铝合金与橡胶的摩擦系数
0.1到0.6之间。铝合金是以铝为基添加一定量其他合金化元素的合金,是轻金属材料之一。铝合金与橡胶的摩擦系数0.1到0.6之间。铝合金除具有铝的一般特性外,由于添加合金化元素的种类和数量的不同又具有一些合金的具体特性。
铝和铁的摩擦系数为(无润滑),动摩擦因素1.40,静摩擦因素1.05 。
铝和铁的摩擦系数与动和静有关,整体的话是大于1的,静摩擦的话是1.05,动摩擦的话是1.40,之所以大于一是和铝的摩擦面的粗糙程度有关系的。
静摩擦 动摩擦 静摩擦 动摩擦
铝 铝 1.05-1.35 1.4 0.3
铝 低碳钢 0.61 0.47
制动材料 铸铁 0.4
制动材料 铸铁(湿) 0.2
黄铜 铸铁 0.3
砖 木材 0.6
青铜 铸铁 0.22
青铜 钢铁 0.16
镉 镉 0.5 0.05
镉 低碳钢 0.46
铸铁 铸铁 1.1 0.15 0.07
铸铁 橡木 0.49 0.075
铬 铬 0.41 0.34
紫铜 铸铁 1.05 0.29
紫铜 紫铜 1.0 0.08
紫铜 低碳钢 0.53 0.36 0.18
铜铅合金 钢 0.22
金刚钻 金刚钻 0.1 0.05-0.1
金刚钻 钢材 0.1-0.15 0.1
玻璃 玻璃 0.9-1.0 0.4 0.1-0.6 0.09-0.12
玻璃 钢材 0.5-0.7 0.2-0.3
玻璃 镍 0.78 0.56
石墨 石墨 0.1 0.1
石墨 钢材 0.1 0.1
石墨(真空状态下) 石墨(真空状态下) 0.5-0.8
硬炭黑 硬炭黑 0.16 0.12-0.14
硬炭黑 钢铁 0.14 0.11-0.14
铁 铁 1.0 0.15-0.2
铅 铸铁 0.43
皮革 木材 0.3-0.4
皮革 钢铁(清洁) 0.6 0.2
皮革 钢铁(湿) 0.4
皮革 平行纹理的橡木 0.61 0.52
镁 镁 0.6 0.08
镍 镍 0.7-1.1 0.53 0.28 0.12
镍 低碳钢 0.64 0.178
尼龙 尼龙 0.15-0.25
橡木 平行纹理橡木 0.62 0.48
橡木 斜纹橡木 0.54 0.32 0.072
白金 白金 1.2 0.25
树脂玻璃 树脂玻璃 0.8 0.8
树脂玻璃 钢铁 0.4-0.5 0.4-0.5
聚苯乙烯 聚苯乙烯 0.5 0.5
聚苯乙烯 钢铁 0.3-0.35 0.3-0.35
聚乙烯 钢铁 0.2 0.2
橡胶 沥青(干) 0.5-0.8
橡胶 沥青(湿) 0.25-0.075
橡胶 混凝土(干) 0.6-0.85
橡胶 混凝土(湿) 0.45-0.75
蓝宝石 蓝宝石 0.2 0.2
银 银 1.4 0.55
烧结青铜 钢铁 0.13
固体 橡胶 1.0-4.0
钢铁 铝 0.45
钢铁 黄铜 0.35 0.19
低碳钢 黄铜 0.51 0.44
钢铁 铸铁 0.4 0.21
低碳钢 铸铁 0.23 0.183 0.133
钢铁 铜铝合金 0.22 0.16 0.145
高碳钢 石墨 0.21 0.009
钢铁 石墨 0.1 0.1
低碳钢 铅 0.95 0.95 0.5 0.3
低碳钢 Phos bros 0.35
高碳钢 聚乙烯 0.2 0.2
高碳钢 聚苯乙烯 0.3-0.35 0.3-0.35
低碳钢 低碳钢 0.74 0.57 0.09-0.19
高碳钢 高碳钢 0.78 0.42 0.05-0.11 0.029-0.12
钢铁 镀膜在钢铁上的锌 0.5 0.45
聚四氟乙烯 聚四氟乙烯 0.2-0.25 0.12
聚四氟乙烯 钢铁 0.4-0.6 0.08-0.2
聚四氟乙烯 紫铜 0.35
聚四氟乙烯 铁 0.8
木材 木材(清洁) 0.25-0.5
木材 木材(湿) 0.2
木材 钢铁(清洁) 0.2-0.6
木材 钢铁(湿) 0.2
木材 砖 0.6
