柴油机摩擦磨损探讨一、柴油机主要磨损形式二、活塞环缸套摩擦磨损试验方法三、活塞环动力学的计算分析主要内容：四、下一步合作的探讨一、柴油机主要磨损形式磨损有四种主要形式：磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损。 磨粒磨损： 在摩擦过程中，由于硬的颗粒或表面硬的凸起物引起材料从其 表面分离出来的现象，称为磨粒磨损。这些硬质点会破坏摩擦副间的润滑 油膜，进而切削金属偶件，周而复始的造成了严重的磨粒磨损。 粘着磨损：两摩擦物体在法向力和切向力的联合作用下，由于表面不平， 摩擦副互相接触时，峰顶受到较大的压力，致使接触应力超过材料的流动 强度，产生塑性变形，材料有可能转移到另一表面上，从而造成粘着，产 生金属与金属的直接接触和塑性变形，从而经历粘着、剪切和再粘结的循 环过程。 疲劳磨损：疲劳是指由重复作用的应力循环引起的一种特殊破坏形式，这 种应力循环的应力幅不超过材料的弹性极限。摩擦副表面相对滚动或者滑 动时，周期性的载荷使接触区产生较大的应力，同时产生塑性变形。在表 面薄弱点处引起裂纹，逐渐扩展，最后金属断裂剥落下来。 腐蚀磨损：在摩擦过程中，金属同时与周围介质发生化学或电化学反应所 产生的磨损。一、柴油机主要磨损形式 1、活塞环与气缸套间的磨损 活塞环与气缸套在工作时受到气压力、惯性力、侧向力以 及引起的摩擦力作用。由于作用力大小、方向不断变化， 润滑油膜将呈非均匀分布，加上温度等的影响，其摩擦磨 损情况十分复杂。 在柴油机运行过程中，高温、高压作用和润滑状态不良， 活塞环顶环在上止点区域难以维持油膜的连续性，这里又 是缸套最热的部分，并且离润滑油供应处最远，因此磨损 的最坏情况将出现在活塞行程的最高点处。影响活塞环油 膜分布的主要因素是侧向力、活塞环结构参数和加工精度 等，活塞的偏转、环的扭曲及环在环槽内的运动等对油膜 形成也有较大的影响，应综合考虑粗糙效应和充油贫油边 界条件，作出正确分析。柴油机工作原理 2、曲轴与轴瓦的磨损 曲轴与轴瓦间的润滑采用压力润滑，正常工作时处于流体 润滑，但在转速较低、停车、起动或载荷较大时，出现边 界润滑，接触面上的润滑油膜被挤破，两工作面瞬时接触 ，发生粘着磨损，产生的金属屑及油中的杂质形成硬质颗 粒，当直径大于油膜厚度时，对轴瓦、轴颈表面有切削作 用，演变成磨粒磨损。 3、配气机构中凸轮与挺柱的磨损 这对摩擦副控制着气门的开启和关闭，对可靠性和耐久性 有很高的要求，在工作中承受较高的载荷和较大的滑动、 滚动速度，摩擦十分严重。 凸轮与挺柱具有时变特性，出现明显的非稳态特性，当转 速较低，气门落座时，会破坏润滑油膜，造成早期磨损， 同时产生恶性循环，加剧磨损。二、活塞环缸套摩擦磨损试验方法 1、试样试验 试样试验分材料试验及成品试验，材料试验用于选材及表 面处理工艺等，优点在于试验周期短，条件易控制，数据 重复性好；缺点是条件过于理想化，与实际相差甚远。设 备可采用通用试验机，如销盘试验机。 成品试验是采用加工完成后的活塞环进行，优点是更接近 实际工况，周期短，条件易控；缺点是与实际工况还有差 距。设备有SRV4、非标设备。 2、台架试验 可以直接用于评价零件性能，但是周期长，不定因素多， 成本高。三、活塞环的动力学计算分析 为了满足日益严格的排放法规，低机油消耗和良好的润滑 是发动机活塞体/环组/缸套开发中的一项重要工作。发动 机活塞环密封效果影响漏气量和机油消耗，为获得一个准 确的环/套组件设计，有必要对活塞环组的动力学行为进行 精确分析。利用AVL Excite Piston&Ring软件，搭建活塞 环动力学的分析模型，来评估活塞环窜气、摩擦功损失， 还可以用于活塞环结构的优化设计。四、下一步合作的探讨 缸套活塞环的摩擦磨损： 1、流体动压润滑理论分析； 2、各层次的摩擦磨损试验； 3、测试方法的研究；谢谢！