柔性燃料发动机缸套活塞环摩擦学适应性研究

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1、柔性燃料发动机缸套活塞环摩擦学适应性研究ResearchonTribologicalAdaptabiU哆ofLiner-ringPairinFlex-fuelEngiⅡes姓2014年6月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：菘巷

2、％知，P年占月胗日学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密一。学位论文作者签名：豸对萤必二D

3、／咿年6月产日指导教师签名：夕-^加，≯年莎月江苏大学硕士学位论文摘要能源危机与环境污染双重压力背景之下，内燃机燃料多元化日趋明显。柔性燃料发动机因燃用多种燃料并调整相应控制策略，造成燃烧压力幅值与相位的波动迥异及润滑介质物性参数的冲击破坏，从而使缸套活塞环关键摩擦副面临着服役环境恶化的潜在挑战，故在广泛关注燃烧与排放特性的同时，研究其摩擦学适应性问题亦不容忽视。近年来，缸套表面织构技术以其独特的润滑减摩优势，始终成为内燃机摩擦学热点关注的方向。为此，本文通过理论结合试验的方法，应对柔性燃料发动机缸套活塞环更为恶劣的服役环境，开展缸套表面织构技术的摩擦学

4、适应性研究，为未来柔性燃料内燃机和表面织构技术的发展提供理论依据及技术支持。基于车用四缸柴油机构建虚拟柔性燃料发动机，以织构化缸套活塞环摩擦副为研究对象，综合考虑表面织构问的协同润滑效应和织构形貌与未织构区域粗糙度的耦合作用，联立平均雷诺方程及微凸体接触方程等构建织构化缸套一活塞环混合润滑理论模型。模拟研究燃烧压力幅值与相位的波动迥异以及润滑介质物性参数的冲击破坏所构成的变动服役环境对摩擦副润滑性能的影响规律，从而优化织构型式及其形貌参数，并借助MMW．．1A摩擦试验机进行摩擦模拟试验研究。研究得出，随着活塞环工作载荷的增加，油膜厚度逐渐减小，摩擦力逐渐

5、增大；随着燃烧相位的提前，无量纲摩擦力与摩擦功耗均有所上升；随着润滑介质粘度的增加，油膜厚度逐渐增大，摩擦力先减小后增大。试验对此进行了验证，摩擦系数随工作载荷的增大而增大，随润滑介质粘度的增大先减小后增大。缸套表面进行凹腔织构更具有优势，相对于沟槽织构，其摩擦平均有效压力(FMEP)至少下降12．5％。凹腔织构最佳形貌参数为存75～85肛m，^=5~7岬l，R1=0．1～0．15，其受活塞环工作载荷和润滑介质粘度影响不大。正交试验对此进行了验证，并得出经参数优化，摩擦系数下降24．3％，凹腔深度对其摩擦性能影响最大。最后在单缸柴油机上分别配备原机平台珩

6、磨缸套和优选凹腔织构缸套开展台架对比试验。结果表明，配备凹腔织构缸套后可使发动机燃油消耗率下降2％以上，同时降低排温和烟度，而使机油消耗量增大；在120帆，min时，发动机摩擦损失燃油消耗率随负荷的增加而降低，配备凹腔织构缸套可使摩擦损失燃油消耗率降低逾22．5％；在低负荷区域，摩擦损失燃油消耗率随发动机负荷的增加而降低，随发动机转速的增加波动较大，凹腔织构缸套在低负荷中等转速下不具有优势。关键词：内燃机，缸套一活塞环，表面织构，服役环境，摩擦学适应性II江苏大学硕士学位论文ABSTRACTDuetothei【oublepressuresofene唱yc

7、risisandenViromnentalc伽妇mination，血elsforintemalcombustioncnginestendtobediversifiedincre蠲ingly．Utilizingkindsof血elsand喇ustingrelativecontr01s廿ate百esinnex—melengineschaⅡgetheamplitudeandphaseofthecoD曲ustionpressureandd酏eriorate也ephysicalprope啊parametersofthe1ubricationmediumatthes

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