内燃机活塞环_缸套擦伤的理论分析与试验模拟.pdfVIP

内　燃　机　学　报 ( ) ( ) 第 17 卷 1999 第 2 期　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　 . 17 1999 . 2 V o l N o Tran saction s of CSICE 990044 内燃机活塞环缸套擦伤的理论分析与试验模拟 刘　　　刘小君　桂长林 (合肥工业大学机械工程系, 合肥 230009) 　　　　　　　　摘要　基于模拟试验和理论分析研究了活塞环缸套的擦伤问题, 测量了在不同的内燃机转速、润滑油 及环境温度下发生擦伤的载荷及表面本体温度。根据试验结果通过混合润滑分析确定了发生擦伤时的 微凸体承载量, 并以此为基础采用B lok 公式计算了微凸体瞬现温升, 首次定量确定出了活塞环缸套发 生擦伤时的表面接触温度, 建立了活塞环缸套发生擦伤时的临界膜厚比准则。 关键词　擦伤; 表面温度; 膜厚比; 活塞环; 缸套 柄由电机驱动。活塞上固定一长杆及夹具带动上下活 引言 塞环试件与上下缸套试件作滑动摩擦。试件周向宽度 　　对于活塞环缸套等工作在混合润滑状态的摩擦 12 mm , 活塞环高 3 mm , 均从实际的活塞环和缸套上 副来说, 擦伤是严重的失效形式。它的发生将伴随着表 截取。活塞环材料为钒钛铸铁镀铬, 表面粗糙度均方根 面撕裂等材料转移过程, 使内燃机不能正常工作。温 为 0. 1 m , 缸套材料为高磷铸铁, 表面粗糙度均方根 度、载荷、速度等参数都是影响擦伤发生的主要因素。 为 0. 5 m , 缸套下试件放置在一排滚针上, 左端顶死, 基于试验机的擦伤试验研究[ 1, 2 ] 对擦伤发生的机理等 右端与一CLBS 100 力传感器接触, 从而可以测量出活 进行了有益的探讨。但是, 不同的摩擦副的擦伤行为有 塞环缸套间的摩擦力。摩擦力信号输出到TM 1 智能 着重大差别。活塞环缸套的擦伤问题, 仅通过试验机 压力测试仪处理。缸套下试件具有一定的侧隙, 以保证 就难以得到完整的反映, 其主要原因有: ( 1) 在各个位 试件安装时的对心问题, 使得活塞环缸套之间的圆弧 置速度工况不同。尽管内燃机以恒定的转速运行, 但活 面实现均匀接触。润滑油由一可调注油量的油杯送至 塞的滑动速度从上、下止点处的零变化至冲程中部的 摩擦面。为模拟内燃机活塞环缸套工作时的温度环 ( ) 境, 在挡油罩和保护罩之间及试验台底部均设有可调 最大值。2 由于上述因素所导致的在冲程中各点的混 [ 3 ] 温的加热系统, 试件所处的环境温度及缸套上试件摩 合润滑程度不同 , 这就使得擦伤问题变得进一步复 杂化。本文基于内燃机台架试验测得了活塞环缸套擦 擦时的表面本体温度 由WM 2K 01 温控传感器 1 检 伤载荷及发生擦伤时的表面本体温度, 并以此为基础, 测。 进一步结合混合润滑分析确定了发生擦伤时的微凸体 承