汽车发动机缸套-活塞环摩擦副磨损及对策

本文分析了汽车发动机缸套-活塞环摩擦副的磨损特点，探讨其磨损的机理，提出了减少摩擦、控制磨损的具体措施。     

发动机缸套-活塞环摩擦磨损特性试验研究

利用缸套-活塞环摩擦磨损试验台研究了速度，温度，载荷，供油等因素对缸套-活塞环系统摩擦磨损特性的影响。试验结果表明，缸套-活塞环摩擦副在发动机工作循环中润滑状态不断发生变化。在试验条件下，温度对摩擦磨损有显著影响，载荷和速度对摩擦力的影响较小。     

润滑油中加入纳米氧化铝对缸套-活塞环摩擦副摩擦磨损特性的影响

在普通CD40润滑油中加入纳米氧化铝,研究了在不同载荷条件下对缸套活塞环摩擦副摩擦磨损特性的影响;用铁谱仪对试验油样进行了磨粒分析;用原子力显微镜对缸套试样表面的微观形貌进行了测试;用LAS-3000型表面分析系统对磨损表面进行了成分分析。结果表明：缸套活塞环摩擦副在含纳米氧化铝的润滑油作用下,表现出优越的抗摩减磨性能,其效果随栽荷的增大而增强;在高载荷作用下缸套试样表面形貌有了明显的改观,减小了摩擦阻力,降低了摩擦因数。     

活塞环-缸套摩擦磨损性能的实验研究

活塞环-缸套的摩擦学性能直接影响内燃机的工作性能,降低活塞环的磨损量对提高内燃机的可靠性和耐久性,保证内燃机经济、可靠地工作具有决定性的作用。文中通过实验得出活塞环-缸套在不同工况下的摩擦磨损性能,根据实验结果绘制曲线进行分析,从中找出活塞环-缸套摩擦磨损的有关规律。     

环境温度对内燃机活塞环-缸套摩擦特性的影响

为有效改善冷启动过程中缸套-活塞环的摩擦状态,减少摩擦功率损耗,通过建立混合润滑状态下活塞环-缸套摩擦力的数学模型,研究不同环境温度下冷启动时活塞环-缸套摩擦性能及润滑状态的变化规律,获得某型号柴油机冷启动时活塞环-缸套摩擦力随温度变化的曲线,并拟合提出预测摩擦力随温度变化的模型。结果表明,随着环境温度的降低,活塞环-缸套摩擦力的平均值稍有升高,而摩擦力最大值的升高幅度很大。对活塞环-缸套摩擦力数学模型进行仿真,仿真结果与活塞环-缸套摩擦力温变效应预测模型计算结果误差不大于8.526%,验证构建的最大摩擦力温变数学模型的可靠性。     

表面粗糙度对发动机活塞环-缸套润滑状态及摩擦功耗的影响

本文应用“平均”形式的Reynolds方程研究了表面粗糙度对发动机活塞环-缸套润滑状态的影响,分析研究了活塞环-缸套间的混合润滑效应。在研究中考虑了温度效应的影响,改善了以往混合润滑模型中的不足之处。还联系实际分析了S195柴油机环组的润滑状态,定量地给出了S195柴油机环组在整个工作循环过程中的摩擦功耗值。     

活塞环表面织构密度对缸套-活塞环摩擦性能的影响

为探究活塞环表面织构密度对船舶柴油机缸套-活塞环这一主要摩擦副的摩擦性能的影响,利用具有不同织构密度圆形凹坑的活塞环在MWF-10往复式摩擦磨损试验机上进行试验。通过调整试验载荷、转速获取了不同模拟工况下的测试数据,结合对应参数分析了活塞环织构密度对缸套-活塞环摩擦副的摩擦作用影响。结果表明:带有不同表面织构密度圆形凹坑的活塞环可以在不同程度上降低摩擦副的摩擦系数,提高其摩擦学性能。综合摩擦系数、表面形貌的相关分析可知:在载荷一定时,存在合适的织构密度(S_p=20.9%)能够显著降低缸套-活塞环摩擦副的摩擦系数,同时可以减少摩擦副的磨损量,提高摩擦副的综合摩擦性能。     

内燃机活塞环-缸套摩擦热力学系统的分析

活塞环与缸套相互接触并发生相对滑动，则出现摩擦，导致两摩擦表面的材料不断损失。即磨损，同时也使材料表面的温度升高。因此，摩擦、磨损和温升往往是同时出现的。研究三者的关系，对于减少活塞环与缸套的摩擦、控制其磨损、降低接触部位的温升是十分有用的。从热力学第一定律出发，建立了上述三者的定量关系，并分析了不同摩擦状态下各个量的相互影响。     

