内燃机缸套-活塞环磨合动力学模型研究

文章从混合润滑和磨合动力学的角度出发,基于平均Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程和Ｇ－Ｔ微凸体接触模型,研究了表面粗糙度对内燃机缸套－活塞环磨合期内润滑状态的影响,分析了缸套－活塞环摩擦副混合润滑效应;建立了关于内燃机缸套－活塞环摩擦学系统磨合动力学模型。文中还结合ＥＱ６１００型汽油机的实例,探讨了各种参数对磨合的影响效果。     

基于油液分析的活塞环磨合过程摩擦磨损试验研究

为了改善柴油机活塞环-缸套摩擦副的磨合过程,缩短磨合时间,利用油液检测光谱分析技术,对活塞环-缸套摩擦副间的摩擦磨损过程进行研究,分析活塞环-缸套间的润滑与摩擦磨损规律,寻找改善活塞环-缸套润滑状态的途径.实验证明活塞环摩擦副的加工精度对油膜的形成有着重要影响,建立油膜的临界负荷与表面粗糙度等级成正比,并证明利用油液检测技术是进行摩擦副的摩擦磨损研究的有效途径.     

基于油液监测船用柴油机活塞环摩擦磨损研究

从延长船用柴油机活塞环寿命的角度出发，利用油液检测技术，对活塞环－缸套间摩擦副间的摩擦磨损过程进行分析研究，分析活塞环－缺套间的润滑与摩擦磨损规律，寻找改善活塞环－缸套润滑状态的途径，并证明利用油液检测技术是进行摩擦副的摩擦磨损研究的有效途径。     

对缸套-活塞环材料在往复滑动中摩擦系数的试验研究

为了研究机车柴油机缸套—活塞环材料的摩擦学性能,我们设计并制定了一台往复式摩擦磨损试验机．该试验机可在一定范围内实行载荷、速度、润滑量的单因素控制,并可同时定性和定量的显示运动中的摩擦力大小．利用该试验和对美国ＧＥ公司采用的软氮化铸铁缸套—表面镀铬铸铁活赛环材料进行了摩擦学性能的试验研究,得出了该配对副在往复滑动中摩擦系数随载荷和速度变化的关系曲线．     

磨合过程的摩擦学设计研究

利用磨合过程的数学模型分析了内燃机转速、负荷、缸套和活塞环的初始表面粗糙度以及润滑剂粘度等因素对内燃机磨合过程的影响。同时对内燃机磨合过程的摩擦学设计进行了理论上的分析和探讨,利用优化理论对活塞环顶环的剖面形状和磨合过程中内燃机转速和负荷的分配进行了研究。计算结果表明,非对称的活塞环剖面形状可以提高摩擦副的油膜厚度,从而降低磨合失败的可能性;而转速和负荷的合理分配则可以有效缩短内燃机的磨合进程。     

自由活塞内燃发电机活塞环摩擦特性研究

为验证自由活塞内燃发电机摩擦损失小的潜在优势,建立了活塞环混合润滑模型.通过数值求解,分别获得了同缸径的曲轴式内燃机和自由活塞内燃发电机的活塞环与缸套间的油膜厚度、摩擦力和摩擦功率.对比分析表明,两者的活塞环油膜厚度相近,平均摩擦功率近似相等.自由活塞的活塞环摩擦力峰值较大,持续时间较短.如果考虑凸轮、曲轴等其他部件的摩擦损耗,则在总机械摩擦损失方面,自由活塞内燃发电机相比曲轴式内燃机具有显著优势.     

