目前，大部分軸承鋼管廠家的發(fā)動機(jī)缸孔的構(gòu)造是把由灰口鑄鐵制作的套管鑄入鋁合金氣缸體內(nèi)。鑄鐵的熱傳導(dǎo)率（50W/m·k）比鋁材（100W/m·k）低，而且鑄鐵的厚度為數(shù)毫米。另外，鑄鐵和鋁的界面也會因鑄造后的凝固收縮產(chǎn)生的緊固力而發(fā)生微小裂隙，它是阻礙熱傳導(dǎo)的主要因素。另一方面，最近為提高燃燒室內(nèi)的散熱性，希望能一面抑制高輸出功率發(fā)動機(jī)或緊湊式渦輪等發(fā)生爆震，一面確保壓縮比。用鑄鐵套管替代缸孔，需對鑄鐵進(jìn)行噴鍍處理，由此，既能提高界面的密封性，又能減薄管壁，大幅度改善該部位的換熱和傳熱。另外，作為噴鍍特有的現(xiàn)象是，在膜內(nèi)導(dǎo)入某種程度的空隙，空隙裸露在表層，可以提高缸孔表面的保油性。由于不需要采用以往那種用發(fā)動機(jī)缸孔的珩磨網(wǎng)紋加工孔來確保保油性，因此可以使缸孔表面變得平滑。它除了具有上述傳熱特性好的優(yōu)點(diǎn)外，還可以有效降低邊界至混合潤滑區(qū)域的摩擦力。

形成低剪應(yīng)力。關(guān)于零部件表面粗糙度凸起間的接觸，以包括凸起的整個表面層作為低剪應(yīng)力材料，是減小粗糙度和單獨(dú)降低摩擦力的方法，可以采用固體潤滑劑。尤其是，在面壓不是那么高的情況下，可以采用所謂的軟鍍層，即把作為固體潤滑劑的顆粒狀的二硫化鉬（MoS2）或石墨、四氟乙烯（PTFE）分散到聚酰胺樹脂（PAI）中的鍍膜，或直接把MoS2顆粒對著被加工件高速照射后獲得的鍍膜等。這種鍍膜可以應(yīng)用于發(fā)動機(jī)部件中接觸面積大的活塞桿、曲軸軸承合金表面層。

另一方面，對于面壓高的零部件，如果采用前述的軟鍍層，鍍膜的耐磨性是一個問題。因此，開發(fā)了在采用硬質(zhì)且無潤滑的情況下，以摩擦系數(shù)與固體潤滑劑一樣低的DLC鍍膜為基礎(chǔ)，在潤滑情況下可獲得相同效果的鍍膜。本文要介紹的是不含氫的DLC膜（無氫DLC膜）和含Si的DLC膜（Si-DLC）。兩者在表面處理和設(shè)計(jì)思路方面與以往有很大的不同，鍍膜本身沒有單獨(dú)的特性，與潤滑油或潤滑油中所含水分的組合，可以明顯降低摩擦力。前者會因潤滑油中的摩擦調(diào)整劑吸附到表面，后者會因潤滑油中的水分吸附到表面而形成由單分子構(gòu)成的吸附膜，由此會大大減小部件之間的摩擦。在發(fā)動機(jī)潤滑油的摩擦過程中，降低DLC膜中的含氫量，并使?jié)櫥秃械奶砑觿?，可以顯著減小摩擦力。該方法已應(yīng)用于氣門桿和活塞環(huán)。DLC膜中添加Si的方法已應(yīng)用于發(fā)動機(jī)控制閥的往復(fù)桿。

降低輸入負(fù)載。摩擦力是負(fù)載和摩擦系數(shù)的積。不僅減小摩擦系數(shù)很重要，而且降低負(fù)載也很重要?；钊N是連接連桿和活塞的部件?；钊N的長度和活塞軸承部的寬度是一個重要的設(shè)計(jì)因素，它與銷/活塞間往復(fù)滑動時發(fā)生熱膠著的面壓有關(guān)。作為改善熱膠著性的措施有DLC膜的應(yīng)用等。減小活塞銷和活塞滑動部的寬度，能有效減小活塞的重量，由此可降低輸入的負(fù)載。另外，根據(jù)活塞的重量，可以設(shè)計(jì)出連桿和曲軸的強(qiáng)度，因此它可以有效減小這些零部件的重量，還可減小曲軸周圍的摩擦力。

軸承鋼管廠家為減小活塞環(huán)和缸孔間的摩擦力，近年來已開始采用CrN膜替代以往的鍍Cr或氮化處理技術(shù)。鍍Cr膜的厚度大約100μm，而耐磨損性好的CrN膜的厚度很薄只有25μm，它可減小膜厚度的偏差范圍。結(jié)果，不改變活塞環(huán)張力的下限值，只將中間值設(shè)定小一些，就可減小活塞環(huán)和缸孔間的摩擦力。另外，由于CrN膜的磨損量小，因此可以維持活塞環(huán)外表面初期的曲率，抑制伴隨磨損而增加的接觸范圍，這一點(diǎn)也有助于減小摩擦力。