基于GT-Suite的活塞环-缸套摩擦特性研究

以活塞环-缸套为研究对象,利用GT-Suite软件建立了活塞环-缸套摩擦模型,将摩擦、润滑和动力学三者耦合起来,同时考虑了活塞环和缸套的扭曲变形、接触表面粗糙度等因素,计算分析标定工况下活塞环-缸套的油膜厚度、油压分布、摩擦力和摩擦功耗。着重分析了不同润滑油温和不同转速条件下第一环油膜厚度和摩擦功耗,结果表明:第一道活塞环处润滑效果差、摩擦功耗高;随着油温升高,油膜厚度显著减少,同时摩擦功耗显著减少,综合考虑润滑和摩擦功耗,发现油温在80~90℃时摩擦特性较为理想;随着转速提高,油膜厚度增加,同时摩擦功耗增加,转速对油膜厚度影响较小,对摩擦功耗有显著影响。     

发动机活塞环-缸套低摩擦设计仿真分析

以某直列3缸汽油机为研究对象,建立了仿真计算模型,验证了模型的正确性,利用该模型分析了活塞环结构对活塞环-缸套摩擦副润滑的影响。研究表明:过大或过小的活塞环径向桶面高度都会增加活塞环-缸套摩擦副的摩擦损失;在保证发动机平稳运行的基础上,应尽可能选择小的切向弹力;开口间隙对活塞环-缸套之间的窜气量影响很大,冷态时,该款发动机开口间隙为0.38~0.40mm时最佳。     

缸套-活塞环三维润滑状态模拟分析

以发动机缸套-活塞环摩擦副为对象,研究润滑表面粗糙度、润滑油的变黏度效应以及气缸套圆周方向的形变等因素对润滑状态的影响。运用三维瞬态平均Reynolds方程与微凸体接触模型,建立缸套-活塞环三维瞬态动压润滑模型,并使用Fortran语言编制了润滑状态计算程序,得出行程内的最小油膜厚度、压力分布、摩擦力等曲线。结合实际工况对计算结果进行分析,表明在活塞环圆周方向上的油膜压力及油膜厚度分布都是不均匀的,有明显变化;在压缩冲程上止点附近,微凸体摩擦力数倍于流体摩擦力,是引起摩擦磨损的主要原因。     

内燃机缸套──活塞环磨合实验与规范

通过内燃机磨合台架实验，对EQ6100车用内燃机进行实车考察；分析了摩擦副表面粗糙度、内燃机工作负荷、转速以及润滑油粘度等诸因素对缸套—活塞环磨合过程的影响；探讨了内燃机磨合机理和规范。     

内燃机缸套—活塞环磨合实施与规范

通过内燃机磨合台架实验，对ＥＱ６１００车用内燃机进行实车考察；分析了摩擦副表面粗糙度，内燃机工作负荷，等诸因素对缸套－活塞环磨合过程的影响，探讨了内燃机磨合机理和规范。     

发动机缸套金属陶瓷涂层高频重载摩擦磨损试验研究

为了研究金属陶瓷涂层缸套表面的抗磨性能,采用SRVⅣ摩擦磨损试验机,模拟活塞环—气缸套的工况条件,测量缸套试样的动态摩擦因数和磨损深度,并通过扫描电镜探测和金相分析,观察磨损表面形貌。结果表明,喷涂缸套的温度升高和无润滑状态都会增加摩擦因数和磨损率,在400N重载下摩擦因数能迅速趋于平稳,在80℃和99℃时,磨损率仅为3.08×10-6 mm3/(N.m)和8.76×10-6 mm3/(N.m)。干摩擦时喷涂缸套的磨损率为2.76×10-5 mm3/(N.m),而普通缸套在载荷降至200N时磨损率已达1.38×10-4 mm3/(N.m)。缸套与高铬渗碳环配对的磨损形式表现为塑性变形,而与磷化铸铁环配对时出现黏着磨损。与200N相比,在400N载荷的摩擦试验后缸套表面粗糙度Ra值下降的幅值较小,但轮廓支承长度率较大。硬度值差别过大的两种材料不适宜作摩擦副配对材料。     

活塞环形成油膜厚度的估算

<正> 现代民内燃机的动力储备在很大程度上由活塞环-缸套摩擦副的工作能力所决定,并且首先要由这个摩擦副保证有可靠的润滑条件所决定。应当指出,发动机活塞环-缸套上部润滑油工作条件非常苛刻:活塞环-缸套零件的高温使润滑油粘度急刷下降,接近上死点顶部空间的工作气体压力达到最大值,活塞环处的油膜液体动力压力趋近于零。这样,活塞环与缸套在此区间的接触条件接近于临界状态。此外,当活塞工作行程下行时,活塞的顶环在气缸表面上所形成的润滑油膜厚度,对评定润滑油工作热氧化条件,以及润滑油在发动机整个润     

车辆发动机缸套—活塞环磨损试验研究

为了实现对车辆发动机缸套—活塞环磨损失效分析和仿真计算,以缸套—活塞环摩擦副为研究对象,制作与缸套—活塞环相同材料的磨损试样,采用拉丁超立方法设计了模拟缸套上止点附近磨损的8组不同压力与速度的试样磨损试验。依据磨损试验数据,分析了缸套试样的磨损质量和磨损率的变化过程;通过试样表面电镜扫描,分析了缸套试样不同磨损阶段的表面形貌特征;采用响应面拟合方法,建立了不同工况下Archard黏着磨损模型中磨损系数K的计算公式,为发动机缸套—活塞环磨损仿真计算提供基础。     

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.     

