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气缸套-活塞环摩擦副是内燃机中最为重要的摩擦副之一,其润滑摩擦性能的好坏直接影响整个内燃机的燃油经济性、耐用性甚至寿命。随着内燃机向着高功率密度的方向发展,燃烧室内的压力、温度也相应不断提升,导致气缸套-活塞环摩擦副的润滑条件变得更加苛刻,因此改善气缸套-活塞环摩擦副的润滑摩擦性能,提高内燃机燃油经济性,延长内燃机的使用寿命,在现代内燃机发展中具有重要的意义。大量的研究结果表明:将纳米颗粒作为润滑油添加剂可以显著提高润滑油的摩擦学性能,纳米润滑油作为一种新型润滑介质,已在内燃机润滑摩擦领域引起广泛关注。本文将纳米Cu颗粒、纳米SiO2颗粒以及纳米富勒烯颗粒作为润滑油的添加剂添加到基础油中,通过极压实验、长摩实验和变工况实验考察纳米润滑油在不同润滑状态下的摩擦学性能,利用表面分析技术揭示其改善润滑摩擦的机理,最后对适用于实际内燃机,对内燃机无二次污染的纳米润滑油的材料进行探讨。具体的研究内容如下:（1）采用“分散法”制备了纳米Cu、纳米SiO2和纳米富勒烯润滑油,并对其悬浮稳定性进行研究;利用粘度计对所配置的纳米润滑油的黏温特性进行分析。（2）利用四球摩擦磨损试验机对纳米润滑油进行极压实验和长摩实验,以此来模拟活塞靠近上止点附近时气缸套-活塞环摩擦副处于混合润滑的状态,以及活塞远离上止点时气缸套-活塞环摩擦副处于流体动压润滑的状态,分别考察纳米润滑油的极压性能和减摩性能。长摩实验后,通过场发射扫描电镜（FE-SEM）对钢球磨斑表面形貌进行观察分析,揭示三种纳米润滑油改善润滑摩擦的作用机理;通过四球摩擦磨损试验机比较三种纳米润滑油在相同浓度下的摩擦学性能。根据极压实验和长摩实验的结果,论证了将纳米SiO2润滑油应用于实际内燃机的可能性。（3）为了更加真实地模拟内燃机气缸套-活塞环摩擦副的运动形式、接触形式、工况以及润滑状态,采用对置往复摩擦磨损试验机,模拟实际内燃机气缸套-活塞环摩擦副的运动形式（往复运动）和接触形式（面接触）,以及内燃机上止点附近润滑油的润滑摩擦环境,以真实内燃机气缸套-活塞环材料作为摩擦副,考察纳米SiO2润滑油在变化工况条件下（变温度、变速度、变载荷）的润滑摩擦性能。利用场发射扫描电镜（FE-SEM）对气缸套磨损表面进行观测和分析,揭示纳米SiO2润滑油在变工况实验中改善润滑摩擦的作用机理。