内燃机活塞组件-缸套系统表面技术研究进展

通过分析与总结国内外内燃机活塞组件-缸套系统表面技术研究现状和发展趋势,梳理了表面织构和表面涂层技术在内燃机关键运动副减摩抗磨与节能应用中的特点; 剖析了表面织构加工技术、表面织构形貌特征与分布、表面涂层制备工艺、表面耐磨涂层、表面热障涂层和表面技术与润滑的协同效应对运动副摩擦性能的影响。分析结果表明:激光表面织构(LST)能有效改善运动副表面的摩擦学性能,直接/间接激光冲击表面织构(LSSP)技术已成为高效、灵活的表面织构加工方法,但由于织构加工工艺、形貌和分布特征对摩擦学性能的影响较为复杂,仍需进一步结合内燃机活塞组件-缸套系统的工况特性研究并优化表面织构的形貌和分布特征; 大气等离子喷涂(APS)和超音速火焰(HVOF)喷涂制备的耐磨涂层和热障涂层(TBC)具有良好的耐磨、隔热和抗氧化性,可使内燃机活塞组件-缸套系统表面金属基复合材料、类金刚石(DLC)材料、纳米复合材料和陶瓷材料涂层的减摩抗磨和节能成效明显,但涂层材料种类繁多,很难形成统一的行业标准、规范以及工业化应用; 内燃机活塞组件-缸套系统的动力学特性和表面织构、表面涂层与润滑的协同作用复杂,将来仍需综合考虑多场条件下各种表面技术耦合的减摩抗磨机理,进一步完善内燃机活塞组件-缸套系统表面复合理论和技术体系,为内燃机产业的绿色和高效发展提供技术指导。      

纳米润滑油添加剂摩擦学性能试验研究

在M200摩擦磨损实验机上，研究了纳米微粒Cu，Al，Al2O3加入到SD40基础油中的摩擦学性能，探讨了纳米添加剂的减摩抗磨机理．结果表明：纳米Cu，Al，Al2O3作为润滑油添加剂能显著提高SD40基础油的承载能力和减摩抗磨性能，且对磨损表面具有一定的修复作用，含1．5％浓度的Al2O3纳米添加剂的抗磨效果更为显著．     

改性菜籽油的制备及其摩擦学性能研究

绿色润滑基础油的研究工作在国内外得到了越来越多的重视。以菜籽油为原料,进行酰胺化改性,通过碱值和氮含量的比较,挑选出两种改性菜籽油作为润滑基础油,和纯菜籽油以及加氢油5Cst在四球摩擦磨损试验机上进行摩擦学性能比较,发现改性后的菜籽油相对有较好的极压、抗磨和减摩性能。EDS对磨损钢球表面分析得出醇胺改性后的菜籽油由于含有活性氮元素,其在摩擦表面形成有机氮和无机氮组成的复杂膜,可以明显提高基础油的摩擦学性能。     

纳米润滑油添加剂摩擦学性能试验研究

在M200摩擦磨损实验机上,研究了纳米微粒Cu,Al, Al2O3加入到SD40基础油中的摩擦学性能,探讨了纳米添加剂的减摩抗磨机理.结果表明纳米Cu,Al,Al2O3作为润滑油添加剂能显著提高SD40基础油的承载能力和减摩抗磨性能,且对磨损表面具有一定的修复作用.含1.5%浓度的Al2O3纳米添加剂的抗磨效果更为显著.     

高变温环境下MoVN-Ag涂层的摩擦磨损性能实验研究

为了提高零部件在苛刻环境下的使用寿命,在零件表面沉积耐高温润滑膜的方法已得到越来越多的关注.利用直流磁控溅射技术在硅片和718镍基高温合金钢表面沉积MoVN-Ag涂层,利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)检测涂层成分及相结构,在室温和500℃交变温度环境下,利用高温摩擦磨损试验机测试其摩擦磨损性能.实验表明:MoVN-Ag涂层在室温和500℃高温环境下的摩擦系数分别为0.4和0.2.对涂层的摩擦机理进行进一步分析可知,室温下涂层的摩擦机理主要是轻微磨损,500℃下涂层的摩擦机理主要是在涂层磨痕表面形成银扩散润滑层,降低了涂层的摩擦系数.     

