本文選題：柴油機 + 活塞環(huán)��； 參考：《江蘇大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：內(nèi)燃機的活塞環(huán)承擔(dān)著密封氣體、潤滑與刮油、傳熱冷卻等重要作用,又承受著缸內(nèi)高溫高壓燃?xì)獾臎_擊及腐蝕等較為惡劣服役工況的考驗。潤滑、摩擦、磨損與密封性問題一直是活塞環(huán)研究與技術(shù)發(fā)展核心問題,且隨著內(nèi)燃機節(jié)能與排放控制的不斷嚴(yán)格,對于活塞環(huán)的技術(shù)提升需求日益突出。隨著摩擦副表面織構(gòu)技術(shù)的興起,因具有改善摩擦副表面潤滑性能,并有效減小摩擦的潛在優(yōu)勢,其在活塞環(huán)上的應(yīng)用不斷受到關(guān)注。故而,對于內(nèi)燃機織構(gòu)化活塞環(huán)的潤滑摩擦理論及試驗應(yīng)用的探索研究,有利于推動高性能新型活塞環(huán)的發(fā)展與技術(shù)進步。本文以某柴油機的第一道活塞環(huán)為研究對象,建立了表面織構(gòu)化活塞環(huán)-缸套系統(tǒng)混合潤滑理論模型。首先闡述了織構(gòu)化活塞環(huán)的改善潤滑降低摩擦性能的理論機理,研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)活塞環(huán)在缸套表面滑動時,存儲在這些織構(gòu)中的潤滑油,其流量和流向均發(fā)生突變,在微觀上產(chǎn)生局部不均勻壓力分布,從而在宏觀上累積形成流體動壓效應(yīng),在缸套與活塞環(huán)之間產(chǎn)生具有一定厚度和承載能力的動壓潤滑油膜。進而分析了活塞環(huán)圓形、矩形、橢圓型三種典型織構(gòu)形式之間的潤滑摩擦性能差異,其中圓形織構(gòu)在整個計算循環(huán)內(nèi)都具有良好的減摩效果,而橢圓形織構(gòu)的減摩效果相對較差。其次,以圓形織構(gòu)為對象,分析了不同織構(gòu)參數(shù)對活塞環(huán)潤滑性能的影響規(guī)律,并進行了活塞環(huán)織構(gòu)的參數(shù)優(yōu)化研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn),各參數(shù)中,凹坑深度的影響最大,直徑次之,面積占有率的影響最小。在此基礎(chǔ)上,進一步展開變深度織構(gòu)的數(shù)值理論分析研究,與同一深度織構(gòu)相比,變深度織構(gòu)的潤滑性能頗具優(yōu)勢,可同時滿足行程中部區(qū)域與上止點附近不同工作環(huán)境的潤滑摩擦要求;而“兩端深中間淺”相比“兩端淺中間深”的深度布置方式,具有更優(yōu)的潤滑摩擦性能,究其原因,系儲存于深坑中的潤滑油隨運動表面進入了淺坑,體積從大到小形成擠壓作用,具備類似宏觀桶面環(huán)的動壓效應(yīng)。在項目組激光表面織構(gòu)加工技術(shù)基礎(chǔ)上,為滿足變深度織構(gòu)型活塞環(huán)的加工要求,進行了活塞環(huán)的激光織構(gòu)加工工藝優(yōu)化研究。首先進行活塞環(huán)鍍鉻表面激光試加工,確定表面鍍鉻和激光加工的順序,其次進行激光工藝試驗以確定激光加工參數(shù)與織構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)的對應(yīng)關(guān)系,其后完成變深度和同一深度方案鍍鉻表面活塞環(huán)的激光加工。最后,進行了激光微織構(gòu)活塞環(huán)的裝機倒拖摩擦學(xué)性能試驗研究,結(jié)果顯示,文中提出的變深度織構(gòu)矩形環(huán)具有更優(yōu)的綜合潤滑摩擦性能。高速條件下,同一深度織構(gòu)矩形環(huán)的倒拖摩擦扭矩低于原機桶面型活塞環(huán),在轉(zhuǎn)速為2100r/min時降幅最大,達2.88%,而在低速工況條件下,織構(gòu)活塞環(huán)的摩擦扭矩高于原機。而變深度織構(gòu)方案矩形環(huán),相比于原機桶面環(huán),中高速范圍內(nèi)均能呈現(xiàn)出更優(yōu)的摩擦性能,在轉(zhuǎn)速2100r/min時出現(xiàn)摩擦扭矩最低點,最大降幅6.12%;低速時的摩擦扭矩與原機相當(dāng)。
[Abstract]:The piston ring of internal combustion engine bears the important function of sealing gas , lubrication and oil scraping , heat transfer cooling and so on . The order of surface chrome plating and laser processing is determined . Secondly , laser processing test is carried out to determine the corresponding relationship between laser machining parameters and texture parameters . The results show that the friction torque of the same depth texture rectangular ring is lower than that of the original machine . At the same time , the friction torque of the same depth texture rectangular ring is higher than that of the original machine .

【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK403

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本文編號：1845752