[00112391]高压共轨系统喷油器偶件低摩擦碳基薄膜技术

1、 课题来源与背景 本项目旨在发展具有超滑性能的类富勒烯含氢碳薄膜技术,将该技术应用于高压共轨技术关键偶件,突破高压共轨压力瓶颈难题,推动我国高压共轨技术的革新。该项目得到了甘肃省自然科学基金、中国科学院西部之光人才项目和衡阳市产业技术公关项目的支持。 2、 研究目的与意义 当前我国汽车保有量高达2亿万辆。汽车消耗了我们国家燃油总量的45%, 其中33%用于摩擦做功消耗,超滑技术的使用,有望降低摩擦功耗10-20%,尤其是在高压共轨应用方面,有望突破现有使用极限,实现2500bar以上压力的喷射共轨系统,推动柴油机节能减排战略的实施。 3、 主要论点与论据 超滑是指摩擦系数处于0.001数量级的润滑状态,远低于常规摩擦材料的0.1,超滑不仅意味着低的能量消耗,更意味着低的磨损和长寿命,同时满足高精度、高灵敏度、高传输效率、高可靠性的要求。因此,如何突破现有固体润滑薄膜材料性能极限,发展多环境适应超滑固体润滑薄膜是面临的重要课题之一。尤其是对汽车来说,发展超滑固体润滑意义重大。针对这一问题,张俊彦研究员率领团队进行了碳基超滑方面的研究,首次沉积了类富勒烯含氢碳薄膜技术,在国际上首先实现了大气环境下的碳薄膜超滑。本项目在课题团队多年研究的基础上,展开了超滑类富勒烯碳薄膜批量化生产技术的攻关,提出了具备反馈控制的磁约束磁控溅射辅助化学沉积技术,突破了类富勒烯含氢碳薄膜批量化镀膜低温、高结合力和厚度均一性3个方面的难题,实现了类富勒烯含氢碳薄膜在高压共轨系统和发动机关键偶件的应用,实现节能减排的目的,同时提高关键部件服役可靠性。 4、 创见与创新 本项目主要针对我国汽车行业大量使用的轴承钢不能承受高温的特点,提出了具备反馈控制的磁约束磁控溅射辅助化学沉积技术,突破了类富勒烯含氢碳薄膜批量化镀膜低温、高结合力和厚度均一性3个方面的难题,实现了类富勒烯含氢碳薄膜在高压共轨系统和发动机关键偶件的应用,降低漏油量50%,1000小时台架实验几乎无磨损,实现节能减排的目的,同时提高关键部件服役可靠性。达到超低摩擦系数0.004,在燃油条件下降低摩擦70%,降低磨损65%以上 5、 创见与创新 本项目已经在衡阳落地、生根、发芽。项目执行期间和衡阳舜达精工技术有限公司合作,建立了一条镀膜生产线。目前实现装机10000套以上,实现产值1100多万。 6、 历年获奖情况 1) 强韧与润滑一体化碳基薄膜关键技术与工程应用,王立平,张俊彦,蒲吉斌,薛群基,张斌,阎兴斌,国家技术发明二等奖,2016 2) 强韧与润滑一体化碳基薄膜关键技术与工程应用,王立平,张俊彦,蒲吉斌,薛群基,张斌,阎兴斌,甘肃省技术发明一等奖,2015