木材 混凝土 0.62
锌 锌 0.6 0.04
锌 铸铁 0.85 0.21
常用材料摩擦系数
摩
擦
系
数
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
摩擦副材料
摩
擦
系
数
μ
无润滑
有润滑
————————————————————————
钢-钢
0.15*
0.1-0.12*
0.1
0.05-0.1
钢-软钢
0.2
0.1-0.2
钢-不淬火的T8
0.15
0.03
钢-铸铁
0.2-0.3*
0.05-0.15
0.16-0.18
钢-黄铜
0.19
0.03
钢-青铜
0.15-0.18
0.1-0.15*
0.07
钢-铝
0.17
0.02
钢-轴承合金
0.2
0.04
钢-夹布胶木
0.22
-
钢-钢纸
0.22
-
钢-冰
0.027*
-
0.014
石棉基材料-铸铁或钢
0.25-0.40
0.08-0.12
皮革-铸铁或钢
0.30-0.50
0.12-0.15
材料(硬木)-铸铁或钢
0.20-0.35
0.12-0.16
软木-铸铁或钢
0.30-0.50
0.15-0.25
钢纸-铸铁或钢
0.30-0.50
0.12-0.17
毛毡-铸铁或钢
0.22
0.18
软钢-铸铁
0.2*,0.18
0.05-0.15
软钢-青铜
0.2*,0.18
0.07-0.15
铸铁-铸铁
0.15
0.15-0.16
0.07-0.12
铸铁-青铜
0.28*
0.16*
0.15-0.21
0.07-0.15
铸铁-皮革
0.55*,0.28
0.15*,0.12
铸铁-橡皮
0.8
0.5
皮革-木料
0.4-0.5*
-
0.03-0.05
铜-T8钢
0.15
0.03
铜-铜
0.20
-
黄铜-不淬火的T8钢
0.19
0.03
黄铜-淬火的T8钢
0.14
0.02
黄铜-黄铜
0.17
0.02
黄铜-钢
0.30
0.02
黄铜-硬橡胶
0.25
-
黄铜-石板
0.25
-
黄铜-绝缘物
0.27
-
青铜-不淬火的T8钢
0.16
-
青铜-黄铜
0.16
-
青铜-青铜
0.15-0.20
0.04-0.10
青铜-钢
0.16
-
青铜-夹布胶木
0.23
-
青铜-钢纸
0.24
-
青铜-树脂
0.21
-
青铜-硬橡胶
0.36
-
青铜-石板
0.33
-
青铜-绝缘物
0.26
-
铝-不淬火的T8钢
0.18
0.03
铝-淬火的T8钢
0.17
0.02
铝-黄铜
0.27
0.02
铝-青铜
0.22
-
铝-钢
0.30
0.02
铝-夹布胶木
0.26
-
硅铝合金-夹布胶木
0.34
-
硅铝合金-钢纸
0.32
-
硅铝合金-树脂
0.28
-
硅铝合金-硬橡胶
0.25
-
硅铝合金-石板
0.26
-
硅铝合金-绝缘物
0.26
-
钢-粉末冶金
0.35-0.55*
-
木材-木材
0.4-0.6*
0.1*
0.2-0.5
0.07-0.10
麻绳-木材
0.5-0.8*
-
0.5
45号淬火钢-聚甲醛
0.46
0.016
45号淬火钢-聚碳酸脂
0.30
0.03
45号淬火钢-尼龙9(加
0.57
0.02
3%MoS2填充料)
45号淬火钢-尼龙9(加
0.48
0.023
30%玻璃纤维填充物)
45号淬火钢-尼龙1010
0.039
-
(加30%玻璃纤维填充物)
45号淬火钢-尼龙1010
0.07
-
(加40%玻璃纤维填充物)
45号淬火钢-氯化聚醚
0.35
0.034
45号淬火钢-苯乙烯
0.35-0.46
0.018
-丁二烯-丙烯腈共聚
体(ABS)
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
注:1.表中滑动摩擦系数是试验数值,只能作为近似计算参考.
