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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

牵引电动机轴承的润滑

轴承润滑的主要目的是解决轴承中存在的少量滑动摩擦问题。在轴承中,滚动元件和保持架之间,保持架和导向内、外环之间以及滚动元件和滚道之间都免不了滑动接触。为了避免金属和金属的直接接触,必须对轴承进行润滑。根据润滑膜在摩擦表面间的分布状态,润滑可分为全膜润滑和非全膜润滑。所谓全膜润滑是摩擦面之间有润滑剂,并能生成一层完整的润滑膜,把两摩擦表面完全隔开,摩擦是润滑膜内部分子之间的摩擦,而不是摩擦面的直接接触。这种状态称为全膜润滑。若因摩擦表面粗糙不平或载荷过大,速度变化等因素的影响,使润滑膜遭到破坏,一部分有润滑膜,另一部分为干摩擦,这种     

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。     

未来轿车柴油机噪声的优化

德国亚琛大学内燃机教授与FEV公司共同研究了改善未来轿车柴油机噪声和舒适性的技术可能性。探讨借助于气缸压力导向的燃烧调节及发动机的结构措施,从两方面进行声学优化的技术。发动机试验证实。噪声辐射可明显降低。     

摩擦功率优化的发动机活塞环组

立法者通过汽车排放法规确定了内燃机的发展方向。为了满足排放限值的要求,工业界对新的燃烧方法、机械效率的改善,以及新的排气后处理系统进行了研究。在由活塞、活塞环和气缸滑动表面所组成的摩擦系,即所谓的“动力单元”中,活塞环组具有巨大的降低燃油耗的潜力。Mahle公司得出结论,最佳的低摩擦功率活塞环组可使燃油耗降低5％。     

发动机活塞周边零件的测试技术

发动机内部的滑动表面受多种因素制约,目前,这类滑动面多数达不到设计阶段所要求的条件。为此,在进行发动机内部滑动面分析时需要掌握滑动条件,并对零部件滑动面进行测试。而且,在确认对滑动表面采取对策后取得的效果时,需再次进行单独的测试。介绍了用于发动机活塞周边零件滑动面的各种测试方法,描述了滑动面形状测试、滑动速度及零件温度等测试方法。此外,还介绍了在活塞周边零部件润滑状态分析中使用的测试技术,探讨了摩擦力、油膜厚度、油膜压力、磨损量等测试技术。     

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。     

新型表面改性技术类金刚石碳覆膜及其应用

近年来，在摩擦学领域（摩擦、磨损、润滑），正出现一些引起广泛关注的材料，如被称为“类金刚石碳（DLC）”的覆膜材料。该材料因其物理性质类似于金刚石而得名。目前，包括各种非晶态碳，都在广义上被归纳为DLC。DLC具有降低摩擦、磨损的效果，所以在工程上倍受关注。目前，作为金属模具、切削工具、机械零件及汽车零部件中滑动部件的覆膜材料，DLC正被快速推向实用化。     

国内外技术动态

“我国机车直流传动向交流传动十年转换研讨会”在南戴河召开１９９９年７月３０日～８月３日，中国铁路机车车辆工业总公司（以下简称中车公司）会同铁道部科教司在南戴河召开了“我国机车直流传动向交流传动十年转换（以下简称‘十年转换’）研讨会”。参加会议的有株洲电力机车厂、四方机车车辆厂、株洲电力机车研究所、西南交通大学、上海铁道大学、铁道部科学研究院等２０余个单位的３０余名领导、专家、教授和工程技术人员。与会代表听取了西南交通大学等单位所作的４个技术报告，株洲电力机车研究所和大连内燃机车研究所作的有关国外…     

