新型馬勒鋼活塞和活塞銷涂層的研究

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，需要減少CO2排放、降低燃油消耗。通過采用缸內直噴、可變氣門正時、可變氣門升程等先進的發動機技術能夠實現這一目標。在發動機總的摩擦損失中，活塞產生的摩擦損失約占其中的25%。因而，為了進一步提高燃油經濟性，研究了在保證發動機性能的前提下，盡可能降低發動機活塞的摩擦。

在活塞的加工和表面處理過程中，活塞表面在粗糙度方面會存在差異。降低活塞表面的粗糙度能夠在活塞裙部表面形成邊界潤滑狀態，防止活塞運行與氣缸壁摩擦時出現膠著。德國馬勒公司開發出一種新型鋼材（被稱之為馬勒鋼），其具有良好的加工特性和強度，可以將其作為活塞原始材料，并通過精細加工以得到低表面粗糙度的活塞。活塞銷孔偏置量（曲軸中心與氣缸中心的偏移量）的大小也對活塞摩擦產生重要影響。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滑特性。通過制造測試原型，對活塞摩擦減小情況進行驗證。驗證結果顯示，采用馬勒鋼制造的馬勒鋼活塞，對其表面進行微粒碰撞表面改性處理并結合涂布碳基涂層的活塞銷，能夠使整個活塞的摩擦降低60%，且碳基涂層在運行1500h后仍然有效。

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

編譯：李臣