珩磨角和粗糙度对CuNiCr气缸套摩擦学性能的影响

研究了不同珩磨形貌的CuNiCr气缸套与Cr-Al_2O_3涂层活塞环配副时的摩擦学性能。分析了CuNiCr气缸套磨损表面形貌和元素分布,以及珩磨角和粗糙度对缸套摩擦磨损和抗拉缸性能的影响规律。结果表明,优化珩磨角和粗糙度可以有效改善气缸套的摩擦学性能。珩磨角和粗糙度不仅影响活塞环与气缸套之间的磨损机制,而且还对润滑油膜分布和油膜的保持有较大影响,进而影响其摩擦磨损以及抗拉缸性能。     

标准体系的完善和评定参数的科学选择对发动机性能的影响

<正>摩擦副表面微观结构影响产品性能研究表明,由活塞、活塞环和缸壁构成的组件所承担的最大负载可以达到整个发动机驱动功率的50%,而活塞环-缸壁(缸孔内壁或缸套内壁)则是发动机中最重要的一组摩擦副,其工作区域又是润滑油产生损耗的主要区域。通过降低运     

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...     

基于有限元的缸孔变形量分析

在发动机工作过程中,缸套的变形直接影响到气缸套与活塞环间的间隙以及缸套与缸盖间的密封性,从而导致机油消耗增加、产生窜漏、增加损耗和燃油消耗。为了避免这些问题,文章采用有限元方法重点分析预紧力作用下的气缸套失圆问题。结果表明,发动机第1缸和第4缸的变形量过大。通过增加壁厚很好地解决了此问题,说明有限元分析可以在设计初期解决缸孔变形的问题。     

康明斯6BT柴油机窜气问题的研究

介绍了窜气对柴油机性能的不利影响,通过活塞环密封系统的动力学分析,阐述发动机窜气产生的内在机理,并给出了计算发动机窜气量的公式。     

活塞环使用中的初期磨合

阐述了活塞环使用初期磨合的重要性和活塞环－缸套的磨合机理，通过其磨合改善活塞环及缸套的表面结构和组织性能，即“摩擦改性”，提高了活塞环的密封性及减摩耐磨性能。指出了影响初期磨合的主要因素，确定了合理的磨合工艺规范。     

铝合金气缸与活塞环摩擦副的应用研究

小型汽油机缸套——活塞环摩擦副是发动机中非常重要的一对摩擦副,功能是防止燃气泄漏及过量润滑油进入燃烧室,任何一方过量磨损都影响发动机的性能和排放。在负荷和转速不高的汽油机上使用表面未经过强化的铝合金气缸,合理选取活塞环的材料和相关结构参数,既可满足使用要求,又能降低生产成本。     

干式成品缸套在汽车发动机中的应用

汽缸套是内燃机的关键基础件,为满足主机的需要,要求能耐高温、高压;耐化学腐蚀、耐磨损及少变形等。汽车经过不同时间的运行后,主要是发动机的汽缸套和活塞环产生磨损,使发动机的功率有所降低,运转时的噪声增大、污染严重、燃油和机油耗量增加。从发动机投入运行到大修理的过程中,就活塞环与缸套摩擦付而言,大致可以分为磨合磨损、前期磨损和后期磨损三个阶段。图1反映了发动机使用时间与缸套磨损以     

表面织构活塞环与CuO纳米润滑油协同润滑特性数值研究

建立了活塞环-缸套流体动压润滑数值模型,研究表面织构和CuO纳米润滑油对活塞环协同润滑机理。研究结果表明:CuO纳米润滑油能有效减小粗糙接触力,降低磨损,但会引起流体黏性剪切力增加;活塞环织构表面与缸套之间形成的微动压效应对动压润滑有促进作用,能有效减小流体摩擦力,减少摩擦损失,但在上下止点附近会导致粗糙接触力增加,磨损加剧;活塞环表面织构的位置会影响其摩擦性能,对比发现中间织构效果最好,与无织构活塞环相比能减小摩擦损失5.17%;表面织构和CuO纳米润滑油之间存在协同润滑作用,合适浓度的纳米润滑油和一定尺度的表面织构能在减少活塞环摩擦损失的同时降低磨损。本研究中中间织构活塞环和体积分数0.5%CuO纳米润滑油组成的协同润滑能达到最佳润滑性能。     

基于表面处理工艺及形状优化的活塞环滑动摩擦降低技术

发动机的总机械损失中,活塞组件因滑动阻力引起的摩擦损失约占40%~60%。活塞环外侧圆周面与气缸工作表面之间存在较大的滑动摩擦力,会造成发动机的功率损失。降低上述摩擦损失是活塞组件研发过程中有待解决的课题。通过对活塞、活塞环、气缸等部件接触部位的形状进行优化,以及采用高效的表面处理工艺形成适当的表面粗糙度,来达到降低活塞环滑动摩擦损失的目的,同时也介绍近年来部分典型表面处理工艺的应用实例及其效果。     

汽油机铝合金缸孔等离子喷涂摩擦学性能研究

在汽油机铝合金缸体内孔表面,采用大气等离子喷涂(APS)方法制备了1层厚度为150μm左右的铁基涂层来替代传统的铸铁缸套.对缸孔的涂层进行表征,并对缸孔-活塞环摩擦副进行了摩擦试验.试验表明,在铝合金缸孔喷涂等离子铁基涂层,可提高缸孔的硬度,并提高发动机的耐久性和抗拉缸性,使发动机实现轻量化目标.涂层表面精度接近镜面级别,且涂层内含有孔隙,可降低缸孔-活塞组的摩擦系数及摩擦损失,提高发动机燃油经济性.