表面处理对活塞环摩擦磨损性能影响的试验研究
2021-12-29谢纬安瞿磊王忠蒋安
车用发动机 2021年6期
谢纬安,瞿磊,王忠,蒋安
(1.南通职业大学汽车与交通工程学院,江苏 南通 226007;2.江苏大学汽车与交通工程学院,江苏 镇江 212013;3.上汽大通汽车有限公司,上海 200438)
摩擦现象普遍存在,摩擦导致的磨损是机械失效的主要原因之一。在内燃机的机械损失中,活塞、活塞环及缸套间摩擦损失占比最大,这三者之间的磨损会引起润滑、密封及表面擦伤等问题,从而影响内燃机的机械效率[1]。内燃机正向低油耗、大升功率、低排放方向发展,这使得活塞环与缸套间摩擦磨损增大[2]。因此,如何降低活塞环与缸套的摩擦磨损是众多学者关注的研究方向。
通过对活塞环、缸套进行表面处理来改善其摩擦磨损性能是解决上述问题的有效途径之一,表面处理的具体方式可分为改性、涂覆和复合处理三类。摩擦性能改善的机理主要涉及3个方面[3]:一是提高表面硬度以减少磨料磨损,在活塞环工作表面上形成一种硬质金属层,提高其耐磨性;二是改善表面的储油能力从而减少熔着磨损,在活塞环表面添加能储存机油的表面覆层防止高温下的干摩擦;三是加快活塞环的磨合阶段,即添加适当软度的易磨损物质,与气缸相接触加速磨损,缩短磨合期。
根据上述表面处理方式和机理,着重从镀铬和物理气相沉积(PVD)处理两方面展开叙述。电镀铬表面的硬度高且耐蚀性好,相比普通缸套,镀铬缸套的使用寿命能够延长50%[4]。松孔镀铬能够在工件表面获得网状孔隙结构,质量更轻且有利于内燃机储油润滑,从而提高使用寿命[5]。……
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