【摘 要】
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缸套-活塞环是内燃机核心摩擦副,在当前节能与环保要求日益严苛的背景下,发动机的爆发压力和转速不断提高,缸套与活塞环摩擦副所承受的机械负荷和热负荷随之大幅度提高,摩擦
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缸套-活塞环是内燃机核心摩擦副,在当前节能与环保要求日益严苛的背景下,发动机的爆发压力和转速不断提高,缸套与活塞环摩擦副所承受的机械负荷和热负荷随之大幅度提高,摩擦磨损问题成为高强化柴油机寿命、可靠性及经济性的瓶颈问题,需要开展高强化条件下缸套、活塞环摩擦磨损规律及机制研究。本文研究了合金铸铁缸套与三种表面改性活塞环(PVD氮化铬活塞环、喷钼活塞环、CKS活塞环)配对副在不同工况参数下的摩擦磨损性能和抗黏着性能,得到结论如下：(1)随着载荷升高,各配对副摩擦系数均呈先下降后上升趋势,磨损量先缓慢增加后急剧增加,一定载荷后趋于稳定；随温度升高,均呈下降趋势,但幅度很小。抗拉缸时间随载荷和温度升高,先急剧下降后趋于稳定。摩擦系数和磨损量由大到小均为：铸铁-喷钼>铸铁-CKS>铸铁-氮化铬。抗拉缸时间由长到短为：铸铁-喷钼>铸铁-CKS>铸铁-氮化铬。(2)铸铁-氮化铬配对副、铸铁-CKS配对副气缸套的磨损机理相似,先在接触区域发生塑性变形,直至形成稳定接触状态,微凸体经挤压塑性变形后,形成的接触表面在反复的接触应力下发生疲劳脱落。铸铁-喷钼配对副的磨损机理为先在接触表面产生转移粒子,加工硬化后在表面犁耕出犁沟和裂纹,同时镶嵌进磨损表面的粒子与基体黏着,撕裂后使表面形成犁沟。各配对副拉缸机理为：停止供油后,油膜不断消耗,当边界膜消耗大于生成时,局部产生黏着点,迅速扩大至整个接触界面。(3)在正常磨损时,铸铁-氮化铬、的摩擦系数和磨损量均很小,在贫油状态下,铸铁-CKS配对副抗黏着性能远优于铸铁-氮化铬配对副,铸铁-CKS综合性能最好。
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