2.表中带"*"者为静摩擦系数.
各
种
工
程
用
塑
料
的
摩
擦
系
数
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
下试样
上
试
样(钢)
上
试
样(塑料)
静摩擦
动摩擦
静摩擦
动摩擦
(塑料)
系数μs
系数μk
系数μs
系数μk
——————————————————————————
聚四氟乙烯
0.10
0.05
0.04
0.04
聚全氟乙丙烯
0.25
0.18
-
-
低密度聚乙烯
0.27
0.26
0.33
0.33
高密度聚乙烯
0.18
0.08-0.12
0.12
0.11
聚甲醛
0.14
0.13
-
-
聚偏二氟乙烯
0.33
0.25
-
-
聚碳酸酯
0.60
0.53
-
-
聚苯二甲酸乙
0.29
0.28
0.27*
0.20*
二醇酯
聚酰胺(尼龙66)
0.37
0.34
0.42*
0.35*
聚三氟氯乙烯
0.45*
0.33*
0.43*
0.32*
聚氯乙烯
0.45*
0.40*
0.50*
0.40*
聚偏二氯乙烯
0.68*
0.45*
0.90*
0.52*
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
注:*表示粘滑运动.
常
用
材
料
的
滚
动
摩
擦
系
数
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
摩擦副材料
滚动摩擦系数
k,cm
————————————————————
淬火钢-淬火钢
0.001
铸铁-铸铁
0.05
木材-钢
0.03-0.04
木材-木材
0.05-0.08
铁或钢质车轮-木面
0.15-0.25
钢质车轮-钢轨
0.05
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
注:表中滚动摩擦系数是试验值,只能作近似参考.
铝合金的散热快,原因很简单,铝合金的传热速度高于铸铁,这个学过物理的大家都知道,不容易生锈。铝合金缸体重量比较轻,这样就在很大程度降低了油耗。而且在散热方面也比铸铁材料有更强的散热效果。
价格便宜。耐高压,耐高温,不易变形,铝合金材料可以更好地满足发动机的散热需求,而铸铁材料因为生产成本低被广泛使用。所以在不考虑成本的情况下铝合金材料的缸体整体性能更好一些,当然价格也更高,这个就要根据个人的经济状况来选择了。
铝的比重比铸铁要轻,满足强度要求的前提下,铝缸体要轻许些。引擎轻,就可以对整车的重量分布发挥积极的影响,整车质量也轻些。所以,这一点铝缸体占优。铝合金材料的抗腐蚀性和耐用性都不如铸铁材料;铸铁的强度要优于铝合金,铸铝缸体缺点是强度不够,对于发动机功率提升有很大的限制,铸铁缸体恰恰是相反的,优点即是铸铝缸体的缺点。
同样的原因,铝的比重轻,单位体积的铝结构强度要小于铸铁,所以铝缸体通常体积反而小些。EA827/EA113/EA888的缸体气缸中心距88mm,而已有的版本缸径可以到 82.5mm,除去冷却水通道实际的气缸壁相当薄。这样,整个引擎就很紧凑,体积小。铝缸体较难达到这样的效果。这一点铸铁缸体占优。
在摩擦系数上,现在的引擎,为了降低往复运动的部件的惯性,提高转速的响应速度,活塞一旦使用铝合金作为材料。如果气缸壁也是铝的。铝和铝之间的摩擦系数是比较大的,这样引擎的性能就受很受影响了。铸铁就没有这样的问题。这一点铸铁缸体占优。
聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯,是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称。它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。
