缸套-活塞环是汽车发动机中摩擦损耗较大的摩擦件,在发动机工作循环中承受着大量的热负荷。若热负荷过大可能会导致润滑油膜的摩擦特性恶化甚至失效,缸内磨损加剧,最终失去正常工作能力。若能通过某种方法改善缸套-活塞环的润滑摩擦状况,提高发动机内的能量利用率,将对发动机的动力性及燃油经济性的提升起到决定性的作用。对润滑油改性可改善缸内摩擦环境,其中通过在传统润滑油中添加纳米粒子的方法可有效提高润滑油的润滑性能。本文将Al₂O₃/TiO₂纳米复合粒子添加到润滑油中,通过仿真及实验方法研究其在发动机中的应用价值。本文主要研究内容如下:（1）为了对润滑油的润滑性能开展实验研究,设计一台摩擦测试实验台。利用表面修饰剂对纳米颗粒改性,加入质量浓度为2%硅烷偶联剂后的Al₂O₃/TiO₂纳米润滑油具有最好的分散稳定性。在摩擦测试实验台上开展的基础摩擦实验表明,Al₂O₃/TiO₂纳米润滑油的抗磨减摩作用更佳。利用3D轮廓仪和扫描电镜等测试手段分析摩擦表面,纳米润滑油在摩擦表面生成了自修复膜。（2）对润滑油的黏度及导热性能展开实验研究,与基础油相比,Al₂O₃/TiO₂纳米润滑油的黏度对温度的敏感度降低,黏温特性提高。且导热系数大大提高,表明Al₂O₃/TiO₂纳米颗粒强化了润滑油的导热能力。根据实验结果,得到黏度及导热系数随温度变化的模型。（3）以发动机缸套-活塞环为应用环境搭建润滑油的润滑性能仿真模型,并在此基础上引入Al₂O₃/TiO₂纳米润滑油的热物性参数（黏度、导热系数）模型,进行仿真和结果分析。与基础油相比,使用纳米Al₂O₃/TiO₂润滑油时缸套同环间的油膜分布、摩擦分布、摩擦损耗均得到改善。（4）将纳米润滑油应用在发动机台架测试上,通过倒拖测试、负荷特性测试、外特性测试,结果表明与基础油相比,使用纳米Al₂O₃/TiO₂润滑油时发动机动力性和燃油经济性均得到提升。Al₂O₃/TiO₂纳米复合粒子能提升润滑油的抗磨减摩作用,同时能提升黏度及导热性能,将纳米润滑油应用在发动机时对其动力性及经济性起到改善效果。