无油压缩机气缸-活塞环摩擦磨损特性试验研究

为探究无油压缩机气缸与填充PTFE活塞环的配对摩擦磨损特性,在Rtec-instruments多功能摩擦磨损试验机上对不同表面处理工艺的不锈钢、铝合金气缸材料与不同配方填充PTFE活塞环材料进行配对摩擦磨损试验。通过对摩擦系数时序曲线的变化规律、摩擦副磨损前后表面形貌特征及填充PTFE磨损量的研究,选择最优摩擦学性能的气缸-活塞环的配对摩擦副。结果表明,铝合金与不锈钢表面进行PCVD处理相对于常规阳极氧化和镀铬更易在摩擦表面形成自润滑转移膜;PTFE填充碳纤维时,其摩擦系数时序曲线随磨合过程降低且较为稳定;考虑摩擦系数与相对磨损量,提出了综合摩擦系数作为配对摩擦副选材的依据;PCVD处理的铝合金材料与填充主材碳纤维PTFE的综合摩擦系数为6.1×10^-5,具有较低的综合摩擦系数、稳定的摩擦系数时序曲线和良好的表面形貌特征,可作为气缸-活塞环的配对摩擦副的优选方案之一。     

微凹坑分布密度对缸套摩擦润滑性能影响规律

为了探究微凹坑关键几何参数分布密度(面积占有率)对织构化缸套摩擦润滑性能的影响,采用激光冲蚀和自行设计的机械加工两种方法加工微凹坑形貌,对比分析了两种加工方式加工的微凹坑表面质量,采用加工质量较好的机械加工在缸套表面加工出面积占有率分别为5%、12%、20%、35%、50%等5种织构化缸套,对其进行台架实验和摩擦磨损性能试验,研究结果表明,缸套表面的微凹坑有一定的减摩润滑效果,且当面积占有率为12%时,缸套的综合性能最好。     

环境与工况对柴油机缸套-活塞环磨损的影响

为研究柴油机实车使用状况下缸套-活塞环磨损规律,建立某12150型多缸柴油机面向使用工况的缸套-活塞环磨损仿真计算方法并进行验证,研究环境与工况参数对缸套磨损的影响规律。结果表明:大气温度升高,缸套磨损深度呈现先减小后增大的趋势,气温-5℃时磨损最小,与-35℃相比下降了5.89%,与40℃相比下降了9.15%;大气压力降低,缸套磨损深度先减小后增大,气压80 kPa时最小,与100 kPa相比下降了6.45%,气压50 kPa时磨损最大,与100 kPa相比升高了8.48%;缸套磨损深度随柴油机转速升高而呈现出增加的趋势,在1 600 r/min时出现极小值点,转速为2 000 r/min相比1 200 r/min磨损深度增加了46.76%;柴油机负荷增加引起缸套磨损深度不断增大,100%负荷时较20%负荷的磨损深度升高了133.96%。     

水润滑塑料轴承的摩擦性能研究

用MPV—200型摩擦磨损试验机测定了超高分子量聚乙烯(简称UHMW—PE)塑料合金轴承水润滑条件下的摩擦学性能，考察了载荷、速度、运行时间等因素对轴承摩擦系数和磨损率的影响，得出了摩擦学性能随各种因素的变化规律。并对作用机理进行了系统的分析，为水润滑超高分子量聚乙烯塑料合金轴承的实际应用提供理论依据。     

生物摩擦磨损润滑剂的润滑特性

关节转换已广泛应用于关节炎晚期治疗,外伤致残和滑瘤切除手术中。关节转换材料的耐磨性能会直接影响转换关节的使用寿命和使用质量。蒸馏水、盐水、血浆、血清等均被用作生物摩擦磨损研究的润滑剂,但是对这些润滑剂的润滑特性并未认真考察。本文应用ＴＬＴ－１型弹流试验台对血浆在内的几种生物摩擦磨损润滑剂的润滑特性进行了研究,结果表明血浆的润滑性能最好。     

A Model for Wear and Friction in Cylinder Liners and Piston Rings

Abstract

A one-dimensional elstohydrodynamic mixed lubrication wear and friction model is developed. The model can predict the effects of surface roughness, asperity contact, temperature-pressure-viscosity on wear, lubrication, and friction of the piston rings and cylinder liner. Wear is predicted based on the surface asperity contact pressure. The cylinder bore wear and the ring pack friction during an engine break-in are simulated and compared with the experimental results. The influence of cylinder wall temperature and surface roughness on friction and wear is investigated. The ring pack friction due to oil viscous shearing and asperity contact is found to reach its minimum at a certain oil temperature.     

浅谈气缸套非正常磨损

针对气缸套非正常磨损的现象,进行原因分析,提出减少非正常磨损的措施,从而避免这类故障的危害。     

水压柱塞摩擦副的润滑特性研究

基于静压支承的思想，提出双阻尼效应柱塞副来提高其抗卡紧能力。该结构在柱塞的圆周表面上设置了几组支承腔室和阻尼小孔，构成的静压支承结构具有间隙中压力可随间隙变化的调节刚度，保证间隙大小的均匀性，避免卡紧。对双阻尼效应柱塞副进行了抗卡紧特性的理论推导和计算流体力学（computational fluid dynamics，CFD）研究。同时，综合考虑了水的流动惯性和表面粗糙度的影响，研究了水压柱塞副的泄漏特性，并进行了样机试验，对两种柱塞副结构的润滑特性进行了对比分析。