亚微米铜作润滑油添加剂的摩擦磨损特性及应用研究

发布时间：2020-05-05 02:34

【摘要】：本文以亚微米铜作润滑油添加剂为研究对象,利用四球机对比分析不同含量的亚微米铜和纳米铜、不同载荷和不同转速对润滑油摩擦磨损性能的影响。利用飞纳台式电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析以上各条件下的磨斑表面形貌和磨斑表面元素,探究亚微米铜和纳米铜的抗磨减摩效果及其作用机理。再将含亚微米铜润滑油添加到汽车发动机中进行台架试验和实车行驶试验,探究亚微米铜对发动机性能和节能环保的影响。(1)摩擦磨损性能试验结果表明:当质量分数为0.1%时,纳米/亚微米铜粉抗磨减摩效果都是最佳的,摩擦系数分别降低了25.7%和23.8%,磨斑直径分别降低了16.2%和12.8%,当质量分数在0.15%~0.6%时,亚微米铜粉减摩效果优于纳米铜粉;当载荷大约在150~650N时,纳米/亚微米铜粉的减摩效果明显,纳米/亚微米铜粉的抗磨效果随载荷的增加而上升,且在高载荷条件下,亚微米铜粉的抗磨效果优于纳米铜粉;随转速的增加,纳米/亚微米铜粉的抗磨减摩效果表现更佳,在低转速条件下,亚微米铜粉减摩效果优于纳米铜粉,在高转速条件下则反之。(2)磨斑表面微观分析结果表明:纳米/亚微米铜作润滑油添加剂的抗磨减摩效果十分明显,主要原因在于纳米/亚微米铜粉在润滑过程中起到了“滚珠”作用和表面抛光优化作用,但并没有自修复作用。(3)台架试验结果表明:添加含亚微米铜粉润滑油后发动机扭矩提升1.27%、输出功率提升1.2%、油耗降低1.09%,对发动机安全、稳定运行无不良影响,有效提升发动机性能。(4)实车行驶试验结果表明:柴油发动机使用前后尾气中NOX、THC+NOX和PM分别降低了13.5%、12.5%和4%,油耗降低9.4%;汽油发动机使用前后尾气中CO、NOX和HC分别降低了71.8%、3.5%和42.6%,油耗降低6.8%。且能提升汽车发动机动力,降低振动及噪音,保证汽车安全稳定运行。
【图文】：

摩擦磨损试验机,纳米铜粉,四球机,亚微米铜

首先利用四球摩擦磨损试验机对比分析不同亚微米铜粉含量的不同纳米铜粉含量的润滑油在相同转速和载荷条件下的摩擦磨米铜粉和纳米铜粉的最佳添加比例。再对比分析最佳比例亚微础油、最佳比例纳米铜粉润滑油分别在不同转速和不同载荷条能，探究纳米铜粉和亚微米铜粉的抗磨减摩效果。验部分验仪器介绍 2.1 所示，四球机是评价润滑油、润滑脂等润滑剂机械性能应用备。与化学分析仪器不同，四球机评定的是机械性能，主要对磨损和润滑性三个不同方面进行评价。MS-10A 型四球摩擦磨损自动化有限公司生产，本论文的摩擦磨损试验是在该四球机上结果皆来自于该试验机。

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重庆大学硕士学位论文 2 摩擦磨损性能分析的形式来评定润滑油的承载力和摩擦磨损性能。四球接触方式如图 2.2 所示，下面三个钢球（下摩擦副）固定在油杯中，上面一个钢球（上摩擦副）沿轴向以一定的速度旋转。将摩擦过后的下摩擦副利用四球机自带的光学显微镜（OA）测量磨斑直径，用来评价润滑油的抗磨性能。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE624.82

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