L.DOBRENIZKI R.H.BRUGNARA S.TREMMEL S.WARTZACK

采用表面涂层是减少内燃机摩擦损失的有效措施之一。在配气机构中，优化挺柱和凸轮轴之间的摩擦接触具有较高的技术潜力。Schaeffler公司提出了1种采用纳米结构的摩擦催化物理气相沉积（PVD）涂层系统，可在受应力作用的表面形成保护性摩擦膜。

摩擦;磨损;涂层;挺柱;效率

0 前言

根据统计，由于摩擦和磨损等现象的存在，各类设备在运作过程中约损失25%的能量。根据Holmberg等[1]的分析，在全球的交通、制造、发电和家庭应用等4个领域，由摩擦接触造成的能量损失可达119 EJ。其中，103 EJ用于克服摩擦，16 EJ用于制造因磨损而失效的组件。这些能量损失会对经济和生态造成重大影响[1-2]。由于降低CO2排放的需求与日俱增，因此减少车用发动机中因摩擦接触造成的能量损失变得越来越重要。为了提高能效，物理气相沉积（PVD）涂层系统已成功用于发动机高应力部件[3-5]。以桶式挺柱和凸轮轴之间的摩擦接触为例，虽然PVD涂层具有降低摩擦的潜力，但由于复杂的运动学特性和不同的接触压力，对于涂层的要求也相对较高。1种新方法是采用由钼、摩擦催化活性元素（X）和氮组成的纳米结构摩擦催化Mo-X-N PVD涂层系统。通过与基础油及其添加剂的相互作用，该涂层系统可在受摩擦应力作用的表面连续形成保护性摩擦膜。

1 涂层和润滑剂

研究人员在销盘式（PoD）摩擦计和单挺柱/单凸轮试验台上，对由16MnCr5（AISI 5115）制成的机械挺柱开展了摩擦试验。在涂覆前，研究人员将氮碳共渗和硬化的挺柱进行表面抛光，使其平均粗糙度Ra=0.02±0.002 μm，并采用了PVD技术沉积类金刚石碳（DLC）涂层和Mo-X-N涂层。……