956 / 2022-07-09 19:58:41

表面织构与润滑油添加剂耦合作用对缸套-活塞环摩擦学性能的影响

缸套-活塞环组件是柴油机中实现能量转换的核心摩擦副之一，近年来柴油机向高功率化发展，燃烧室的压力、温度以及活塞组件的线速度逐渐升高，对缸套-活塞环的运行可靠性提出了新的挑战。因此，开展缸套-活塞环摩擦副的减摩抗磨研究对提高柴油机的各项运行指标具有重要意义。本研究以柴油机缸套-活塞环摩擦副为研究对象，在缸套表面分别加工圆形凹坑与沟槽织构，搭配经表面修饰的纳米铜颗粒作为润滑油添加剂，在多工况下考察其摩擦磨损性能。并对磨损区域形貌及元素组成进行表征，探究缸套表面织构与纳米铜润滑油添加剂在摩擦副表面的减摩抗磨效果及其耦合作用机理。研究结果表明：采用表面织构化处理的缸套在与改性纳米铜润滑油协同使用时，表面织构在轻载与重载条件下均表现出良好的减摩与抗磨效果。磨损表面分析结果表明，表面织构的存在增强了油膜的成型能力，而纳米铜的沉积作用则改善了表面摩擦环境，同时得益于织构的储油功能，纳米铜颗粒在摩擦界面的留存时间增加，进一步增强其修复作用与成膜能力。本研究为指导改善缸套-活塞环组件的摩擦学性能提供了试验基础，对柴油机的工作可靠性具有重要意义。