在小型汽油机上采用梯度功能材料的试验研究

马其成　 王青　 任京乐　 李艳琳　 孙志远　

摘　要：通过试验研究，探讨了陶瓷-金属梯度功能材料对小型汽油机性能的影响。采用等离子化学气相沉积技术在摩托车发动机主要零件上渗镀氮化硼和氮化硅，从而形成了陶瓷-金属梯度功能材料。在试验台架上对镀膜处理前后的发动机进行了性能对比试验及耐久性能试验。外特性对比试验结果表明，四冲程发动机的动力性、燃油消耗率和耐久性能均得到了明显改善。分析结果表明，采用陶瓷-金属梯度功能材料可显著改善发动机的耐磨性、润滑性和密封性，从而明显降低发动机的摩擦损失、漏气损失和漏气量。
关键词：梯度功能材料； 小型汽油机； 性能； 排放
分类号：TK405　文献标识码：A
文章编号：1000-0909（2001）02-0165-04

Experimental Invesdtigate of FGM on Small Gasoline Engine

MA Qi-cheng（Tianjin Internal Combustion Engine Research Institute,Tianjin 300072,China）
WANG Qing（Tianjin Internal Combustion Engine Research Institute,Tianjin 300072,China）
REN Jing-le（Tianjin Internal Combustion Engine Research Institute,Tianjin 300072,China）
LI Yan-lin（Tianjin Internal Combustion Engine Research Institute,Tianjin 300072,China）
SUN Zhi-yuan（Tianjin Internal Combustion Engine Research Institute,Tianjin 300072,China）

Abstract：Experiments were made to investigate influences of Ceramic-Metal FGM (Functionally Gradient Material) on performances of small gasoline engine.FGM was formed on some of the main components of motorcycle engines by PCVD (Plasma Chemical Vapor Deposition) of BN and Si3N4．To investigate its influences,comparison tests on engine performances and durability were carried out on engine test bench.The results of comparison tests under full throttle opening showed that the power output,fuel consumption and durability were improved considerably on a four-stroke engine.Further analysis showed that the improvement comes from the reduction of friction loss and leakage loss.
Key Words：Functionally gradient material； Small gasoline engine； Performances; Exhaust emissions
作者简介：马其成（1955-），男，高级工程师，主要研究方向为小型汽油机工作过程
作者单位：马其成（天津内燃机研究所，天津 300072）　
　　　　　王青（天津内燃机研究所，天津 300072）　
　　　　　任京乐（天津内燃机研究所，天津 300072）　
　　　　　李艳琳（天津内燃机研究所，天津 300072）　
　　　　　孙志远（天津内燃机研究所，天津 300072）　

参考文献：

［1］新野正之，平井敏雄，渡边龙三.［J］．日本复合材料学会志，1987，134(6)：257．
［2］丁保华.分形在梯度功能材料中的应用［J］．材料导报，1998，10(12)：6．
［3］李臻熙，张同俊．梯度功能材料的热应力研究进展［J］．宇航材料工艺，1997，(6)：480.
［4］吴大雄，范湘军.PECVD法氮化硅薄膜的研究［J］．材料科学与工程，1997，(1)：57．

收稿日期：2000年2月25日

修稿日期：2000年8月11日

出版日期：2001年3月25日