新型馬勒鋼活塞和活塞銷涂層的研究

為緩解全球變暖趨勢(shì)，需要減少CO2排放、降低燃油消耗。通過(guò)采用缸內(nèi)直噴、可變氣門正時(shí)、可變氣門升程等先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)這一目標(biāo)。在發(fā)動(dòng)機(jī)總的摩擦損失中，活塞產(chǎn)生的摩擦損失約占其中的25%。因而，為了進(jìn)一步提高燃油經(jīng)濟(jì)性，研究了在保證發(fā)動(dòng)機(jī)性能的前提下，盡可能降低發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的摩擦。

在活塞的加工和表面處理過(guò)程中，活塞表面在粗糙度方面會(huì)存在差異。降低活塞表面的粗糙度能夠在活塞裙部表面形成邊界潤(rùn)滑狀態(tài)，防止活塞運(yùn)行與氣缸壁摩擦?xí)r出現(xiàn)膠著。德國(guó)馬勒公司開(kāi)發(fā)出一種新型鋼材（被稱之為馬勒鋼），其具有良好的加工特性和強(qiáng)度，可以將其作為活塞原始材料，并通過(guò)精細(xì)加工以得到低表面粗糙度的活塞?；钊N孔偏置量（曲軸中心與氣缸中心的偏移量）的大小也對(duì)活塞摩擦產(chǎn)生重要影響。降低活塞銷孔偏置量，可降低活塞與氣缸壁間的側(cè)向力，減小活塞與氣缸壁之間的摩擦力。活塞銷與連桿小頭之間的摩擦占活塞摩擦的很大一部分，為減小這部分摩擦，在活塞銷表面涂布碳基涂層，以增加活塞銷表面的潤(rùn)滑特性。通過(guò)制造測(cè)試原型，對(duì)活塞摩擦減小情況進(jìn)行驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果顯示，采用馬勒鋼制造的馬勒鋼活塞，對(duì)其表面進(jìn)行微粒碰撞表面改性處理并結(jié)合涂布碳基涂層的活塞銷，能夠使整個(gè)活塞的摩擦降低60%，且碳基涂層在運(yùn)行1500h后仍然有效。

Marco Maurizi et al. SAE 2016-01-8066.

編譯：李臣