氣門挺柱

汽（qì）車零配件氣門挺柱是（shì）車用汽油機直接驅動型氣門機構中的傳動部（bù）件，與凸輪軸構成一個關鍵摩擦副。挺柱-凸輪摩（mó）擦副是發動機摩（mó）擦功耗的主要來（lái）源之一，同時不可避免地會產生磨損，影響發動機的經濟性和可靠性。因此，合適的氣門（mén）挺柱表麵處理方式對減小摩擦、改善磨損具有重要的現實意義。氣（qì）門挺（tǐng）柱-凸輪摩擦副具（jù）有較大的相對運動（dòng）速度，且應力狀態惡劣，使氣門挺柱表麵改性研究麵臨很大的挑戰。

DLC類金剛石塗層

碳在自然界（jiè）有兩種存在形式:金剛石和石墨。在金剛石結構中，每個碳原子都以sp3雜化軌道與另外四個（gè）碳原子形成共（gòng）價（jià）鍵，形成一個正四麵體。石墨結構（gòu）中的每個碳原子外層電子以sp2雜化軌道和相（xiàng）鄰的三個碳原子（zǐ）形成共（gòng）價鍵並排列成六角（jiǎo）平麵的網狀結構，這些網狀結構又構成互相平行的片層結構。DLC的結構混雜於金剛石（shí）結構(sp3)區域和石墨結構(sp2)區域，是屬於不（bú）具備特定晶體結構的非晶（jīng）態結構。DLC塗層可分為含氫類金剛石(a-C:H)塗（tú）層和（hé）無氫類金剛石塗層兩種。含氫 DLC 塗層中的氫原子含量在（zài）20%~50%之間，sp3 成分小於 70%。無氫DLC塗層中常見的是四麵體非晶碳(ta-C)膜。ta-C塗層中以sp3 鍵為主，sp3含量般高於 70%。

所以類金剛石(DLC)塗層能（néng）有效地降低摩擦損失、控製結構磨損，因此 DLC塗（tú）層（céng）及其在氣門挺柱中的應用研究成為當前的熱點。摻雜Si和Ge的DLC塗層進行研究，結果表（biǎo）明含Si或Ge的DLC塗層（céng）相比未摻雜Si和Ge的DLC塗層內應力降低，且硬度較高。

DLC塗層的特（tè）性（xìng），其在發動機活塞環、燃油噴射泵、齒輪齒麵和氣門挺柱上的應用，指出含Si的DLC塗層能較大地提高電磁離合器的工（gōng）作壽命。所以（yǐ）工程師在發動機挺柱上利用多層梯度複合技術沉積了低（dī）摩擦類塗層CrTi/CrTiN/CrTiC/DLC，該複合塗層挺柱的磨損率為滲碳挺柱（zhù）的（de）1/6。采用磁控濺射方法，製備了 DLC薄膜塗層挺柱，發現DLC塗層挺柱的摩擦學行為及其對發動機節能的影響，研（yán）究結果表明在實際（jì）使用工況下配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DLC塗層(a-C:H)具有更低（dī）的摩擦因數和更好的耐磨性。在（zài）配氣機構試驗台架研究方麵，搭（dā）建了可以進行配氣機構（gòu）動力學特性和耐久性試驗的台架，且能控製缸蓋溫度（dù）和潤滑油溫度（dù）。