学和摩擦学要求。在这种情况下,以耐磨性和抗刮擦性为特征的活塞环工作表面的可靠性发挥着日益重要的作用。活塞环表面涂层作为关键设计要素,必然是解决活塞环/气缸套摩擦学系统摩擦损失和增加可靠性的主要焦点之一。概述了新一代四面体非晶质碳基(ta-C)活塞环涂层的开发,这项名为"DuroGlide"的活塞环涂层在提高产品性能、减小摩擦方面树立了新的标准。DuroGlide 涂层活塞环与其他同类产品相比,具有更出色的耐久性、耐磨性和抗刮擦性,结合先进的顶环和油环设计,可使商用车发动机节省燃油耗多达1.2%。介绍了DuroGlide涂层如何提供优越的耐磨性和抗刮擦性,从而在润滑条件不良的情况下具有更高的性能和燃油效率。最后,总结了上压缩环和油环的台架试验和发动机验证的基本结果。     

柴油机活塞环缸套摩擦学特性研究

利用CETR摩擦磨损试验机测试分析了柴油机常用的4种表面功能层活塞环与4种合金铸铁材料缸套摩擦副的摩擦因数和磨损系数,结合摩擦界面形貌和成分分析,初步确定了不同活塞环-缸套摩擦副的磨损机制.研究结果表明,陶瓷复合镀层活塞环-缸套摩擦副具有稳定和优良的摩擦学特性,耐磨性大幅度提高;镀铬环-缸套摩擦副物理化学性质稳定,但摩擦因数和磨损系数高;喷铜环-缸套摩擦副物理化学性质不稳定,出现钼颗粒剥落和形成表面复合膜等现象,摩擦因数曲线出现拐点,缸套和活塞环都具有最大的磨损系数.     

活塞环的磨擦学问题及其对策

活塞环是汽车发动机的关键零件。为适应汽车发动机发展的需要，必须解决活塞环摩擦、磨损和润滑方面的诸多问题。改进其设计、材料和表面处理技术是解决问题的主要途径。本文在介绍作者对活塞环摩擦学研究结果的结果的同时，以这一领域的最新发展也作了介绍。     

类金刚石碳覆膜在汽车零部件上的应用

类金刚石碳(DLC)覆膜是一种硬质碳覆膜,具有优异的耐磨损性和抗胶着性,是能降低零部件摩擦、磨损的新型表面处理工艺,因而近年来深受关注。目前,作为汽车滑动部件的涂层材料,DLC覆膜正被迅速推向实用化。着重介绍各种DLC覆膜在发动机燃油系统、气门机构、主运动系统(活塞销、活塞环等),以及传动系统零部件上的实际应用效果,并指出DLC覆膜工艺今后的发展动向。     

用于柴油机共轨喷油系统的低摩擦涂层工艺

为了满足各种排放法规及燃油耗标准的限值要求,研究人员为柴油车开发了共轨喷油系统,目前,该系统已基本进入普及应用的阶段。提高共轨喷油系统滑动部件的耐磨损性、耐胶粘性,以及抗沉积物附着性能等摩擦学特性,是充分发挥系统功能的关键。介绍氮化铬(CrN)和类金刚石碳(DLC)覆膜等低摩擦涂层的开发与应用,开发了能满足上述摩擦学特性要求的表面处理工艺,实现了传统金属材料所无法达成的性能,同时,也指出了今后有待解决的课题。     

表面处理对活塞环摩擦磨损性能影响的试验研究

活塞环与缸套的摩擦磨损对内燃机动力性、经济性及可靠性有重要影响.本研究通过圆盘式摩擦磨损试验机对活塞环与缸套的摩擦学性能进行试验,考察了未经处理表面、镀铬表面和PVD表面活塞环的摩擦特性,重点分析了摩擦系数、表面摩擦形貌以及磨损量.结果表明:相比未经处理表面,镀铬和PVD处理均能有效减小活塞环配对副摩擦系数,其中PVD环配对副摩擦系数随时间的变化稳定;未经处理表面呈现磨粒磨损特征,镀铬处理表面呈现抛光磨损特征,PVD处理表面呈现塑性变形特征;镀铬处理在减小活塞环磨损的同时增大了配合缸套的磨损,PVD处理在进一步减小活塞环磨损的同时配合缸套的磨损也较小.总体上,3种表面的活塞环中,PVD处理活塞环表现出了最优的摩擦学性能.     

提高车用发动机活塞环摩擦学性能的试验研究

制备了直接离子渗氮环与超声滚压加工-离子渗氮环两类摩擦学试样。利用电子显微镜、硬度计、X射线衍射仪和能谱仪,对表面改性层进行了表征,分析了超声滚压预处理对316L不锈钢活塞环离子渗氮行为的影响;在润滑油条件下,使用往复式摩擦磨损试验机,对比考察了直接渗氮环和超声滚压-渗氮环的摩擦学性能。结果表明,超声滚压-渗氮环相对于直接渗氮环渗氮层的氮含量增加了2.9倍,显微硬度提高了1.1倍,摩擦因数降低了0.04,耐磨性提高了2.8倍。发动机台架试验表明,超声滚压-渗氮环与硼铸铁氮化气缸套的匹配性最好。     

浅谈活塞环简便识别方法(2)

