《汽车内燃机活塞的表面防护和耐磨性能》
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摘 要：科技进步带来的各行业的飞速发展.随着汽车数量的增多,汽车制造技术提升的同时,其成本也在相应下降.在汽车的选择上,人们普遍于对汽车内燃机有高性能要求,而活塞作为汽车内燃机的重要部件,起所处的环境比较复杂.通常会在工作中会出现交变的机械负荷和热负荷.所以我们要想提升汽车的发动机寿命,就应该首先对汽车内燃机的活塞进行有效的表面防护和耐磨度提升.本文结合汽车内燃机活塞的基本结构分析,对活塞表面防护及耐磨性进行了性能的探析,以供参考.
关键词：内燃机;活塞;表面防护;耐磨
前言：汽车内燃机是汽车的重要部件,其性能的可靠性取决于总体的耐磨程度.这主要是因为汽车内燃机的零部件在长期工作中会经常处于磨损的状态,一旦磨损严重,就会影响汽车使用的安全性和可靠性.活塞在内燃机中是重要的磨损部件,如果活塞在运动中不能将吸收的热量及时散发,就会使其自身热度增强而降低其耐磨损性能,最终会出现拉缸或者活塞热烈等严重事故.所以必须从重视汽车的使用寿命和安全性角度对汽车内燃机性能进行良好的优化.
1汽车内燃机的活塞基本结构
活塞在结构上主要由顶部、裙部和销座三部分.汽车一旦发动,活塞会根据汽车发动机的运行环境进行启动工作,从而实现自身的配置优化.活塞头的设计一般会以平顶或者接顶的形式为主,这样能够确保活塞适用于不同的燃烧室.另外,通过平顶或者接顶的设计能够降低活塞与高温气体的接触面积.活塞在顶端的设计还有一个较为复杂的环槽形状,活塞环安装到环槽之后,环槽主要是为了实现燃烧室内混合气体需求的满足,提升燃烧率,降低燃爆率.活塞出现凹槽、漏气以及其他杂质都会进入到燃烧室,这时为了确保密闭性,就要在环槽上安装一个活塞环.整个活塞的裙部具有导向作用,确保活塞在在运动中处于垂直状态.活塞裙部的形状能够实现汽车内燃机活塞研究.最后就是活塞的销座,他作为支撑结构,实现了销座与连杆的衔接.销座与活塞不同心时,汽车发动时的噪音就比较小.通过将活塞向缸壁稍稍偏移,就能够降低活塞运动时对缸壁的敲击.
1活塞材料选择对内燃机活塞耐磨影响分析
内燃机上的活塞一旦运动速度较快,其高频率的运动如果遇上不加的润滑,就会使接触力点发生较大变化.所以如果使用普通的材料来制作活塞,那么活塞的耐用性强非常短暂.随着材料科技的发展,目前应用于活塞的材料主要是复合型材料.复合型材料耐高温耐弹性,具有较强的耐磨性,所以在当今通过对复合材料耐磨性的研究,有助于對内燃机活塞性能的优化.作为活塞主要部分的裙部可以确保活塞长期运动中的垂直状态.所以裙部材料的性能要求也非常高.如何通过对裙部形状的改变来优化发动机结构,也是设计人员高度重视的问题.而对于而作为内燃机重要结构的活塞销座,是将活塞与连杆连接的地方,这部分的材料研究也非常重要.在实际的汽车使用中,内燃机相关的部件也会出现失效.这主要是由于活塞磨损严重而影响了内燃机的性能.为此,我们可以通过,Ti-N共渗层的分析来提升内燃机活塞的表面防护与耐磨性能.以下将从等离子Ti+N的共渗性进行实验过程分析.
2性能实验方法及所用的材料
2.1实验介绍
通过等离子Ti+N共渗透法汽实时,对汽车内燃机活塞所用材料进行耐磨性能的分析和防护处理措施确定,目的是提升内燃机活塞的防护与耐磨性能.
2.2实验过程
首先,先利用同一个金属渗透炉将实验所用的基本材料以等离子渗Ti的形式进行完全充分处理.Ti结束处理后再及时对其进行Ti+N的共渗处理.这两个过程都是以双辉等离子进行渗透的形式开展的.其次,借助比较先进的现代扫描仪对经过共渗处理后的Ti+N材料做不同角度的分析,并对分析的数据进行测算,找出其中的成发分微区.最后,要对所实验的材料进行物理成像的结果分析,这个过程中要借助先进的x射线衍射仪器.但同时要注意的是,要实现对整个过程的连续性观察,能够对Ti+N经过共渗处理后的材料通过对汽车运行过程材料受损的模拟操作来分析汽车内燃机活塞做往复性运动时其表面所产生的磨损情况,并对这些连续观察的数据进行记录和全方面分析.
