基于声发射技术的内燃机润滑油粘度状态非介入式检测研究

润滑油的粘度变化是影响缸套-活塞环间摩擦润滑状态的主要因素之一。为了实现润滑油粘度的非介入式检测,本文通过声发射技术对缸套-活塞环间摩擦润滑状态进行了检测分析,采用小波变换、阈值降噪等方法实现信号的处理,得到了润滑油粘度与摩擦所产生声发射信号的近似关系。结果表明：随着转速的升高,声发射信号的电压幅值明显增加,缸内摩擦明显增大;随着润滑油温度的上升,粘度减小,声发射电压信号幅值逐渐减小,缸内摩擦相应地减小,且具有较好的线性相关性,为润滑油的状态检测与及时更换提供了技术手段,同时证明了声发射技术作为一种缸套-活塞环摩擦研究手段的有效性。     

基于声发射的活塞环缸套系统的摩擦润滑特性

由于活塞环-缸套系统摩擦润滑特性与缸套表面的声发射信号的关联性尚不明确。通过建立活塞环缸套润滑模型,对比研究摩擦力数值仿真结果与试验采集对发动机缸体表面声发射信号。根据冲程中部黏滞摩擦力、声发射信号和活塞速度的相关性,设计阈值-小波包降噪方法提取冲程中部声发射信号特征值。结果表明,冲程中部的声发射信号与系统黏滞摩擦力具有相关性,随发动机转速和润滑油动黏度的增大而增大。     

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。     

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。     

低黏度润滑油与织构对活塞环-缸套摩擦特性的影响

针对活塞环-缸套系统的摩擦行为建立了模型并进行数值求解,考虑了气穴现象和混合润滑的影响,研究了低黏度润滑油条件下织构对活塞环-缸套系统摩擦特性的影响,对比了在低黏度润滑油SAE0W20和SAE5W20的条件下活塞环表面含半径30μm、深度3μm的球形织构与不含织构的活塞环-缸套系统摩擦特性.结果表明:织构的作用与润滑油黏度密切相关;在润滑油SAE0W20的条件下,球形织构起到了一定的减摩作用;在润滑油SAE5W20的条件下,球形织构增大了系统的摩擦功率损失和摩擦平均有效压力.     

汽缸套-活塞环磨合过程摩擦力矩分形行为研究

针对缸套-活塞环磨合过程摩擦力矩的变化特点,提出一种用分形维数描述摩擦力矩信号复杂性的新方法.从工程应用角度介绍了摩擦力矩信号盒维数的计算方法,通过试验研究了缸套-活塞环磨合过程中摩擦力矩信号盒维数的变化规律.结果表明随磨合磨损的增加,摩擦力矩信号盒维数呈上升趋势,且在不同的润滑方式下,摩擦力矩信号盒维数上升趋势不同,运用摩擦力矩信号盒维数可有效地评价磨合过程.     

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。     

润滑表面膜在线电测技术研究

为了在线研究摩擦副中表面膜的变化,提出采用摩擦副间的动态接触电阻定性地表征表面膜状态的测试技术．测量电路包括四臂电桥测电阻,信号放大、光耦隔离等模块．针对往复运动的特点,提出了可揭示表面膜状态的数据处理方法,并在自制的缸套／活塞环摩擦试验机上进行润滑条件下表面膜形成和损伤的试验研究．研究表明：采用接触电阻法可在线观测表面膜的形成、损伤及恢复等表面膜变化比较显著的过程．     

内燃机中缸套-活塞环的磨损与润滑综述

内燃机中的缸套和活塞环是内燃机中的主要摩擦学系统,其中含有许多类型的摩擦和磨损及润滑摩擦,磨损的相互作用十分显著。发动机运持时摩擦学系统的特性,扮演了一个重要的角色,其摩擦学问题的研究一直是人们关注的热点之一。本文对它进行了综述,对缸套-活塞环的磨损与润滑的远景研究工作提出了展望。     

基于声发射技术的滑动轴承润滑状态诊断研究进展

声发射现象是材料受力变形释放出弹性波的现象,通过对材料声发射信号进行接收处理能够监测滑动轴承润滑状态,利用声发射技术进行润滑状态监测具有反馈即时、信号携带信息完整以及预警能力强等特点,但是现阶段对于轴承内部声发射机理与信号表征以及润滑状态的联系的研究尚存不足.本文介绍了声发射现象产生机理,总结了基于位错运动以及粗糙接触的声发射计算模型,并综合阐述了国内外基于声发射技术的滑动轴承润滑状态监测研究领域的一些成果,最后分析总结了现阶段研究存在的不足以及对下一步的研究方向提出了自己的看法.     

