本文關鍵詞：TiN涂層摩擦磨損的研究

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【摘要】：缸套—活塞環(huán)作為內(nèi)燃機中一對最重要的摩擦副,對發(fā)動機的動力性、可靠性、耐久性有極大的影響。缸套—活塞環(huán)的磨損直接影響著發(fā)動機的工作,常常由于該摩擦副的磨損造成部分燃油未經(jīng)燃燒直接排出,增加了汽車尾氣的污染程度。缸套—活塞環(huán)的摩擦情況也影響著發(fā)動機的機械效率。因此本文旨在通過研究缸套的摩擦磨損性能,選出耐磨性好的材料用于未來發(fā)動機缸套—活塞環(huán)的制造,從而提高發(fā)動機的效率,節(jié)能減排。本文在摩擦學系統(tǒng)的指導下,模擬內(nèi)燃機缸套—活塞環(huán)試驗,采用實驗室自主研發(fā)制的往復式摩擦磨損試驗機,分別在不同載荷(20MPa,30MPa,40MPa,50MPa,60Mpa)不同溫度(120℃,150℃,180℃)條件下,以TiN缸套與PVD活塞環(huán)為配對副進行分析研究得到如下結論：1、隨著載荷的升高,40Cr基底的TiN涂層缸套與PVD氮化鉻活塞環(huán)之間的摩擦系數(shù)都是呈現(xiàn)20MPa-30MPa升高,30MPa-50MPa下降的趨勢,50MPa-60MPa趨于平穩(wěn),摩擦系數(shù)第一次升高最為明顯,下降比較平穩(wěn)。2、摩擦力隨著載荷的增加幾乎呈線性增長。而且每個溫度下都是這個規(guī)律。3、40Cr基底的TiN涂層缸套在摩擦前后表面高度變化不明顯,磨損量很小幾乎不能表示。在20MPa載荷下表面均未被破壞,在60MPa載荷下有小部分涂層被破壞,載荷再增加PVD活塞環(huán)極為容易出現(xiàn)拉缸現(xiàn)象。4、40Cr基底的TiN涂層缸套在溫度升高摩擦系數(shù)出現(xiàn)少量的下降,低溫摩擦系數(shù)最大,溫度越高摩擦系數(shù)越小。5、摩擦系數(shù)的整體的變化不是很大不管是溫度的變化還是載荷的變化,其中載荷的改變,摩擦系數(shù)微小的變化是有規(guī)律的。6、該涂層的磨損量極小,優(yōu)于大部分涂層,在高溫載荷不高的工作環(huán)境中本材料性能比較完美。
【關鍵詞】：內(nèi)燃機 缸套-活塞環(huán) 磨損量 摩擦磨損
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK407
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 缸套-活塞環(huán)潤滑研究10-12
• 1.2 摩擦磨損12-13
• 1.2.1 摩擦磨損的基本概念12
• 1.2.2 摩擦磨損的基本類型12-13
• 1.3 復合滲鍍處理13-18
• 1.3.1 滲氮處理13-15
• 1.3.2 離子氮化發(fā)展概況15-17
• 1.3.3 電弧等離子鍍17-18
• 1.4 課題研究的意義18-20
• 第2章 實驗內(nèi)容20-30
• 2.1 試驗材料及樣品制備20-25
• 2.1.1 缸套與活塞環(huán)的制備20-23
• 2.1.2 缸套滲氮+電弧離子鍍處理23-24
• 2.1.3 潤滑油24-25
• 2.2 實驗設備25-28
• 2.2.1 往復式試驗機工作示意圖25-26
• 2.2.2 加熱系統(tǒng)26-27
• 2.2.3 供油系統(tǒng)27
• 2.2.4 摩擦力采集系統(tǒng)27-28
• 2.3 試驗方案28
• 2.4 檢測設備28-30
• 2.4.1 X射線衍射儀28
• 2.4.2 金相顯微鏡28-29
• 2.4.3 掃描電子顯微鏡29
• 2.4.4 三維共聚焦激光掃描顯微鏡29-30
• 第3章 缸套與活塞環(huán)的摩擦性能30-36
• 3.1 PVD活塞環(huán)和TiN缸套表面摩擦情況30-31
• 3.2 PVD活塞環(huán)和TiN缸套的摩擦系數(shù)、摩擦力的分析31-34
• 3.2.1 試樣在120℃下摩擦系數(shù)與摩擦力隨載荷的變化31-33
• 3.2.2 試樣在150℃下摩擦系數(shù)與摩擦力隨載荷的變化33-34
• 3.2.3 試樣在180℃下摩擦系數(shù)與摩擦力隨載荷的變化34
• 3.3 實驗小結34-36
• 第4章 磨損量與表面分析36-56
• 4.1 三維共聚焦實驗結果與分析36-38
• 4.1.1 120℃材料表面磨損分析36-37
• 4.1.2 150℃材料表面磨損分析37-38
• 4.1.3 180℃材料表面磨損分析38
• 4.2 缸套的掃描電鏡結果與分析38-55
• 4.2.1 120℃下試樣表面成分變化分析39-43
• 4.2.2 150℃下試樣表面成分變化分析43-48
• 4.2.3 180℃下試樣表面成分變化分析48-53
• 4.2.4 活塞環(huán)的表面成分變化分析53-55
• 4.3 缸套表面金相圖55
• 4.4 實驗小結55-56
• 結論56-57
• 參考文獻57-59
• 致謝59

【參考文獻】

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張馥碩;乳化炸藥基質(zhì)輸送螺桿泵定子壽命研究[D];南京理工大學;2009年

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本文編號：1027347