柴油机摩擦磨损探讨.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第,*,页 共,42,页,柴油机摩擦磨损探讨,一、柴油机主要磨损形式,二、活塞环缸套摩擦磨损试验方法,三、活塞环动力学的计算分析,主要内容：,四、,下一步合作的探讨,一、柴油机主要磨损形式,磨损有四种主要形式：磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损。,磨粒磨损：在摩擦过程中，由于硬的颗粒或表面硬的凸起物引起材料从其表面分离出来的现象，称为磨粒磨损。这些硬质点会破坏摩擦副间的润滑油膜，进而切削金属偶件，周而复始的造成了严重的磨粒磨损。,粘着磨损：两摩擦物体在法向力和切向力的联合作用下，由于表面不平，摩擦副互相接触时，峰顶受到较大的压力，致使接触应力超过材料的流动强度，产生塑性变形，材料有可能转移到另一表面上，从而造成粘着，产生金属与金属的直接接触和塑性变形，从而经历粘着、剪切和再粘结的循环过程。,疲劳磨损：疲劳是指由重复作用的应力循环引起的一种特殊破坏形式，这种应力循环的应力幅不超过材料的弹性极限。摩擦副表面相对滚动或者滑动时，周期性的载荷使接触区产生较大的应力，同时产生塑性变形。在表面薄弱点处引起裂纹，逐渐扩展，最后金属断裂剥落下来。,腐蚀磨损：在摩擦过程中，金属同时与周围介质发生化学或电化学反应所产生的磨损。,一、柴油机主要磨损形式,1,、活塞环与气缸套间的磨损,活塞环与气缸套在工作时受到气压力、惯性力、侧向力以及引起的摩擦力作用。由于作用力大小、方向不断变化，润滑油膜将呈非均匀分布，加上温度等的影响，其摩擦磨损情况十分复杂。,在柴油机运行过程中，高温、高压作用和润滑状态不良，活塞环顶环在上止点区域难以维持油膜的连续性，这里又是缸套最热的部分，并且离润滑油供应处最远，因此磨损的最坏情况将出现在活塞行程的最高点处。影响活塞环油膜分布的主要因素是侧向力、活塞环结构参数和加工精度等，活塞的偏转、环的扭曲及环在环槽内的运动等对油膜形成也有较大的影响，应综合考虑粗糙效应和充油贫油边界条件，作出正确分析。,柴油机工作原理,2,、曲轴与轴瓦的磨损,曲轴与轴瓦间的润滑采用压力润滑，正常工作时处于流体润滑，但在转速较低、停车、起动或载荷较大时，出现边界润滑，接触面上的润滑油膜被挤破，两工作面瞬时接触，发生粘着磨损，产生的金属屑及油中的杂质形成硬质颗粒，当直径大于油膜厚度时，对轴瓦、轴颈表面有切削作用，演变成磨粒磨损。,3,、配气机构中凸轮与挺柱的磨损,这对摩擦副控制着气门的开启和关闭，对可靠性和耐久性有很高的要求，在工作中承受较高的载荷和较大的滑动、滚动速度，摩擦十分严重。,凸轮与挺柱具有时变特性，出现明显的非稳态特性，当转速较低，气门落座时，会破坏润滑油膜，造成早期磨损，同时产生恶性循环，加剧磨损。,二、活塞环缸套摩擦磨损试验方法,1,、试样试验,试样试验分材料试验及成品试验，材料试验用于选材及表面处理工艺等，优点在于试验周期短，条件易控制，数据重复性好；缺点是条件过于理想化，与实际相差甚远。设备可采用通用试验机，如销盘试验机。,成品试验是采用加工完成后的活塞环进行，优点是更接近实际工况，周期短，条件易控；缺点是与实际工况还有差距。设备有,SRV4,、非标设备。,2,、台架试验,可以直接用于评价零件性能，但是周期长，不定因素多，成本高。,三、活塞环的动力学计算分析,为了满足日益严格的排放法规，低机油消耗和良好的润滑是发动机活塞体,/,环组,/,缸套开发中的一项重要工作。发动机活塞环密封效果影响漏气量和机油消耗，为获得一个准确的环,/,套组件设计，有必要对活塞环组的动力学行为进行精确分析。利用,AVL Excite,Piston&Ring,软件，搭建活塞环动力学的分析模型，来评估活塞环窜气、摩擦功损失，还可以用于活塞环结构的优化设计。,四、下一步合作的探讨,缸套活塞环的摩擦磨损：,1,、流体动压润滑理论分析；,2,、各层次的摩擦磨损试验；,3,、测试方法的研究；,谢谢！,