氣缸套! R0 J$ D( B1 t
嚴(yán)格意義上，這東西才是我們要關(guān)心的真正摩擦副。就是套嘛！活塞環(huán)/活塞兄弟賴以撒野的環(huán)形套桶。 一般來說，這時(shí)候，就沒鋁啥事了，但還是有個(gè)別牛的廠家號(hào)稱研制出了硅鋁合金的缸套，但這只是少數(shù)了。論抗磨這回事，還得是鐵與鋼。 先看看氣缸套有哪些材料構(gòu)成，主要是含硼合金鑄鐵、含磷合金鑄鐵以及含鉬鎳合金鑄鐵等等，加入這些合金材質(zhì)的目的是為了進(jìn)一步提高氣缸套的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，活塞曲軸太用力了，套子不硬點(diǎn)，容易破。 介紹材質(zhì)的目的是讓大家從潤(rùn)滑油里發(fā)現(xiàn)，哪些金屬元素可能會(huì)被磨下來。同時(shí)，也告知大家，材質(zhì)本身的耐磨性對(duì)油品的選型有很大的關(guān)系，不耐磨的材質(zhì)，很快間隙就磨大了，那結(jié)局就是你們都熟悉的，串氣、燒機(jī)油等巴拉巴拉一大堆的問題。 但，對(duì)于潤(rùn)滑來說，最大的問題還在于摩擦副的表面，事實(shí)上，所有人也都意識(shí)到這個(gè)問題了，因此氣缸套的生產(chǎn)有一套嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝流程，一般來說是按照粗鏜一半精鏜一精鏜一珩磨的工藝流程來加工。前面的流程我們就不研究了，只看最后一道工序，珩磨，珩磨（音橫，但喜歡被大家說成“航”）是最后一道工序，但卻是最重要的一道工序，一般還會(huì)分成粗珩以及精珩等工序，就像雕刻藝術(shù)作品一樣，越接近成品，越需要精細(xì)的活，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)神。這東西原理也一樣，畢竟這是體現(xiàn)制造水平的關(guān)鍵零部件。 在工藝上，通俗點(diǎn)，就是拿1個(gè)圓柱形的旋轉(zhuǎn)刀具去磨氣缸的內(nèi)表面，作出最后的成品，以下是圖。 通常意義上大家都會(huì)認(rèn)為氣缸套應(yīng)該越光滑越好，即表面粗糙度能多低就多低，這樣摩擦就小了，磨損也小。還有人會(huì)說，國(guó)外的發(fā)動(dòng)機(jī)水平工藝高，粗糙度怎么怎么低，國(guó)內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)就不行。但： 在這個(gè)領(lǐng)域，恰恰和大家理解的完全相反。 亂入一個(gè)基礎(chǔ)知識(shí)，不論看上去多么光滑的表面本質(zhì)上都是凹凸不平的，就看你放在多大的鏡頭下看，只有這個(gè)前提存在，摩擦才會(huì)產(chǎn)生。否則，潤(rùn)滑油這學(xué)問就基本可以荒廢了。而描述這種較小間距和峰谷所組成的微觀幾何形狀特征，稱為表面粗糙度，習(xí)慣上寫作Ra。慣常的方向是向表面粗糙度低而努力。 缸孔的珩磨工藝早期氣缸套的珩磨工藝，確實(shí)是向光滑使勁的。但很快，大家就發(fā)現(xiàn)，這樣是完全不行的，為什么，因?yàn)楣鉂嵍忍撸厦娌荒芰粲袧?rùn)滑油，沒有油的話，鐵對(duì)鐵，一旦高速運(yùn)動(dòng)起來，那就是干摩擦，缸套就會(huì)越磨越滑，越磨越亮，導(dǎo)致缸套過早失效。還會(huì)造成一個(gè)專業(yè)現(xiàn)象，叫“缸套拋光”。 所以，很顯然，并不是表面粗糙度越低越好，在降低粗糙度的同時(shí)，必須確保有一定的殘留油品。這時(shí)候，就是新技術(shù)登場(chǎng)的時(shí)候了，也就是大家現(xiàn)在最常用的所謂平臺(tái)網(wǎng)紋珩磨，就是通過珩磨，在缸孔表面形成一些細(xì)小的溝槽，這些溝槽有規(guī)律地排列形成網(wǎng)紋，并由專門的珩磨工藝削掉溝槽的尖峰，形成很多微小的平臺(tái)，這些平臺(tái)具有較好的支承率，可以起到抗磨作用，而溝槽則起到儲(chǔ)油作用，所以要求平臺(tái)的表面光潔度要低一些，而溝槽則可以適當(dāng)深一些。 4 D6 a6 z$ N* h& I% r% D' o
