不同活塞销孔衬套-活塞销摩擦副匹配性能研究

活塞销孔衬套-活塞销是柴油机重要的摩擦副之一,其匹配性能的优劣直接影响使用寿命和动力特性。为探讨不同制备工艺的活塞销孔衬套与柴油机在用活塞销的匹配性能,将分别采用挤压和旋压工艺制备的活塞销孔衬套,以及进口衬套分别与柴油机在用活塞销匹配,在摆动摩擦副摩擦磨损试验台进行承载、抗咬合和耐磨损性能试验。试验结果表明：制备工艺对摩擦副匹配性能具有一定的影响;从摩擦扭矩、摩擦温度、宏观形貌和磨损量4个方面分析,相同工况下挤压衬套承载极限、抗咬合性能和耐磨损性能均优于旋压衬套,具备对标进口衬套的能力,可为国内活塞销孔衬套的选配提供参考。     

某型柴油机气门与座圈摩擦副磨损影响因素研究

配气机构作为发动机中的核心组成部分之一,配气机构的气门与座圈摩擦副进行的高频反复循环碰撞,两者之间发生磨损,在一定程度会关系到发动机向外输出的动力性和燃油经济性。本文对气门与座圈磨损影响因素进行分析,建立气门与座圈摩擦副磨损量预测的数学模型,研究不同影响因素对气门与座圈磨损的影响规律,为气门与座圈摩擦副的改进设计提供依据。     

考虑贫油和高边界压力的发动机顶环-缸套润滑与承载性能分析

为降低发动机润滑油消耗以及由此带来的排放,活塞环缸套系统一般处于贫油润滑状态,特别是顶环与缸套间的贫油状况更严重。贫油状态下,活塞环-缸套间润滑油膜在出口区破裂后很难再形成,同时在燃烧上止点附近的高边界压力下气体承载也难以忽略。因此,以某柴油机顶环-缸套系统为分析对象,基于平均雷诺方程和无再形成边界条件,分析贫油和高边界压力下顶环-缸套界面间的润滑、接触和气体承载问题。研究结果表明,贫油工况下,由于油膜破裂后没有再形成,高边界压力的影响显著,对高爆压强化机型来说顶环-缸套间的气体承载力甚至会大于油膜承载力和接触承载力。     

电解微织构对镀铬气缸套摩擦磨损性能的影响

针对柴油机强化程度不断提高引起的镀铬气缸套摩擦磨损问题,采用往复式电射流加工技术在镀铬气缸套表面制备直径 810 μm、深度 11 μm、面积占有率 20%、相交排布的电解微织构,研究其在边界润滑条件下的摩擦磨损性能。结果表明, 在载荷 22~66 MPa 范围内,相比于无织构气缸套,微织构气缸套可以有效降低摩擦因数和磨损量,在载荷 66 MPa 时摩擦因数和磨损量分别降低 12.3%和 10%;微织构气缸套往复滑动方向的磨痕明显减少,并且在个别区域微坑具有阻断磨痕的作用; 微坑内部和微坑之间平台上都含有 S、P、Zn 等元素的二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)的摩擦化学反应产物,这种产物多数以白亮斑点呈现,主要成分为硫化锌、短链磷酸盐等化合物。往复式电射流技术制备的电解微织构表面能有效改善镀铬气缸套摩擦磨损性能,可为镀铬气缸套微织构表面设计提供理论依据。     

水平缸套发动机油膜分布状态在线测量技术研究

针对对置活塞对置气缸二冲程发动机存在机油周向分布不均导致缸套局部拉伤、机油耗升高的问题,设计了透明缸套发动机,结合荧光诱导技术,实现了对水平双对置发动机缸套活塞环油膜分布状态的在线模拟测量。研究了转速为200r/min、润滑油温度为85~150℃时缸套活塞环润滑油膜分布状态,发现当活塞位于上止点位置时,随润滑油温度升高,活塞环处油膜厚度变化不明显,而活塞环靠近燃烧室一侧润滑油膜的荧光强度曲线的峰值和宽度都显著增大,说明随温度升高润滑油向燃烧室的输运效应增强,这与润滑油黏度随温度升高而下降有关。     

CKS活塞环与合金铸铁缸套的抗拉缸性能分析

针对柴油机在高强化工况下上止点附近的拉缸问题,采用往复摩擦磨损试验方法,研究不同载荷、不同温度条件下,CKS活塞环与硼磷合金铸铁气缸套的抗拉缸性能。结果表明:随着载荷和温度的升高,摩擦副的抗拉缸时间急剧缩短,当载荷超过80 MPa,温度超过220℃之后,抗拉缸性能会维持在较低水平。在贫油状态下,随着摩擦表面润滑膜的逐渐消耗,摩擦副由微观黏着扩展至宏观黏着,片层状铁基材料转移到CKS活塞环表面,导致缸套表层发生塑性剪切,造成拉缸。