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進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，化石燃料消耗帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題也日益突出。當(dāng)前，隨著“國(guó)五”標(biāo)準(zhǔn)的不斷推進(jìn)以及“國(guó)六”標(biāo)準(zhǔn)的即將到來(lái)，在汽車制造企業(yè)自身努力創(chuàng)新以及燃油成本不斷提高的大環(huán)境下，追求汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的減排增效已經(jīng)是大勢(shì)所趨。PVD（物理氣相沉積）作為一種逐漸被人們廣泛認(rèn)識(shí)和認(rèn)可的表面處理方法，其給發(fā)動(dòng)機(jī)整體性能帶來(lái)的改善逐漸顯現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)。而汽車使用壽命提高熱效率是內(nèi)燃機(jī)發(fā)展的核心目標(biāo)之一，除燃燒系統(tǒng)優(yōu)化、附件電動(dòng)化、空氣系統(tǒng)優(yōu)化、余熱回收等技術(shù)外，降低內(nèi)燃機(jī)摩擦損失也是提高內(nèi)燃機(jī)熱效率的有效途徑。類金剛石DLC是一種具有優(yōu)異耐磨性和極低摩擦系數(shù)的材料，能降低內(nèi)燃機(jī)摩擦損失，提高熱效率。目前，日產(chǎn)、康明斯等國(guó)際知名公司已對(duì)DLC涂層在內(nèi)燃機(jī)上的應(yīng)用開(kāi)展了大量研究，并將其作為改善內(nèi)燃機(jī)熱效率的重要前瞻技術(shù)，因此，本文將介紹DLC性能以及DLC涂層在改善內(nèi)燃機(jī)熱效率方面的效果。

DLC（類金剛石）涂層作為一種較為常見(jiàn)的PVD涂層，和金剛石幾乎擁有一樣的特性。由于其具有高硬度和高彈性模量、低摩擦因數(shù)、耐磨損以及良好的真空摩擦學(xué)特性，很適合于作為耐磨涂層，因而通過(guò)氣相沉積工藝獲得的DLC涂層在眾多有耐磨性以及硬度要求的零件上得到廣泛應(yīng)用。DLC工藝溫度通常在200攝氏度左右，甚至更低，能夠處理大多數(shù)的汽車零件；DLC涂層細(xì)膩光滑，自潤(rùn)滑性好，摩擦系數(shù)通常在0.1以下；硬度高，通常在Hv2200以上；尤其適合涂覆在汽車零件表面，承受頻繁持續(xù)的高強(qiáng)度摩擦磨損，起到提高零件使用性能、延長(zhǎng)使用壽命的作用；另外，DLC最高可耐受350攝氏度，且耐腐蝕性好、化學(xué)穩(wěn)定性高、結(jié)構(gòu)致密，能夠勝任發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部溫度和工作環(huán)境。

DLC涂層對(duì)氣門機(jī)構(gòu)的影響

測(cè)量不同涂層氣門挺柱的摩擦扭矩。試驗(yàn)結(jié)果表明，帶DLC涂層的氣門機(jī)構(gòu)可在不同發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下明顯降低摩擦扭矩，從而降低摩擦損失。相對(duì)于無(wú)涂層挺柱的氣門機(jī)構(gòu)，采用DLC（ta-C）涂層技術(shù)可使摩擦扭矩降低45%左右。

DLC涂層對(duì)活塞環(huán)摩擦性能的影響

對(duì)比了鍍鉻和DLC涂層技術(shù)對(duì)氣環(huán)和油環(huán)摩擦性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，相比鍍鉻的氣環(huán)和油環(huán)，采用DLC涂層技術(shù)可降低氣環(huán)和油環(huán)的摩擦力。對(duì)于DLC涂層的氣環(huán)而言， 在0 deg 附近改善摩擦的效果較為明顯；對(duì)于DLC涂層的油環(huán)，改善摩擦的效果較為明顯。

DLC涂層對(duì)活塞性能的影響

由于DLC涂層可以有效降低磨損，延長(zhǎng)摩擦副使用壽命，因此，可將缸套與氣缸制成一體，完全采用DLC涂層鋁基底材料，替換原來(lái)的鑄鐵缸套，使重量降低達(dá)5%左右；對(duì)活塞和缸套進(jìn)行DLC膜涂層，可使摩擦系數(shù)降低20%，同時(shí)改善傳熱性能，最終使發(fā)動(dòng)機(jī)油耗改善2%-3%左右。

類金剛石膜自誕生以來(lái)就由于其優(yōu)異的性能而受到了廣泛的關(guān)注，其耐磨性好、摩擦系數(shù)低等特性對(duì)改善內(nèi)燃機(jī)摩擦性能的效果顯著，是改善汽車內(nèi)燃機(jī)熱效率的重要涂層材料。