缸套—活塞环材料在往复滑动中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载荷、速度、润滑量的单因素控制,并可同时定性和定量的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载荷和速度变化的关系曲线。     

大功率柴油机活塞环-缸套摩擦学试验机的设计

设计适用于大功率以及重载柴油机活塞环-气缸套的摩擦性能试验机,对摩擦力测量和传递机构的纵向和横向测量两种方案进行对比,确定横向测量方案为优化的设计方案。横向测量方案对悬臂梁的设计有较高的要求,需要进行弹性悬臂梁的截面设计,通过计算以确定梁的刚度。在测试系统中引入虚拟仪器技术,并给出LabVIEW编程及其实现,提高了测量精度。该设计方案可以实现对大功率柴油机摩擦性能试验更好的技术支持。     

缸套/活塞环摩擦学性能试验机的设计研究

根据缸套 /活塞环胶合失效试验研究的需求 ,设计了一台集试验、测量和控制于一体的往复式摩擦磨损试验机。该设备具有加热和温度控制功能 ,采用快速响应速度的微细热偶测量接触区温度 ,同时通过四臂电桥测电阻法测量缸套 -油膜 -活塞环之间的动态接触电阻 ,以反映接触区的润滑状态。试验表明该试验机性能稳定 ,可测物理量丰富 ,是胶合试验研究可靠的实验工具     

PEEK——制作中高压往复压缩机活塞环的新材料

PEEK（聚醚醚酮）的出现，为往复式压缩机的密封技术开创出一备新途径。对于中高压差活塞环在高温高压下，经过反复设计、试验、考核．找到了一种可行、可靠、可长期运行的新材料、新设计、新工艺的实用型技术。     

活塞环-缸套二维润滑特性的研究

基于二维平均流量模型和微凸体接触模型，研究了活塞环的二维润滑特性，并考虑了活塞系统偏摆、润滑油粘度变化及表面粗糙度等因素的影响。通过计算获得了活塞环－缸套间油膜厚度的二维分布。结果表明，油膜厚度沿周向是不均匀的。本文还对活塞环开口位置及偏摆的影响做了定量的分析。     

CrN活塞环涂层的摩擦学性能

以PVD方法在不锈钢渗氮活塞环基体上沉积了厚约30μm的CrN涂层。采用2种GF-3等级的全配方发动机油作为润滑剂，在SRV试验机上，对比了具有／没有CrN涂层的不锈钢渗氮活塞环的摩擦学性能。试验结果表明，CrN涂层能使摩擦因数数较快的稳定且数值较低，同时活塞环及其对磨缸套的磨损量也大大降低，对磨缸套的磨损量减少了80％以上。SEM分析结果表明，由于CrN涂层具有较高的硬度和较低的表面粗糙度，可以降低磨粒磨损，且能使对磨的缸套试样较快地与之适配，从而促进了摩擦反应膜的形成和扩展，是摩擦因数和磨损量降低的主要原因。     

球轴承滑动摩擦系数的研究

在简述球轴承摩擦的基础上，对钢球与沟道接触的滑动摩擦进行了研究，推导出了其滑动摩擦系数的计算公式，指出了阿蒙顿-库仑(Amontons-Coulomb)摩擦定理的缺陷，否定人们通常认为给定材料的两接触物体滑动摩擦系数是一常量的观点，证明了钢球-沟道接触的滑动摩擦系数是一个变量，为科学地确定球轴承现代设计中钢球与沟道接触的滑动摩擦系数，使人们对普遍物理意义上的滑动摩擦更深入地进行认识，提供了科学的依据。     

内燃机缸套和活塞环磨合过程数学建模试验研究

基于内燃机缸套活塞环摩擦学系统的研究,文章建立了活塞环动力学基本数学模型,并对缸套与活塞环之间的作用力进行分析,以此为基础得到缸套与活塞环之间的摩擦力分析模型,亦即两者磨合过程数学模型,最后,结合汽油机实例进行试验分析,得到了各种参数对缸套与活塞环磨合的影响效果。     

润滑油粘度对缸套/活塞环摩擦学性能的影响

在内燃机实际运行中,润滑油的粘度直接影响到润滑油膜的状态,因而活塞环在缸套中不同位置时的摩擦、润滑状态各不相同。文中以缸套活塞环为研究对象,建立了润滑计算模型,并运用该模型对缸内压力、温度、油膜厚度和摩擦系数进行了分析。结果表明,润滑油膜厚度和摩擦系数随转速改变而发生变化,而剪切稀化导致润滑油粘度减小是引起该变化的主要原因。最后,通过对计算结果的分析,提出了适用于缸套活塞环的润滑油粘度指标。     

