基于铁谱技术的内燃机的应用研究

介绍了内燃机的磨损及典型磨粒特点,利用铁谱技术作为一种监测手段,通过磨粒分析来判断内燃机的磨损状态.     

新型磨粒磨损试验机

新型磨粒磨损试验机张更林（佳木斯工学院）１前言本试验机是一台多功能磨粒磨损试验机，可用来作冲击磨粒磨损和销一盘磨粒磨损试验。它改变了国内磨粒磨损试验机单机单用的状况，它具有结构简单、体积小、重量轻、操作方便、性能稳定、节省磨料、造价低廉等特点。２总体...     

磨损磨粒特征参数提取及应用

本文在单个磨粒特征参数获取的基础上,详细介绍了铁谱谱片磨粒特征参数的提取方法,研究了磨损过程中摩擦系数与磨粒特征参数的相互关系,建立了磨粒特征参数的时序模型并对磨损过程进行了预测。     

磨粒分形识别及发展

相互作用表面间必然会产生磨粒,磨粒含有大量的有关材料摩擦磨损的信息。磨粒形态分析是确定磨损方式和磨损程度的有益手段。磨粒并非是欧氏几何体,而是展示出了分形性质。基于分形几何理论,可获得尺度不变的分形参数,用这类参数可对磨粒形态进行客观、全面的表征。本文综合评述了磨粒分形表征以及磨粒形态与磨损方式、磨损程度间的定量耦合关系等的研究进展,对将来磨粒分形研究的趋势和注意的问题进行了探讨。     

基于在线铁谱图像的磨损机理智能辨识

基于状态的维护(Condition based maintenance,CBM)理念为机器健康状态维护提出了实时监测的新挑战。现有研究由于缺乏在线信息获取手段,磨损状态监测逐渐成为CBM的技术瓶颈。基于特征磨粒的磨损机理判断方法已经被广泛应用在离线磨损分析中,但是在线磨损机理的表征依然是一个很大的问题。针对基于在线铁谱图像的磨损机理开展研究。为了在一副在线铁谱图像中获得分离的磨粒图像,研究磨粒在在线铁谱传感器中的沉积机理。研究结果表明,磨粒链是图像中的主要形态,这是由于先前沉积的磨粒产生的局部磁场所致。设计一种依靠自适应调节沉积时间的在线磨粒沉积方法。运用该方法可以在在线铁谱图像中获得分离的磨粒,为特征磨粒的特征辨识提供了便利。参考分析铁谱知识,提取特征磨粒的4种形态学特征(当量尺寸、长径比、形状因子和分形维数)以综合表征4种典型磨损机理,包括正常、切削、疲劳、严重滑动磨损。采用反馈式人工神经网络构建自动磨损机理辨识模型。采用离线铁谱图像样本验证所建模型,结果表明该模型可以识别在线磨粒图像中的特征磨粒。对在线磨损机理表征方法进行了有意义的探索,所得研究成果将为在线磨损状态表征提供可行方法。     

机车柴油机运动副的磨粒磨损及预防措施探讨

在对磨粒磨损进行了系统的理论和试验研究基础之上,本文以机车柴油机为例,阐述了三体磨粒磨损的普遍性及预防的重要性,对其运动副润滑特点和磨粒污染源进行了分析,指出了“磨粒效应”的微观机理及由此引起的常见故障。依据大量的试验结果,获得了磨粒性质对磨损的影响规律,据此提出了几条降低柴油机磨粒磨损的可行途径。     

磨粒磨损的模型化分析

磨粒磨损作为磨损的主要类型之一,影响机械使用寿命。针对犁沟磨损机制,用球形、圆锥形和圆台形磨粒模型分析其磨粒磨损的磨损率和摩擦因数,考虑磨粒数量与磨粒尺寸间的指数关系,分析磨损率随磨粒数量和磨粒尺寸的变化,计算平均摩擦因数随磨粒数量及其参数的变化。研究结果表明,球形磨粒模型的磨损率随着磨粒的减小和磨粒数量的增加而减小,其摩擦因数随着磨粒数量的增多而增大;圆锥形磨粒模型的磨损率随着磨粒的增大与数量的增多而增大,其摩擦因数随着倾斜角的增大而增大;圆台形磨粒模型的磨损率变化趋势与球形磨粒一致,但其摩擦因数变化的趋势与球形磨粒相反。     

