汽车发动机无缸套技术源于欧洲,是利用热喷涂技术在铝制发动机气缸内壁喷涂一层耐磨涂层,取代传统的铸铁缸套,不仅能够降低发动机的重量和油耗,同时还能显著降低发动机摩擦,提升发动机性能。
在缸体喷涂后,涂层的最终机加工是非常重要的,必须对涂层进行珩磨,确保气缸达到规定的正确直径、圆度和表面粗糙度。欧洲某知名热喷涂公司根据发动机试验实测获得的机油消耗和燃油消耗降低结果,对珩磨后涂层表面的推荐技术规格作出了精细的调整,如下表所示。为确保孔隙不会残留可能混入的磨屑,在珩磨后对涂层的表面进行适当清理非常重要,孔边缘需清理毛刺,珩磨过的表面应无积垢。
在经过粗珩和精珩后,缸孔的内表面能达到镜面光洁程度,如图2所示。与传统的铸铁缸套的珩磨相比,涂层珩磨后表面呈多孔结构,而非网纹结构,图3a为传统铸铁缸套珩磨后的表面微观结构图,图3b为涂层珩磨后的微观结构图。
缸孔喷涂的好处不仅减小摩擦力和机油消耗,同时还可改善缸孔表面的耐磨和耐蚀。由于涂层中含有的氧化物为氧化铁(FeO)和磁铁(Fe3O4),这些都是被熟知的固体润滑材料,能够进一步提高耐磨性。
利用热喷涂技术不仅可以在新缸体上进行喷涂,而且还可以喷涂到磨损的气缸上,以使其恢复到原有的尺寸,从而避免了必须使用超大活塞和活塞环的问题。此外,同样适用于缸套、摩托车缸体的喷涂。