柴油机活塞环镀层摩擦学特性研究

对镀铬、喷钼和陶瓷复合镀铬的柴油机球墨铸铁活塞环的摩擦学性能进行了试验研究.试验结果表明,3种活塞环中,高硬度的铬层、陶瓷颗粒和储油微孔隙的存在使陶瓷复合镀铬活塞环具有最佳的耐磨性,其磨损系数仅为镀铬环的14.5%、喷钼环的0.02%;喷钼活塞环摩擦因数最低,但其磨损系数是陶瓷复合镀铬活塞环的49.6倍.     

柴油机活塞环缸套摩擦学特性研究

利用CETR摩擦磨损试验机测试分析了柴油机常用的4种表面功能层活塞环与4种合金铸铁材料缸套摩擦副的摩擦因数和磨损系数,结合摩擦界面形貌和成分分析,初步确定了不同活塞环-缸套摩擦副的磨损机制.研究结果表明,陶瓷复合镀层活塞环-缸套摩擦副具有稳定和优良的摩擦学特性,耐磨性大幅度提高;镀铬环-缸套摩擦副物理化学性质稳定,但摩擦因数和磨损系数高;喷铜环-缸套摩擦副物理化学性质不稳定,出现钼颗粒剥落和形成表面复合膜等现象,摩擦因数曲线出现拐点,缸套和活塞环都具有最大的磨损系数.     

同步环用碳纤维复合材料的摩擦学特性评价及研究

根据我国制定的同步环摩擦材料的试验室评价方法和规范,对3种同步环用碳纤维复合材料进行了摩擦学特性研究。结果表明,碳纤维复合材料具有优良的摩擦学特性,其性能与碳纤维形态特性、材料孔隙率及添加材料的性能密切相关,但其组成和织构的差异对摩擦学特性有较大影响,因此在设计和生产中必须进行摩擦学特性评价试验。     

DuroGlide~——用于高燃油效率商用车发动机的新一代活塞环涂层

商用车发动机发展的根本驱动力是提高燃油效率及满足愈加严格的废气排放法规,这为发动机零部件,特别是活塞环的开发提出了重大挑战。在动力气缸中,活塞环组是摩擦损失的重要部件,活塞环组的摩擦损失占发动机总机械摩擦损失的25%,相应影响燃油耗高达4%。要在不影响机油消耗的前提下,减小摩擦功率损失,同时满足由于功率密度增加、缸孔更平滑、润滑减少,以及使用代用燃料等越来越多的活塞环热机械学和摩擦学要求。在这种情况下,以耐磨性和抗刮擦性为特征的活塞环工作表面的可靠性发挥着日益重要的作用。活塞环表面涂层作为关键设计要素,必然是解决活塞环/气缸套摩擦学系统摩擦损失和增加可靠性的主要焦点之一。概述了新一代四面体非晶质碳基(ta-C)活塞环涂层的开发,这项名为"DuroGlide"的活塞环涂层在提高产品性能、减小摩擦方面树立了新的标准。DuroGlide 涂层活塞环与其他同类产品相比,具有更出色的耐久性、耐磨性和抗刮擦性,结合先进的顶环和油环设计,可使商用车发动机节省燃油耗多达1.2%。介绍了DuroGlide涂层如何提供优越的耐磨性和抗刮擦性,从而在润滑条件不良的情况下具有更高的性能和燃油效率。最后,总结了上压缩环和油环的台架试验和发动机验证的基本结果。     

2Cr13马氏体不锈钢稀土催渗离子SNC共渗的研究

研究了稀土元素对２Ｃｒ１３马氏体不锈钢离子ＳＮＣ共渗渗层的影响。结果表明，稀土元素对２Ｃｒ１３马氏体不锈钢渗氮、ＳＮＣ共渗具有秀强催渗作用。２Ｃｒ１３钢加稀土离了ＳＮＣ共渗可比渗氮增加渗层深度２３．６％，比ＳＮＣ共渗增加渗层深度１２．４％以上。而且稀土元素显著地细化支组织，促进碳化合物约散细小析出，提高渗层硬度，并对称稀土垢催渗作用了探讨     

