活塞环织构化表面电沉积Ag-MoS2复合涂层及其摩擦学性能(3)
有国外研究，等离子喷涂涂层，因为显著孔隙度而是各向异性的，其中的空腔被预期作为微水库的润滑剂，从而降低了边界的相互作用的效果。即使在其名义上是嵌入式磨损的状态，其中突出的表面特征已经显著磨损，孔隙率水平保持在总表面积的约15％。这表明，硬的耐磨涂层是充分有效地保护基体的合金钢基材。
1.2.3 缸套
缸套镶在缸筒和活塞环之间，三者相互配合，缸套在使用中出现的主要故障就是拉缸现象。剧烈摩擦下会产生拉缸现象，使材料失效，寿命下降，主要是因为剧烈摩擦下，使得原来的润滑油膜局部破坏，这样，两个摩擦表面局部突出的金属发生直接接触摩擦，造成局部微小的“烧熔”现象，而烧熔部位又由于两个摩擦面往复的相对运动而被撕裂。在这个过程中，金属表面层硬度提高，当该薄层被破坏时，有金属碎屑产生，将使表面磨损破坏得更加严重。在不太久的烧熔磨损期间，各个高低不同的磨痕，会出现在活塞环和气缸套表面，它们是与气缸中心线相平行的。变严重时，滑动的部位被黏住而不能运动了，甚至可能在两个表面局部比较脆弱的部位，产生裂纹，失效，而不能继续工作，即咬缸现象。因此，拉缸的根本原因是烧熔磨损。
1.2.4 活塞环-缸套磨损特征
第1道活塞环位到上止点时，对缸套上面要求最大，压力最大，温度高，润滑油效果不好，没有流体动压润滑实现，因此磨损最大。而中、下部的缸套，润滑条件变好，大大降低磨损率，因此形成一种类似圆锥体，缸径上大下小。如果存在磨料微粒，会产生磨粒磨损，它和腐蚀磨损会使气缸的磨损量增大，但气缸的磨损特征不会改变。当磨料在润滑油，足以形成以磨料磨损为主要磨损形式时，气缸的磨损特征将会改变，最大磨损将发生在气缸的中部，因为此处运动速度最大，最终形成缸径中间大两端小的腰鼓形[5]。
往复运动的活塞，与它配合的气缸壁的上止点处受力情况比较多，既有来自活塞的侧推力，来自活塞环上微凸体的摩擦力，同时又有热应力来自上方的高温，高压气体，润滑油膜很难形成，此时是边界润滑状态，表面有干摩擦现象，磨损量最大。当活塞环运动到中部时，由于温度低，速度高，油膜充分，因此磨损小。当运动到下止点时，速度低，且受到压力很小，磨损较轻[6]。
1.2.5 活塞环的润滑模型
由图1.1可以清楚地理解活塞环的润滑模型。
图1.1 活塞环的润滑模型
活塞环向左移动时，①、②、③部分起有效作用，③、④形成旋涡，不产生油压。活塞环向右移动时，②、③、④起有效作用[7]。
在所有的发动机冲程，以及动力冲程活塞跨中位置，一些学者预想了润滑的流体膜制度。降低摩擦主要是要使用低粘度的润滑剂。然而，降低润滑油粘度有一个限制，因为其承载能力将受到损害，特别是在较高的负荷强度的接触下，如凸轮随动件的限制。润滑剂作为实际需要，是用来提供所有内燃机连接的。环衬相结合摩擦功率损失的一个显著部分（近30％）发生在从压缩冲程到动力冲程的过渡的上死点逆转。这为使用硬质耐磨涂层，也为使用光滑的表面形貌提供了机会，从而缓和了一些摩擦的不良反应。然而，发动机测试工作已经表明，某些硬质涂层，与预期相反，例如镍-碳化硅或镍铬钼并不总是产生这种所需的效果，主要是因为粘连的机会增加，以及有些硬质涂层的常疏油性质。
1.3 表面织构化技术
表面织构化技术[8]，又称表面微造型，常见的形状有矩形、圆形凹坑和平行、网状沟槽，几何参数包括尺寸、深度、密度和形貌。从以上看，对摩擦性能的影响比较大的，是其尺寸/深度，摩擦性能与其分布不同也有比较大关系。
上一篇：三元尼龙改性再生聚氨酯的研究