发动机活塞跟缸体之间的摩擦问题应该如何解决？

我来分享一下，缸孔和活塞之间磨损问题的完美解决是现代往复活塞式发动机能够战胜其他发动机方案，比如转子发动机，成为最主流的发动机方案的最重要原因之一。

工程师是如何解决这一磨损问题呢？其中最关键的技术是采用了缸孔珩磨和活塞环技术。这个技术组合保证了对爆发压力的良好密封，同时有不会对缸孔产生磨损，下面简单说明一下这两个关键技术。

1.活塞环技术

现代汽车发动机一般是往复活塞式发动机，活塞靠活塞环产生的密封，把燃烧产生的气体力从活塞传递到连杆，然后再传递到曲轴，驱动曲轴做功。一般有3道环，由两道气环来起密封作用，另外，有一个油环负责把缸孔上多余的飞溅的机油刮下来，防止机油进入燃烧室燃烧。

汽环靠燃烧气体的压力，将其紧紧压在缸壁上实现密封，这一设计的精巧之处在于燃烧气体爆发的压力越大，活塞环被压在缸壁上的力也越大，密封就越好。

活塞环安装在活塞环槽中需要有一个开口，这个开口会泄露燃烧的高压燃气，所以要设计第二道汽环来进行进一步的密封，另外两道汽环密封后，能通过活塞环开口泄露过来的燃气就很少了。这些泄露过来到曲轴箱的燃烧气体就是活塞漏气Blowby。图1～图4

可以想像一下这样的高压气体把活塞环压在缸孔高速运转如何润滑？这还真是个难题。

2.缸孔珩磨技术

活塞环在保证密封能力的同时利用缸孔珩磨技术来提供润滑，这个技术组合保证了对爆发压力的良好密封，同时有不会对缸孔产生磨损。仔细观察汽缸孔上会看到交叉的纹路，但是手摸的话有感觉是光滑的，这些纹路是故意加工上去的，这个工艺叫珩磨。珩磨工艺的目地是利用纹路行程的微沟槽来储存机油，给活塞和活塞环环提供润滑。这也就是为什么发动机能够运行几十万公里而缸孔不会产生明显磨损的原因。

珩磨工艺有一系列参数来控制微沟槽的角度，深度，容积等，这些参数经过几十年的摸索和平衡形成了一定的设计经验值。

可以简单理解一下，如果珩磨微沟槽中储存的油多了，这部分机油在每次做功冲程活塞下行时都会接触到高温燃气，会被烧掉，烧的多了机油消耗肯定会大。反之，如果微沟槽中的机油储存不足，肯定会引起磨损问题，肯定会影响缸孔的寿命。因此，珩磨技术是缸孔加工的最关键技术。图5～图8

珩磨除了传统的平台网纹珩磨外，还有激光珩磨，就是用激光在缸孔表面加工出很多的微孔洞，来储存润滑油，提供润滑。图9

以上信息供大家参考，欢迎讨论。对发动机感兴趣的朋友可以关注我，每周会发布发动机技术的专业解读，谢谢支持！

发动机活塞跟缸体之间的摩擦是不可避免的，并且这部分是发动机中最大的摩擦副，大约占发动机整个摩擦损失的30%~40%。所以，降低这个部位的摩擦是提高发动机热效率的一个重要方面。

发动机活塞跟缸体之间并不是全面接触的。正常情况下活塞与缸套之间有0.01~0.05mm的间隙，活塞头部由于有活塞环的支撑，一般不会与缸套发生接触摩擦，绝大多数的摩擦都是在活塞裙部发生的，并且都是在侧压力方向；另外，活塞环与缸套之间的摩擦也占了很大一部分。

为了减小这部分的摩擦损失，活塞在设计和加工制造时就采取了一些技术措施，比如使用半拖式活塞，以减小摩擦面积；在活塞裙部镀锡或镀锌，可以避免在润滑不良的情况下运转时出现拉缸现象，也可以起到加速活塞与气缸的磨合作用；在活塞裙部涂覆石墨，石墨涂层可以加速磨合过程，可使裙部磨损均匀，在润滑不良的情况下可以避免拉缸；在活塞上加工出细小的储油槽，以改善润滑；设计合适的活塞环形状，以加强润滑、改善磨损，等等。

在使用中主要是加强这部分的润滑，要求使用合适粘度的机油，增设机油喷嘴，冬季适当热车等。另外有些车型的缸套加工成网纹形，可以存储一定的润滑油，改善润滑，但是这样会增加机油的消耗量。

老的技术比如缸筒网格珩磨等这里不提，说说新的技术应用，有陶瓷气缸 这里说的陶瓷不是吃饭的碗 而是在缸筒内壁添加稀土材料高温烧结 形成了一层耐高温耐摩擦的涂层 摩擦系数远低于金属 耐磨性也远高于金属 还有活塞采用陶瓷喷涂外壁，裙部采用非金属的无机涂层 类似不粘锅的那层涂层，采用超薄的活塞环减少摩擦力 另外机油的新技术的采用 也降低的摩擦阻力 全合成机油采用人工合成基础油，添加各种耐酸碱气泡抑制剂等合成的机油 较过去的机油有更低的粘度 如日系推广的节能机油0w20粘度，也是有效降低了所有摩擦副的阻力 以后还会有0w15或0w10的更低机油规格 也是有效降低缸筒活塞之间的摩擦阻力 提高热效率。但这些技术已经达到极致 难以再提高内燃机热效率 我这里提一下的是 以后的发展方向绝不是纯电动引擎，因为电池容量的限制 是远无法达到燃料的能量密度的 这也是丰田这个超级保守企业 对于未来汽车发展规划中 没有纯电动这一项 而是走了强混动的双擎，或者氢燃料引擎 但是国家的大方向还是要大力赞同的 就是降低对石油的依赖

发动机活塞、活塞环气缸套的磨擦这个是不可避免。

为了减少它们之间的磨擦、延长使用寿命。发动机在设计之初工程师们做了大量的实验。

① 减少活塞的膨胀系数和重量把活塞选用铝合金。增加活塞散热度。

② 为了减少磨擦把活塞设计成锥形体，缩减活塞裙部体积，尽可能的减少活塞与气缸套的接处面积。活塞环上镀一层金属铬。

③ 为了更好的润滑活塞、活塞环、气缸套和减少磨擦，油膜形成的更好、在发动机主油道设计润滑油喷嘴，飞溅与喷嘴同时润滑。

④ 有些汽车配件厂为了减少磨擦增加气缸套的使用寿命，在气缸套镀上了一层赖磨的金属。

在日常行驶和保养中为了减少活塞、活塞环、气缸套的磨损。一定要注意空气滤芯、进气软管的保养和检查，在安装空气滤芯时各密封件不可漏装。

更换发动机润滑油时，尽可能的选用好的、正牌机油。日常行驶中定期检查发动机润滑油的数量和质量的变化。（机油进水，油会变成白色，进入柴、汽油油会被稀释）

冷车为了减少它们之间的磨擦，启动时不要随意猛轰油门、注意热车。

这个部位的摩擦主要是靠机油润滑来减小的，如果出现摩擦大的情况，应该判断机油是不是不够或者机油有杂质，杂质进入气缸会增大摩擦，而机油不够就达不到良好的润滑效果。

日常使用时要养成热车的习惯，让机油先进入气缸，也要定期更换机油

热车不管冬天夏天都是必备环节，不是有的砖家说的只要启动转数降下来就可以走了，人运动之前还要做好热身，何况机械的东西，更要预热好。才能保证发动机用的时间长。