活塞环摩擦学特性在下一代弹性燃料发动机上面临的挑战

目前,随着可再生生物燃料的使用,考虑到从种植、燃料生产到汽车使用的整个生命周期,乙醇在弹性燃料汽车上的应用被认为是低二氧化碳排放的代用方案。在巴西,80%以上的量产汽车都使用弹性燃料。由于乙醇热值较低,为了获得相同的发动机功率,与汽油相比,乙醇的燃烧标定更为激进。这种燃用乙醇时不断增加发动机比功率的需求所产生的机械热负荷对活塞环摩擦学特性是一种挑战。乙醇的使用也带来一些特定的未被明确的摩擦学差异,如燃料稀释润滑油(尤其是在冷起动时),以及具有腐蚀性的工作环境等。在特定的驾驶条件下,曾观察到氮化钢的第1道活塞环表面剥落等早期失效情况。当采用乙醇运行时,弹性燃料发动机呈现更高的最高燃烧压力,并且该峰值出现在曲轴转角上止,点附近。这种状况增加了活塞环的磨损、擦伤的风险及摩擦学上的困难,这些都可能导致氮化层的裂纹及剥落。从摩擦学角度探讨弹性燃料发动机的第1道活塞环性能。讨论了弹性燃料发动机使用乙醇后对第1道活塞环的磨损、擦伤、氮化层剥落及摩擦等特性的影响。用发动机试验来评定耐磨损性和耐剥落性。有关擦伤,进行了环块法摩擦磨损试验,并给出了活塞环的涂层分级。还讨论了第1道活塞环的摩擦特性及对燃油耗的影响。给出了发动机浮动气缸套的试验结果。最后,讨论了克服这些挑战的活塞环技术方案。其中,有改进氮化处理以增加韧性的钢制活塞环,以及应用一种物理汽相沉积涂层,以提高耐磨损性和摩擦特性。介绍了一些摩擦试验台和发动机试验,以支持所讨论的技术方案。发动机试验基于严酷程序,目的是证明或预测弹性燃料发动机燃用乙醇时对性能的影响。     

汽车发动机低摩擦技术分析与研究

在汽车发动机中,涉及到的摩擦是很复杂的。而在发动机工作过程中所有摩擦副摩擦学、摩擦机理等是目前研究较多的研究内容。然而,在使用过程中发现对于发动机采用与摩擦学技术相关的诸如从有利于降低部件摩擦的结构、选用合适材料或润滑剂及采用不同类型的副摩擦等,可以大幅度的降低发动机工作过程中的摩擦程度,提高发动机的使用寿命和可靠性。     

表面处理对活塞环摩擦磨损性能影响的试验研究

活塞环与缸套的摩擦磨损对内燃机动力性、经济性及可靠性有重要影响.本研究通过圆盘式摩擦磨损试验机对活塞环与缸套的摩擦学性能进行试验,考察了未经处理表面、镀铬表面和PVD表面活塞环的摩擦特性,重点分析了摩擦系数、表面摩擦形貌以及磨损量.结果表明:相比未经处理表面,镀铬和PVD处理均能有效减小活塞环配对副摩擦系数,其中PVD环配对副摩擦系数随时间的变化稳定;未经处理表面呈现磨粒磨损特征,镀铬处理表面呈现抛光磨损特征,PVD处理表面呈现塑性变形特征;镀铬处理在减小活塞环磨损的同时增大了配合缸套的磨损,PVD处理在进一步减小活塞环磨损的同时配合缸套的磨损也较小.总体上,3种表面的活塞环中,PVD处理活塞环表现出了最优的摩擦学性能.     

同步环摩擦材料摩擦学特性的研究

对铜合金、喷钼及MC1、MC3碳纤维材料同步环的摩擦学性能进行了试验研究,并根据试验结果对MC1同步环和MC3同步环进行了台架试验。结果表明,在几种摩擦材料中,MC3碳纤维材料由于动摩擦系数稳定、磨损率低而具有最佳的摩擦学性能,其磨损率为喷钼材料的30%、MC1材料的11%;铜合金的磨损率最低但摩擦系数不稳定;喷钼材料对对偶件的磨损较大;MC1材料磨损率最高、动摩擦系数不稳定,对应了台架试验中后备行程不足、换挡异响的问题。     

固体润滑薄膜材料在汽车零部件上的应用

固体润滑薄膜材料具有优异的摩擦学性能,可以有效降低相对运动摩擦副之间的摩擦磨损,是汽车节能减排技术的重要研究方向。对固体润滑薄膜尤其是DLC薄膜的摩擦学性能进行了介绍,研究了其在高压柴油喷射系统和发动机挺柱等零部件上的应用。台架试验结果表明,DLC薄膜可以有效降低发动机挺柱和柱塞等零部件表面的摩擦系数,减少供油和配气系统的摩擦损失,从而提高发动机的燃油经济性。     

