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。     

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     

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.     

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。     

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。     

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。     

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。     

磨合油对缸套-活塞环磨合过程的影响

在两种新型专用磨合油润滑条件下，对某型船用柴油机磨合过程中气缸套、活塞环的磨损失重和表面粗糙度这两个重要参量及摩擦系数随载荷、温度的变化规律进行了模拟试验研究，并与实际使用的普通CD40润滑油的试验结果进行了比较．研究结果表明，磨合过程中使用康胜专用磨合油可使摩擦副表面粗糙度快速下降，可有效地缩短出厂台架磨合试验的进程．而含金属陶瓷添加剂的CD40润滑油，在磨合过程中可显著减小摩擦副的磨损失重和摩擦系数，对避免磨合失效和提高内燃机的使用寿命是有益的。     

齿轮磨合试验中的磨合电现象及其分析

在3种磨合油中的钢质渐开线直齿齿轮磨合试验中,笔者观察到摩擦副间有磨合电现象发生,即在磨合过程中,无论用数字式欧姆表还是用指针模拟式欧姆表去检测齿轮摩擦副间的电阻时,其读数皆可能为负值.研究发现,该磨合电现象是金属齿轮副磨损时发生的表面副间的电荷运动现象.文中还研究了磨合电现象的行为机理.结果表明:磨合齿轮副两表面的氧化磨损率差越大,磨合电现象越显著.文中还提出了通过检测摩擦副间的电阻表读数来判定摩擦磨损状态和修正油膜电阻参数测量值等方法.     

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。     

柴油机活塞环组-缸套润滑状态和摩擦功耗的分析方法和应用(英文)

本文研究了表面粗糙度对柴油机活塞环—缸套摩擦副润滑性能的影响。文中考虑了温度效应,从而克服了以往分析这类问题的数学模型所存在的缺陷。此外,文中还介绍了本文作者在S195柴油机内按装的测量油膜厚度的遥测新方法。测量结果和分析计算结果一致。最后,文中还定量地给出了S195柴油机活塞环组摩擦功耗的大小。     

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．     

液压缸活塞表面微条纹织构摩擦性能数值分析

在分析液压缸活塞表面微条纹形貌的基础上,建立微观规则矩形条纹润滑理论模型,采用超松弛迭代方法对油膜压力进行求解,分析微条纹个数和倾斜角对活塞表面摩擦性能的影响规律,以无量纲承载力和摩擦因子作为摩擦学性能评判标准对其进行评判。结果表明,在液压缸活塞表面加工微条纹,能够改善活塞表面润滑性能;随着微条纹个数的增加,活塞表面的摩擦因子降低,油膜承载力上升;随着微条纹倾斜角的增大,活塞表面摩擦因子增大,油膜承载力降低。     

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。     

内燃机仿生孔型活塞热-结构耦合特性分析

 将凹坑型结构优化变形应用于内燃机活塞-缸套摩擦副中,研究了仿生孔型活塞的热-结构耦合特性。以XL-2V 型发动机活塞为试验母体,根据标准活塞的受力分布,运用正交试验法建立了9 种仿生孔型活塞试验模型,应用传热分析第3 类边界条件和最大侧压力,对其进行了热-结构耦合有限元分析。结果表明,9 种仿生孔型活塞模型的裙部最大变形（D_max）和裙部径向变形范围（U_{x max}-U_{x min}）均小于标准活塞,其中综合性能最优的1^#仿生活塞裙部的仿生孔为凹坑型,孔径相对最小（d₁~d₄分别为1、1.5、2、2.5 mm）,且均匀分布（间距1.2°）;小孔径、均匀分布的凹坑型仿生孔使活塞表面润滑油膜更均匀,同时使裙部应力卸载,从而可以有效地减少摩擦磨损,降低机械损耗,提高刚度,延长使用寿命。     

基于单缸柴油机表面异常声发射信号的活塞组件摩擦磨损故障诊断与研究

为了诊断并分析某型单缸柴油机的异常声发射信号,在柴油机缸体上安置振动传感器和声发射传感器。利用小波多分辨率算法对比分析了两个传感器的信号。首先通过几何估算提出了异常信号可能对应的两种故障形式,随后根据拆机检查,确认声发射信号中的故障特征来源于活塞组件之间的异常摩擦事件。诊断结果表明:该型号单缸柴油机的活塞组件的结构尺寸设计不合理,在柴油机正常工作中,连杆小头和活塞内部发生了摩擦事件,导致了声发射信号在固定的曲轴转角上出现异常峰值响应。声发射技术为以后有效监测活塞组件摩擦磨损提供了更准确的诊断方法。     

表面规则微凹腔半径对活塞环润滑性能的影响

以激光微造型活塞环表面为研究对象,建立表面具有规则微观抛物面凹腔结构的数学模型.利用变异多重网格法对该模型进行数值求解,得到活塞环-缸套间最小油膜厚度和无量纲平均摩擦力变化曲线,分析微凹腔半径对活塞环润滑性能的影响.分析结果表明:最小油膜厚度随微凹腔半径增大而明显变厚,无量纲平均摩擦力随微凹腔半径增大而减小,但在进排气冲程中,无量纲平均摩擦力的减小不明显;在压缩做功冲程中,无量纲平均摩擦力的减小显著,当凹腔半径rp从20 μm变化到70 μm时,无量纲平均摩擦力最多减小了68.7%.     

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。