高强化柴油机合金铸铁缸套摩擦磨损性能研究

发布时间：2017-03-24 00:05

  本文关键词：高强化柴油机合金铸铁缸套摩擦磨损性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：缸套-活塞环是内燃机核心摩擦副,在当前节能与环保要求日益严苛的背景下,发动机的爆发压力和转速不断提高,缸套与活塞环摩擦副所承受的机械负荷和热负荷随之大幅度提高,摩擦磨损问题成为高强化柴油机寿命、可靠性及经济性的瓶颈问题,需要开展高强化条件下缸套、活塞环摩擦磨损规律及机制研究。本文研究了合金铸铁缸套与三种表面改性活塞环(PVD氮化铬活塞环、喷钼活塞环、CKS活塞环)配对副在不同工况参数下的摩擦磨损性能和抗黏着性能,得到结论如下： (1)随着载荷升高,各配对副摩擦系数均呈先下降后上升趋势,磨损量先缓慢增加后急剧增加,一定载荷后趋于稳定；随温度升高,均呈下降趋势,但幅度很小。抗拉缸时间随载荷和温度升高,先急剧下降后趋于稳定。摩擦系数和磨损量由大到小均为：铸铁-喷钼铸铁-CKS铸铁-氮化铬。抗拉缸时间由长到短为：铸铁-喷钼铸铁-CKS铸铁-氮化铬。 (2)铸铁-氮化铬配对副、铸铁-CKS配对副气缸套的磨损机理相似,先在接触区域发生塑性变形,直至形成稳定接触状态,微凸体经挤压塑性变形后,形成的接触表面在反复的接触应力下发生疲劳脱落。铸铁-喷钼配对副的磨损机理为先在接触表面产生转移粒子,加工硬化后在表面犁耕出犁沟和裂纹,同时镶嵌进磨损表面的粒子与基体黏着,撕裂后使表面形成犁沟。各配对副拉缸机理为：停止供油后,油膜不断消耗,当边界膜消耗大于生成时,局部产生黏着点,迅速扩大至整个接触界面。 (3)在正常磨损时,铸铁-氮化铬、的摩擦系数和磨损量均很小,在贫油状态下,铸铁-CKS配对副抗黏着性能远优于铸铁-氮化铬配对副,铸铁-CKS综合性能最好。
【关键词】：合金铸铁缸套 表面改性活塞环 摩擦磨损性能 抗黏着性能
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TK423
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 目录7-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题研究背景9-10
• 1.2 内燃机中缸套-活塞环的摩擦磨损问题10-11
• 1.3 缸套-活塞环摩擦磨损问题国内外研究现状11-15
• 1.3.1 缸套-活塞环系统摩擦磨损研究11-12
• 1.3.2 合金铸铁缸套研究12-13
• 1.3.3 表面改性活塞环研究13-15
• 1.5 研究内容15-16
• 第2章 试验方法16-31
• 2.1 试验设备17-18
• 2.2 试验材料18-27
• 2.2.1 缸套试样18-21
• 2.2.2 活塞环试样21-26
• 2.2.3 润滑油26-27
• 2.3 试验方案27-29
• 2.3.1 摩擦磨损性能试验27-28
• 2.3.2 抗黏着性能试验28-29
• 2.4 表征参数29-30
• 2.4.1 摩擦系数29
• 2.4.2 磨损量29-30
• 2.4.3 抗拉缸时间30
• 2.5 检测设备30-31
• 2.5.1 扫描电子显微镜30
• 2.5.2 X射线能谱仪30
• 2.5.3 三维共聚焦激光扫描显微镜30-31
• 第3章 硼磷合金铸铁缸套的摩擦性能31-39
• 3.1 摩擦特性影响因素及规律31-34
• 3.1.1 载荷、温度的影响规律31-33
• 3.1.2 配对副的影响规律33-34
• 3.2 硼磷合金铸铁缸套减摩机理34-38
• 3.3 小结38-39
• 第4章 硼磷合金铸铁缸套的磨损性能39-56
• 4.1 磨损特性影响因素及规律39-42
• 4.1.1 载荷、温度的影响规律39-41
• 4.1.2 配对副的影响规律41-42
• 4.2 硼磷合金铸铁缸套磨损机理42-55
• 4.2.1 合金铸铁缸套-PVD氮化铬配对副磨损机理42-46
• 4.2.2 合金铸铁缸套-喷钼活塞环磨损机理46-52
• 4.2.3 合金铸铁缸套-CKS活塞环磨损机理52-55
• 4.3 小结55-56
• 第5章 硼磷合金铸铁缸套的抗黏着性能56-68
• 5.1 贫油状态下摩擦力的变化规律56-59
• 5.2 抗黏着性能影响因素及规律59-61
• 5.2.1 载荷、温度的影响规律59-60
• 5.2.2 配对副的影响规律60-61
• 5.3 合金铸铁缸套-PVD氮化铬活塞环配对副异常黏着磨损分析61-63
• 5.4 合金铸铁缸套-喷钼活塞环配对副异常黏着磨损分析63-65
• 5.5 合金铸铁缸套-CKS活塞环配对副异常黏着磨损分析65-67
• 5.6 小结67-68
• 结论68-69
• 参考文献69-72
• 致谢72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 韩增虎,田家万,戴嘉维,张慧娟,李戈扬;磁控溅射CrN_x薄膜的制备与力学性能[J];功能材料;2002年05期

2 祁三军;陈阳;张萍;;内燃机活塞环表面处理技术的发展趋势[J];机车车辆工艺;2006年02期

3 张移山,孔宪梅,陈大融;关于内燃机缸套活塞环磨合过程的数学模型[J];机械科学与技术;1997年01期

4 刘词,桂长林,谢友柏;活塞环-缸套二维润滑特性的研究[J];机械科学与技术;1997年04期

5 桂长林,谢友柏;考虑活塞裙部润滑状态的活塞二阶运动分析及活塞设计参数的研究[J];机械工程学报;1998年03期

6 桂长林，刘q;内燃机活塞环－缸套摩擦功耗的设计计算方法之研究[J];摩擦学学报;1994年04期

7 刘q，谢友柏;内燃机缸套─活塞环混合润滑特性及摩擦力分析[J];内燃机学报;1995年03期

8 刘刘,桂长林,谢友柏;活塞环-缸套润滑状态周向不均匀性的研究[J];内燃机学报;1997年03期

9 刘q ,刘小君,桂长林;内燃机活塞环-缸套擦伤的理论分析与试验模拟[J];内燃机学报;1999年02期

10 郝放;;活塞环铬基陶瓷复合镀[J];内燃机与配件;2010年05期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 马晓华;李向荣;金元生;;等离子喷钼活塞环／铸铁缸套高温减摩特性的研究[A];第五届全国摩擦学学术会议论文集（上册）[C];1992年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 朱峰;对置往复式摩擦磨损试验机研制及其试验[D];大连海事大学;2011年

2 李维山;活塞环—气缸套摩擦磨损试验机研究[D];华南理工大学;2011年

3 金梅;镀铬缸套摩擦磨损性能研究[D];大连海事大学;2012年

4 于玉城;CrN硬质膜的制备及性能的研究[D];西华大学;2007年

  本文关键词：高强化柴油机合金铸铁缸套摩擦磨损性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：264778