新型马勒钢活塞和活塞销涂层的研究

新型马勒钢活塞和活塞销涂层的研究

为缓解全球变暖趋势，需要减少CO2排放、降低燃油消耗。通过采用缸内直喷、可变气门正时、可变气门升程等先进的发动机技术能够实现这一目标。在发动机总的摩擦损失中，活塞产生的摩擦损失约占其中的25%。因而，为了进一步提高燃油经济性，研究了在保证发动机性能的前提下，尽可能降低发动机活塞的摩擦。

在活塞的加工和表面处理过程中，活塞表面在粗糙度方面会存在差异。降低活塞表面的粗糙度能够在活塞裙部表面形成边界润滑状态，防止活塞运行与气缸壁摩擦时出现胶着。德国马勒公司开发出一种新型钢材（被称之为马勒钢），其具有良好的加工特性和强度，可以将其作为活塞原始材料，并通过精细加工以得到低表面粗糙度的活塞。活塞销孔偏置量（曲轴中心与气缸中心的偏移量）的大小也对活塞摩擦产生重要影响。降低活塞销孔偏置量，可降低活塞与气缸壁间的侧向力，减小活塞与气缸壁之间的摩擦力。活塞销与连杆小头之间的摩擦占活塞摩擦的很大一部分，为减小这部分摩擦，在活塞销表面涂布碳基涂层，以增加活塞销表面的润滑特性。通过制造测试原型，对活塞摩擦减小情况进行验证。验证结果显示，采用马勒钢制造的马勒钢活塞，对其表面进行微粒碰撞表面改性处理并结合涂布碳基涂层的活塞销，能够使整个活塞的摩擦降低60%，且碳基涂层在运行1500h后仍然有效。

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

编译：李臣