表面织构对重载柴油机缸套—活塞环摩擦磨损性能影响的研究

发布时间：2017-06-15 05:09

  本文关键词：表面织构对重载柴油机缸套—活塞环摩擦磨损性能影响的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：缸套-活塞环作为柴油机中一对重要的摩擦副，由于承受活塞往复惯性力和高温气体冲击力的相互作用，具有复杂多变的摩擦行为，摩擦引起的缸套及活塞环磨损将导致柴油机气密性下降，漏气量增加，使柴油机功率下降及油耗增加，，而且磨损的加剧还会造成燃料燃烧不充分，排放大量有害废气。表面织构技术已被证明是改善表面摩擦磨损特性的一个重要手段，将这种技术应用于缸套-活塞环的摩擦表面微观几何形貌构造，能够增强储油能力、优化油膜分布，改善缸套-活塞环摩擦副的摩擦磨损性能。 本文主要以珩磨网纹、光滑无织构、槽纹-微坑复合织构三种不同表面形貌的缸套为试验对象，利用SRV IV摩擦磨损试验机，研究活塞环与三种表面织构缸套在面接触时的摩擦行为，并以实时摩擦系数、缸套磨损量、活塞环磨损量为评价指标，探讨在不同接触压力、温度及位置角度等条件下各种表面织构对缸套-活塞环摩擦磨损特性的影响。试验研究表明：表面织构主要是通过改善摩擦表面的润滑状态来改善缸套-活塞环的摩擦磨损性能，不同表面织构在摩擦表面承载力、温度、位置角度等因素变化时对摩擦副的摩擦磨损性能影响具有不确定性，某种表面织构只能在特定的表面承载力、温度等环境条件下才能优于其它表面织构。主要结论如下： （1）较低表面载荷下，微坑－槽纹复合织构表现出良好的减摩特性；较高表面载荷下，微坑—槽纹及网纹织构能起到一定减摩作用，但摩擦磨损特性与光洁表面趋近。 （2）常温状态下，微坑－槽纹复合织构能够起到一定的减小摩擦降低磨损作用，效果优于珩磨网纹织构及光滑无织构形貌，摩擦系数稳定且波动小；在高温状态下，微坑-槽纹复合织构的摩擦特性表现不如珩磨网纹织构，与光滑无织构形貌摩擦性能相近，且摩擦系数波动较大。 （3）随着位置角度的增大，三种表面织构形貌试样的平均摩擦系数都呈增大趋势，但平均摩擦系数的增大不显著，若排除试验机影响，可推断位置角度对摩擦行为的影响不大。
【关键词】：
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH117;TK423
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-27
• 1.1 研究的目的及意义11-12
• 1.2 表面织构技术研究应用与发展现状12-17
• 1.2.1 表面织构技术的研究应用12-14
• 1.2.2 表面织构技术发展现状及现阶段存在问题14-17
• 1.3 摩擦磨损及润滑的基本理论17-21
• 1.3.1 摩擦原理17-20
• 1.3.2 磨损原理20
• 1.3.3 润滑原理20-21
• 1.4 缸套-活塞环的摩擦学系统21-24
• 1.5 表面织构改善摩擦学性能的机理24-26
• 1.6 本研究的主要内容及课题来源26-27
• 第二章 不同表面织构试样制备及试验方案27-36
• 2.1 试验设备27-29
• 2.2 试样的选择及加工29-32
• 2.3 夹具设计32-33
• 2.4 试验设计33-35
• 2.4.1 润滑方式选择33-34
• 2.4.2 试验参数选择34
• 2.4.3 试验过程控制与数据处理方式34-35
• 2.5 本章小结35-36
• 第三章 不同表面织构的摩擦磨损试验研究36-63
• 3.1 常温变载荷条件下不同织构的摩擦学试验研究36-46
• 3.1.1 平均摩擦系数36-37
• 3.1.2 动态摩擦系数随时间的变化37-39
• 3.1.3 缸套试样的磨损39-40
• 3.1.4 活塞环试样的磨损40
• 3.1.5 缸套织构区磨损形貌40-42
• 3.1.6 活塞环磨损形貌42-43
• 3.1.7 摩擦系数振动43-46
• 3.2 常温变位置角度条件下不同织构的摩擦学试验研究46-53
• 3.2.1 0°（水平）角度下试验47
• 3.2.2 45°角度下试验47-50
• 3.2.3 90°（垂直）角度下试验50-52
• 3.2.4 常温下不同位置角度的影响52-53
• 3.3 高温变位置角度条件下不同表面织构的摩擦学试验研究53-61
• 3.3.1 0°（水平）角度下试验53-56
• 3.3.2 45°角度下试验56-58
• 3.3.3 90°（垂直）角度下试验58-60
• 3.3.4 高温下不同位置角度的影响60-61
• 3.3.5 常温与高温条件不同表面织构的摩擦系数对比61
• 3.4 本章小结61-63
• 第四章 缸套-活塞环摩擦磨损的仿真模拟及实验验证63-78
• 4.1 缸套-活塞环摩擦副的模拟仿真63-70
• 4.1.1 AVL-EXCITE 工具介绍63
• 4.1.2 柴油机仿真模型的建立63-65
• 4.1.3 活塞组动力学模型的建立65-67
• 4.1.4 结果分析67-70
• 4.2 模拟仿真结果与磨损实物对比分析70-76
• 4.3 本章小结76-78
• 第五章 全文总结与展望78-81
• 5.1 主要结论78-79
• 5.2 论文的创新点或特色79-80
• 5.3 研究展望80-81
• 参考文献81-86
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果86-87
• 致谢87-88
• 附件88

【参考文献】

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本文编号：451534