1、额外承载力的来源：液体润滑条件下，空化效应抑制了低压区压力的下降，而对高压区则没有影响，使得整体压力较高，这是额外承载力的主要来源；气体润滑条件下，没有空化效应对低压的抑制，但得益于高压区更大的分布范围，高低压之间存在一个差值，由此产生额外承载力。
2、织构排列的优化方式：液气体的粘度远低于液体，导致其在相同的条件下产生的流体动压力也远小于液体。但气体具有可压缩性，针对这个特点，在对气体润滑进行织构参数设计时，可以通过增大运动方向上的织构间距来增大承载力，这种方式对大面积率的提升效果更好，也可以将织构交错排列来提高承载能力，但这两种排列方式对液体润滑没有明显的提升效果，甚至会降低承载能力。
图1不同的织构排列方式。(a)普通排列，(b)交错排列，(c)增加运动方向上织构间的距离；
3、两种润滑条件下的最佳织构参数：气体润滑条件下，最佳深径比较小，在0.007 ~ 0.012附近，但应该避免使用过小的深径比，深径比小于0.004时有可能会降低承载能力。液体润滑条件下最佳深径比较大，在0.01 ~ 0.02的范围内都可以有效提升承载力；气体的可压缩性使得在很低的面积率，如面积率10%时也能较好的提升承载能力；相比之下，液体润滑不应使用过小的面积率，最佳面积率在30% ~ 60%的范围内。
图2在液体和气体润滑条件下，采用不同的rd时，以Sa和λ为坐标获得的承载力图。(a)、(b)、(c)润滑介质为液体，rd分别为50、75、100 μm; (d)、(e)、(f)润滑介质为气体，rd分别为50、75、100 μm。
本文对表面织构在气体润滑和液体润滑条件下的特性进行研究，探究两者间的差异以及产生差异的原因，绘制了以织构深径比和面积率为坐标的承载力图，分析织构面积率、深径比和排布方式等参数对润滑性能的影响，并且依据各自的特点，找出最佳的织构参数，为热气机缸套-活塞环表面织构的设计和优化提供参考。
南京航空航天大学摩擦学与表面工程研究室组建于2005年，主要从事摩擦学及表面微纳制造方面的基础研究和应用研究工作，同时也是国内较早的系统开展表面织构研究的实验室。近年来，实验室承担了包括国家863计划项目、国家自然科学基金、教育部博士点基金、航空基金等多项科研任务，内容涉及表面织构优化设计、磁流体润滑、机械密封、仿生表面设计、滑油界面爬移特性、减摩抗磨涂层、油液分析及故障诊断等多个领域。先后在国内外重要学术期刊发表学术论文200多篇，其中代表性的研究成果被SCI引用近1000次、申请发明专利10余项。实验室积极扩大对外开放，与一些国际上著名的大学及科研机构保持着高水平的学术交流与技术合作。
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文丨周浩
