什么是“低摩阻技術”？一文說清

2025年5月23日，國務院總理李強主持召開國務院常務會議，審議通過《制造業綠色低碳發展行動方案（2025-2027年）》。會議指出，推進制造業綠色低碳發展是大勢所趨，要加快綠色科技創新和先進綠色技術推廣應用，強化新型工業化綠色底色。

2026年是“十五五”開局之年，正是將這些宏觀“規劃圖”細化為可行“施工圖”的關鍵階段。在這個過程中，我們會頻繁遇到一系列聽起來專業又前沿的“科技名詞”，比如“綠色供應鏈”“清潔低碳氫”等。這些術語并非空洞的概念，它們背后折射的是未來幾年科技突破、產業轉型與生活演進的真實方向。

那么，這些詞究竟意味著什么？它們將如何具體地改變我們的日常？今天，就讓我們走進“低摩阻技術”這個名詞。

什么是低摩阻技術？

低摩阻（low-friction）技術是指通過摩擦學在零部件的研究與應用，降低車輛的摩擦損失，從而提升能量利用率，同時減少摩擦副的耐久磨損，延長提升零部件及整車的使用壽命。

圖1 常見的低摩擦材料DLC類金剛石涂層

低摩阻技術的分類信息

實現低摩擦的核心技術手段

摩擦、磨損問題影響著人類社會的方方面面。全球每年約30%的一次能源能量被摩擦所消耗，約80%的機械零件因磨損而失效，約50%的機械惡性事故起源于摩擦副異常潤滑狀態和過度磨損。

低摩阻技術的主要目標就是讓零部件在運動時更“順滑”，減少磨損、節省能源、延長壽命。其主要技術手段包括低摩擦材料及涂層、低摩擦結構、低摩擦表面工程、精密尺寸、輕量化以及高效潤滑油/潤滑脂等。具體如下：

低摩擦材料及涂層：包括二硫化鉬、類金剛石涂層（DLC，包括含氫DLC及無氫DLC），以及在二硫化鉬、樹脂類材料中添加納米碳纖維和固體潤滑劑等進一步提升耐磨性和摩擦系數的新型材料。

低摩擦結構：包括小軸頸、不等寬軸頸、不對稱摩擦面設計（活塞等）、以滾代滑（用滾動軸承替代滑動軸承）等。

低摩擦表面工程：包括珩磨網紋結構、超光滑表面加工、光潔表面加微孔結構（既降低摩擦系數又保留儲油能力）、低摩擦滾動軸承軸與軌道的表面超精磨削和超精研及電化學表面光整技術、特殊輪胎花紋等等。

精密尺寸技術：包括順應受力變形的微弧面軸頸加工、復雜運動系統摩擦副間隙及關聯尺寸優化、復雜系統組裝工藝優化等。

輕量化：包括超高強度材料應用、中空結構（中空鑄造、中空鍛造及中空加工技術等）、輕合金代替重合金（以鋁合金或鋁鎂合金代替鑄鐵）以及以塑代鋼（以工程塑料代替金屬件）等。

潤滑油和潤滑脂：包括超低黏度潤滑油/潤滑脂、各類潤滑油脂的減摩劑等。

低摩阻技術的關鍵應用

為了保障能源安全和實現碳中和目標，中國針對汽車油耗限值制定了嚴格的標準，要求逐年提高。GB 36980.1-2025《電動汽車能量消耗量限值 第1部分：乘用車》自2026年1月1日起正式實施也對電動汽車電耗提出強制要求。為了降低整車的油耗、電耗，車企在汽車動力系統低摩阻技術方面開展了全方位的優化工作。2025年中國汽車工程學會發布《節能與新能源汽車技術路線圖3.0》，指導汽車產業通過多路徑技術協同，向低摩阻、低碳、高效方向轉型。

圖2 低摩擦技術的應用實踐

為實現降低摩擦阻力的目標，低摩阻技術的關鍵應用主要體現在以下幾個方面：

①發動機低摩阻優化：

低摩阻是高效內燃機開發的重要組成部分，尤其是在中小轉速和負荷工作區域表現顯著，摩擦功占發動機燃油耗的10%-30%之間。

在摩擦功占比最大的曲柄連桿機構方面，采用超低張力類金剛石涂層活塞環和低摩擦涂層大配缸間隙活塞組合，加上類金剛石涂層活塞銷、高性能鍛鋼或球鐵材料的小軸頸中空結構曲軸、低摩擦涂層軸瓦等技術，可降低超過40%的系統摩擦功。

在凸輪軸正時系統及閥系方面，良好的氣門表面工藝配合低摩擦氣門油封、閥系尺寸組合優化設計、低張力結構及兩級可變張緊器以及裝配工藝優化，可降低摩擦功20%以上。兩級可變和全可變機油泵可以顯著降低潤滑系統摩擦功，混動發動機取消附件系統以及電動水泵的應用直接消除這些摩擦副的摩擦損失。

