[实用新型]一种采用纳米处理具有双螺旋线槽的节油减排新型缸套

说明书

技术领域

本实用新型涉及气缸套制造技术领域，具体涉及一种采用纳米处理具有双向螺旋线槽的节油减排新型缸套。

背景技术

2014年9月底工信部公布的《关于2013年度中国乘用车企业平均燃料消耗量核算情况的公告》显示，111家乘用车企业中有40家未达标。其中，85家国产乘用车生产企业中有27家未达标，包括一汽、北汽等企业；而26家进口乘用车企业中有一半未达标，包括了克莱斯勒(中国)、通用(中国)、日产(中国)、本田(中国)、雷诺(北京)等13家进口乘用车企业。而就在五部委发出《通知》的同一天，现代汽车因新胜达尾气排放超标，而被北京市环保局没收了高达千万元的收入，成为因汽车尾气问题而遭受处罚的第一家企业。我国生产的乘用车油耗比国外的高出不少(20-80％)，同时达不到环保部要求的“八万公里内始终排放达标”，在实现中国强国梦的现实中，十分有必要抓好乘用车的治污减排和降低燃油的油耗，提升乘用车的更新换代。

在内燃机中，气缸套是其关键的零件，它还是内燃机的心脏，缸套就是气缸套的简称，它镶在缸体的缸筒内，与活塞和缸盖共同组成燃烧室。燃料在燃烧室里燃烧是否充分、是否完全，关系到内燃机的动力性能、节油减排性能和经济性能。

由于业内环保意识的日益加强,对内燃机的排放要求越来越高,我国对内燃机排放在要求达到欧洲标准Ⅳ,要达到这一目标，一要提高主要部件缸套、活塞和活塞环的质量，使燃料在燃烧室里燃烧充分和完全，二是大幅减少缸套与活塞和活塞环之间的摩擦系数和摩擦损耗。这对加工内燃机气缸套的技术提出了更高要求。目前采用改进材质、激光淬火、镀铬、提高加工精度、降低表面粗糙度等方法来改善缸套性能已经接近了极限，它在治污减排能达到欧Ⅱ或欧Ⅲ，已经到了顶峰，它再也满足不了环境保护治污减排达到欧洲标准Ⅳ的要求，也满足不了进一步节油降耗的需要。

缸套内表面精加工，传统的加工艺是普通珩磨、平顶珩磨。国外对内表面进行镀铬、气体软氮化、表面激光淬火处理、浸淬碳化硅和表面喷涂等离子多元合金等，国内已经花巨额资金引进相应设备。其目的在于除了增加耐磨性以外，还想建立蜂窝坑、或激光珩磨网纹，以使缸内表面有一些能含油的油槽。但激光珩磨设备价格昂贵，微坑加工成本高，操作复杂，维修困难,更重要的是,激光珩磨也显露了,难以满足社会环境对其减少排放由欧洲标准Ⅱ提升到欧洲标准Ⅳ和进一步节省燃油的要求。

内燃机运行期间，缸套内表面是活塞上下运动的导行面，同时又使缸套和活塞环处于高压高温工况下，摩擦系数和润滑油对其影响十分巨大。国内外对缸套的加工技术研究很多，以图减少摩擦系数，但现有缸套与活塞环之间的润滑，依靠润滑油实现。而润滑油的润滑理论基础，是依靠在摩擦面之间形成润滑膜，无膜润滑不了。而膜的厚度，至少是微米级的，有的甚至是毫米级的。传统润滑油为长链分子结构，其最小分子为1微米至10微米的分子，这样，只能有一小部分润滑油分子停留在RA0.5-1.25微米的蜂窝坑或激光珩磨网纹内储油,形成润滑膜，更深入不到纳米级的沟壑中形成纳米润滑膜，大部分润滑油微米级分子由于比RA0.5-1.25微米大，都停留在蜂窝坑或激光珩磨网纹的沟壑上部形成润滑膜，但随着缸套与活塞环的运动，其磨损越来越大，蜂窝坑或激光网纹的空间也被变小，储油更少,换言之，很容易出现半干摩擦或干摩擦，特别严重的是，在活塞运行到上死点时，由于活塞并非直线运动，总会偏向一边，把这些微米级润滑分子挤走，即出现半干摩擦或干摩擦，另一边偏大。随着内燃机长期的工作，摩擦产生的缝隙越来越大，使润滑油通过缝隙上窜到活塞顶部参与燃烧，由于燃料燃烧不完全、也不充分，产生积碳和更多污染物，污染环境，这说明现有的激光加工的蜂窝坑或激光珩磨网纹解决不了缸套与活塞环之间减少摩擦和促进完全的充分燃烧难题，也就满足不了社会环境对其减少排放和节省燃油的需要。

下面再对现有缸套制造的技术背景做介绍如下：

缸套加工工艺流程

缸桶:下料----粗车---热处理(调质)-----车(平头倒角)----粗推内孔---滚压内孔----车(外圆开架窝)----车内孔止口----焊缸底----车(外圆)。

根据需要还有内部镀锌或者镀烙，然后是精加工内表面,在原始表面上实施激光造型结构：大斑点慢扫描螺旋式激光淬火、小斑点快扫描网纹式激光淬火和激光珩磨等。

正是由于现有产品的缸套采取用上述传统加工技术生产，无法解决前述的社会环境对其减少排放和节省燃油的需要。由于上述原因，需要寻找制造高耐磨、长寿命、节油减排新型缸套。

实用新型内容