内燃机广泛应用于各个领域。随着能源和环境问题的日益突出，对内燃机的节能减排提出了更高要求。世界各国相继制定了更加严格的排放法律法规。缸套（孔）-活塞（环）是内燃机的心脏，是内燃机最重要的摩擦副之一，直接关系到内燃机的动力性、经济性和排放等性能。目前，气缸内孔表面的制造技术一般为机械珩磨，其在改善内燃机性能方面发挥了巨大的作用。随着对内燃机性能要求进一步提高，世界各国都在探寻新的气缸内孔表面制造技术。表面织构技术以其可显著改善缸孔-活塞环之间摩擦学性能、降低内燃机机油消耗以及排放性能等优点，受到各国科研工作者日益关注。各国对织构化缸孔-活塞环进行了大量的理论和试验研究，得到了许多有益结论。然而，这些结论大多适用于特定的工况条件。因此，为了实现织构化缸孔-活塞环产业化应用，仍需进行深入系统的研究。　　 本文针对简化的微凹坑织构化缸孔-活塞环建立了润滑理论模型，利用多重网格法对润滑理论模型进行数值计算。研究了微凹坑个数、微凹坑的形貌参数（面积占有率、半径和深径比）和工况条件对无量纲平均油膜压力的影响。从计算结果可得出，微凹坑织构可产生流体动压力，改善了缸孔-活塞环之间润滑状态;较大半径的微凹坑可产生较大的流体动压力;存在着最佳的深径比，使得无量纲平均油膜压力值最大。　　 为了使缸孔在整个行程上都具有最佳的摩擦学性能和改善激光织构的加工效率，提出分区造型方案。根据相关理论的计算结果和内燃机的实际工况，在缸孔行程不同的区域加工出不同形状和几何形貌参数的织构，使其形成与润滑性能要求相匹配的分区造型方案。　　 根据润滑理论数值计算结果以及内燃机的实际工况，加工出合适的形貌参数微凹坑织构化缸孔方案，装机进行综合性能台架试验研究。试验在某型号单缸柴油机上进行，试验结果表明，表面织构技术可显著改善内燃机性能。与原机相比，装有微凹坑织构化缸孔的内燃机的动力性和经济性基本不变，比油耗、机油消耗、排气温度和烟度均有较大幅度的降低。　　 最后，开展了微凹坑织构化缸孔表面微观形貌表征的研究。将微凹坑织构化缸孔沿径向展开成平面，其可分为造型区域和未造型区域。在充分借鉴和利用现有的技术指标体系，对造型区域和未造型区域进行分别表征。对未造型区域仍沿用现有的技术指标体系，对造型区域提出新的指标体系。该方法较为完整的对微凹坑织构化缸孔表面形貌进行了表征，为制定相关的技术标准进行了有益的探索。