用摩擦学测量使汽车更加燃油

图像积分：shutterstock / vixit

互相摩擦并产生摩擦的汽车部件会导致巨大的能量损失。因此，一直在开发出具有改善的摩擦（亚博网站下载或摩擦学）性质的汽车组件和润滑剂的新材料。Benchtop机械测试技术已经前进到单一仪器可以进行各种定制的摩擦学测量的点，这对于快速移动的汽车行业非常理想。

为了使汽车更加环保，安全和耐用，政府经常发布汽车制造商的新规则和标准。因此，整个汽车行业必须迅速适应和创造新的创新。目前许多汽车制造商面临的挑战是提高汽车的燃油效率[1]。

燃油效率的最大提高可以通过减少汽车发动机的能量损失来实现。特别是，当轴承、活塞、变速器、离合器和齿轮相互摩擦并产生摩擦时，能量会损失。对表面间摩擦的研究叫做摩擦学．这个词源于希腊语，字面翻译为“研究摩擦的事物”[2]。经过一定时期的摩擦后，零件的表层就会磨损掉。

如何减少摩擦

为了避免发动机两个部件之间的摩擦，通常采用三种不同的策略:可以对它们进行润滑，可以对部件表面进行涂层，或者从一开始就可以设计出具有更好的摩擦学特性的部件。但汽车制造商如何测量部件或润滑剂的特性呢?

传统上，制造商必须设计和构建单个高度特异性的测试系统，该系统测量了每种类型的发动机的材料的性质。亚博网站下载然而，这是耗时，昂贵的，并且难以比较来自不同测试系统的结果[3]。

最近，已经完成了很多工作来使用Benchtop系统进行新零件的标准化摩擦学验证。台式系统相当小，符合实验室工作表面的顶部，它提供比以前使用的大型非常个性化的系统更经济和多功能的解决方案。然而，大多数当前的台式系统都具有不能够进行定制和更复杂的测试的缺点来进行[4]。

新的可定制和多功能的台式测试

在过去的十年里，台式测试机的设计有了巨大的进步。例如，多才多艺Umt Triceolab.从布鲁克精确地控制许多不同的参数，例如力，扭矩，速度，温度和湿度。系统的模块可以快速互换，这使用户能够在单个系统上执行各种各样的测试。通过这种系统，可以测量许多汽车组件的摩擦和磨损，并测试润滑剂的性能。

在新发动机材料、润滑油和其他汽车添加剂的研究和开发中，城市轨道交通(UMT) TriboLab已经拥有了多样化的应用历史[5-10]。亚博网站下载一个例子是中国南方科技大学(SUSTC)[5]的研究人员开发的基于纳米颗粒的发动机零件润滑油。亚博老虎机网登录

来自Bruker的Umt Tribolab

纳米粒子使yabo214润滑剂更耐温

润滑油通过表面之间的保护液膜，防止运动部件相互接触而引起磨损。随着发动机零部件不断创新，制造商需要开发匹配的润滑油。对润滑剂的高要求使这一过程变得困难。例如，它们被要求耐高温，并在发动机条件下保持稳定。

汽车润滑油世界的一个有希望的趋势纳米磺润滑剂，这是液体润滑剂，加入固体碳基，金属，金属，金属氧化物或其他无机纳米颗粒。yabo214研究人员已经观察到它们可以比传统润滑剂更好地减少摩擦，并且它们也可以增加机器上的最大载荷[6]。

优化纳米磺润滑剂

然而，纳米润滑剂的一个问题是，它们通常是不稳定的。固体颗粒不是均匀分布的，而是可以从润滑剂的液体中分离出来。yabo214为了解决这个问题，来自SUSTC的孙大志副教授和他的同事们稳定了一种由二氧化锆(ZrO)组成的金属氧化物纳米颗粒yabo214₂）另一种称为氧化钇的金属氧化物颗粒（Y.yabo214₂O._3.），并将所得官能化的纳米颗粒混合到商业润滑剂中。yabo214

为了找到润滑剂中功能化纳米颗粒的最佳数量，研究人员使用该方法测试了新型润滑剂混合物的摩擦学性能yabo214Umt Triceolab.．通过定制设置，它们得出结论，当颗粒以0.1至0.5重量％的浓度使用时，摩擦最大程度地减少，抗磨损性能最佳。yabo214

结论

在这个例子中，Benchtop测试使中国研究团队能够快速和成本有效地检查和优化其新颖的纳米糖尿料。这项和其他研究有助于制造商降低汽车部件的摩擦和磨损，这又导致汽车的燃料效率更高。这允许遵守更严格的标准，并使汽车更加环保。

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参考文献

1. 《华盛顿时报》报道，美国环保署将燃油经济性标准锁定到2025年
2. 汽车部件在非常高温下的快速测试-Bruker摩擦学网络研讨会，2017年2月
3. 了解发动机摩擦学：执行活塞环与气缸套的互动的往复测试
4. “汽车摩擦学”在“现代摩擦学手册”，KAPOOR A，TUNG SC，Schwartz SE，PRIEST M，DWYER-JOYCE RS，CRC按LLC，2000年
5. “y的表面活性剂辅助制剂₂O._3.稳定ZrO₂纳米颗粒及yabo214其在矿物和商用润滑油中的摩擦学性能2017年那DOI：10.1039 / C6RA26346A
6. “通过石墨烯基纳 - 添加剂改善润滑剂的摩擦力和热性能”，Zin V，Barison S，Agresti F，Colla L，Pagura C，Fabrizo M，RSC前进，2016年那DOI：10.1039 / C6RA12029F
7. “开发耐磨性新型高熵合金：FecOrcniw_0．3和FeCoCrNiW_0．3+ 5 at。占C“，Poletti Mg，Fiore G，Gili F，Mangherini D，Battezzati L，材料和设计，亚博网站下载2017年
8. “在ZnDTP和分散剂添加剂存在下形成的热膜中的硼玫瑰”，Spadaro F，Rossi A，LainéE，Woodward P，Spencer ND，摩擦学字母，2017年那DOI: 10.1007 / s11249 - 016 - 0795 - 3
9. “基于纳米金属的纳米磺脂磺酸纳米磺冻冻融油”，Ivanov M，Shenderova O，目前在固态和材料科学中的目前的意见，亚博网站下载亚博老虎机网登录2017年
10. “与[NTf2]阴离子离子液体作为清洁润滑剂的摩擦、磨损和摩擦膜的形成”，Hernández Battez a, Blanco D, Fernández-González a, Mallada MT, González R, Viesca JL，摩擦学国际，2016年

此信息已采购，审查和调整Bruker纳米表面提供的材料。亚博网站下载

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