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。     

2D20-140/6.37-BX压缩机无油润滑改造

兰州石化炼油厂PSA装置2D20-140/6.37-BX往复式压缩机运行过程中由于压缩气体中含有较多的杂质,这些杂质与汽缸内的润滑油接触形成油泥,导致活塞环和支撑环以及汽缸内壁镜面磨损,气阀失效。经过分析研究,决定将2D20-140/6.37-BX往复式压缩机的润滑方式由有油润滑改为无油润滑,并适当改变缸套以及活塞组件的材质和结构尺寸,以适用无油润滑的需要。这样可以避免缸内油泥的形成,保护了活塞组件和气阀。     

低碳钢疲劳损伤声发射检测的概率熵研究

研究利用声发射技术对低碳钢的疲劳损伤进行检测和评估。首先,基于声发射技术对材料微损伤事件的高敏感性,针对经不同次数动态循环加载后的低碳钢试样,通过采集静载下的声发射信号检测材料的疲劳损伤状态;其次,针对所采集的海量声发射信号,按其幅值大小进行统计分析,构建一个能够表征损伤能量尺度特征和时间序列特征的二维矩阵,进而通过对该矩阵的分析研究低碳钢在不同次数循环加载下的损伤演化特征;最后,通过计算声发射信号按幅值统计后的概率熵描述材料疲劳后的损伤演化特征。通过试验并辅以对材料断面的扫描电镜观测,获得的结果为低碳钢在不同疲劳载荷后的损伤概率熵曲线具有差异性,这提示基于声发射检测的损伤概率熵有望成为表征材料疲劳损伤状态的有效参量。     

偏置电压对离子电流信号影响的试验研究

研究了在用火花塞作传感器直接测量发动机缸内燃烧状态时检测占所加的偏置电压对检测信号的影响,提出可获得所需离子电流信号的适当的偏置电压为200－600V,研究中发现：当偏置电压不同时,不仅离子电流的幅值和持续时间不同,而且其波形也有较大差异,在燃烧过程中会出现单峰,双峰和三峰现象,当偏置电压增至5KV时,驻燃烧过程中有离子电流信号,而且在进,排气冲程中,离子电流信号也异常突出,给出了不同偏置电压下离子电流的波形特征,获得了较为理想的离子电流信号的曲线,为用火花塞作为检测传感器实现汽油机缸内燃烧信号的检测奠定了试验研究基础。     

木基复合材料破坏过程中声发射特性的研究

利用声发射监测系统获取了胶合板和贴面刨花板两种木基复合材料三点弯曲加载状态下断裂损伤的声发射信号。利用累计能量和振铃总计数两项声发射信号特征参量分析了胶合板和贴面刨花板损伤破坏过程及其特点;利用幅值和有效电压（RMS）研究了随挠度增大胶合板和贴面刨花板内部裂纹产生、扩展、宏观裂纹形成至断裂的过程。结果表明:声发射信号的幅值、有效电压、累计能量、振铃总计数等参量可以有效表征木基复合材料内部损伤演化过程;贴面刨花板的断裂损伤发生早于胶合板,且贴面刨花板的损伤演化过程分为线弹性阶段和断裂韧性阶段,胶合板分为线弹性阶段、非线性变形阶段和断裂韧性阶段。     

用声发射信号在线监测切削刀具的磨损与破损

通过监测金属切削过程中的声发射信号，判别切削刀具刃部的磨损状况．监测逐渐增大的声发射信号幅值大小，测量刀具后刀面的磨损情况；检测阶跃式声发射信号的幅值，监测刀具的破损情况．并用微机处理实验数据产生刀具破损的信号．还对刀具破损时声发射信号阀值进行了研究．     

考虑润滑因素的两圆柱体接触承载能力的分形模型研究

为了研究润滑对两圆柱体结合面接触承载能力的影响,文章引入弹性流体动压润滑理论,在分形理论M-B接触模型的基础上,结合弹性流体动压润滑机理,利用雷诺方程、Grubin积分法以及Hamrack关于最小油膜厚度的修正公式,推导了考虑弹性流体动压润滑状态下的两圆柱体结合面分形接触模型。通过Matlab仿真发现,弹性流体动压润滑能明显地减小圆柱体结合面接触应力,且随着润滑油膜厚度的增加,接触应力上升;随着粗糙度幅值减小、分形维数增加、啮合曲率半径变大,两圆柱体间的接触应力减小,且外啮合比内啮合时的接触应力大。该文将润滑因素引入圆柱体分形接触模型中,为后续进行真实工况下的齿轮接触分析奠定了一定的理论基础。     

AE检测液固两相流室内模拟研究

 针对现有液固体系中固相含量检测方法上的缺陷,研发了液固两相流声发射检测系统,并进行室内评价试验。利用自行编写的系统软件,在实验室条件下提取不同砂粒的浓度和粒度信息进行试验。结果表明,在粒度不变条件下,砂粒声发射信号的功率谱幅值随砂粒浓度增加而增加;在浓度不变条件下,砂粒声发射信号的功率谱幅值随砂粒粒径增加而减小。