关于内燃机缸套活塞环磨合过程的数学模型

从混合润滑和磨合动力学的角度出发，以表面粗糙度和磨损率为状态参量，建立一个关于内燃机缸套、活塞环摩擦学系统磨合过程的数学模型，分析了影响磨合过程的各种参数对磨合的影响，为磨合过程的动态仿真提供了基于润滑的表面形貌分析的理论依据     

国外摩擦副磨合过程的研究

摩擦副的磨合过程已有大量研究 ,综述了国外摩擦副磨合过程的研究现状 ,指出了存在的问题及进一步研究的方向。附图 3幅 ,参考文献 3篇     

磨合过程中表面形貌变化的分形表征

磨合是各运动副在投入运行前为获得好的配合性、提高承载能力所必须经历的过程,表面形貌的明显变化是磨合过程中表现出的重要特征。本文引入分形理论,用分形参数表征磨合表面的形貌变化。研究表明,磨合表面变化的分形参数表征是简单有效的。     

内燃机缸套-活塞环磨合研究概述

在对缸套-活塞环磨合过程的数学模型、影响因素及磨合状态的评定参数3个方面的国内外研究现状进行概述的基础上,对其中存在的一些问题进行了探讨和分析,并对缸套-活塞环磨合过程的进一步研究提出如下建议:微凸体承载方程中考虑磨合的动态性;研制模拟缸套-活塞环工况的磨合磨损试验机,定量研究磨合中的影响因素;研究缸套-活塞环磨合状态评定参量到达稳定状态时间不同的影响因素.     

基于多重分形的摩擦振动信号研究

为提取摩擦振动的特征信号和实现摩擦振动特征信号的表征,在摩擦磨损试验机上进行船用柴油机缸套-活塞环摩擦副摩擦磨损模拟试验,应用总体经验模式分解对缸套-活塞环摩擦副的非线性、非平稳的摩擦振动信号进行降噪,并应用多重分形对摩擦振动信号进行分析,得到多重分形谱图及其参数。研究结果表明,随着摩擦磨损试验的进行,缸套-活塞环摩擦副摩擦振动信号振幅分布多重分形谱和频率分布多重分形谱呈现一定的变化规律;多重分形谱图及其参数能够实现摩擦振动信号特征的表征,可以用于摩擦副摩擦振动状态的识别。     

磨合表面形貌变化的分形表征

用结构函数法计算磨损表面轮廓的分形维数和尺度系数。研究表明 :分形维数或尺度系数不能实现表面的唯一性表征。因此 ,把分形维数和尺度系数相结合 ,提出一个新的分形参数———特征粗糙度 ,给出了其定义和计算表达式 ,并在推进式试验机上进行摩擦磨损试验 ,对试件表面某一位置在不同磨合阶段的形貌进行精确复位测量 ,用特征粗糙度表征形貌的变化。表征结果表明 :特征粗糙度对反映磨合表面形貌的变化不但表现出很好的灵敏性 ,而且比分形维数更具有规律性。     

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。     

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。     

新型缸套-活塞环零部件摩擦磨损试验机及其测控系统

介绍了一种新型摩擦磨损试验机,同时以组态王（Kingview）工业控制组态软件为开发平台,为该试验机设计了一套测控系统,实现了对该试验机的实时监测与控制、现场模拟、报警报表以及故障诊断等功能。该系统经调试已经投入现场运行,结果表明该系统运行稳定,达到了设计要求。本试验机的研制成功与本测控系统的成功应用为缸套一活塞环配对副摩擦磨损特性评价提供了一种新的、方便快捷而又有效的方法。     

基于分形理论的磨合磨损预测模型

把分形几何用于粗糙表面的表征,用具有尺度独立性的分形参数研究了磨合过程中表面形貌的变化规律。基于经典接触力学的基本结论和Ｒｏｗｅ的修正粘着磨损理论,建立了磨合磨损的分形预测模型;用此模型分析了表面形貌分形参数对磨损率的影响,并通过销一盘试验验证了本模型的正确性。     

