活塞環(huán)-缸套摩擦副造成的摩擦損耗約占整個內(nèi)燃機損耗的20%,因此國內(nèi)外學(xué)者從結(jié)構(gòu)參數(shù),潤滑油的粘度和潤滑油量,表面形貌,活塞環(huán)-缸套接觸等方面對活塞環(huán)-缸套摩擦副進行了大量細致的研究,以期能夠改善這對摩擦副的摩擦性能。其中,通過活塞環(huán)-缸套表面微織構(gòu)改善接觸摩擦性能的研究,近年來受到了國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。本文在Biboulet等^[48-50]研究工作的基礎(chǔ)上,基于活塞環(huán)-缸套摩擦副的簡化一維接觸模型及所得到的解析關(guān)系式,從理論方面分析討論了活塞環(huán)-缸套上的不同形貌表面織構(gòu)對接觸壓力和性能的影響,主要工作包括:首先基于一維平均雷諾方程,對具有表面織構(gòu)的活塞環(huán)-缸套摩擦副系統(tǒng),建立了活塞環(huán)-油膜-缸套系統(tǒng)的一維接觸潤滑模型。在此基礎(chǔ)上,對具有單個和多個矩形、三角形和橢圓形三種表面織構(gòu)的缸套,分別推導(dǎo)得到了活塞環(huán)-缸套接觸壓力的簡化解析解,并進行了活塞環(huán)-缸套間接觸壓力的分析和比較。結(jié)果表明,缸套上三種紋理結(jié)構(gòu)對接觸壓力的分布和變化具有不同的影響,并且橢圓表面織構(gòu)區(qū)域的接觸壓力變化要比三角形和矩形表面織構(gòu)區(qū)域的接觸壓力變化平緩。因此,采用橢圓形表面織構(gòu)可以較好的改善活塞環(huán)... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

內(nèi)燃機構(gòu)造示意圖

（a） 溝槽型 （b）方形圖 1.2 表面織構(gòu)示意圖Fig1.2 Surface texture sketch map目前，已經(jīng)有許多的學(xué)者在實驗研究和理論模擬這兩個主要的研究領(lǐng)域內(nèi)，對表面微織構(gòu)的相關(guān)性能都做過大量的研究和分析，綜述如下。1.2.2.1 表面織構(gòu)的實驗發(fā)展現(xiàn)狀由于制造業(yè)的迅猛發(fā)展以及先進加工水平迅速提升，依托激光微型加工技術(shù)，微小磨粒噴射及 MEMS 等現(xiàn)代先進加工技術(shù)可以精準的在試件表面加工出所需形狀的微織構(gòu)[27]，進行實驗研究：Ryk、 Etsion 等人[28-31]在 2001～2006 年間對表面微織構(gòu)與活塞環(huán)-缸套摩擦學(xué)性能進行了一系列的研究，創(chuàng)建了活塞環(huán)激光處理的理論接觸模型，并且提出表面織構(gòu)的面積占比及最佳織構(gòu)的深徑比，并通過往復(fù)摩擦磨損實驗確定最佳的表面織構(gòu)的深徑比數(shù)值。之后又將經(jīng)過局部微織構(gòu)處理過的活塞環(huán)和經(jīng)過全表面微織構(gòu)處理過的活塞環(huán)進行摩擦學(xué)性能比較，得出在最佳微織構(gòu)的分布下，局部

圖 1.3 Greenwood-Tripp 粗糙表面接觸模型示意圖Fig. 1.3 Schematic diagram of Greenwood-Tripp rough surface contact model阮鴻雁，呂建軍等人[40]在接觸表面設(shè)計了一個由多段圓弧、三角形構(gòu)成織構(gòu)的幾何模型（如圖 1.5 所示），并推導(dǎo)在這種情況下的控制方程， 中的 FLUENT 模塊對這種形狀的表面動壓性能模擬以及數(shù)值計算。模擬示，兩種形狀復(fù)合織構(gòu)的表面接觸壓力的分布比單個形狀織構(gòu)（圖 1.4 所要合理，負載能力有了很明顯提升。因此，該復(fù)合織構(gòu)對接觸面會產(chǎn)生滑效果。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]不同角度凹槽織構(gòu)對缸套-活塞環(huán)摩擦性能的影響[J]. 常鐵,郭智威,饒響.  熱加工工藝. 2017(16)
[2]內(nèi)燃機活塞環(huán)-缸套摩擦副潤滑影響因素的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 許楓,孫軍,宋現(xiàn)浩,舒磊.  內(nèi)燃機. 2015(02)
[3]缸套表面復(fù)合織構(gòu)潤滑性能理論及試驗研究[J]. 尹必峰,錢晏強,盧振濤,汪博文,孫韶.  西安交通大學(xué)學(xué)報. 2014(09)
[4]激光加工微凹坑表面對缸套-活塞環(huán)摩擦性能的影響[J]. 李見,劉小君,王靜,胡兆穩(wěn),劉焜.  內(nèi)燃機學(xué)報. 2011(06)
[5]斯特林發(fā)動機的研究與發(fā)展[J]. 許行,宋鴻杰.  四川兵工學(xué)報. 2011(06)
[6]多圓弧與三角形復(fù)合織構(gòu)表面的動壓潤滑性能[J]. 阮鴻雁,呂建軍,司輝,劉會霞,王霄.  江蘇大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2010(03)
[7]表面織構(gòu)對發(fā)動機活塞/缸套摩擦性能的影響[J]. 劉一靜,袁明超,王曉雷.  中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2009(06)
[8]摩擦學(xué)在軍用汽車中的應(yīng)用與展望[J]. 張家璽,吉建平,曹永晟.  軍事交通學(xué)院學(xué)報. 2009 (06)
[9]活塞環(huán)表面處理技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 王師,閻殿然,李莎,高國旗,張志彬.  材料保護. 2009(07)
[10]激光微加工凹坑表面形貌摩擦特性的試驗研究[J]. 高東海,劉焜,袁根福.  合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2008(10)

博士論文
[1]基于流體動壓潤滑效應(yīng)的表面織構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[D]. 于海武.南京航空航天大學(xué) 2012
[2]活塞環(huán)組三維潤滑數(shù)值模擬及其應(yīng)用研究[D]. 葉曉明.華中科技大學(xué) 2004

碩士論文
[1]表面織構(gòu)處理對聚合物—金屬配副摩擦學(xué)特性影響的實驗研究[D]. 劉德杰.燕山大學(xué) 2016
[2]活塞（第二道氣）環(huán)—缸套摩擦副的潤滑性能研究[D]. 王先義.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
[3]表面織構(gòu)化活塞環(huán)/缸套摩擦學(xué)性能仿真及試驗研究[D]. 王斌.北京交通大學(xué) 2014
[4]活塞環(huán)表面織構(gòu)化的理論及實驗研究[D]. 孫造.南京航空航天大學(xué) 2011
[5]表面織構(gòu)化活塞環(huán)的摩擦學(xué)性能研究[D]. 鄭顯良.北京交通大學(xué) 2010



本文編號：2922229