基于磨粒表面信息的磨损表面特征评估

建立了基于磨粒表面信息的磨损表面评估方法。首先选择合理的磨粒和磨损表面特征参数，通过识别磨粒类型，获得磨损过程中具有典型性和代表性的磨粒类型，然后选取这些具有代表性的磨粒类型，得到磨粒的表面特征向量，进而来研究磨损表面和磨粒表面的映射关系，实现基于磨粒表面信息的磨损表面特征评估。实例表明，根据磨粒表面特征评估磨损表面特征是可行的。     

不同磨损形式下的滑动轴承磨损表面及其磨粒特征

为了对其实现快速和准确的诊断,在试验机上模拟了滑动轴承的各个典型磨损过程,收集各阶段产生的磨粒信息,观察磨损表面形貌,研究了磨粒和磨损表面特征及其对应关系.结果表明通过检测润滑油中的磨粒信息可以间接获得滑动轴承的磨损表面特征,进而进行滑动轴承的状态诊断.     

喷钼活塞环抗磨粒磨损机制研究

采用SRV试验机分段试验方法,对喷钼活塞环与磷硼气缸套组成的摩擦副,在石英砂磨粒条件下的抗磨粒磨损机制进行了研究。结果表明,摩擦副材料的表层结构和化学组成对磨粒磨损性能有显著影响;喷Mo活塞环/气缸套摩擦副受磨粒磨损的影响不大,喷钼活塞环具有良好抗磨粒磨损性能。     

The effect of a friction modifier on piston ring and cylinder bore friction and wear

The addition of friction modifiers to crankcase lubricants has been shown to significantly reduce the mechanical losses of critical components in internal combustion (ic) engine; thereby improving fuel economy.In this study the friction and wear of a piston ring/cylinder bore material combination was studied using a pin-on-plate laboratory tribo-test machine developed to reproduce the wear mechanisms encountered in an ic engine. Two lubricants were evaluated: (i) a standard SAE 30 grade diesel formulation, and (ii) the same formulation with the addition of a 5% soluble MoS₂ friction modifier.Analysis of the wear results identified three periods of wear: (1) running-in, (2) transient wear and (3) terminal wear. Throughout this study particular emphasis has been placed on the simulation of the wear mechanisms occurring within engines. Surface analysis confirmed that both abrasive wear and delamination wear was produced.Friction benefits attributable to the addition of MoS₂ friction modifier were obtained. However, under specific conditions the wear rate increased due to increased abrasion of the plate.     

柴油机气缸套磨损问题的GM(1,h)模型及其应用

柴油机气缸套磨损的预测与控制一直是一个难于解决的问题,采用GM(1,h)模型对气缸套磨损因素进行灰色关联分析,找出其中的主要因素,同时对气缸套磨损问题进行多因素预测,预测结果可以科学地指导企业在选择气缸套材料、售后服务和加工工艺方案的改进方面进行决策.     

基于进化算法的液体动力润滑轴承优化设计

采用Matlab语言,分别运用改进型粒子群算法和基本粒子群算法,在最大限度满足液体动力润滑径向滑动轴承的承载量系数值,以达到滑动轴承承载能力的条件下,对内燃机径向滑动轴承进行了优化设计,计算机仿真结果表明:采用改进型粒子群算法优化的轴承孔直径、轴径直径、轴承宽度、承载量系数等优化参数效果最好,符合实际工艺要求,且滑动轴承承载能力最强。改进型粒子群算法优化结果明显优于基本粒子群算法的优化结果,从而表明了改进型粒子群算法应用于内燃机问题的优化求解切实可行。     

柴油机气门导管润滑与密封性研究

针对柴油机气门导管的漏油与磨损问题，设计了高性能粉末冶金材料和三种不同的密封结构，并从理论上对这些结构的流体动力润滑特性进行了分析计算；然后通过对材料改进前后的摩擦磨损试验、不同结构的漏油量对比试验和整机排放试验，证实材料设计和理论计算是合理的，同时也证实气门导管只加工凹槽而不安装密封圈的结构既可以润滑又可以密封．此结构不仅节省密封圈、简化装配工艺．而且减少进入进、排气道的机油量，降低颗粒排放，还减轻了气门副的磨损，从而在实际机型中得到应用。     

车用内燃机的发展与展望

内燃机是机动车辆的心脏,并简要介绍了车用内燃机的发展历程,指出了车用内燃机的发展方向.     