盘形滚刀刀圈轧制数值模拟研究

盘形滚刀工况条件差、换刀成本高,生产厂家对刀圈的性能要求越来越严格。为了提高刀圈质量,针对TBM中43.2 cm(17英寸)盘形滚刀刀圈,采用轧制成形工艺,运用塑性成形软件,建立盘形滚刀轧制过程数值模型,通过有限元仿真分析滚刀成形的应力场和应变场,并对不同参数对成形过程的影响进行研究。研究结果表明:1)轧制过程应力较小,应变分布较为均匀,但整体应变较小,随着主辊转速及芯辊进给速度的增大,等效应力逐渐减小,应变基本不变。2)匹配仿真参数进行刀圈轧制试验,并对刀圈质量进行检测,刀圈流线与外形轮廓相符,分布连贯不被打断,且与主应力方向一致,流线合理。     

法兰环件轧制变形规律和毛坯设计方法

本文分析了矩形截面环件轧制变形规律,并以此为基础研究了法兰环件轧制变形规律,证明了法兰环件轧制中存在轴向金属流动。根据法兰环件轧制变形特点,提出了法兰环件轧制用毛坯的设计原理和设计方法,进行了实例设计计算。通过与实际轧制用法兰毛坯相比较,证明了本文的设计方法是适用的。     

富水淤泥质软土地层盾构隧道管片受力特征研究

为研究富水淤泥质软土地层盾构隧道施工衬砌管片受力特征,依托佛山地铁2号线采用现场试验和数值模拟方法开展研究,根据地层条件现场布置3个测试断面,分别监测了管片土压力、管片轴力及管片纵向应力随推进环数的变化规律,进而采用ABAQUS数值方法建立分析模型,研究荷载条件下管片轴力和弯矩变化情况,并与现场测试结果进行对比。结果表明：①土压力随衬砌推进先急剧增大后慢慢减小,最后趋于稳定;但不同测试断面不同测点处土压力差异较大,拱顶部分受力相对较大,仰拱部分受力较小,对于富水软土盾构隧道施工以及运营应着重关注隧道拱顶部分受力,适当加强拱顶管片的强度。②随着管片拼装的进行,各管片轴力迅速增大,随着盾构进一步推进,管片轴力逐渐趋于稳定,但衬砌不同测点处轴力大小有所不同;隧道结构受力呈现不均匀状态,3个测试断面管片轴力区别较为明显,863环和887环受力相对较大,且管片受力极不均匀,875环受力较小,且受力相对均匀,875环隧道处于弱风化泥沙岩中,而863和887环均处于硬塑状黏土地层中,可见隧道施工中地层条件对隧道轴力影响较为显著。③随着推进环数的增加,不同测点处纵向应力先增大再减小,最后趋于稳定。④现场试验和数值计算所得管片内力基本接近,数值模拟能够较为真实地反映管片实际受力情况。     

赤泥-粉煤灰改良高含水率粉质土试验研究

以安徽五里河高速公路#13取土场高含水率粉质土为研究对象,采用赤泥、粉煤灰为新型固化剂对其进行固化改良。通过室内试验测试改良土强度、黏聚力和内摩擦角,初步确定固化剂中赤泥与粉煤灰混合比例;通过现场改良土填筑路基试验,测试改良土的含水率、最大干密度、无侧限抗压强度、压实度等指标,综合确定最终固化剂最优掺入比,并确定路基合理碾压次数。结果表明:室内试验测得的固化剂中赤泥与粉煤灰的最优比例关系为1.2∶1;现场试验中,固化改良土在5天内含水率显著降低,固化剂掺入比达6 %后对于原状土含水率降低速率贡献并不明显;随固化剂掺入比的增加,现场试验中的改良土无侧限抗压强度显著增加,路基碾压成型效果较好,但固化剂掺入比超过6 %后强度提升幅度不大;因此,确定固化剂掺入比6 %为最优,同时确定改良粉质土碾压5次为宜。     

车用可变几何涡轮增压器喷嘴环叶片初步研究

对应用气动型与对称型喷嘴环叶片的车用可变几何涡轮增压器进行了研究。分别建立了两种喷嘴环三维模型,应用NUMECA软件对配置两种喷嘴环的涡轮进行了流场计算与分析。设计、加工了气动型叶片喷嘴环组件,分别将两种喷嘴环组件装配在同一台增压器上,进行了增压器涡轮性能对比试验。结果表明,气动型喷嘴环涡轮具有更宽广的流量范围,且效率更高。     

