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     

活塞组件-缸套摩擦副润滑研究综述

活塞组件-缸套是内燃机最重要的摩擦副之一,研究活塞组件-缸套摩擦副的润滑有助于提高内燃机的动力性、经济性、可靠性和耐久性等。针对内燃机活塞组件-缸套摩擦副的主要组成部分,论述活塞环-缸套摩擦副和活塞裙-缸套摩擦副润滑研究的主要成果。基于目前的研究现状,理论和方法不够完善,与实际情况不完全相符,讨论和展望活塞组件-缸套摩擦副润滑有待深入研究的问题。     

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。     

活塞环和气缸套表面形貌对润滑性能的影响

综合考虑缸套热变形、缸套温度场、弹性变形以及润滑油变黏度等因素影响，建立活塞环-缸套摩擦副的瞬态流体动压润滑计算模型，分析发动机工况、活塞环-缸套接触面粗糙度方向和粗糙度大小对摩擦功耗和窜气量的影响。研究发现，当转速升高时，摩擦功耗升高，影响发动机效率；活塞环采用横向粗糙度方向和缸套采用纵向粗糙度方向的组合，能够同时使窜气量和摩擦功耗处于较低的水平；综合粗糙度一致时，采用活塞环表面粗糙度低于缸套表面粗糙度的组合，能有效降低摩擦功耗。     

冷却强度、配对副以及润滑介质对活塞环槽温度限值的影响

在自制的基于摩擦力的活塞环槽温度限值测试装置上,采用火焰加热活塞模拟内燃机燃烧室的燃烧过程,在加热强度一定的条件下,分别研究不同冷却强度、配对副以及润滑介质时缸套-活塞环间的摩擦力随活塞环槽温度的变化。结果发现:活塞环槽温度限值随冷却强度的增大而逐渐提高;CKS环与镀铬缸套配副时比镀铬环以及喷钼环与镀铬缸套配副时活塞环槽温度限值高;SAE15W/40润滑油作为润滑介质时比SAE40,SAE10W/30润滑油作为润滑介质时活塞环槽温度限值高。     

基于热障涂层的发动机活塞组件-缸套减摩方案研究

降低摩擦损失是提高整机经济性并降低碳排放的有效途径.包括活塞环和活塞在内的活塞组件,工作条件恶劣,活塞组件-缸套系统的摩擦损失可占整机近50％.活塞组件往复运动过程中,在冲程的不同位置其速度不同,活塞组件-缸套的润滑模式也不同.在靠近上下止点处,较高的润滑油黏度对改善润滑和降低接触摩擦有利;在冲程中间处,更低的润滑油黏...     

提高灰铸铁缸套耐磨性的方法

发动机的耐用性在很大程度上取决于气缸-活塞组各零件;首先是缸套的耐磨性.用非合金铸铁制造的缸套在使用条件恶劣的情况下,磨料磨损过程加剧,摩擦表面的热效应增强,不能保证发动机的耐用性.有些厂在缸套壁上镶嵌耐热镍合金垫片,虽然气缸-活塞组的强度有所提高,但也存在对摩擦副的某些不良影响.实验室和实车试验已     

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。     

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。     

活塞、活塞环的摩擦以及润滑油粘度对燃料经济性的影响

论述了活塞、活塞环的摩擦以及润滑油粘度对燃料经济性的影响。研究表明,气缸套的润滑主要是流体动力润滑,在活塞运动到上止点时,活塞环和气缸套之间因局部接触而发生混合润滑。通过降低润滑油的粘度和添加减摩剂,可以改善润滑而提高燃料的经济性。     

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.     

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。     

日产PD6型柴油发动机为何“拉缸”、“烧瓦”

日产PD6型柴油发动机装置在CK20、CKA20型等载货汽车上。有辆CK20型载货汽车维护保养后,出车行驶不到20km,即因连杆轴瓦烧损而抛锚,拆检后,还发现活塞环“拉缸”严重,缸套内壁有明显的拉痕。经查,系修理工在检查曲轴连杆轴承、润滑油喷射装置的冷却喷嘴后,未将冷却喷嘴的安装螺栓上紧。不仅喷嘴的角度改变,而且使主油道的润滑油漏掉,导致发动机整机润滑油压力不足,油量不够,润滑油无法到达各摩擦副之间的润滑表面,直到连杆轴瓦烧损、活塞“拉缸”而抛锚。     

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.     

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。     

气缸组件磨损探究

凡是机械运转都会产生磨损.活塞、活塞环、气缸在高温、高压和润滑不足等恶劣环境下工作,其三者磨损的原因是: 1、活塞环与气缸内表面间因压力造成的磨损 发动机在工作时,燃烧的高压气体窜入活塞环背后,增大了活塞环对气缸壁的压力,压力高达39MPa左右,致使摩擦力增大,磨损加剧,再加上发动机高温造成部分润滑油膜破坏,容易导致三者间形成干摩擦,更加剧了三者的磨损.     

发动机润滑油异常超耗故障探析

摩托车发动机工作时，各运动件产生相对运动，尤其是高速运转的摩擦副零件，譬如活塞、活塞环与汽缸、变速齿轮副、凸轮轴与衬套、气门摇臂与气门杆等零件之间，必然会产生摩擦。为保证发动机能正常而可靠地运转，必须对运动件表面加以合理的润滑。受多种因素的影响，润滑油在某种情况下会产生异常超耗现象，     

日本进口汽车缸套与活塞的检测方法

一般地说。日本进口汽车的缸套、活塞还是比较耐用的。在使用中，一些日本进口汽车发生缸套内壁拉伤或活塞烧顶等机械故障．大多是由于使用不当所造成。例如：发动机温度掌握不好，润滑油使用不当。行驶中严重拖档等。对于缸套内壁严重拉伤，活塞顶部严重烧熔。活塞环槽严重烧蚀和环岸坍塌等缺陷，用肉眼即可发现并作出准确判断．应及时予以更换。     

DLC薄膜在发动机滑动摩擦副上的应用分析

为了降低发动机的燃油消耗,减轻发动机滑动部位的摩擦(特别是活塞、活塞环与气缸间,以及凸轮与从动件间的摩擦)非常重要。DLC(类金刚石碳)薄膜作为一种减摩涂层材料,具有优异的耐磨性能和摩擦特性,它在发动机滑动摩擦副上的应用是减摩表面处理技术的一个研究方向。本文介绍了DLC薄膜在发动机活塞-活塞环以及凸轮与从动件上的应用,并将DLC薄膜的耐磨性能和摩擦特性与其他减摩材料进行了分析比较。     

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。