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    有国外研究,等离子喷涂涂层,因为显著孔隙度而是各向异性的,其中的空腔被预期作为微水库的润滑剂,从而降低了边界的相互作用的效果。即使在其名义上是嵌入式磨损的状态,其中突出的表面特征已经显著磨损,孔隙率水平保持在总表面积的约15%。这表明,硬的耐磨涂层是充分有效地保护基体的合金钢基材。
    1.2.3  缸套
    缸套镶在缸筒和活塞环之间,三者相互配合,缸套在使用中出现的主要故障就是拉缸现象。剧烈摩擦下会产生拉缸现象,使材料失效,寿命下降,主要是因为剧烈摩擦下,使得原来的润滑油膜局部破坏,这样,两个摩擦表面局部突出的金属发生直接接触摩擦,造成局部微小的“烧熔”现象,而烧熔部位又由于两个摩擦面往复的相对运动而被撕裂。在这个过程中,金属表面层硬度提高,当该薄层被破坏时,有金属碎屑产生,将使表面磨损破坏得更加严重。在不太久的烧熔磨损期间,各个高低不同的磨痕,会出现在活塞环和气缸套表面,它们是与气缸中心线相平行的。变严重时,滑动的部位被黏住而不能运动了,甚至可能在两个表面局部比较脆弱的部位,产生裂纹,失效,而不能继续工作,即咬缸现象。因此,拉缸的根本原因是烧熔磨损。
    1.2.4  活塞环-缸套磨损特征
    第1道活塞环位到上止点时,对缸套上面要求最大,压力最大,温度高,润滑油效果不好,没有流体动压润滑实现,因此磨损最大。而中、下部的缸套,润滑条件变好,大大降低磨损率,因此形成一种类似圆锥体,缸径上大下小。如果存在磨料微粒,会产生磨粒磨损,它和腐蚀磨损会使气缸的磨损量增大,但气缸的磨损特征不会改变。当磨料在润滑油,足以形成以磨料磨损为主要磨损形式时,气缸的磨损特征将会改变,最大磨损将发生在气缸的中部,因为此处运动速度最大,最终形成缸径中间大两端小的腰鼓形[5]。
    往复运动的活塞,与它配合的气缸壁的上止点处受力情况比较多,既有来自活塞的侧推力,来自活塞环上微凸体的摩擦力,同时又有热应力来自上方的高温,高压气体,润滑油膜很难形成,此时是边界润滑状态,表面有干摩擦现象,磨损量最大。当活塞环运动到中部时,由于温度低,速度高,油膜充分,因此磨损小。当运动到下止点时,速度低,且受到压力很小,磨损较轻[6]。
    1.2.5  活塞环的润滑模型
    由图1.1可以清楚地理解活塞环的润滑模型。
     图1.1 活塞环的润滑模型
    活塞环向左移动时,①、②、③部分起有效作用,③、④形成旋涡,不产生油压。活塞环向右移动时,②、③、④起有效作用[7]。
    在所有的发动机冲程,以及动力冲程活塞跨中位置,一些学者预想了润滑的流体膜制度。降低摩擦主要是要使用低粘度的润滑剂。然而,降低润滑油粘度有一个限制,因为其承载能力将受到损害,特别是在较高的负荷强度的接触下,如凸轮随动件的限制。润滑剂作为实际需要,是用来提供所有内燃机连接的。环衬相结合摩擦功率损失的一个显著部分(近30%)发生在从压缩冲程到动力冲程的过渡的上死点逆转。这为使用硬质耐磨涂层,也为使用光滑的表面形貌提供了机会,从而缓和了一些摩擦的不良反应。然而,发动机测试工作已经表明,某些硬质涂层,与预期相反,例如镍-碳化硅或镍铬钼并不总是产生这种所需的效果,主要是因为粘连的机会增加,以及有些硬质涂层的常疏油性质。
    1.3  表面织构化技术
    表面织构化技术[8],又称表面微造型,常见的形状有矩形、圆形凹坑和平行、网状沟槽,几何参数包括尺寸、深度、密度和形貌。从以上看,对摩擦性能的影响比较大的,是其尺寸/深度,摩擦性能与其分布不同也有比较大关系。
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