【摘 要】
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在发动机中,燃烧室犹如人的心脏,为其他工作提供所需的一切动力。缸套-活塞-活塞环系统存在于燃烧室中,该系统中包括两对工作条件非常苛刻的摩擦副,其摩擦损失占到了整个发动机摩
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在发动机中,燃烧室犹如人的心脏,为其他工作提供所需的一切动力。缸套-活塞-活塞环系统存在于燃烧室中,该系统中包括两对工作条件非常苛刻的摩擦副,其摩擦损失占到了整个发动机摩擦损失的44%。缸套作为两对摩擦副的公共组成部分,国内外学者从材质选择和表面处理等方面对其摩擦学性能进行了大量研究。表面织构技术作为一种表面处理技术,因其在改善摩擦副之间摩擦性能上的优异表现,近年来受到各国学者的广泛关注,并且尝试把该技术引入到缸套-活塞-活塞环系统中。本文选择缸套-活塞环摩擦副,采用试验的方法研究了混合型表面织构对缸套摩擦学性能的影响。混合型表面织构包括三种形式,以面积率的分布形式不同而划分,分别为均匀密度织构、变密度织构和复合密度织构。均匀密度织构指单一面积率织构,本文中均匀密度织构的几何参数包括直径和面积率;变密度织构指在速度方向上由不同均匀面积率织构组合而成的织构,本文中包括高低高型和低高低型两种形式的变密度织构;复合密度织构指均匀密度织构在速度方向上呈部分织构化分布的织构。本文选取真实发动机中的缸套、活塞环片段,利用活动模板电解加工技术,在有机械珩磨条纹的缸套试件表面继续加工微凹坑织构组成混合型表面织构,并与活塞环试件进行往复式摩擦试验。以往复行程中的平均摩擦系数为评价标准,在充分润滑条件下分别研究了均匀密度、变密度和复合密度三种形式的混合织构对缸套试件摩擦学性能的影响规律。并且针对试验结果,对三种不同形式下混合织构的作用机理进行了简要分析。通过试验研究和对试验结果的分析,得出了以下结论:1、在均匀密度形式的情况下,微凹坑直径和面积率均是影响混合织构作用效果的重要因素,并且它们之间的作用相互影响;直径与面积率相比,直径对混合织构减摩性能的影响较大;在以流体润滑为主的润滑条件下,混合织构的减摩能力大于单一珩磨条纹织构,在以边界润滑为主的条件下,混合织构与单一珩磨条纹织构相比没有明显的优势。2、在变密度形式的情况下,密度组合为10%-5%-10%和5%-15%-5%变密度织构在一定条件下比均匀密度织构的减摩效果更显著;变密度组合中均匀密度织构的摩擦性能与整体组合的挤压效应共同决定变密度织构的摩擦性能,且二者均需在一定速度条件下才会发挥作用,因而速度也是影响变密度织构摩擦性能的重要因素。3、在复合密度形式的情况下,最优复合密度织构的减摩能力大于单一珩磨条纹织构,小于最优均匀密度织构;附加流体动压力的积极作用和油液流动卸压的消极作用共同决定复合密度混合织构的摩擦性能。
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