CKS活塞环与合金铸铁缸套匹配规律研究

针对CKS活塞环-合金铸铁缸套配对副,将CKS活塞环与不同材质、珩磨纹角度和表面粗糙度的合金铸铁缸套对磨,通过比较各配对副的摩擦、磨损性能和抗黏着性能,研究CKS活塞环与合金铸铁缸套的匹配规律。研究结果表明:当与CKS活塞环配对时,四种材质缸套的抗黏着性能相近,CuVTi材质的缸套表现出较低摩擦系数和磨损量;缸套珩磨纹角度为40°、表面粗糙度为1μm时,摩擦、磨损和抗黏着性能更优。     

活塞环Cu-Sn镀层对球墨铸铁缸套摩擦性能影响

针对高强化工况下活塞环Cu-Sn镀层对珩磨球墨铸铁缸套摩擦磨损性能的影响,采用往复式摩擦磨损试验机,选择单层镀Cr活塞环和多层镀Cu-Sn/Cr活塞环开展摩擦磨损试验,测量摩擦系数和缸套磨损量,分析磨损后的摩擦面形貌和成分.结果表明:相比单层镀Cr活塞环,多层镀Cu-Sn/Cr活塞环与球墨铸铁缸套配对时的摩擦系数和缸套磨损量分别降低2.6%和51.8%;磨损后的缸套表面形貌呈现平坦凸峰,形成了更为平整的平台结构.活塞环Cu-Sn镀层在摩擦磨损过程中会镶嵌到缸套表面,有助于在摩擦表面形成化学反应膜,改善摩擦副微凸体间的接触和摩擦状态,提升球墨铸铁缸套的摩擦磨损性能.     

考虑摩擦化学反应的活塞环-缸套摩擦力计算模型修正及验证

通过MFT—3000往复摩擦磨损试验机进行了活塞环—缸套摩擦副边界润滑状态下摩擦化学膜摩擦系数的测量.首先,通过适用于试验机的润滑仿真模型得到了能够出现边界润滑状态的工况范围,完成了试验工况的初步筛选,并通过试验对此范围的合理性进行了验证.然后,设置空白对照试验保证试验过程中能够生成摩擦化学膜.最后,通过多因素(载荷、...     

内燃机活塞环-缸套摩擦学特性试验研究

以活塞环、缸套小样为试件,在Rtec MFT-5000型多功能摩擦磨损试验机上进行活塞环-缸套试件摩擦学特性模拟试验,研究富油润滑条件下,不同载荷、不同往复频率工况下7种不同表面结构试件的摩擦学性能.试验结果表明:缸套表面粗糙度并非越小、越光滑越好,不同的工况应匹配不同的粗糙度,粗糙度匹配合理可减小摩擦副的摩擦因数;不...     

松孔镀铬缸套磨损机理研究

采用往复式摩擦磨损试验机,从缸套、活塞环零件上切取试样开展试验,通过测量镀铬缸套的摩擦系数、磨损量,观察缸套磨损后形貌、磨粒形貌以及成分并与传统合金铸铁缸套对比,研究松孔镀铬缸套的磨损机理.结果表明:与铸铁缸套相比,镀铬缸套可以大幅降低缸套磨损量,但摩擦系数略高,对活塞环磨损略大;镀铬缸套磨损后表面呈现点状微坑形貌,磨粒呈片状或薄片状;镀铬层的松孔附近在往复摩擦力的作用下萌生疲劳裂纹,裂纹沿表面平行于滑动方向扩展,直至延伸到表面脱落,形成磨粒,造成磨损.     

缸套-活塞环材料摩擦系数的试验研究

为了研究机车柴油机缸套活塞环材料的摩擦学性能,我们设计并制造了一台往复式摩擦磨损试验机。该试验机可在一定范围内实行负荷、速度,机油量的单因素控制,并可同时定性和定量地显示运动中的摩擦力大小．我们利用该试验机对美国GE公司采用的软氮化铸铁缸套-表面镀铬铸铁活塞环材料进行了摩擦学性能的试验研究,得出了该配对副在往复滑动中摩擦系数随负荷和速度变化的关系曲线．     

纳米SiO_2润滑油改善内燃机气缸套-活塞环润滑摩擦性能的基础试验研究

利用分散法制备了不同质量分数的纳米SiO_2润滑油,并考察其悬浮稳定性。通过四球摩擦磨损试验机对纳米润滑油进行极压试验和长摩试验,以此来模拟活塞靠近上止点附近时气缸套-活塞环摩擦副处于混合润滑的状态,以及活塞远离上止点时气缸套-活塞环摩擦副处于流体动压润滑的状态,分别考察纳米润滑油的极压性能和减摩性能;采用对置往复摩擦磨损试验机模拟内燃机上止点附近气缸套-活塞环的工作环境,以真实内燃机气缸套-活塞环材料作为摩擦副,进一步考察纳米SiO_2润滑油在变工况条件下(变温度、变速度、变载荷)的润滑摩擦性能,利用场发射扫描电镜FE-SEM观测了气缸套磨损表面的形貌,并分析纳米SiO_2润滑油改善润滑摩擦的机理。试验结果表明:应用纳米SiO_2添加剂可以显著提高基础油在混合润滑状态时的抗磨能力及在流体动压润滑状态时的减摩效果,在最佳添加浓度下,磨斑直径和平均摩擦系数分别下降了51.9%、46.7%;在上止点附近,气缸套-活塞环摩擦副的润滑状态为混合润滑,纳米SiO_2粒子的添加可以显著提高润滑油的抗磨减摩性能,在高温、低速、重载条件下摩擦系数分别下降10.5%、10.3%、5.9%;纳米SiO_2粒子在摩擦过程中在摩擦副表面起到"滚珠轴承"和抛光的复合作用。     

