作為減小發(fā)動(dòng)機(jī)零部件之間摩擦力的措施大致可分為以下三種：一是減小零部件之間的實(shí)際接觸面積；二是使零部件之間形成低的剪應(yīng)力；三是減小零部件之間的輸入負(fù)載。
減小零部件之間的實(shí)際接觸。減小零部件的表面粗糙度有助于減小零部件之間的實(shí)際接觸，這是因?yàn)閺呐R界潤(rùn)滑區(qū)域到混合潤(rùn)滑區(qū)域中，摩擦力產(chǎn)生的根源主要是零部件表面粗糙凸起部分之間的接觸而產(chǎn)生的。另外，在零部件之間接觸面壓高的情況下，會(huì)擔(dān)心摩擦造成表面粗糙度的惡化。因此，作為初期維持表面平滑度的有效方法是對(duì)平滑面進(jìn)行表面硬質(zhì)處理。在直接傳動(dòng)式機(jī)械傳動(dòng)閥中，由于摩擦力分擔(dān)比最高的氣門(mén)桿和凸輪凸起部之間的最大面壓高達(dá)0.7GPa，因此以往除了對(duì)母材進(jìn)行滲碳處理或滲氮處理等熱處理外，還在表面平滑處理后進(jìn)行表面真空蒸發(fā)鍍膜處理，如鍍氮化鈦（TiN）膜、氮化鉻（CrN、Cr2N）膜，最近有的已開(kāi)始采用鍍類金剛石（DLC）膜。這些鍍膜的硬度一般都在2000HV以上。其中，還有的超過(guò)了3000HV，大大超過(guò)了以往的滲碳處理（大約800HV）和滲氮處理（大約900HV）的硬度。形成鍍膜后的表面非常平滑，Ra低于0.03。
在不改變表面最初粗糙度的基礎(chǔ)上，通過(guò)滑動(dòng)可以使配對(duì)材的表面變得平滑，由此可以進(jìn)一步降低摩擦力，這種方法也可應(yīng)用于上述的氣門(mén)桿。采用電弧離子鍍膜法鍍的TiN膜和DLC膜，在成膜時(shí)熔融的原料顆粒飛到被加工件的表面并粘附下來(lái)后會(huì)變?yōu)轭w粒狀凸起物。讓表面適度留下這種凸起，在滑動(dòng)中可以使配對(duì)材的表面粗糙度變得平滑，由此可有效降低摩擦力。尤其是，對(duì)于凸輪凸起部等非正圓復(fù)雜形狀的零部件，可以說(shuō)與其通過(guò)加工使其平滑，不如采取磨合的辦法使其變得平滑更有效。
目前，大部分的發(fā)動(dòng)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(huì)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(dòng)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(duì)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(dòng)機(jī)缸孔的珩磨網(wǎng)紋加工孔來(lái)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(rùn)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(gè)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(rùn)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(rùn)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(shù)脂（PAI）中的鍍膜，或直接把MoS2顆粒對(duì)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(dòng)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(duì)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(gè)問(wèn)題。因此，開(kāi)發(fā)了在采用硬質(zhì)且無(wú)潤(rùn)滑的情況下，以摩擦系數(shù)與固體潤(rùn)滑劑一樣低的DLC鍍膜為基礎(chǔ)，在潤(rùn)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(wú)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(méi)有單獨(dú)的特性，與潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑油中所含水分的組合，可以明顯降低摩擦力。前者會(huì)因潤(rùn)滑油中的摩擦調(diào)整劑吸附到表面，后者會(huì)因潤(rùn)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(huì)大大減小部件之間的摩擦。在發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油的摩擦過(guò)程中，降低DLC膜中的含氫量，并使?jié)櫥秃凶罴训奶砑觿?，可以顯著減小摩擦力。該方法已應(yīng)用于氣門(mén)桿和活塞環(huán)。DLC膜中添加Si的方法已應(yīng)用于發(fā)動(dòng)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(zhǎng)度和活塞軸承部的寬度是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)因素，它與銷/活塞間往復(fù)滑動(dòng)時(shí)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(dòng)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?chē)哪Σ亮Α?/p>
為減小活塞環(huán)和缸孔間的摩擦力，近年來(lái)已開(kāi)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。