同济大学百年校庆公告（第一号）

同心同德同舟楫,济人济事济天下! 天高云淡,丹桂飘香。我们向多年来关心和支持同济大学建设与发展的各级领导、遍布海内外的20余万校友、备界人士和朋友郑重宣告：2007年5月20日,是同济大学建校100周年的纪念日!我们热诚期待各界宾朋和校友,届时与同济全体师生员工,共襄盛举! 百年同济,百年辉煌。1907年德国医生宝隆在上海创办“同济德文医学堂”；1923年,学校更名为“同济大学”；1927年,学校发展为“国立同济大学”,乃树一里程碑。1937年抗战爆发,八年之中,六次迁校,千山万水,弦诵不绝,又谱写了文化抗战的诗篇。至新中国成立,同济已发展成拥有理、工、医、文、法五大学科门类的综合性大学,海内外声誉卓著。1952年院系调整,成为其时国内土木、建筑学科最为强盛的大学。改革开放伊始,学校提出了“两个转变”的战略构想,形成了对德文化交流的窗口和多学科并进的建设局面。上世纪90年代以来,学校与上海城市建设学院、上海建筑材料工业学院、上海铁道大学(原上海铁道学院、上海铁道医学院)实现并校融合,上海航空工业学校划归管理,同济大学在中国高校布局调整中形成了特有的“同济模式”。同时,学校又先后进入“211工程”和“面向21世纪教育振兴行动计划”建设行列,实现教育部与上海市共建,同济大学不断向综合性、研究型、国际化的一流现代大学迈进。 古昔为学有大道,曰“天命之谓性,率性之谓道,修道之谓教。”又曰“大学之道,在明明德,在亲民,在止于至善。”同济大学百年历史,铸就了自己的精神品格：或曰“严谨、求实、团结、创新”；或曰“同心砥砺,同窗求索,为振兴中华而读书；济愚扶弱,济世兴邦,为富国强民而育人”；或曰“同舟共济,自强不息”。表述不一,精髓不变,这就是同济精神。正是宏大理想的召唤与漫漫长路的吸引,同济有决心有力量向巍巍的大学顶峰迈进! 百年校庆,是同济发展历史长河中的难得机遇,是同济走向新里程的又一个起点,是增强学校凝聚力的一次重要契机,是同济提升实力、升华品牌的全面积聚。我们将本着“隆重热烈、规模适度、注重实效、办出特色”的原则总结百年同济的精神文脉,挖掘百年同济的历史积淀,展望未来发展愿景,为各界朋友、广大校友演奏一部雄浑的交响诗。 从现在开始,我们将启动百年校庆的筹备工作,包括文物征集、修史建馆、宣传出版、学术论坛、庆典大会、募集资金等,我们热诚期待和欢迎大家关心、支持和参与我们的百年校庆。四海同集,济济翔翔!     

推动高质量共建“一带一路” 中国铁路技术专家为泰国铁路升级换代提供经验和参照

<正>为促进与“一带一路”沿线国家的交流合作,推动高质量共建“一带一路”,由同济大学铁道与城市轨道交通研究院主办,同济大学老科技工作者协会和上海同济城市轨道交通有限公司承办的中泰铁路技术研讨会3月3日至7日在同济大学举行。同济大学副校长娄永琪、同济大学铁道与城市轨道交通研究院院长、磁浮交通工程技术研究中心主任陈小鸿、泰国交通部铁路技术研究与发展局（简称RTRDA）顾问Pisit Saeng-Xuto（披锡特）教授出席会议并致辞。     

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、起动一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。     

轮轨摩擦改进系统

为了解决车辆通过小半径曲线段时轮轨间横向压力引起的各种问题，如钢轨的侧面磨耗及轨顶面波状磨耗，轮缘垂直磨耗，轮轨辗压声，日本铁道综合技术研究所开发了润滑内轨走行面的“轮轨摩擦改进系统-FRIMOS”。（见图1）。FRIMOS是由以碳为主要成分的颗粒状的摩擦改进剂与向轮、轨问高效供给摩擦改进剂的喷射装置组成的系统。     

发动机气门与座圈强化磨损试验系统的开发与研制

介绍了一种自制的发动机气门与座圈强化磨损试验系统的组成和功能,该试验系统由配气传动系统,高温系统,控制系统,润滑系统和冷却水系统组成,可在短时间内快速获得气门与座圈的磨损下沉量.该试验系统可进行气门与气门座圈材料、硬度的匹配试验,可研究工作参数对气门与座圈磨损寿命的影响,可研究气门与座圈摩擦副的摩擦学性能.利用该试验系统进行某型号发动机气门与气门座圈多方案匹配磨损试验,选出了最佳匹配方案.     

运用了压铸工艺的高强度活塞的开发

日本本田技术研究所运用冷却速度较快的压铸工艺，开发出适合于该冷却速度的新材料，同时，确立了金属模具内部真空化、二次加压、铸造工艺方案优化等高品质技术，成功地研制出成本适中的高强度活塞。叙述了开发高强度活塞的原理、具体方法、材料显微组织控制技术，以及改善材料特性的效果，对新型活塞用于发动机所取得的经济效益与环境效益也作出了评价。