发动机活塞摩擦磨损与润滑油润滑特性研究
发布时间：2021-11-16 01:38
近年来我国汽车制造技术得到迅猛发展,缸套活塞环作为发动机中最重要的一部分。缸套活塞环摩擦损失的降低,可以大幅提升了发动机的能量转换效率。本文为了降低缸套活塞环磨损,把纳米石墨和纳米复合碳颗粒添加到润滑油中,进而提升减摩抗磨性能。然而,纳米石墨和纳米复合碳颗粒在润滑油中存在界面问题。改性后的纳米石墨和纳米复合碳颗粒,能增强纳米石墨和纳米复合碳颗粒在润滑油中的悬浮稳定性。纳米石墨采用是油酸和硬脂酸进行改性试验,最终得到改性絮状石墨添加剂。纳米复合碳采用钛酸酯偶联剂等进行改性处理,最终得到纳米复合碳添加剂。通过TEM,SEM,EDS,XPS和Raman检测方法研究了改性纳米复合碳和改性絮状石墨的形貌和微观结构。将两种改性碳基润滑油添加剂添加到350SN润滑油中并进行稳定性测试,发现稳定性良好。使用两种改性添加剂和350SN配置了不同比例润滑油。根据相关文献,合理配置了0.05%、0.075%和0.09%改性絮状石墨350SN润滑油和1%、3%和5%纳米复合碳350SN润滑油。为了选取最佳添加比例,对配置好的两种改性碳基润滑油进行了往复磨损试验,测得试样的摩擦系数和磨损量。对缸套活塞环磨损表面...
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
缸套活塞环实物图
含有纳米金刚石和石墨这两种核心产物。目前，制备纳米金刚石和石墨最广泛的方法是爆轰法[11]，其原理是利用负氧平衡的爆炸方法。根据炸药不同的结构和成分，为了得到纳米金刚石和纳米石墨，设置爆轰时不同的温度与压力，并且在生成纳米石墨粉时不需要施加高压。爆炸后多余的碳在高温晶变区和超高压下生成纳米金刚石。（如图 1.3（a）所示，混合物在 N2、CO2和液体的气氛中，在密闭的金属室中引爆 60 wt.%的TNT(C6H2(NO2)3CH3）和 40 wt.%的己烷（C3H6N6O6））。在爆炸之后，从发生反应的容器的下部和壁上获得含纳米金刚石和纳米石墨的烟灰。图 1.3（b）显示，相位图最稳定的碳相是低压下的石墨和高压下的金刚石，当温度高于 4500 K 时，两相都会熔化（每相的精确熔化温度取决于压力）。在反应爆炸期间，由爆炸引起的气压和燃烧造成温度快速上升达到 A 点。对于许多爆炸物而言，其属于 1-2 nm 大小的液态碳簇区域。随着温度和压力沿着等熵的减少（红线），碳原子凝聚成纳米团簇，进一步聚结成更大的液滴并结晶。然后将压力值降低到纳米金刚石-石墨转化线位置，相互之间发生替代。图 1.（c）描述了爆轰波传播的过程。(a) (b) (c)
图 2.1 所示，改性絮状石墨最终的制备流程图。如图 2.2 所示为改性石墨的分散原理。图 2.1 改性絮状石墨制备流程图图 2.2 改性絮状石墨原理图2.1.1 纳米石墨表面改性①纳米石墨改性修饰试剂制备。试验制备的原料是油酸、硬脂酸与环己烷。首先称取油酸 7.5g，然后按照油酸：硬脂酸=5:3 的比例来称取硬脂酸 4.5g。利用烧杯，将油酸与硬脂酸混合在一起。混合之后加入 60ml 的环己烷 46.68g，然后把环己烷加入到混合物当中。注意由于此时的环己烷
【参考文献】：
期刊论文
[1]柴油发动机碳烟对缸套/活塞环摩擦学性能影响的研究[J]. 苏鹏,熊云,刘晓,杨鹤,范林君. 摩擦学学报. 2017(02)
[2]边界润滑条件下机油污染物对摩擦学性能的影响[J]. MOHAMED Kamal Ahmed Ali,FAWZY M.H.Ezzat,侯献军,陈必成,蔡清平. 润滑与密封. 2017(02)
[3]柴油机缸套活塞环粗糙度对机油消耗的影响研究[J]. 尹必峰,汪博文,钱晏强,孙韶,吴立来,宋建华. 内燃机工程. 2016(03)