在潤滑油方面，0W12-0W16是目前國內混動車型低黏度機油的發展方向。

②變速器與傳動系統減阻：

對于傳統變速箱和混動變速箱來說，單純的機械摩擦損失占傳動效率的比重并不大，更多的是由變速箱結構、攪油損失以及當前的變速箱或混動變速箱的模式狀態決定的。因此，低摩阻設計主要集中在軸齒結構的優化設計、先進的表面工藝開發、攪油損失的規避等方面。對于電驅來說，摩擦損失占總效率損失的占比進一步下降。整車傳動軸和半軸等傳動部件的摩擦結構相對簡單且結構高效，近年來最大的改善是來自低滾阻輪胎的不斷優化。

③制動與輪轂系統低摩阻設計：

改進制動卡鉗結構，降低活塞運動阻力，選用摩擦性能更優的制動片材料；在輪轂軸承上應用陶瓷滾珠等新材料，配合高精度加工工藝，減少軸承內部摩擦，提升車輛行駛的順暢性。

在全球對環境保護和可持續發展日益重視的背景下，各國政府紛紛制定了嚴格的汽車尾氣排放標準和燃油經濟性法規。這一政策導向使得能夠有效降低車輛能耗和減少尾氣排放的汽車低摩擦技術市場需求持續增長。特別是在新能源汽車領域，隨著純電動汽車對續航里程和能效要求的不斷提升，低摩擦技術在提升新能源汽車的續航里程和動力性能方面具有顯著優勢。新能源汽車制造商對低摩擦技術的需求尤為迫切，為其發展提供了廣闊的市場空間。

低摩阻技術的攻堅難點與發展前瞻

低摩阻技術在開發中，表現出類型多、工況多、材料多、關聯多以及驗證難的“四多一難”特征。

①類型多

以發動機為例，摩擦副包含了主動潤滑的軸-孔摩擦副、油霧潤滑的軸-孔摩擦副、齒輪摩擦副、齒輪-鏈摩擦副、鏈條和壓力導軌的滑動摩擦、流體泵片的摩擦損失等12個摩擦類。其所適用的摩擦學理論和模型千差萬別。

②工況多

摩擦副的系統承載從近零輕載到5.5萬牛的沖擊重載（這相當于5.6噸的重力）；系統適應溫度從-40℃依然要保持不咬合，到面對2000℃以上的燃燒火焰直接炙烤依然要保持耐久運行；系統運動速度從始終保持+/-20°重載小角度雙向旋轉研磨，到每分鐘進行233次從靜止加速到100km/h的循環往復運動，到每分鐘超過20萬轉的超高速旋轉；系統運行氛圍從主動壓力潤滑，到儲油結構依靠油霧潤滑，到長期浸沒在高溫熱油中研究避免腐蝕和老化等。摩擦副設計需要兼顧各類環境限制因素，并在這些條件下始終保持低摩擦運行的狀態。

③材料多

由于摩擦副類型眾多，需適應不同的承載條件、溫度、相對速度、潤滑條件，導致適用各個區域的基體和涂層材料選擇范圍非常廣泛。此外，相關成型與表面工藝同樣復雜，而具體的加工工藝則根據零件類型和工作要求更加多樣。這些都要求研發團隊進行針對性地開發，并對先進共性技術進行合作攻關與創新應用。

④關聯多

摩擦副并不是一個個獨立固定的，不僅存在多個摩擦副連接在一起，而且這些摩擦副還處在聯合運動之中。同時，這種關聯不僅發生在運動姿態上，摩擦副之間的技術還會帶來相互影響。新能源技術的應用，還帶來了以電機軸承電腐蝕為代表的新失效模式，也需要新的結構和材料技術迭代。因此必須站在整個系統的運動學和動力學角度來研究摩擦。

⑤驗證難

摩擦副的數量繁多，整車100多個摩擦副集合在一起形成的摩擦損失，如何進行有效地區分驗證和識別，變得非常困難。如何能夠有效的識別與評估低摩擦技術有效性并平衡減摩擦技術的減摩效果與成本投入，成為了摩擦學研究作為應用工程的重點。

我們應該認識到新能源汽車在摩擦學的深度和廣度方面，我國產業鏈還有諸多不足急需改變。

例如，在材料方面，高性能潤滑涂層原料高度依賴進口，高端二硫化鉬涂層材料自給率不足20%，ta-C結構的無氫DLC涂層基本還被外資或合資企業所掌握。

高端工程塑料的塑料粒子等非金屬基礎材料，被外資企業壟斷的比例還很高。

在工藝制造方面，國產設備在納米級表面加工精度上存在差距，導致軸承滾道表面粗糙度比國際先進水平高30%。

測試驗證體系也不完善，缺乏模擬極寒、高溫、高濕度等極端工況的綜合性測試平臺，難以全面評估低摩阻部件實際性能。

想要突破困境需多方協同發力：加大對摩擦學基礎材料和超高精度制造工藝及設備等核心技術攻關；建立統一的跨行業測試標準，推動產學研用深度融合；通過政策引導，加速低摩阻技術在乘用車、商用車領域的規模化應用，助力我國汽車產業實現技術跨越。

參考文獻

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策劃制作

作者丨邱勁草 泛亞汽車技術中心驅動系統部驅動系統運動學高級技術經理

鐘錦聲 中石化石油化工科學研究院有限公司研究員

審核丨路瑞剛 中國汽車工程學會科普文化與傳播部部長

責編丨王夢如

審校丨徐來 張林林