摩
擦
系
数
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
摩擦副材料
摩
擦
系
数
μ
无润滑
有润滑
————————————————————————
钢-钢
0.15*
0.1-0.12*
0.1
0.05-0.1
钢-软钢
0.2
0.1-0.2
钢-不淬火的T8
0.15
0.03
钢-铸铁
0.2-0.3*
0.05-0.15
0.16-0.18
钢-黄铜
0.19
0.03
钢-青铜
0.15-0.18
0.1-0.15*
0.07
钢-铝
0.17
0.02
钢-轴承合金
0.2
0.04
钢-夹布胶木
0.22
-
钢-钢纸
0.22
-
钢-冰
0.027*
-
0.014
石棉基材料-铸铁或钢
0.25-0.40
0.08-0.12
皮革-铸铁或钢
0.30-0.50
0.12-0.15
材料(硬木)-铸铁或钢
0.20-0.35
0.12-0.16
软木-铸铁或钢
0.30-0.50
0.15-0.25
钢纸-铸铁或钢
0.30-0.50
0.12-0.17
毛毡-铸铁或钢
0.22
0.18
软钢-铸铁
0.2*,0.18
0.05-0.15
软钢-青铜
0.2*,0.18
0.07-0.15
铸铁-铸铁
0.15
0.15-0.16
0.07-0.12
铸铁-青铜
0.28*
0.16*
0.15-0.21
0.07-0.15
铸铁-皮革
0.55*,0.28
0.15*,0.12
铸铁-橡皮
0.8
0.5
皮革-木料
0.4-0.5*
-
0.03-0.05
铜-T8钢
0.15
0.03
铜-铜
0.20
-
黄铜-不淬火的T8钢
0.19
0.03
黄铜-淬火的T8钢
0.14
0.02
黄铜-黄铜
0.17
0.02
黄铜-钢
0.30
0.02
黄铜-硬橡胶
0.25
-
黄铜-石板
0.25
-
黄铜-绝缘物
0.27
-
青铜-不淬火的T8钢
0.16
-
青铜-黄铜
0.16
-
青铜-青铜
0.15-0.20
0.04-0.10
青铜-钢
0.16
-
青铜-夹布胶木
0.23
-
青铜-钢纸
0.24
-
青铜-树脂
0.21
-
青铜-硬橡胶
0.36
-
青铜-石板
0.33
-
青铜-绝缘物
0.26
-
铝-不淬火的T8钢
0.18
0.03
铝-淬火的T8钢
0.17
0.02
铝-黄铜
0.27
0.02
铝-青铜
0.22
-
铝-钢
0.30
0.02
铝-夹布胶木
0.26
-
硅铝合金-夹布胶木
0.34
-
硅铝合金-钢纸
0.32
-
硅铝合金-树脂
0.28
-
硅铝合金-硬橡胶
0.25
-
硅铝合金-石板
0.26
-
硅铝合金-绝缘物
0.26
-
钢-粉末冶金
0.35-0.55*
-
木材-木材
0.4-0.6*
0.1*
0.2-0.5
0.07-0.10
麻绳-木材
0.5-0.8*
-
0.5
45号淬火钢-聚甲醛
0.46
0.016
45号淬火钢-聚碳酸脂
0.30
0.03
45号淬火钢-尼龙9(加
0.57
0.02
3%MoS2填充料)
45号淬火钢-尼龙9(加
0.48
0.023
30%玻璃纤维填充物)
45号淬火钢-尼龙1010
0.039
-
(加30%玻璃纤维填充物)
45号淬火钢-尼龙1010
0.07
-
(加40%玻璃纤维填充物)
45号淬火钢-氯化聚醚
0.35
0.034
45号淬火钢-苯乙烯
0.35-0.46
0.018
-丁二烯-丙烯腈共聚
体(ABS)
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
注:1.表中滑动摩擦系数是试验数值,只能作为近似计算参考.
2.表中带"*"者为静摩擦系数.