[4]三维活塞环的有限元模拟分析[J]. 于文妍,秦志健. 机械研究与应用. 2014(01)
[5]大功率柴油机活塞环-缸套摩擦学试验机的设计[J]. 余志壮,梁承培,杨林生,郑永强,张继彤. 润滑与密封. 2012(12)
[6]添加纳米金刚石润滑油的摩擦学性能试验研究[J]. 黄红,王伟,刘焜. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2011(02)
[7]内燃机缸套-活塞环润滑和磨损研究的现状和对策[J]. 邓志明,欧阳光耀. 内燃机与配件. 2010(06)
[8]活塞环润滑及摩擦损失仿真分析[J]. 卢熙群,郭宜斌,何涛. 船海工程. 2009(05)
[9]表面修饰的纳米金刚石微粒在润滑油中的抗磨减摩性[J]. 王东爱,刘美华,张书达,季德钢. 润滑与密封. 2009(07)
[10]用耦合分析法研究内燃机活塞环—气缸套传热润滑摩擦问题[J]. 周龙,白敏丽,吕继组,刘佳伟. 内燃机学报. 2008(01)
博士论文
[1]内燃机活塞组—气缸套纳米润滑油传热、润滑摩擦的综合研究[D]. 刘浩.大连理工大学 2015
[2]高强化柴油机缸套—活塞环摩擦状态转化机制研究[D]. 沈岩.大连海事大学 2014
[3]柴油机关键摩擦副的摩擦润滑性能研究[D]. 刘娜.山东大学 2012
[4]固体颗粒杂质影响活塞环—缸套润滑、磨损的理论及试验装备研究[D]. 杨晓京.浙江大学 2008
硕士论文
[1]生物质燃油及其碳烟微粒对活塞环一缸套摩擦学特性的影响[D]. 李豹.合肥工业大学 2016
[2]R12V280ZJ型大功率中速柴油机活塞开发[D]. 郑永强.上海交通大学 2015
[3]动态加载的活塞环—缸套小样往复摩擦试验机研制[D]. 沈锦龙.合肥工业大学 2015
[4]内燃机油环—缸套摩擦副的润滑性能研究[D]. 张亮.合肥工业大学 2015
[5]活塞组工作性能多目标优化的研究[D]. 丁加岑.浙江大学 2015
[6]活塞环动力学及其对活塞环—缸套摩擦副润滑特性影响的研究[D]. 解学谦.合肥工业大学 2013
[7]缸套—活塞润滑对内燃机振动影响研究[D]. 叶枫桦.武汉理工大学 2010
[8]发动机活塞组有限元分析[D]. 门秀花.山东理工大学 2006
本文编号：3497928
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
缸套活塞环实物图
含有纳米金刚石和石墨这两种核心产物。目前，制备纳米金刚石和石墨最广泛的方法是爆轰法[11]，其原理是利用负氧平衡的爆炸方法。根据炸药不同的结构和成分，为了得到纳米金刚石和纳米石墨，设置爆轰时不同的温度与压力，并且在生成纳米石墨粉时不需要施加高压。爆炸后多余的碳在高温晶变区和超高压下生成纳米金刚石。（如图 1.3（a）所示，混合物在 N2、CO2和液体的气氛中，在密闭的金属室中引爆 60 wt.%的TNT(C6H2(NO2)3CH3）和 40 wt.%的己烷（C3H6N6O6））。在爆炸之后，从发生反应的容器的下部和壁上获得含纳米金刚石和纳米石墨的烟灰。图 1.3（b）显示，相位图最稳定的碳相是低压下的石墨和高压下的金刚石，当温度高于 4500 K 时，两相都会熔化（每相的精确熔化温度取决于压力）。在反应爆炸期间，由爆炸引起的气压和燃烧造成温度快速上升达到 A 点。对于许多爆炸物而言，其属于 1-2 nm 大小的液态碳簇区域。随着温度和压力沿着等熵的减少（红线），碳原子凝聚成纳米团簇，进一步聚结成更大的液滴并结晶。然后将压力值降低到纳米金刚石-石墨转化线位置，相互之间发生替代。图 1.（c）描述了爆轰波传播的过程。(a) (b) (c)
