激光表面织构技术在球墨铸铁凸轮表面的应用试验研究

以某排放型单缸柴油机油泵凸轮为研究对象,对其表面进行激光微织构加工,通过发动机台架耐久性试验和表面磨损量检测考察织构化凸轮的耐磨性以及对发动机可靠性的影响,并论证球墨铸铁代替钢作为凸轮材料的可行性。研究结果表明:经过300 h全速全负荷的耐久性试验,球墨铸铁型激光微织构凸轮,其表面磨损量仅2 m左右,相对于非织构区域,激光加工区域附近的硬度明显提高,耐磨性能得到有效改善;同时样机的动力性能、排放性能以及经济性能都保持良好,未出现功率缺失等不良现象,验证了球墨铸铁型织构凸轮的可靠性。     

缸套表面复合织构润滑性能理论及试验研究

通过建立织构化缸套活塞环混合润滑理论计算模型,基于织构协同润滑机理模拟分析,设计、计算了槽腔及交叉沟槽2种复合织构,同时结合摩擦学性能试验,研究了复合织构对摩擦副润滑性能的影响。结果表明,复合织构润滑性能明显优于单一织构,较槽腔复合织构而言,交叉沟槽织构在改善润滑摩擦性能方面效果更好。复合织构改善润滑的原理是:在上止点处通过协同叠加形成局部高压油膜,从而缩小了混合润滑范围;在行程中部区域通过协同互补有效地弥补了空化区域的油膜压力衰减,从而延展了有效承载面积。相比单一凹腔织构,槽腔复合织构在各行程中部区域的最小膜厚比可增加34.3%左右,交叉沟槽织构可增加57.6%,槽腔复合织构的循环摩擦功耗可降低8.2%,交叉沟槽织构可降低19.7%。摩擦磨损试验结果显示,相对于未经织构试样,织构试样表面的润滑性能可得到显著改善,尤其是交叉沟槽织构,其摩擦系数最大可降低48.1%。