作为工业革命的产物，内燃机在推动社会经济发展和改善人民生活水平方面发挥了举足轻重的作用，但同时也带来了能源消耗和环境污染问题。纳米材料作为润滑油添加剂时能够降低活塞环-缸套运动副的摩擦损失、减少磨损；同时还能够缓解P、S等元素造成的污染，相比于传统添加剂有着诸多优点。本文将在此基础上开展纳米添加剂对活塞环-缸套摩擦学特性影响机理研究。
　　本文首先以油酸作为分散剂，采用磁力搅拌和超声震荡相结合的分散方法，对纳米润滑油进行了制备，通过静置实验证明了其具有较好的分散与稳定性。同时，对其在不同温度下的动力粘度值进行了测试，并建立了纳米润滑油粘度比预测模型。
　　在此基础上，于往复试验机上开展球-板基础摩擦实验，对比分析了不同种类纳米添加剂在各浓度和高温下的摩擦学行为及机理。纳米添加剂能够吸附到摩擦表面进行修复填补，进而增强基础油的抗磨能力和减摩作用。同时，球形SiO2纳米颗粒还能够发挥“微轴承”效应；片状石墨在摩擦过程中具有较好的自润滑能力，在高温下减摩性能最好；Al2O3纳米添加剂能够参与摩擦化学反应生成沉积润滑膜，其抗磨性能最优。
　　基于上述研究结果，本文进一步将Al2O3和石墨添加剂进行了复配，开展了内燃机活塞环-缸套运动副模拟实验研究。实验结果显示，复配后的纳米润滑油在各载荷下减摩性能要优于单一纳米润滑油，同时在变载、变速、变温及贫油实验工况下的平均摩擦系数要低于基础油。
　　最后，本文建立了某型柴油机活塞环-缸套流体润滑数值求解模型，针对纳米添加剂对其润滑状态参数的影响规律及机理开展相关分析。研究结果表明，纳米颗粒改变了润滑油物性参数，能够使得最小油膜厚度值增加，同时油膜承载能力提高，减少其在混合润滑和边界润滑时的总摩擦损失，但是造成流体内部剪切损失有所增加。本文研究工作为纳米添加剂在内燃机中的应用提供了较好地理论指导。