氣門挺柱

汽車零配件氣門（mén）挺柱是車用汽油機直接（jiē）驅動型氣門機構中的傳動部件，與凸輪軸構成一個關鍵摩擦副。挺柱-凸輪摩擦副是發動機摩擦功（gōng）耗（hào）的主要（yào）來源之一，同時不可避免地會產生磨損，影響發動機的經（jīng）濟性和可靠性。因此，合適的氣門挺柱表麵處理方式對減小摩擦、改善磨損具有重（chóng）要的現實意義。氣門（mén）挺柱-凸輪摩（mó）擦副具有較大的相對運動（dòng）速度，且應（yīng）力狀態惡劣，使（shǐ）氣門挺柱表麵改性研究麵臨很大（dà）的挑戰。

DLC類金（jīn）剛石塗層（céng）

碳在自然界（jiè）有兩種存在（zài）形式:金剛石和石墨。在（zài）金剛石結構中，每個碳原子（zǐ）都以sp3雜化軌道與另外四個（gè）碳原子形成（chéng）共價鍵，形成一個（gè）正四麵體。石墨結構中的每個碳原子外層電子以sp2雜化軌道和（hé）相鄰的三個碳（tàn）原子形成共價鍵並排列成六（liù）角（jiǎo）平麵（miàn）的網狀結構，這些網狀結構又構成（chéng）互相平行的片層結構。DLC的結構（gòu）混雜於金剛石結構(sp3)區域和石（shí）墨結構(sp2)區域，是屬於不具（jù）備特定晶體結構的非晶態結構。DLC塗層（céng）可分（fèn）為含氫類金剛石(a-C:H)塗層和無氫類金剛石塗層兩種（zhǒng）。含氫 DLC 塗層中的氫原子含量在20%~50%之間，sp3 成分小於 70%。無氫DLC塗（tú）層中（zhōng）常見的是四麵體非晶碳(ta-C)膜。ta-C塗層中以sp3 鍵（jiàn）為主，sp3含量般高於 70%。

所以類（lèi）金剛石(DLC)塗層（céng）能有效地降低摩（mó）擦損失、控製（zhì）結構磨損，因此 DLC塗層及其在氣門挺柱中的應用研究成（chéng）為當前的熱點。摻雜Si和Ge的DLC塗層進行研究，結（jié）果表明含Si或Ge的DLC塗層相比未摻雜Si和Ge的DLC塗層內應（yīng）力降低，且硬度較高。

DLC塗層的特性，其在發動（dòng）機（jī）活塞環、燃油噴射泵、齒輪齒麵和氣門挺（tǐng）柱上的應用，指出含Si的DLC塗層能較大地提高電磁離合器的工作（zuò）壽命。所以工程（chéng）師在（zài）發動機挺柱上利用多層梯度複合技術沉積了低（dī）摩擦類（lèi）塗層CrTi/CrTiN/CrTiC/DLC，該複合塗層挺柱的磨損率為滲碳挺柱（zhù）的1/6。采用（yòng）磁控濺射方法，製備了 DLC薄膜塗層挺柱，發現DLC塗層挺柱的摩擦學行為（wéi）及（jí）其對發動機節能的影響，研究結果表明在實際（jì）使用工況下配（pèi）氣機構的摩擦損失降低6%。含si的DLC 塗層(a-C:H:Si)比不含si的（de）DLC塗層(a-C:H)具有（yǒu）更低的摩擦（cā）因數（shù）和更好的耐磨性。在配氣機構試驗台架研究方麵，搭建了可以進行配氣機構動力學特性和耐久性試驗的台架，且能控製缸蓋溫度和潤（rùn）滑油（yóu）溫（wēn）度。