【作者】

Yi Zhang1，Rolandas Verbickas1，Rizwan Bajwa1，Manabu

【摘要】

注：版权归CIMAC所有 轴颈轴承是将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动而设计的。它们必须足够坚固，在其承受的载荷作用下不出现疲劳破坏。在发动机720度的燃烧循环中，在不同的润滑条件下能抵抗磨损，同时又不能太硬，以适应装配和操作过程中同轴度误差的影响，并具有良好的嵌入性能，而不划伤轴颈。 目前中高速柴油机发展趋势要求发动机零部件具有要求更高的环境适应性。随着涡轮增压技术的广泛使用和柴油机转速的提高，以及为降低NOx排放的需求，要求燃油效率不断提高，均导致柴油机运行负荷超过目前许多正在使用的轴瓦材料性能极限。 为了满足发动机的要求，现代轴颈轴承一般由合金层复合在钢背上的形式，合金层由铜基或铝基合金形成的。合金层作用是为了提供高承载性、减小摩擦，能够承受轴承在使用过程中承受的载荷。在金层的顶部沉积一层软覆盖层，以提高其嵌入性和一致性。然而在发动机运行过程中由于疲劳、磨损、腐蚀和气蚀或这些因素的联合作用下，覆盖层可能会消失，导致合金部分或完全暴露于轴颈上。因此，在许多情况下，表面覆盖层的寿命在许多情况下可能直接决定了轴瓦的寿命。 为了满足行业的需求，日本大同公司最近开发了一种用于中高速柴油机应用的新型锡基覆盖涂层体系结构。所述轴承覆盖层包括优化的多层涂层结构，该结构可在较高的使用负荷下延长轴承寿命，并增强摩擦学性能，以提高燃油效率和减少排放。 随后对锡基多层覆盖层结构进行了3个层次的试验，验证了其在各种条件下的性能： 1) 发动机台架试验，包括疲劳、磨损、整合性和可嵌入性试验，以确定轴承关键性能； 2) 单缸发动机耐久性和鲁棒性试验，验证轴承在使用中的性能； 3) 摩擦学试验，观察摩擦行为； 结果表明，在不影响系统的兼容性和可嵌入性情况下，该复合镀锡层的疲劳强度和耐磨性较单一镀锡层有显著提高。结果还证明，多层过氧化物涂层具有较好的摩擦学性能，有助于实现提高燃油效率和降低排放的环境和经济目标。 此外，在开发过程中还观察到一个独特的现象，即多层覆盖层是一种自适应的涂层系统，它可以从分层结构过渡到良好的复合材料结构，从而在发动机运行期间提供更强的保护。

【会议名称】

第29届CIMAC会议

【会议地点】

加拿大 温哥华

【下载次数】

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