柴油机摩擦磨损探讨课件.ppt

1、柴油机摩擦磨损探讨柴油机摩擦磨损探讨 一、柴油机主要磨损形式一、柴油机主要磨损形式 二、活塞环缸套摩擦磨损试验方法二、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三、活塞环动力学的计算分析主要内容：主要内容：四、四、下一步合作的探讨下一步合作的探讨一、柴油机主要磨损形式一、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

2、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一、柴油机主要磨损形式 1、活塞环与气缸套间的磨

3、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

4、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

5、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。)()()(边界润滑润滑状态相同载荷（相似）接触状态相同运动形式相同（往复）温度相同可考虑不同）润滑油相同相同尺寸表面状态缸套活塞环材料相同磨损条件相同或相似边界磨损磨损形式相同磨损试验的模拟准则三、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！