看下圖更好理解，點(diǎn)擊放大，保存下來，這圖絕對(duì)有用。 圖2 第一個(gè)是沒進(jìn)過珩磨的，可以看到，粗糙度太大，高高低低的。第2個(gè)是粗珩后，然后是精珩后，最后一個(gè)是平臺(tái)珩磨后的樣子。最右側(cè)是表面放大圖。大家會(huì)看到，這樣磨完后，表面會(huì)有一定的的網(wǎng)紋空間，主要是溝槽，而這些空間呢，就給潤(rùn)滑油留下了很大的生存空間。 制作完成的網(wǎng)紋結(jié)構(gòu)外觀如下： 圖3 網(wǎng)紋與網(wǎng)紋交錯(cuò)，相互有夾角，連續(xù)交錯(cuò)的網(wǎng)狀溝槽則便于機(jī)油在整個(gè)缸孔表面均勻分布。眾多的小平臺(tái)有利于高強(qiáng)度油膜形成，還具有回油功能，使缸孔和活塞環(huán)之間形成液體摩擦，這會(huì)大大降低摩擦功的損失，從而帶來更好的燃油經(jīng)濟(jì)性。 我知道，有人說，“對(duì)，這就是機(jī)油消耗大的本質(zhì)原因”。 先說結(jié)論，平臺(tái)網(wǎng)紋珩磨是為了降低發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油耗的，不是增加，如果沒有這個(gè)工藝，油耗會(huì)隨著缸套拋光而更快的消耗，對(duì)于沒有使用平臺(tái)珩磨的缸套來說，磨合期機(jī)油環(huán)刮不干凈是大概率事件，機(jī)油耗相當(dāng)大。而且會(huì)嚴(yán)重影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能。很多沒采用平臺(tái)珩磨的老發(fā)動(dòng)機(jī)磨合期都比較長(zhǎng)，目的是借助磨合的力量達(dá)到出現(xiàn)平臺(tái)的程度，相當(dāng)于靠實(shí)際駕駛把缸套表面由圖3磨成圖4，聽上去都疼，因此需要很長(zhǎng)時(shí)間的磨合期?，F(xiàn)在，由于主機(jī)廠基本都使用了平臺(tái)珩磨的技術(shù)，未出廠之前自己磨合，且磨合的效果更好，自己把平臺(tái)磨出來了。這樣一來，新車的磨合期就大大縮減，甚至很多乘用車基本上沒啥磨合期的概念。到不是主機(jī)廠良心發(fā)現(xiàn)，主要是為了排放、為了發(fā)動(dòng)機(jī)性能、為了降低摩擦，他不得不這么做。知道了這個(gè)原理，大家就不用特別關(guān)注所謂的什么新車?yán)咚侔 ⒛ズ掀趽Q好機(jī)油等等事了。 通俗點(diǎn)、簡(jiǎn)單說：平臺(tái)珩磨，就是盡可能的把金屬表面的山峰都削平，然后磨成一個(gè)又一個(gè)平臺(tái)，這些平臺(tái)就是專門承重并用來幫助減少摩擦的，同時(shí)再挖出幾道深溝，用來存機(jī)油。它有以下優(yōu)點(diǎn)： - 眾多的平臺(tái)增加了氣缸孔與活塞組的接觸面積，加大了缸孔表面的支撐度，削掉尖峰，消除了表面的早期快速磨損，減少了缸孔的磨合時(shí)間。
- 細(xì)小的溝痕形成良好的儲(chǔ)油空間，并在缸孔表面形成良好的油膜，降低了缸孔表面與活塞及活塞環(huán)的摩擦，因而可以使用低摩擦力的活塞環(huán)，這些溝痕減小了機(jī)油的散失，進(jìn)而降低了機(jī)油消耗。
- 摩擦降低導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率提高，最大扭矩提高，這一條在當(dāng)下發(fā)動(dòng)機(jī)在強(qiáng)調(diào)力量的狀況下，尤其抓人眼球。
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所以說，缸孔的珩磨工藝嚴(yán)重影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出、機(jī)油消耗、尾氣排放及發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性。 而且，這個(gè)技術(shù)還真不是多先進(jìn)的技術(shù)，基本上所有的發(fā)動(dòng)機(jī)都需要做這個(gè)工作，但并不是所有發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油消耗量都大。從理論上，任何缸套與活塞環(huán)的摩擦一定會(huì)存在機(jī)油消耗，但選用了這種工藝后的機(jī)油消耗量是非常非常少的，少到我們?nèi)粘ｑ{駛完全感受不到，但主機(jī)廠還在致力于降低機(jī)油耗，其主要目的已經(jīng)不是為了機(jī)油耗了，而是燃油經(jīng)濟(jì)性、發(fā)動(dòng)機(jī)排放以及車輛耐久性，大家也可以理解為，一個(gè)基礎(chǔ)的平臺(tái)珩磨已經(jīng)能解決潤(rùn)滑的問題了。
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發(fā)表于 2020-6-12 16:55:00
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