几种纳米粒子润滑脂添加剂的摩擦学性能

在MRH-3高速环块摩擦磨损实验机上,研究了纳米微粒Cu, Al, Al2O3,MgO,ZnO加入到通用锂基脂中的摩擦学性能,并分析了纳米粒子作为润滑添加剂的减摩机理.结果表明:含有纳米Cu, Al, Al2O3,MgO,ZnO粒子的润滑脂添加剂能显著提高通用锂基脂的减摩性能,且对表面具有一定的修复能力.     

几种纳米粒子润滑脂添加剂的摩擦学性能

在MRH-3高速环块摩擦磨损实验机上,研究了纳米微粒Cu,A l,A l2O3,MgO,ZnO加入到通用锂基脂中的摩擦学性能,并分析了纳米粒子作为润滑添加剂的减摩机理.结果表明:含有纳米Cu,A l,A l2O3,MgO,ZnO粒子的润滑脂添加剂能显著提高通用锂基脂的减摩性能,且对表面具有一定的修复能力.     

润滑系的功能和要求

润滑系是发动机的重要系统之一。润滑系的主要功能是在两零件工作表面间加入一层润滑油，使之处于液体摩擦状态，以减少磨损和功率消耗。此外，润滑系还有针对发动机工作特点的清洗、冷却、密封等功能。     

基于混合遗传算法的径向滑动轴承表面织构优化

在内燃机曲轴系统的径向滑动轴承表面设计了球形凹坑织构,以改善润滑性能;为了获得最大的轴承承载力和最小的摩擦因数,提出了基于序列二次规划算法和遗传算法的混合进化优化方法,构建了径向滑动轴承球形凹坑织构的优化模型,对凹坑织构的分布位置和结构参数进行了全局寻优,得到了给定工况下最优的织构角度和最大深度;为了求解径向滑动轴承的承载力和摩擦因数,考虑曲轴和轴承表面粗糙度对油膜流动的影响,采用质量守恒的JFO空穴算法处理油膜的破裂和再形成行为,基于平均Reynolds方程和Greenwood-Tripp微凸体接触方程构建了球形凹坑织构径向滑动轴承的混合润滑模型,分析了球形凹坑织构的分布位置和结构参数(数量、面积率和最大深度)对径向滑动轴承承载力和摩擦因数的影响。分析结果表明:径向滑动轴承的承载力和摩擦因数是凹坑面积率的单调函数;存在最优的凹坑织构角度和最大深度使得径向滑动轴承的承载力最大与摩擦因数最小;当偏心率由0.3增加到0.7时,轴承承载力的提升量由13.38%下降到0.62%,摩擦因数的降低量由0.73%逐渐下降至负数,因此,当偏心率较小时,球形凹坑织构能够有效降低径向滑动轴承的摩擦因数,增大承载力,当偏心率较大时,球形凹坑织构无益于轴承摩擦因数的降低。     

筑路机械发动机润滑系统故障分析与诊断

润滑系统直接影响筑路机械发动机的性能,该系统功能就是把洁净的润滑油输送到发动机全部机械部件,如活塞、活塞环、气缸套,活塞销与销座和连杆两端衬套,各轴与轴承、正时齿轮等的摩擦表面之间形成油膜,实现液体摩擦,     

6300型柴油机气缸套再制造技术研究

针对6300型柴油机气缸套腐蚀磨损严重的情况,文章首先分析了6300型柴油机气缸套的失效机理,然后对气缸套再制造进行了系统的方案设计,并进行了摩擦磨损实验,通过实验得出了涂层的使用性能。     