图 2.1 所示，改性絮状石墨最终的制备流程图。如图 2.2 所示为改性石墨的分散原理。图 2.1 改性絮状石墨制备流程图图 2.2 改性絮状石墨原理图2.1.1 纳米石墨表面改性①纳米石墨改性修饰试剂制备。试验制备的原料是油酸、硬脂酸与环己烷。首先称取油酸 7.5g，然后按照油酸：硬脂酸=5:3 的比例来称取硬脂酸 4.5g。利用烧杯，将油酸与硬脂酸混合在一起。混合之后加入 60ml 的环己烷 46.68g，然后把环己烷加入到混合物当中。注意由于此时的环己烷
【参考文献】：
期刊论文
[1]柴油发动机碳烟对缸套/活塞环摩擦学性能影响的研究[J]. 苏鹏,熊云,刘晓,杨鹤,范林君. 摩擦学学报. 2017(02)
[2]边界润滑条件下机油污染物对摩擦学性能的影响[J]. MOHAMED Kamal Ahmed Ali,FAWZY M.H.Ezzat,侯献军,陈必成,蔡清平. 润滑与密封. 2017(02)
[3]柴油机缸套活塞环粗糙度对机油消耗的影响研究[J]. 尹必峰,汪博文,钱晏强,孙韶,吴立来,宋建华. 内燃机工程. 2016(03)
[4]三维活塞环的有限元模拟分析[J]. 于文妍,秦志健. 机械研究与应用. 2014(01)
[5]大功率柴油机活塞环-缸套摩擦学试验机的设计[J]. 余志壮,梁承培,杨林生,郑永强,张继彤. 润滑与密封. 2012(12)
[6]添加纳米金刚石润滑油的摩擦学性能试验研究[J]. 黄红,王伟,刘焜. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2011(02)
[7]内燃机缸套-活塞环润滑和磨损研究的现状和对策[J]. 邓志明,欧阳光耀. 内燃机与配件. 2010(06)
[8]活塞环润滑及摩擦损失仿真分析[J]. 卢熙群,郭宜斌,何涛. 船海工程. 2009(05)
[9]表面修饰的纳米金刚石微粒在润滑油中的抗磨减摩性[J]. 王东爱,刘美华,张书达,季德钢. 润滑与密封. 2009(07)
[10]用耦合分析法研究内燃机活塞环—气缸套传热润滑摩擦问题[J]. 周龙,白敏丽,吕继组,刘佳伟. 内燃机学报. 2008(01)
博士论文
[1]内燃机活塞组—气缸套纳米润滑油传热、润滑摩擦的综合研究[D]. 刘浩.大连理工大学 2015
[2]高强化柴油机缸套—活塞环摩擦状态转化机制研究[D]. 沈岩.大连海事大学 2014
[3]柴油机关键摩擦副的摩擦润滑性能研究[D]. 刘娜.山东大学 2012
[4]固体颗粒杂质影响活塞环—缸套润滑、磨损的理论及试验装备研究[D]. 杨晓京.浙江大学 2008
硕士论文
[1]生物质燃油及其碳烟微粒对活塞环一缸套摩擦学特性的影响[D]. 李豹.合肥工业大学 2016
[2]R12V280ZJ型大功率中速柴油机活塞开发[D]. 郑永强.上海交通大学 2015
[3]动态加载的活塞环—缸套小样往复摩擦试验机研制[D]. 沈锦龙.合肥工业大学 2015
[4]内燃机油环—缸套摩擦副的润滑性能研究[D]. 张亮.合肥工业大学 2015
[5]活塞组工作性能多目标优化的研究[D]. 丁加岑.浙江大学 2015
[6]活塞环动力学及其对活塞环—缸套摩擦副润滑特性影响的研究[D]. 解学谦.合肥工业大学 2013
[7]缸套—活塞润滑对内燃机振动影响研究[D]. 叶枫桦.武汉理工大学 2010
[8]发动机活塞组有限元分析[D]. 门秀花.山东理工大学 2006
本文编号：3497928
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3497928.html