<正>(上接2014年第2期)c)环的高度与活塞环槽密切相关,高度过低,活塞环在环槽内间隙变大,容易造成窜油;高度过高,活塞环在环槽内间隙变小,环在活塞环槽内容易呆滞,使环失去弹性,同样导致窜油故障。应按照各型号发动机活塞环参数,可用千分尺或游标卡尺测定环的高度误差值(见图10)。技术标准规定:合金铸铁环(气缸直径≤100 mm,环高公差不大于0.012 mm);镀铬环(环高公差不大于0.02 mm)。2.2第2道活塞环a)四冲程发动机第2道环为锥面环。第2道环一般作氮化处理,氮化环的表面硬度为HV1     

珩磨角和粗糙度对CuNiCr气缸套摩擦学性能的影响

研究了不同珩磨形貌的CuNiCr气缸套与Cr-Al_2O_3涂层活塞环配副时的摩擦学性能。分析了CuNiCr气缸套磨损表面形貌和元素分布,以及珩磨角和粗糙度对缸套摩擦磨损和抗拉缸性能的影响规律。结果表明,优化珩磨角和粗糙度可以有效改善气缸套的摩擦学性能。珩磨角和粗糙度不仅影响活塞环与气缸套之间的磨损机制,而且还对润滑油膜分布和油膜的保持有较大影响,进而影响其摩擦磨损以及抗拉缸性能。     

乙醇燃料发动机火花塞烧蚀机理研究

本文基于一台1.5 L乙醇燃料增压发动机的火花塞烧蚀问题开展排查研究,排查中发现火花塞烧蚀的原因并非火花塞热值匹配过热,而是发动机存在早燃;这种乙醇燃料早燃的爆压特性不同于普通汽油增压发动机的超级爆震爆压特性;通过进一步的发动机试验锁定了诱发早燃的问题点。     

铌铸铁活塞环的试验研究

1.绪言自汽车往复式发动机问世以来,发动机活塞环的可靠性与耐久性,一直受到人们的关注。活塞环形状虽简单,但其设计和制造工艺必须具有一定的实践经验。它已经成为当今发动机的关键结构零件之一。因为,它的摩擦特性直接影响发动机的动力性与经济性。活塞环在实际使用中,工况甚为苛刻,即活塞环的运动方向、速度及受到的气体压力皆在周期变化中,经常处于高温燃气和润滑不足下,致使活塞环和气缸套间的磨损很复杂。在发动机所有     

辉门新型活塞环涂层提高燃油经济性并减少二氧化碳排放

辉门公司最新开发了一款新型活塞环涂层,有助于车辆制造商提高汽油发动机的燃油效率。这就是公司的专利CarboGlide。涂层,该涂层直接改进了燃油经济性和二氧化碳排放。与氮化涂层或其它常用涂层相比,环摩擦损失减少高达20％。CarboGlide。的高耐磨性能足以服务于最新一代涡轮增压或直喷发动机的整个寿命周期。     

干式成品缸套在汽车发动机中的应用

汽缸套是内燃机的关键基础件,为满足主机的需要,要求能耐高温、高压;耐化学腐蚀、耐磨损及少变形等。汽车经过不同时间的运行后,主要是发动机的汽缸套和活塞环产生磨损,使发动机的功率有所降低,运转时的噪声增大、污染严重、燃油和机油耗量增加。从发动机投入运行到大修理的过程中,就活塞环与缸套摩擦付而言,大致可以分为磨合磨损、前期磨损和后期磨损三个阶段。图1反映了发动机使用时间与缸套磨损以     

榕树叶表蜡质作为潜在环境友好型汽车发动机润滑油添加剂的摩擦学性能研究

为解决汽车发动机润滑油泄漏对环境的污染问题,以生物降解能力强且综合性能优异的合成酯为基础油,提取榕树叶表蜡质作为添加剂,采用气质联用仪分析蜡质的主要成分,分别考察汽油机油和含蜡质合成酯的生物降解性能,采用SRV摩擦磨损试验机对试验油的摩擦系数、磨痕宽度进行研究,分析不同质量分数蜡质添加量和试验载荷对其摩擦磨损性能的影响,并与目前市售的A5/B50W-30汽油机油的摩擦磨损性能进行对比,采用扫描电子显微镜、二次飞行质谱仪和能谱仪对磨损表面形貌及化学成分进行分析。结果表明,榕树叶表蜡质能提高合成酯的减摩抗磨性能,其优异的摩擦学性能归因于蜡质组分中的酸、醇和酯等有机物能吸附在摩擦副表面,阻止金属表面直接接触。     

车用乙醇汽油实验研究

结合国内外有关乙醇燃料的研究及应用情况,在NJG415E型发动机及NJ6400型汽车上,直接燃用E10#乙醇汽油及普通无铅汽油,进行相关性能对比试验研究,探讨了E10#乙醇汽油在汽车上直接使用的可行性。     

固体润滑薄膜材料在汽车零部件上的应用

固体润滑薄膜材料具有优异的摩擦学性能,可以有效降低相对运动摩擦副之间的摩擦磨损,是汽车节能减排技术的重要研究方向。对固体润滑薄膜尤其是DLC薄膜的摩擦学性能进行了介绍,研究了其在高压柴油喷射系统和发动机挺柱等零部件上的应用。台架试验结果表明,DLC薄膜可以有效降低发动机挺柱和柱塞等零部件表面的摩擦系数,减少供油和配气系统的摩擦损失,从而提高发动机的燃油经济性。