3实验数据的分析和结果
通过以上的材料实验,我们结合内燃机活塞表面在经过了Ti与Ti+N共渗后的材料数据进行对比分析,发现经过共渗后的材料其气孔已经看不到,反而在结构上呈现泡状.通过进一步的精确测算推理得出,汽车内燃机活塞的表面大多都具有一层14μm厚的合金.合金层较为均匀的组织结构能够实现与活塞基础材料的完全贴合.再结合材料的物理及化学分析我们得出了结论：Cu元素成分含量与其表面的距离成正比关系.如何实现两者之间的最优比例优化还需要通过实验进行进一步的测算.而N、B两种元素则与表面的距离呈现反比例关系.Ti元素在活塞表面材料的分布上随着表面的距离增大会呈现先加后减的趋势.BeCu是活塞基础重要组成,他通过Ti+N的共渗处理后表面就形成了BeCu 与 TiN 的相吻合状态,这充分说明了汽车内燃机活塞材料中双辉等离子在经过供认处理后形成了一个TiN 合金层.而这个合金层是影响活塞表面防护与性能的关键.同等条件下.Tr end和金属层厚度.及宽度.都比内燃机活塞的基础材料磨很小.通过活塞表面经过Ti与Ti+N共渗后所发生的变化来看,活塞表面的防护与耐磨性能因其汽车活塞表面经过T2与TM的贡献处理后合金层变得更加光滑,平整,而不会出现脱落,从而实现了内燃机表面防护与耐磨性能的提升.
4提升汽车内燃机活塞表面的防护处理
为保证后续等离子 Ti+N 共渗处理效果,可在反向刻蚀处理之后,将汽车内燃机活塞环放入复合液槽内进行重复电镀.即选择 190 g/L 硫酸镍、55 g/L 氯化镍、35 g/L 硼酸、1.5 g/L 纳米碳、0.25 g/L 无机分散剂、35 g/L 亚磷酸等物质 [2] .控制复合液槽内酸碱值为 1.5～1.7,温度在（55～65）℃,脉宽在 2.0 ms,平均电.后,以反向刻蚀的方式,将汽车内燃机活塞环放入等离子Ti+N 共渗处理槽中.等离子 Ti+N 共渗处理槽内有硫酸 1.5 g/L.同时连接 4.5 V 电压,控制汽车内燃机活塞环在等离子 Ti+N 共渗处理槽内反应时间在 55 s 左右,反应温度在 55.5 ℃左右.等离子 Ti+N 具有高耐磨性能、高耐腐蚀性能、良好的自润滑纳米增强相及韧性.通过等离子 Ti+N 共渗处理对汽车内燃机活塞复合表面进行改性处理,可在汽车内燃机活塞复合层形成致密、均匀镶嵌的纳米涂层,从而进一步提高汽车内燃机活塞表面耐磨性、韧性、耐腐蚀性及与摩擦副的交互程度,进而提高汽车内燃机活塞应用年限.
5结语：
综上所述,汽车制造业也面临着激烈的竞争.通过提升汽车内燃机活塞的表面耐磨性以及防护性能,能够使企业在当今的发展中处于优势技术力量.通过提升汽车内燃机活塞表面的防腐与耐磨,可以降低汽车运行中的噪音,容易赢得气消费者的信赖和认可.而这些性能的改变,将会给汽车行业带来一个全新的发展机遇.
参考文献：
[1]马素娟,田荣.不同表面处理工艺对汽车零部件用20CrMnTi钢耐磨损性能的影响[J].铸造技术艺,2015,36（7）：1706-1710.
[2]姚远.汽车内燃机活塞的表面防护与耐磨性能[J].汽车与驾驶维修（维修版）,2018（04）：150.
[3]于江江,杜超博.汽车内燃机活塞的表面防护与耐磨性能研究[J].铸造技术,2017,38（06）：1352-1355.
归纳总结，这篇文章为一篇关于经典汽车和内燃机专业范文可作为内燃机方面的大学硕士与本科毕业论文汽车和内燃机论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献.
汽车和内燃机引用文献:
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