汽车轮胎滚动阻力试验机测试方法分析

为了对汽车轮胎滚动阻力测试方案的可行性进行预先评估,基于检测设备的结构模型,提出了一种运用位移量对轮胎滚动阻力进行仿真分析的新方法。在简述滚动阻力有限元测试模型构建过程的基础上,通过改变轮胎的外部使用参数,分析传感器板在不同工况下位移场的分布情况,制定了设备的测试方案。以传感器的安装位置作为目标检测点,建立轮胎滚动阻力位移场与控制参数之间的关系曲线。最后将采集的数据经过平均滤波处理,与实验室的实测数据进行了趋势性对比。结果表明：采用该测试方法,轮胎滚动阻力随着轮胎负载和速度的增加而增大,随着气压的变大而减小;仿真结果和试验数据在相同工况下的变化趋势基本一致;该测试方法合理、可行。     

基于曲率感知的高速公路隧道弯道路段调控方法研究

为定量分析高速公路隧道弯道路段不同半径条件下,线形诱导标志和反光环对驾驶员曲率感知的影响,基于室内仿真试验,选取20 名驾驶员作为被试,分别测量驾驶员在不同试验场景条件下的弯道错觉程度,并对试验数据展开分析。试验结果表明: 1)采用线形诱导标志的隧道弯道视线诱导方法,驾驶员弯道错觉表现为高估弯道半径,且仅在半径为200~400 m 条件下,具有较好的诱导效果,弯道错觉程度小于7%;同时,驾驶员的弯道错觉程度与隧道弯道半径显著正相关,与线形诱导标志的可见个数显著负相关。2)采用反光环的隧道弯道视线诱导方法,驾驶员的弯道错觉程度仅与反光环的可见个数存在显著负相关,且随着可见反光环布设个数的增多(4~6 个),会导致驾驶员低估半径的错觉程度过大(>-20%),不利于驾驶员安全行车。3)在隧道弯道路段(200~1 800 m),当可见反光环为3 个时,不同半径下的弯道错觉程度均小于布设线形诱导标志的方案(小于5%)。因此,采用在隧道弯道路段布设3 个可见反光环的方法更有利于提高驾驶员的曲率感知能力。     

小直径盾构施工中管片纵向应力监测研究

为了探索小直径盾构法隧道在施工过程中管片纵向应力的变化规律,对北京槐房再生水厂污水隧道管片纵向应力进行了现场监测:将第976环、第1 054环管片分别设为第1和第2监测断面,2监测断面各预埋5个纵向应力计,各监测断面从本监测断面管片安装后即开始监测,当盾构掘进至第1 129环时停止监测。研究表明:1)在管片离开盾尾50环后,其纵向应力波动值小于管片拼装期间应力值的5%。2)在盾构掘进期间,管片距离盾构越远,其纵向压应力值越小。3)在管片拼装期间,管片距离盾构越远,其纵向压应力经历了先增大后减小的过程。4)管片距离盾构108环后,该管片纵向压应力趋近于0.2~0.3 MPa。5)随着盾构推进,管片纵向应力经历了4个阶段的变化过程,即周期性剧烈波动阶段—动态稳定阶段—逐渐衰减阶段—趋于稳定阶段。     

辗扩工艺生产汽车后桥从动锥齿轮锻坯的应用实践

本文根据辗扩成形汽车后桥从动锥齿轮坯铅试件的网格试验所揭示的变形区微单元应变状态，论述了这种阶梯孔环形件辗扩变形的特征；设计了辗扩用孔型及预制坯；进行了力能校核的实例计算；阐述了辗扩工艺生产汽车后桥从动锥齿轮锻坯的应用情况，并与模锻工艺生产该件的经济技术指标进行了比较。     

地铁圆弧形隧道等腰楔形环的拼装与设计——齐次变换方法

为提高地铁盾构隧道施工效率和管片拼装精度,提出用等腰楔形环拼装圆弧形盾构隧道的新的理论与算法。主要结论如下:1)从理论上证明当等腰楔形环依次向相反方向旋转相同角度θ时,隧道轴线在一个平面上,隧道半径R=L/(2sinα/2·cosθ/2),其中L是环宽,α是楔形角;2)提出一种采用容许旋转角拼装楔形环的算法,确定整个盾构隧道上每个衬砌管片环的位置和方位;3)根据楔形环的方位可以确定隧道上的第几环是左转弯环,第几环是右转弯环,使封顶块的位置在隧道上部,从而确定整个盾构线路所需左、右转弯环的数量。