缸套-活塞环的磨损分析与寿命预测

基于Archard黏着磨损模型,建立缸套-活塞环磨损模型,并设计仿真程序,对标定工况下PA6-280柴油机缸套-活塞的黏着磨损进行仿真分析。通过样机台架试验获得缸套-活塞环磨损试验数据,对试验和仿真数据进行比较分析,验证了仿真结果的准确性。引入柴油机工况因子建立磨损寿命预测模型,对PA6-280柴油机所有活塞环和气缸套的磨损寿命进行预测,预测结果与柴油机设计要求一致。     

高原柴油机气缸套-活塞环磨损计算研究

为了研究高原环境对柴油机寿命的影响,以某型柴油机为对象,通过模拟高原柴油机实际工作过程,结合活塞环受力分析和缸套传热计算得到边界条件,基于雷诺方程和改进的Holm-Achard黏着磨损公式建立气缸套-活塞环润滑磨损数值计算模型;经验证气缸套径向最大磨损深度的计算值与实测值误差不超过5%。计算表明,油膜厚度随外界大气压力降低而逐渐变薄;在海拔5000 m左右时气缸平均磨损值达到最大。     

搅拌摩擦焊接头摩擦磨损性能研究

在MM-200型摩擦磨损试验机上分别试验了LF2铝合金搅拌摩擦焊接接头焊缝区和母材的摩擦磨损性能。通过测定失重量和摩擦力矩的波动情况,得出了在不同的工艺参数条件下试样的抗磨损性和摩擦因数的变化规律。实验结果表明：搅拌摩擦焊接头的摩擦磨损性能明显优于母材,当正压力从50N增加到106N时,母材的失重量增加近6倍,母材的失重量在同等垂直载荷的情况下是焊缝的10-20倍。实验还表明搅拌摩擦焊接接头的摩擦力矩较小并且波动平缓。搅拌摩擦焊接头区域的磨损机制从磨粒磨损方式转变为疲劳磨损方式。     

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。     

磨合油对柴油机磨合过程的影响研究

应用表面粗糙度分析仪、发射光谱和扫描电镜等,利用油液检测技术,结合使用不同的磨合油,对CA6110Z-07Y型柴油机磨合过程进行综合研究。实验结果表明：使用专用磨合油后柴油机所有磨损性元素的含量在25-30min。后呈下降趋势,说明柴油机摩擦副在25-30min后已完成磨合过程;使用专用磨合油能有效改善摩擦副表面性能;台架磨合与摩擦副的原始表面粗糙度关系不大;利用润滑油分析技术和其它磨合技术,不但可以降低磨合过程的故障率,提高磨合质量,而且可以将该机型的磨合时间由45min缩短到25-30min。     

陀螺框架轴承摩擦力矩分析

针对陀螺框架轴承要求启动摩擦力矩小而稳定的苛刻要求,建立轴承摩擦力矩分析模型,在已有的球与内外圈弹性滞后、差动、自旋、润滑影响因素引起的摩擦力矩分析基础上,重点考虑浪形及冠型保持架引起的摩擦力矩。求得的轴承启动、动态摩擦力矩与YZC-II测试仪测试结果吻合较好。分析表明,浪形保持架整体优于冠型保持架,保持架与球作用引起的摩擦力矩比例随轴向载荷减小而增大,该比重在启动过程中较大,在动态过程明显降低;通过对4种型号框架轴承不同转速的摩擦力矩分析,当转速低于2 r/min时,轴承摩擦力矩受转速影响不大,随着速度增大,启动速度对轴承启动摩擦力矩值、动态摩擦力矩波动范围影响突显出来。     

纳米铜对车用柴油机磨合过程的影响研究

从改善车用柴油机台架磨合质量,缩短磨合时间的角度出发,利用油液检测光谱分析技术和扫描电镜分析,对CD40润滑油及添加纳米铜的CD40润滑油进行实车台架磨合试验。实验结果说明使用添加纳米铜的CD40润滑油的2#柴油机在台架磨合25 m in时,柴油机主要磨损性元素Fe、Pb和A l就处于平衡状态,而使用CD40润滑油的1#柴油机在台架磨合结束时,上述各元素仍处于上升趋势。试验结果证明纳米铜添加剂能够有效改善柴油机的磨合质量,缩短磨合时间。     

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。