各
种
工
程
用
塑
料
的
摩
擦
系
数
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
下试样
上
试
样(钢)
上
试
样(塑料)
静摩擦
动摩擦
静摩擦
动摩擦
(塑料)
系数μs
系数μk
系数μs
系数μk
——————————————————————————
聚四氟乙烯
0.10
0.05
0.04
0.04
聚全氟乙丙烯
0.25
0.18
-
-
低密度聚乙烯
0.27
0.26
0.33
0.33
高密度聚乙烯
0.18
0.08-0.12
0.12
0.11
聚甲醛
0.14
0.13
-
-
聚偏二氟乙烯
0.33
0.25
-
-
聚碳酸酯
0.60
0.53
-
-
聚苯二甲酸乙
0.29
0.28
0.27*
0.20*
二醇酯
聚酰胺(尼龙66)
0.37
0.34
0.42*
0.35*
聚三氟氯乙烯
0.45*
0.33*
0.43*
0.32*
聚氯乙烯
0.45*
0.40*
0.50*
0.40*
聚偏二氯乙烯
0.68*
0.45*
0.90*
0.52*
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
注:*表示粘滑运动.
常
用
材
料
的
滚
动
摩
擦
系
数
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
摩擦副材料
滚动摩擦系数
k,cm
————————————————————
淬火钢-淬火钢
0.001
铸铁-铸铁
0.05
木材-钢
0.03-0.04
木材-木材
0.05-0.08
铁或钢质车轮-木面
0.15-0.25
钢质车轮-钢轨
0.05
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
注:表中滚动摩擦系数是试验值,只能作近似参考.
铝合金机体的优点:
1. 全铝机体与铝活塞的热膨胀系数相同,因此活塞与气缸的间隙可以控制到最小,从而降低噪声和机油消耗量。
2. 铝合金的导热性能很好,因此铝合金机体散热性能优于铸铁机体,还可提高压缩比,有利于提高发动机的功率。
3. 铝合金比重只有铁的1/3多一点,因此铝合金机体重量比铸铁机体轻,有利于前置发动机前轮驱动轿车前后轮载荷的合理分配。
铝合金机体的缺点:
1. 铝的比重较轻,因此铝的单位体积结构强度小于铸铁,所以铝缸体体积通常比铸铁的大一些,很难达到铸铁缸体的紧凑与小体积。
2. 铝容易与燃烧时产生的水发生化学反应,因此,耐腐蚀性远不及铸铁缸体,尤其对温度压强都更高要求的增压引擎更是如此。
3. 现在的轿车引擎,为了降低往复运动的部件惯性,通常会提高转速和响应的速度,活塞也大多使用铝合金作为材料。如果气缸壁采用铝材料。铝和铝之间的摩擦系数就比较大,引擎性能就会大大受到影响。
4. 出于成本的考虑,气缸体采用全铝的设计要比气缸盖要晚得多。然而,材质的变化需要更多成本的支出,由于材料价格和加工工艺的不同,采用铝合金缸体的发动机自然会比铸铁发动机的价格要高出一截。
常用材料摩擦系数
摩 擦 系 数
摩擦副材料 摩 擦 系 数 μ
无润滑 有润滑
钢-钢 0.15* 0.1-0.12*
0.1 0.05-0.1
钢-软钢 0.2 0.1-0.2
钢-不淬火的T8 0.15 0.03
钢-铸铁 0.2-0.3* 0.05-0.15
0.16-0.18
钢-黄铜 0.19 0.03
钢-青铜 0.15-0.18 0.1-0.15*
0.07
钢-铝 0.17 0.02
钢-轴承合金 0.2 0.04
钢-夹布胶木 0.22 -
钢-钢纸 0.22 -
钢-冰 0.027* -
0.014
石棉基材料-铸铁或钢 0.25-0.40 0.08-0.12
皮革-铸铁或钢 0.30-0.50 0.12-0.15
材料(硬木)-铸铁或钢 0.20-0.35 0.12-0.16
软木-铸铁或钢 0.30-0.50 0.15-0.25
钢纸-铸铁或钢 0.30-0.50 0.12-0.17
