摩擦是材料表面和界面上的宏观及微观动态行为,广泛地存在于日常生活和工业生产的各个方面。因此,研究润滑流体的性质和摩擦现象对于减少磨损和节约能源来说是非常重要的。含氧燃料被公认是较有效的石化替代燃料。研究发现,柴油机中使用碳酸二甲酯-柴油混合燃料有助于降低炭烟排放。部分燃料未燃烧,会进入到润滑油中导致燃油稀释。同时,随着柴油机性能的不断提高,对润滑油的性能也会有更高的要求。本文以润滑油的基础油做研究对象,通过实验与分子动力学模拟相结合的方法,模拟稀释的基础油,在活塞环-缸套之间的摩擦性能。主要内容如下:(1)通过简述柴油机内部的运动方式,分析了柴油机中活塞环-缸套之间的燃油稀释问题。归纳总结了国内外柴油发动机润滑油的发展现状及趋势,根据对润滑油组成的了解以及柴油发动机对润滑油的性能要求,选择合适的合成基础油作为试验研究对象。简要的阐述了分子动力学模拟计算的基本原理、分子力场、边界条件、运动方程的求解算法以及模拟计算中参数的统计方法。(2)通过高频往复摩擦磨损试验,模拟研究了碳酸二甲酯-柴油混合燃料在不同基础油中的摩擦学性能。针对柴油机缸套-活塞环摩擦副的往复式非稳态运动,分析了在燃油稀释的情况下,不同基础油对润滑性能的影响。结果表明,偏苯三甲酸酯和烷基萘可以有效抑制混合燃油稀释基础油引起的摩擦磨损性能恶化。(3)利用分子动力学模拟软件Materials Studio,建立了微观分子体系剪切模型,利用分子动力学模拟求解该模型,阐明了不同合成基础油分子的结构和混合燃料稀释对润滑性能的影响机理。分子动力学模拟结果表明,具有苯环结构的基础油分子,能更稳定的吸附在摩擦副表面,保证润滑油膜的稳定性和较低的运动阻力,是理想的基础油组分,与试验结果相符。本文的研究结果为柴油发动机润滑油的基础油设计提供了一个新的视角,并为含氧燃料在润滑和摩擦学中提供一个新的潜在应用。