基于油液分析的内燃机缸套活塞环磨合特性的试验研究(英文)

在两种润滑剂润滑条件下 ,研究了柴油机的缸套—活塞环摩擦副的磨合特性 .采用表面粗糙度仪、光谱分析仪、铁谱分析仪等设备 ,对该摩擦副的磨合试验结果进行了定性定量分析 ,结果表明 :磨合后的缸套表面的粗糙度均细化 ,使用康胜油磨合时 ,缸套表面粗糙度变化比普通CD40油均匀 ,而且在康胜油润滑条件下的缸套表面更早达到稳定磨损阶段 ,能缩短磨合进程 ,进而提高生产量     

柴油机活塞环-缸套典型材料摩擦磨损特性的研究

作者利用M200型摩擦磨损试验机、2001型轮廓仪、S-570型扫描电子显微镜Talyserf-S200型圆度仪等测试仪器,对中小型柴油机活塞环—缸套摩擦副常用的典型材料,进行交替配对组成九对摩擦副、在一定的速度及润滑条件下,以载荷及时间为参变量,考察它们的摩擦磨损特性。试验表明,合适的材料组配可以大大提高摩擦副的摩擦磨损性能,摩擦系数随载荷的变化而变化,在一定的载荷作用下,由于材料的塑性变形及石墨的润滑作用可使摩擦系数降低,摩擦系数与磨损量之间不能建立对应的函数关系。在合适的金相组织范围内较硬材质具有较高耐磨性,而活塞环材质硬度比缸套材质硬度较高时(本试验为40HB)摩擦副的磨损量最小。     

高酸值乙醇润滑下几种活塞环材料的摩擦学性能

通过SRV试验机考察了乙醇润滑条件下CrN、WS2、渗氮、B4C活塞环材料与气缸材料对磨时的摩擦学性能,通过SEM、EDX表面形貌方法对磨损表面进行分析;实验结果表明:在乙醇的酸度较高的情况下,材料磨损严重,磨损以腐蚀磨损为主;在几种摩擦副材料中,CrN的摩擦学性能最好。     

液固二相流体润滑状态下的热效应分析

文章以活塞环-缸套摩擦副为研究对象,基于雷诺方程和能量方程,考虑了润滑油的粘温效应,对液固二相流体润滑状态下的流体压力进行计算和分析,探讨了不同工作状态下温度对压力所带来的影响。另外,针对颗粒的存在所引起的润滑油粘度变化,讨论了润滑油中的颗粒对流体压力所带来的影响,从理论上对液固二相流体润滑状态下的活塞环-缸套摩擦副的润滑特性进行分析和研究。     

船用活塞环的离子软氮化及摩擦磨损特性

用离子软氮化工艺对船用活塞环进行了表面处理，测量了在不同条件下未经表面处理和表面经过离子软氮化处理的活塞环的磨损失重和摩擦系数，并对润滑油进行了光谱分析和铁谱分析．结果表明，在流体润滑和混合润滑状态，经离子软氮化处理的活塞环具有较高的耐磨性，且润滑性亦能得到改善，使缸套的磨损减小。     

内燃机缸套-活塞系统摩擦学与动力学行为耦合分析

建立了内燃机缸套—活塞系统油膜润滑与动力学行为的耦合分析模型，并用数值方法对单缸四冲程内燃机进行了仿真分析。在分析中同时考虑了活塞二阶运动和缸体振动对缸套—活塞间油膜润滑的影响。缸体结构振动响应用有限元法来计算，缸套和活塞间的流体润滑计算通过有限差分法求解平均雷诺方程进行，其中考虑了微凸体接触的作用。在考虑缸套—活塞油膜润滑与缸体结构振动、活塞二阶运动耦合作用的情况下，计算出了缸套—活塞间润滑油膜的最小油膜厚度、摩擦力、摩擦功耗等，同时也分析了活塞二阶运动的变化。通过与不考虑缸体振动时的相应结果对比表明：考虑缸体的结构振动后，缸套—活塞间的摩擦力和摩擦功耗减小，油膜厚度、活塞的二阶运动位移及速度增大。     

气缸套和活塞环早期失效原因分析

本文解剖分析了汽车发动机中气缸套和活塞环早期失效的原因,是气缸套中磷共晶组织网状分布和石墨分布的不均匀,表面有擦伤,犁沟,剥落;活塞环镀铬层有裂纹和块状剥落。剥落碎片使得气缸套和活塞环之间引起磨粒磨损,形成了在滑动条件下的擦伤磨损和磨粒磨损共存状态,使磨损率显著增加。     

