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缸套-活塞环组件作为柴油机的核心摩擦副之一，其性能对柴油机的效率、使用寿命、可靠性和经济性等都有着重大的影响。相关研究表明，缸套-活塞环组件带来的机械损失约占柴油机全部机械损失的40%-60%，此外，因润滑不良导致的各类事故在船舶维修中也占很大比重。表面织构通过在缸套-活塞环表面加工出一定尺寸的纹理结构，旨在提高其摩擦性能，织构的优化设计一直是研究的难点。因此，在提高柴油机可靠性与效率、减少运行维护费用等方面，缸套-活塞环组件的织构化性能优化研究十分重要。
本文以柴油机缸套-活塞环组件为研究对象，以提高柴油机效率与可靠性为目的。分别在缸套表面加工沟槽织构、在活塞环表面加工凹坑织构，组成耦合织构，依次进行销盘基础研究、切片可行性验证、整缸性能研究，并与未织构和单一织构表面进行比较。通过摩擦系数、磨损量、磨损形貌等直接表征参数和电镜能谱、接触电阻、气缸压力等间接表征参数，分析织构化缸套-活塞环的摩擦特性、磨损特性、润滑特性和气密性。并以上述参数为基础，对单一织构与耦合织构的作用机理进行了分析，从而为织构化缸套-活塞环组件的优化设计提供参考。
试验结果表明，合适尺寸的单一缸套沟槽织构、活塞环凹坑织构与耦合织构均能够有效增加油膜厚度，提高摩擦学性能。作为动态储油结构的活塞环凹坑织构携带润滑油在整个接触面发挥作用，它的油膜改善能力要强于作为静态储油结构的缸套沟槽织构。而作为静态磨屑捕集结构的缸套沟槽织构防止磨屑从织构中逃逸再次参与磨损，它的抗磨损能力要强于作为动态磨屑捕集结构的活塞环凹坑织构。耦合织构结合了缸套沟槽织构与活塞环凹坑织构的优点，进一步提升了油膜特性以及磨屑捕集效率，这使得耦合织构的油膜厚度在整缸性能中相比未织构表面增加了约98.4%，其抗磨损能力也最强。油膜特性与气密性息息相关，单一缸套沟槽织构在缸套表面形成高低交错的油压分布，单一活塞环凹坑织构在缸套表面形成中间高两侧低的弧形油压分布，在止点处气密性分别改善了4.6kPa，7.8kPa。耦合织构则是在弧形油压分布的基础上，还存在高低交错的油压分布，在止点处气密性改善了12.3kPa，获得最优的气密性。
本文以柴油机缸套-活塞环组件为研究对象，以提高柴油机效率与可靠性为目的。分别在缸套表面加工沟槽织构、在活塞环表面加工凹坑织构，组成耦合织构，依次进行销盘基础研究、切片可行性验证、整缸性能研究，并与未织构和单一织构表面进行比较。通过摩擦系数、磨损量、磨损形貌等直接表征参数和电镜能谱、接触电阻、气缸压力等间接表征参数，分析织构化缸套-活塞环的摩擦特性、磨损特性、润滑特性和气密性。并以上述参数为基础，对单一织构与耦合织构的作用机理进行了分析，从而为织构化缸套-活塞环组件的优化设计提供参考。
试验结果表明，合适尺寸的单一缸套沟槽织构、活塞环凹坑织构与耦合织构均能够有效增加油膜厚度，提高摩擦学性能。作为动态储油结构的活塞环凹坑织构携带润滑油在整个接触面发挥作用，它的油膜改善能力要强于作为静态储油结构的缸套沟槽织构。而作为静态磨屑捕集结构的缸套沟槽织构防止磨屑从织构中逃逸再次参与磨损，它的抗磨损能力要强于作为动态磨屑捕集结构的活塞环凹坑织构。耦合织构结合了缸套沟槽织构与活塞环凹坑织构的优点，进一步提升了油膜特性以及磨屑捕集效率，这使得耦合织构的油膜厚度在整缸性能中相比未织构表面增加了约98.4%，其抗磨损能力也最强。油膜特性与气密性息息相关，单一缸套沟槽织构在缸套表面形成高低交错的油压分布，单一活塞环凹坑织构在缸套表面形成中间高两侧低的弧形油压分布，在止点处气密性分别改善了4.6kPa，7.8kPa。耦合织构则是在弧形油压分布的基础上，还存在高低交错的油压分布，在止点处气密性改善了12.3kPa，获得最优的气密性。