活塞环-缸套贫油润滑特性仿真分析

为研究柴油机在贫油润滑状态下活塞环-缸套摩擦副的润滑特性，以活塞环-缸套摩擦副为研究对象，基于平均雷诺方程和微凸体接触模型，建立活塞环-缸套摩擦副一维混合润滑模型，并在该模型的基础上，根据来流油膜厚度计算贫油状态润滑域，得到贫油润滑模型。通过贫油润滑模型，对不同载荷、不同频率、不同贫油程度对润滑油膜厚度、摩擦力、摩擦因数等参数的影响进行仿真。结果表明：在贫油润滑时油膜厚度分布规律与富油润滑时的分布规律类似，但油膜厚度与润滑区宽度均小于富油润滑；微凸体承载力占比增大，动压润滑效应被削弱，摩擦因数增大。     

表面织构对缸套-活塞环摩擦学性能的影响

设计并制备了两种螺纹槽表面织构缸套,采用自制的缸套-活塞环摩擦磨损试验机进行模拟试验.实时采集试验过程中缸压、缸套-活塞环间油膜接触电阻及平均摩擦力,测量活塞环磨损量和缸套表面形貌,与未加工表面织构缸套对比.研究表明:相对于未加工表面织构缸套,表面螺纹条数N为1、螺距S为40,mm、槽宽w为3,mm、槽深宽比e为0.067及表面占有率Sp为0.076的缸套显著提升了缸套-活塞环摩擦副的工作性能,其缸套-活塞环的密封性能提升7.7%,、活塞行程中段的螺纹槽区域能够形成良好的流体动压润滑,油膜的润滑效果提升30.8%,、减摩性能提升7%,、缸套抗磨性能提升37.4%,及活塞环抗磨性能提升49%,;而N为2、S为176,mm、w为3,mm、e为0.067和Sp为0.040的缸套的减摩性能提升2.5%,、缸套抗磨性能提升18.9%,及活塞环的抗磨性能提升32.7%,.     

TND-1处理气缸套材料的边界磨损性能

论文对TND-1工艺处理的两种缸套材料和HT20-40与镀铬铸铁环组成的摩擦副,边界润滑、往复滑动磨损试验进行了研究。结果表明:缸套采用TND—1工艺处理对提高缸套——活塞环摩擦副的耐磨性是非常有效的。     

活塞环-气缸套润滑摩擦研究

活塞环与气缸套间的润滑、摩擦直接影响到内燃机的动力性、经济性和可靠性。在内燃机实际运行过程中,缸内工作过程循环变动及活塞气缸套间动接触导热直接影响到润滑油膜的状态,因而活塞环在缸套中的不同位置时的摩擦、润滑状态各不相同。在传统的活塞环组稳态热混合润滑的基础上,考虑到活塞组一气缸套动接触系统瞬态传热,建立了活塞环组的非稳态热混合润滑、摩擦数理模型及数值方法。运用该方法可模拟出活塞环组润滑、摩擦特性,并可预测出不同瞬时润滑油膜的温度场、压力分布、油膜厚度、摩擦功和摩擦热等重要参数。     

基于声发射和小波分析的活塞环-缸套系统的摩擦润滑状态研究

利用声发射(AE)技术对摩擦润滑状态进行在线监测。采用小波多分辨率分析技术抑制由阀门开关和燃烧震荡引起的大幅值声发射AE信号,并采用阈值降噪的方法提取出由粘滞摩擦力引起的声发射信号。然后运用小波包络分析计算冲程中部的声发射信号幅值的平均值作为评价活塞环-缸套系统润滑状态的指标。试验结果显示:冲程中部的声发射信号能够有效地表征活塞环-缸套的摩擦润滑状态,并能够通过声发射指示标准区分不同类型的油品对系统润滑状态的影响。其中,声发射信号的幅值随着载荷的增大而小幅增大,且随着转速的增大而明显增大。研究结果充分证明了声发射监测技术在活塞环-缸套摩擦润滑状态在线监测的有效性。     

某船用大功率柴油机拉缸故障分析

针对某船用大功率柴油机运行过程中的拉缸故障进行拆检分析和有限元仿真研究.分析与研究结果表明:润滑油喷嘴堵塞影响了活塞热量散发和气缸套有效润滑,在高负荷下加速了零件磨损,进而导致拉缸故障.不同负荷下,活塞、气缸套和活塞环均向外部膨胀,活塞与气缸套间存在足够的热膨胀余量;而活塞环与气缸套间将出现过盈配合,在高负荷和润滑失效...     