发动机活塞拍击动力学分析及活塞表面磨损预测

针对活塞在缸内的拍击直接导致了活塞和气缸套摩擦磨损的问题,提出在多体动力学分析软件AVL-EXCITE中建立包括活塞、气缸套、活塞环组、活塞销以及连杆的模型,输入发动机相关结构参数和工况条件,进行了活塞拍击动力学仿真,利用模拟结果数据预测活塞表面磨损趋势和分析了活塞型线的变化.结果表明:活塞拍击运动参数随活塞和气缸套之间的间隙变大而增大,本来有中凸型线的活塞变成倾斜圆筒活塞.模拟结果跟实际观察结果相对比,二者有比较好的一致性.     

内燃机缸筒-活塞环的润滑与密封分析

推导出内燃机的缸筒与活塞环之间润滑油膜厚度和活塞环气体密封的分析模型,给出了实用的数学公式．并且对具体的发动机进行了计算．     

缸套-活塞间隙与振动信号关联维数的关系评价

利用发动机气缸套振动信号特征评价气缸套-活塞组件磨损状态,建立了发动机气缸套、活塞、曲柄和连杆机构的动力学模型并进行了动力学仿真.然后又进行了气缸套表面振动分析,并对所得到的振动模拟信号进行了基于关联维数的信号特征评价.结果表明,随气缸套-活塞组件磨损间隙的增加,振动信号幅值增大,气缸套表面振动加速度信号的自相关程度变大,气缸套表面振动信号的关联维数有下降的趋势,这些关联性可以作为发动机气缸套-活塞组件磨损状态评价的特征量.     

柴油机缸内机油消耗量的仿真计算及影响因素分析

为了降低发动机的机油消耗量,分析了发动机缸内机油消耗的4种主要模式,并以某柴油机为例,通过仿真的方法对某些常用工况下这4种模式的机油消耗量进行了计算,发现其中缸壁蒸发的机油量占了大部分.然后分析了柴油机不同运行工况、第2道活塞环闭口间隙及各道活塞环切向弹力对机油消耗的4种模式的影响规律.结果表明,缸壁蒸发量主要由发动机运行工况决定;第2道环闭口间隙的增大会降低顶环开口窜油量和增大漏气量;活塞环弹力的增加会减小剩余油膜厚度,进而降低顶环甩油及活塞顶刮油量,但同时会增大活塞环与缸套之间的摩擦损失.最后进行了柴油机台架机油消耗量实验,一定程度上验证了仿真计算结果的正确性.     

带有仿生孔的活塞裙部试验研究

受生物界凹坑形非光滑减阻耐磨表面的启发,以XL-2V型发动机为试验对象,根据活塞缸套运动副摩擦特点,以及发动机活塞失效形式,由三水平三因素正交表制订了9种仿生孔形试验方案.在发动机活塞裙部表面加工出优化后的变孔径、变行间距、凹坑和通孔交错的宏观仿生孔.通过发动机台架试验,检测出活塞磨损率和气缸压力变化率两个试验指标,对比验证仿生孔形活塞优于标准活塞的减阻、耐磨特性.得出试验优化设计的主次因素为孔径、孔分布类型和孔类型,最优水平为交错形、凹坑形和孔径甲.     

面向实车使用的重载柴油机寿命损耗机理研究

针对重载柴油机实车使用过程中寿命影响因素众多、损耗机理不清的问题,从柴油机使用寿命定义出发,系统研究某型12150柴油机技术状况变化规律;引入FMECA方法、正态分布统计和Pearson相关分析法确定实车运用中影响柴油机使用寿命的主要损伤模式、关键部件和实体特征参数。基于SEM分析缸套-活塞环磨损失效机理。结果表明:缸套-活塞环磨损是决定重载柴油机使用寿命的关键,摩擦副上止点附近表面因发生严重粘着磨损、磨粒磨损和腐蚀磨损的综合磨损失效,导致柴油机性能下降到极限,达到寿命终了,缸套上止点附近磨损深度是表征重载柴油机使用寿命的实体特征参数。