缸套-活塞環(huán)潤滑狀態(tài)跨尺度模擬及測試方法研究.pdf

1、摩擦副不同的潤滑狀態(tài)必然導致不同的摩擦功耗和磨損，如要保證內燃機的可靠性與動力性，則首先要確保其摩擦副處于最佳的潤滑狀態(tài)，研究潤滑狀態(tài)及轉化特性的關鍵問題之一是實現潤滑狀態(tài)的實時測量，其中確定由流體潤滑向混合潤滑和邊界潤滑轉化的特征尤其重要。針對這一目標，首先進行了測試方法的選擇，然后對摩擦狀態(tài)的特性進行了分析，最后對缸套-活塞環(huán)摩擦狀態(tài)轉化進行了實時測量與驗證。
　　接觸電阻法在定性分析潤滑狀態(tài)時是一種行之有效的測試方法，而且電

2、路簡單不需要昂貴的測試設備，但在定量地反映膜厚上存在困難。為了克服這一缺陷，利用自制的旋轉式點接觸摩擦磨損實驗機，通過實驗與理論分析相結合的方法，建立了點接觸膜厚比與接觸電阻之間明確的對應關系，這樣就利用實時測得的電阻值確定了點接觸的潤滑狀態(tài)。
　　缸套-活塞環(huán)在壓縮、燃燒、膨脹和排氣各沖程中，會經歷流體動壓潤滑、混合潤滑、邊界潤滑等多種摩擦狀態(tài)。為了確定缸套-活塞環(huán)的實時潤滑狀態(tài)，基于點接觸膜厚比與接觸電阻之間的對應關系，開展了

3、電阻測量方法的缸套-活塞環(huán)潤滑狀態(tài)測試實驗研究。該部分實驗是在自制的缸套-活塞環(huán)往復式實驗臺上完成的，通過溫度、載荷分級實驗驗證了接觸電阻法判定缸套-活塞環(huán)摩擦副潤滑狀態(tài)的實用性與可靠性。
　　傳統的觀點是把潤滑狀態(tài)分為流體動壓潤滑、彈流潤滑、混合潤滑、邊界潤滑及干摩擦等幾個狀態(tài)。近年來，有些學者提出在彈流潤滑和邊界潤滑之間還存在著薄膜潤滑，薄膜潤滑和彈流潤滑是兩種不同的潤滑狀態(tài)，其潤滑機理不同，所采用的理論基礎也相應的差異較大，

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