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。     

活塞环—缸套摩擦副的二维润滑分析

活塞环—缸套摩擦副的润滑状态直接影响着发动机的正常工作,缸套的磨损状况是决定发动机寿命的重要因素。对活塞环—缸套摩擦副进行了二维润滑分析,考虑了多种因素的影响,联解了二维雷诺方程、膜厚方程和载荷平衡方程。计算结果表明：活塞环—缸套摩擦副的润滑状态受多种因素的影响。同时计算结果也显示,通常采用的一维润滑分析有其局限性,对活塞环—缸套摩擦副进行二维润滑分析是十分必要的。     

基于联合仿真的柴油机缸套-活塞环磨损计算分析

为研究柴油机实际工作环境与使用工况对缸套-活塞环磨损影响规律,从某12150型柴油机及其辅助系统实际工作状况出发,建立缸套-活塞环磨损热力学、动力学边界条件仿真模型和动载荷磨损计算模型,开发柴油机工况车载检测系统;采用联合仿真方法建立面向使用工况的柴油机缸套-活塞环磨损计算流程,计算分析缸套磨损分布状况,并以柴油机400 h保险期实验数据进行检验。结果表明:缸套表面磨损状况呈现不均匀分布且差异显著,其分布沿缸套轴向呈锥体形,且上止点附近磨损深度最大,其次为下止点附近,而中部磨损较小;磨损分布沿缸套圆周方向则近似呈椭圆形,其主、侧推力面磨损深度最大;缸套径向最大磨损深度计算值为47.9μm,位于上止点曲柄转角9°处,实测均值为50.3μm,计算误差为4.77%,验证了计算模型的正确性;其中第一道活塞环(梯形环)对缸套的磨损作用最大,第二道环次之,第三环作用最小。     

提高活塞环珩磨缸套使用寿命方法的研究

在适当调整活塞环缸套材质的基础上，通过采用不同表面强化处理工艺使缸套使用寿命明显提高。     

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。     

内燃机活塞环-缸套润滑研究的现状与展望

从润滑分析和试验测量两个方面论述了内燃机活塞环-缸套摩擦副润滑研究的现状和进展,讨论并展望了活塞环-缸套摩擦副润滑研究中需要进一步解决的问题.     

温度对缸套-活塞环摩擦性能的影响

LNG燃料柴油机与传统燃料柴油机相比缸内燃烧温度更高。为探究不同温度下缸套-活塞环摩擦性能与温度的映射关系,设计室温和60、90、120℃4种不同温度,在相同载荷和转速下在往复式摩擦磨损试验机上对缸套-活塞环进行不同温度下的摩擦性能试验,通过测试摩擦过程中摩擦力的变化以及分析试验后缸套磨损表面形貌,探讨温度对缸套-活塞环摩擦性能的影响规律。试验缸套试样材质为耐磨合金铸铁,活塞环切片与缸套切片大小对应,材质为球墨铸铁。试验结果表明：随着温度的升高摩擦力呈现先减小后增大的趋势,与室温相比,60℃温度下摩擦力降幅为13.45%,且表现出较好的稳定性,但在120℃下摩擦力增幅为10.66%;试验工况下,60℃时缸套表面形貌参数均处于较优水平。研究表明,适当的温度环境对于摩擦配副之间的润滑性能有一定的促进作用,但温度过高会导致摩擦副的摩擦性能不稳定,破坏摩擦副间氧化膜,这不仅可能破坏润滑油膜的形成,也会影响摩擦副的磨损表面形貌。因此存在合适的温度使得缸套-活塞环的摩擦性能达到最优状态。     

新型活塞环材料—铌球铁的研究

铌球铁活塞环比目前广泛使用的铬钼铜铸铁活塞环耐磨性提高一倍以上，热稳定性提高近10％，无断环现象，很适应内燃机发展的需要。     

超长直列汽缸套接缝处冲击磨损试验装置及其试验研究

针对超长直列汽缸接缝处与活塞环之间的高速冲击特点,设计高差速旋转"面-面"接触磨损试验装置。通过模拟活塞环与超长直列汽缸接缝处的接触状态、滑动速度所受蒸汽压力,测量活塞环、汽缸套不同位置的磨损量,观察活塞环、汽缸套磨损前后的形貌变化,探索在高速冲击下活塞环与超长直列汽缸套接缝处的磨损规律。结果表明:设计的高差速旋转"面-面"接触磨损试验装置,可以模拟超长直列汽缸与活塞环之间的高速冲击磨损行为;汽缸套接缝处存在倒角将增加该摩擦副磨损,尤其将大幅增加对摩活塞环的磨损;倒角汽缸套的"迎环面"磨损严重,行程中段及"背环面"磨损轻微。