不同润滑状态摩擦力矩分形行为研究

针对缸套-活塞环磨合过程摩擦力矩的变化特点,提出一种用分形维数描述摩擦力矩信号复杂性的新方法。从工程应用角度介绍摩擦力矩信号盒维数的计算方法,通过试验研究了缸套-活塞环磨合过程中摩擦力矩信号盒维数的变化规律。结果表明：随磨损失重的增加,摩擦力矩信号盒维数呈上升趋势,且在不同的磨损状态下,摩擦力矩信号盒维数上升趋势不同,运用摩擦力矩信号盒维数可有效地评价磨合磨损过程。     

计入齿面摩擦的封闭行星轮系均载特性研究

封闭行星轮系结构复杂,载荷的均匀分配对于提高系统的传动质量及使用寿命具有重要意义,齿面摩擦对封闭行星轮系均载特性有重要的影响。以人字齿封闭行星轮系为研究对象,以基于弹流润滑理论的摩擦系数模型为基础,考虑人字齿轮两端斜齿轮扭转振动的相互影响,建立了考虑齿面摩擦的人字齿纯扭转动力学模型。分析考虑齿面摩擦(EHL)和不考虑齿面摩擦情况下封闭行星轮系振动位移响应及输入转速、输入功率和摩擦系数变化对均载特性的影响。结果表明:系统均载系数随着输入转速的增加而增加,随着输入功率的增加而减小,随着摩擦系数的增加有微幅的增加。     

内燃机活塞环—缸套三体磨粒磨损设计计算方法的研究

本文在考虑了油膜特性，形貌特性，磨粒特性，材料特性及工况条件等因素的基础上，导出了活塞环－缸套的三体磨粒磨损分析计算公式。经台架试验考核，该公式的计算与实验值有很好的一致性。     

Friction and wear characteristics of jatropha oil-based biodiesel blended lubricant at different loads

Around the globe there is demand for the development of bio-based lubricants, which will be biodegradable, nontoxic, and environmental friendly. This paper outlines the friction and wear characteristics of jatropha biodiesel-contaminated bio-lubricant using a pin-on-disc tribometer. To formulate the bio-lubricants, jatropha oil-based biodiesels were blended at the ratios 4, 12, and 20% by volume with the base lubricant SAE 20 W 40. Tribological characteristics of these blends were carried out at 3.8 m/s sliding velocity and loads applied were 50, 100, and 160 N. Experimental results showed that the lubrication regime that occurred during the test was boundary lubrication while the main wear mechanism was adhesive wear. During testing, the lowest wear was found with the addition of 4 and 12% jatropha oil-based biodiesel, and above this contamination, the wear rate was increased considerably. The addition of 4 and 12% jatropha oil-based biodiesel with the base lubricant acted as a very good lubricant additive, which reduced the friction and wear rate diameter during the test. It has been concluded that JBO 4 and JBO 12 can act as an alternative lubricant to increase the mechanical efficiency at 3.8 m/s sliding velocity and contribute to reducing the dependence on petroleum-based products.     

激光微珩磨缸套润滑耐磨性能理论分析

基于摩擦学理论和缸套／活塞环的润滑磨损特征，采用激光微造型技术，在缸套内表面进行规则微观几何形貌的造型。通过分析缸套／活塞环摩擦副的物理模型，建立了具有规则微观几何形貌特征的缸套内表面润滑理论模型，用变异的多重网格法进行了数值求解，并对微观几何形貌参数进行了初步的优化设计。研究结果表明，即使在两个平面摩擦副上进行简单的激光微凹腔造型，也能维持良好的动压润滑效果。同时得出，微凹腔的面积占有率为15％、深径比为0．5时，润滑油膜厚度增加了10％-15％，平均摩擦力减小了20％，润滑减磨效果较好。     

滑动速度和正压力对三种PTFE自润滑材料摩擦系数的影响

在环-块式摩擦试验机上,试验研究了3种PTFE自润滑材料的摩擦系数随滑动速度和正压力的变化趋势。试环采用45~#不锈钢,自润滑试块分别采用普通填充PTFE、30%碳纤维增强PTFE和C/C+PTFE 3种自润滑材料制成。滑动速度和正压力的变化对摩擦系数的影响因材料的不同而不同。普通填充PTFE和30%碳纤维增强PTFE的摩擦系数在某一速度范围内出现最小值。正压力大于19.6 N时,C/C+PTFE的摩擦系数低于30%碳纤维增强PTFE,并且最小可达0.20以下。当正压力接近50 N时,C/C+PTFE的摩擦系数几乎不受滑动速度的影响。在高压高速的条件下,C/C+PTFE是比较理想的自润滑密封材料。     

内燃机气缸套-活塞环磨合过程的模拟试验研究

在康胜专用磨合油润滑条件下，对S50MC型柴油机磨合过程中气缸套、活塞环的磨损失重和表面粗糙度这两个重要参量随载荷、不同加载方式、转速及时间的变化规律进行了模拟试验研究，得出了这几个重要因素对磨合过程影响的结论。