概述
摩擦计和三维光学显微镜能够满足更严格的表面粗糙度和测量要求。
严苛的碳排放标准相继出台
随着对温室气体排放和有限获得的化石燃料的关注，美国政府在1975规定汽车和轻型卡车的燃油经济性之后，又将企业平均燃料经济性（CAFE）也加入了规则之中。2015年6月，环境保护局（EPA）和交通部门起草了新的卡车碳排放标准，新标准要求自2021年起建造的所有大型卡车的燃料效率必须达到24%以上，相当于要比建造于2018的一辆卡车的碳排放量减少24%。类似的法规和建议正在全世界范围内起草和拟定。
摩擦与燃料效率
汽车制造商和他们的供应商正在探索许多不同的方法来提高燃气和柴油动力汽车的燃料经济性。一个重要的关注领域就是减少与摩擦相关的能量损失，通常被称为作为寄生能量损失。燃料效率随着能量的增加而增加，驱动车辆的同时也可以使更少的能量浪费在摩擦损失上。
目前，仅有不到15%的燃料能量被转换为有用的能量以驱动车辆，而约10%的能量被摩擦所消耗。据报道，汽车零部件的工程表面的发展——低摩擦和表面形貌的可控性，提升了3-5%的燃料效率。考虑到燃气和柴油动力汽车相对较低的能量转换率，即使是百分之几的改善，也能够带来巨大的效益。例如，根据2010美国环境保护局发布的新闻稿，如果美国的燃油经济性增加三英里，那么每天可省一百万桶汽油，消费者们每年可节省多达250亿美元的燃油成本，二氧化碳排放量则能够减少1亿4000万吨。
要正确设计和制造有着特殊表面的工程零件，使用合适的技术来测试和测量表面特性十分必要。在不同环境下测试工程零件有助于预测实际使用情况下的产品功能。表面结构和粗糙度的定量测量也很重要，因为这些参数严重影响系统的性能。
摩擦试验和控制
摩擦学这门学科主要研究摩擦、磨损和润滑对运动中相互作用的表面的影响。控制摩擦和磨损是一个复杂的任务。材料的摩擦系数不是绝对的，而是在特定的使用条件下获得的值。系统环境不仅会影响测试程序是如何完成的，而且会影响测试结果。温度、湿度、压力等因素对更易移动或极限磨损的工程部件有重要的影响。
例如，减少表面之间的摩擦有多种方法：
1.通过降低表面粗糙度使表面更加光滑
可以使用更精细的表面处理步骤，或通过沉积超光滑的涂层材料，如类金刚石（DLC）来达到预期的效果。
2.改善润滑
采用粘度较低的液具和改进添加剂
3.减少表面之间的接触面积
采用球轴承
为了进一步优化这些改进方法，摩擦学测试系统可以用来做特殊使用环境下的标准化和定制设计测试。万能摩擦计可以在拥有多个可互换模块的单平台上做多个测试，可以帮助企业更好地理解和控制许多影响部分运动以及磨损复杂的参数。
表面形貌的表征
汽车零部件表面形貌的测量与表征具有同等重要的作用。摩擦学测试可以反映一个零件是如何运作的，但表面结构参数的精确测量可以准确地揭示一个零件有一定的行为方式的原因。精确的表面测量使工程师们能够更好地了解影响移动部件行为的众多因素。了解表面的摩擦和磨损的根本原因对制造和维修的汽车零部件，如轴承，密封件，轴，制动部件等等是至关重要的。
使用白光干涉（WLI）的三维（3-D）光学显微镜，是最准确、重复性好、精密的表面计量通用方法之一。基于这项技术的仪器已被广泛用于汽车行业的研发实验室和质量管理/质量保证部门。
除了精密表面测量，清晰的样品表面成像技术还为质量管理/质量保证的重点检验需求服务。
最新的三维光学显微镜技术增加了易于使用和显示的成像能力（通常只有激光共聚焦显微镜才能够提供），让用户能够轻松、快速地获得高分辨率、可重复的表面形貌测量以及高质量的图像和3D可视化的样品形貌。
了解完整的图片
相互作用的表面需要针对实际情况进行测试，以便对实际使用中的性能获得较好的了解。 随着时间的推移，这些考虑不仅仅影响着燃料经济性、温室气体排放还影响着车辆的安全性和可靠性等方方面面。摩擦学测试系统地揭示了摩擦和磨损会造成的结果。同样，三维光学显微镜可以提供对摩擦和磨损复杂的原因和影响的启示。高端三维表面光学测量与高保真成像的材料表面技术为功能材料表面的特征或缺陷表征提供了额外的途径。准确的计量数据，以及清晰的图像能给用户的呈现完整的表面特征。通过这种结合测试，定量测量和表面可视化，汽车制造商和他们的供应商，能够遵循越来越严格的标准和法规，同时也保证他们的客户收到最好的产品。
译者：W_SS
译自：qualitymag