Numerical simulation and analysis of solid-liquid two-phase flow in centrifugal pump

The flow with solid-liquid two-phase media inside centrifugal pumps is very complicated and the relevant method for the hydraulic design is still immature so far.There exist two main problems in the operation of the two-phase flow pumps,i.e.,low overall efficiency and severe abrasion.In this study,the three-dimensional,steady,incompressible,and turbulent solid-liquid two-phase flows in a low-specific-speed centrifugal pump are numerically simulated and analyzed by using a computational fluid dynamics(CFD) code based on the mixture model of the two-phase flow and the RNG k-two-equation turbulence model,in which the influences of rotation and curvature are fully taken into account.The coupling between impeller and volute is implemented by means of the frozen rotor method.The simulation results predicted indicate that the solid phase properties in two-phase flow,especially the concentration,the particle diameter and the density,have strong effects on the hydraulic performance of the pump.Both the pump head and the efficiency are reduced with increasing particle diameter or concentration.However,the effect of particle density on the performance is relatively minor.An obvious jet-wake flow structure is presented near the volute tongue and becomes more remarkable with increasing solid phase concentration.The suction side of the blade is subject to much more severe abrasion than the pressure side.The obtained results preliminarily reveal the characteristics of solid-liquid two-phase flow in the centrifugal pump,and are helpful for improvement and empirical correction in the hydraulic design of centrifugal pumps.     

装载机销轴磨损历程分析及其改进

销轴是装载机工作装置的重要连接部件,销轴的磨损失效往往造成严重的后果。通过大量试验,分析了装载机销轴磨损的历程,表明销轴的磨损历程主要分为磨合阶段、磨粒磨损阶段和粘结磨损阶段。结合虚拟样机技术和有限元技术,确定了销轴的最大磨损位置,对销轴油孔的结构进行了改进,提高了润滑效果,延长了销轴的使用寿命。     

内燃机曲轴性能计算相关问题探讨

就内燃机曲轴性能包括曲轴的应力和疲劳强度计算、三维模态分析以及裂纹故障诊断三方面的相关计算方法等,做了综合概述和分析,力图为今后设计性能良好的内燃机奠定更好的技术基础。     

Mechanism of material removal during three-body abrasion of FRP composite

The low-stress abrasive wear behaviour of chopped-glass-fibre-reinforced polyester composites has been studied by using a rubber wheel abrasion test (RWAT) apparatus. Silica sand particles of two different size ranges were used in the current study as dry and loose abrasives. Weight loss of the composites during three-body abrasion has been examined as a function of the sliding distance. Abrasive wear of the composites shows dependence both on abrasive particle sizes and applied load, as well as the weight fraction of glass fibre reinforcement. It has also been observed that the wear rate becomes constant with the increasing sliding distance. Scanning electron microscopy was used to observe the worn surfaces and to understand the mechanism involved in material removal. This revised version was published online in June 2006 with corrections to the Cover Date.     

内燃机维修中的常见问题及控制措施研究

内燃机属于重要的机械设备类型,具有很大的应用空间。然而,具体运用的过程当中,内燃机却碰到了很多不同类型的故障问题,如何科学分析,并且制定出合理的维修和维护措施可谓一项难题。本文通过说明汽车内燃机机械维修和控制工作开展的价值,分析了汽车内燃机机械维修过程当中显现出来的常见问题,并且提出了汽车内燃机机械维修当中的有效控制及维护对策,从而有效提升汽车内燃机机械维修和改造工作的总体水平。