NUMERICAL ANALYSIS OF STRIKE OF PISTON TO CYLINDER UNDER SUPERCHARGE CONDITIONS

Objective To investigate the changes to the strike extent of piston to cylinder after engine supercharge design. Methods The lubrication model between the skirt of piston and liner is established by means of piston dynamics, combined with the hydrodynamic lubrication equation. Optimized numerical analysis method is employed in solving the dynamics and lubrication equations. The analyses about piston strike under two combustion gas pressures are performed. Results The peak values of maximum eccentricity under supercharge condition are much greater than under non-supercharge condition, which means a stronger impulsion of piston to cylinder wall and a greater possibility of scuffing. The horizontal velocities of piston in supercharge condition are larger, which illuminate the more unstable motion state. Conclusion The analysis gives a new conclusion. Combustion gas pressure plays an important role in the piston strike motion. Influences of supercharge should be taken into account so that the traditional product test items can be improved.     

二硫化钼填充乙烯基树脂的摩擦学性能

研究了不同质量分数的二硫化钼（MoS2）填充乙烯基树脂（VER）复合材料及所成转移膜在不同转速、载荷下的摩擦学性能,并对摩擦表面形貌进行了分析．结果表明：MoS2含量低于15％和高于35％时主要磨损机制分别为粘着磨损和轻微犁削式的磨粒磨损,且都不随转速的变化而改变;但MoS2含量处于15％～35％时主要磨损机制为粘着磨损、疲劳剥落式的磨粒磨损,且随转速的增加而减弱．另外,MoS2含量低于25％时摩擦系数随载荷增加而增大,高于25％时却随载荷增加而减小,磨损率均变化不大．对偶盘上形成的转移膜能有效降低摩擦磨损,随着MoS2含量的增加,转移膜的减摩时问逐渐延长,而摩擦系数基本不变;随着载荷的增加,转移膜的摩擦系数逐渐降低,减摩时间则大幅度缩短．     

气缸套内表面磨损的图像处理检测方法研究

对柴油机内表面磨损的特征和机理进行了研究，对图像边缘提取的经典算法（梯度算子和拉普拉斯算子等）和小波变换算法进行了分析与比较，提出了用图像处理的方法实现气缸套内表面磨损检测的途径．     

Experimental Analysis and Optimization of Timing Belt Guide Plate Material on Engine Operational Friction Loss

We focus on the friction loss measurement and reduction of the timing belt guide plates of a fourcylinder gasoline engine. To minimize the friction loss caused by the dynamic friction of the guide plates during timing belt motion and improve the efficiency of the internal combustion engine(ICE), we adopt four different plastic materials in fabricating the guide plates. With controlled engine boundary conditions and operational modes, an AVL electric dynamometer is used to measure the output of the engine. The results indicate that selecting polytetrafluoroethylene(PTFE) as the additive in fabricating the guide plates can effectively reduce the friction loss, so that the output torque and output power of the engine can be improved, thus reducing fuel consumptions. This work also has positive impact on the efficiency optimization of similar ICEs.     

Mannich反应制取的SPN衍生物的摩擦学研究

通过Mannich合成了一种含苄胺的SPN衍生物,在四球摩擦磨损试验机上研究了它们作为加氢油添加剂的摩擦学性能.实验结果表明,该类化合物能较好地提高基础油的极压抗磨性能.用X-射线光电子能谱(XPS)分析了钢球磨损表面典型元素的化学状态,结果表明,在摩擦过程中,钢球表面形成了一层合硫,磷无机膜和含氮有机膜组成的复合膜,...     

船用柴油机ALPHA润滑系统及其控制仿真

ALPHA润滑系统在船舶主机气缸润滑系统中得到广泛应用.以8500箱实船的MAN B&W MC主机ALPHA润滑系统为原型,通过分析其组成和工作原理,建立了ALPHA润滑系统的控制、操作仿真系统,结果表明,仿真系统能够满足实船的操作要求.