车用制动气泵抗磨损技术研究

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1、工程硕士学位论文车用制动气泵抗磨损技术研究作者姓名徐博戎工程领域车辆工程校内指导教师张勇教授校外指导教师叶鸣高级工程师所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2015年1月ResearchonWearResistanceofBrakingCompressorforVehiclesADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：XuBorongSupervisor：Prof.ZhangYongSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China摘要商用车辆一般使用气压制动，系统因气体泄漏将导

2、致气压不足，将严重影响车辆行驶过程的制动稳定性，并存在安全隐患。气压制动系统中气泵是关键部件，其活塞和缸套的磨损是导致漏气的主要原因之一。陶瓷材料具有优良的力学性能和耐磨性能，是替代金属缸套较理想的材料。本文以提高汽车制动安全性、减少制动气泵的磨损为工程背景，针对车用制动系统中气泵的实际使用环境和工况，系统深入地研究了气泵的抗磨损技术，研究了陶瓷套筒气泵的摩擦学性能。论文的主要研究工作如下：1.对气压制动系统气泵的原理和工况进行分析；2.对陶瓷材料性能研究分析，优选适当的陶瓷材料；3.加工和制备陶瓷套样件；4.设计气泵结构，加工气泵样件；5.研究套筒和活塞的摩擦-磨损机理，借助ANS

3、YS对套筒进行有限元分析，分析陶瓷套筒的等效应力分布；6.进行实验研究。研究结果表明：摩擦时应力主要集中在套筒内表面，这是导致磨损的主要原因之一；在干摩擦的工况下，相同条件时，陶瓷材料比金属材料的磨损量小；对磨损表面扫描电镜分析可知，金属表面有划痕和凹坑，磨损机理主要为磨粒磨损和粘着磨损，而陶瓷表面不存在划痕，无磨粒磨损和粘着磨损，也没有剥落现象。ZrO2陶瓷强度大、耐磨损性好、硬度高、抗氧化性强和耐化学腐蚀，是较理想的制动气泵气缸套筒材料。研究结果将为今后车辆气压制动的安全性研究提供有益参考，为今后陶瓷材料抗磨损技术的工程化应用提供技术参考。关键词：车用制动气泵；陶瓷；有限元分析；

4、抗磨损技术IABSTRACTPneumaticbrakingsystemisusuallyusedoncommercialvehicles,agasleakwillleadtolackofpressure,whichwillseriouslyaffectthestabilityofthebrakingprocess,andthereisasecurityrisk.Airpumpisakeycomponentofapneumaticbrakingsystem,thewearofthepistonandthecylinderlinerisoneofthemaincausesofthele

5、ak.Ceramicmaterialshaveexcellentmechanicalpropertiesandwearresistance,itisanidealalternativetometalliner.InthisPaper,improvingvehiclebrakesafetyandreducingwearonthebrakepumparetheengineeringbackground,fortheactualenvironmentalconditionsofthevehiclebrakingsystemairpump,anin-depthstudyhasbeendone

6、ontheanti-weartechnologyofthevehiclebrakingsystemairpump,andthetribologicalpropertiesoftheceramiccylinderpumphasbeenstudied.ThemainworkofthisPaperisasfollows:1.Principlesandconditionsofthevehiclebrakingsystemairpumphavebeenanalysed;2.Theperformanceofceramicmaterialshasbeenbeenanalysed,appropria

7、teceramicmaterialshasbeenconfirmed;3.ProcessingandpreParationoftheceramicsleevesample;4.Thestructureofthepumphasbeendesigned,andthepumpsamplehasbeenmade;5.Thefriction-wearmechanismofsleeveandpistonhasbeenstudied.WithANSYS,anFEAhas