毛毡-铸铁或钢 0.22 0.18
软钢-铸铁 0.2*,0.18 0.05-0.15
软钢-青铜 0.2*,0.18 0.07-0.15
铸铁-铸铁 0.15 0.15-0.16
0.07-0.12
铸铁-青铜 0.28* 0.16*
0.15-0.21 0.07-0.15
铸铁-皮革 0.55*,0.28 0.15*,0.12
铸铁-橡皮 0.8 0.5
皮革-木料 0.4-0.5* -
0.03-0.05
铜-T8钢 0.15 0.03
铜-铜 0.20 -
黄铜-不淬火的T8钢 0.19 0.03
黄铜-淬火的T8钢 0.14 0.02
黄铜-黄铜 0.17 0.02
黄铜-钢 0.30 0.02
黄铜-硬橡胶 0.25 -
黄铜-石板 0.25 -
黄铜-绝缘物 0.27 -
青铜-不淬火的T8钢 0.16 -
青铜-黄铜 0.16 -
青铜-青铜 0.15-0.20 0.04-0.10
青铜-钢 0.16 -
青铜-夹布胶木 0.23 -
青铜-钢纸 0.24 -
青铜-树脂 0.21 -
青铜-硬橡胶 0.36 -
青铜-石板 0.33 -
青铜-绝缘物 0.26 -
铝-不淬火的T8钢 0.18 0.03
铝-淬火的T8钢 0.17 0.02
铝-黄铜 0.27 0.02
铝-青铜 0.22 -
铝-钢 0.30 0.02
铝-夹布胶木 0.26 -
硅铝合金-夹布胶木 0.34 -
硅铝合金-钢纸 0.32 -
硅铝合金-树脂 0.28 -
硅铝合金-硬橡胶 0.25 -
硅铝合金-石板 0.26 -
硅铝合金-绝缘物 0.26 -
钢-粉末冶金 0.35-0.55* -
木材-木材 0.4-0.6* 0.1*
0.2-0.5 0.07-0.10
麻绳-木材 0.5-0.8* -
0.5
45号淬火钢-聚甲醛 0.46 0.016
45号淬火钢-聚碳酸脂 0.30 0.03
45号淬火钢-尼龙9(加 0.57 0.02
3%MoS2填充料)
45号淬火钢-尼龙9(加 0.48 0.023
30%玻璃纤维填充物)
45号淬火钢-尼龙1010 0.039 -
(加30%玻璃纤维填充物)
45号淬火钢-尼龙1010 0.07 -
(加40%玻璃纤维填充物)
45号淬火钢-氯化聚醚 0.35 0.034
45号淬火钢-苯乙烯 0.35-0.46 0.018
-丁二烯-丙烯腈共聚
体(ABS)
注:1.表中滑动摩擦系数是试验数值,只能作为近似计算参考.
2.表中带"*"者为静摩擦系数.
各 种 工 程 用 塑 料 的 摩 擦 系 数
下试样 上 试 样(钢) 上 试 样(塑料)
静摩擦 动摩擦 静摩擦 动摩擦
(塑料) 系数μs 系数μk 系数μs 系数μk
聚四氟乙烯 0.10 0.05 0.04 0.04
聚全氟乙丙烯 0.25 0.18 - -
低密度聚乙烯 0.27 0.26 0.33 0.33
高密度聚乙烯 0.18 0.08-0.12 0.12 0.11
聚甲醛 0.14 0.13 - -
聚偏二氟乙烯 0.33 0.25 - -
聚碳酸酯 0.60 0.53 - -
聚苯二甲酸乙 0.29 0.28 0.27* 0.20*
二醇酯
聚酰胺(尼龙66) 0.37 0.34 0.42* 0.35*
聚三氟氯乙烯 0.45* 0.33* 0.43* 0.32*
聚氯乙烯 0.45* 0.40* 0.50* 0.40*
聚偏二氯乙烯 0.68* 0.45* 0.90* 0.52*
注:*表示粘滑运动.
常 用 材 料 的 滚 动 摩 擦 系 数
摩擦副材料 滚动摩擦系数 k,cm
淬火钢-淬火钢 0.001
铸铁-铸铁 0.05
木材-钢 0.03-0.04
木材-木材 0.05-0.08
铁或钢质车轮-木面 0.15-0.25
钢质车轮-钢轨 0.05
注:表中滚动摩擦系数是试验值,只能作近似参考
处理后的优势有:1、结合力强,不起皮不脱落。2、抗磨损能力强,可减少设备事故、提高生产效率。3、适用范围广,工艺性好。4、涂层材料摩擦系数低。5、工艺简单方便、容易掌握、可以节约时间和人力。