缸套-活塞環(huán)潤(rùn)滑狀態(tài)跨尺度模擬及測(cè)試方法研究.pdf

1、摩擦副不同的潤(rùn)滑狀態(tài)必然導(dǎo)致不同的摩擦功耗和磨損，如要保證內(nèi)燃機(jī)的可靠性與動(dòng)力性，則首先要確保其摩擦副處于最佳的潤(rùn)滑狀態(tài)，研究潤(rùn)滑狀態(tài)及轉(zhuǎn)化特性的關(guān)鍵問(wèn)題之一是實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑狀態(tài)的實(shí)時(shí)測(cè)量，其中確定由流體潤(rùn)滑向混合潤(rùn)滑和邊界潤(rùn)滑轉(zhuǎn)化的特征尤其重要。針對(duì)這一目標(biāo)，首先進(jìn)行了測(cè)試方法的選擇，然后對(duì)摩擦狀態(tài)的特性進(jìn)行了分析，最后對(duì)缸套-活塞環(huán)摩擦狀態(tài)轉(zhuǎn)化進(jìn)行了實(shí)時(shí)測(cè)量與驗(yàn)證。
　　接觸電阻法在定性分析潤(rùn)滑狀態(tài)時(shí)是一種行之有效的測(cè)試方法，而且電

2、路簡(jiǎn)單不需要昂貴的測(cè)試設(shè)備，但在定量地反映膜厚上存在困難。為了克服這一缺陷，利用自制的旋轉(zhuǎn)式點(diǎn)接觸摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)與理論分析相結(jié)合的方法，建立了點(diǎn)接觸膜厚比與接觸電阻之間明確的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這樣就利用實(shí)時(shí)測(cè)得的電阻值確定了點(diǎn)接觸的潤(rùn)滑狀態(tài)。
　　缸套-活塞環(huán)在壓縮、燃燒、膨脹和排氣各沖程中，會(huì)經(jīng)歷流體動(dòng)壓潤(rùn)滑、混合潤(rùn)滑、邊界潤(rùn)滑等多種摩擦狀態(tài)。為了確定缸套-活塞環(huán)的實(shí)時(shí)潤(rùn)滑狀態(tài)，基于點(diǎn)接觸膜厚比與接觸電阻之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，開(kāi)展了

3、電阻測(cè)量方法的缸套-活塞環(huán)潤(rùn)滑狀態(tài)測(cè)試實(shí)驗(yàn)研究。該部分實(shí)驗(yàn)是在自制的缸套-活塞環(huán)往復(fù)式實(shí)驗(yàn)臺(tái)上完成的，通過(guò)溫度、載荷分級(jí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了接觸電阻法判定缸套-活塞環(huán)摩擦副潤(rùn)滑狀態(tài)的實(shí)用性與可靠性。
　　傳統(tǒng)的觀點(diǎn)是把潤(rùn)滑狀態(tài)分為流體動(dòng)壓潤(rùn)滑、彈流潤(rùn)滑、混合潤(rùn)滑、邊界潤(rùn)滑及干摩擦等幾個(gè)狀態(tài)。近年來(lái)，有些學(xué)者提出在彈流潤(rùn)滑和邊界潤(rùn)滑之間還存在著薄膜潤(rùn)滑，薄膜潤(rùn)滑和彈流潤(rùn)滑是兩種不同的潤(rùn)滑狀態(tài)，其潤(rùn)滑機(jī)理不同，所采用的理論基礎(chǔ)也相應(yīng)的差異較大，

4、為了確定薄膜潤(rùn)滑狀態(tài)的特性，在彈流計(jì)算的基礎(chǔ)上，采用整體平均的等效黏度的修正公式，建立了運(yùn)算速度快、結(jié)果更準(zhǔn)確的計(jì)算模型，用于描述摩擦副的薄膜潤(rùn)滑狀態(tài)，從而確定其潤(rùn)滑特性。
　　綜合考慮潤(rùn)滑表面綜合粗糙度、缸套圓周方向的形變、潤(rùn)滑油的粘度等因素，使用整體平均的等效黏度的修正公式綜合分析缸套-活塞環(huán)潤(rùn)滑系統(tǒng)潤(rùn)滑的性能，計(jì)算最小油膜厚度、壓力分布情況、摩擦力等，建立缸套-活塞環(huán)三維瞬態(tài)潤(rùn)滑數(shù)學(xué)模型，從而為缸套-活塞環(huán)的摩擦狀態(tài)分析提供