【doc】缸套-活塞环零部件模拟磨损试验方法

【doc】缸套-活塞环零部件模拟磨损试验方法 缸套-活塞环零部件模拟磨损试验方法 2006年?第1期缸套活塞环零部件模拟磨损试验方法中国材料科技与设备(双月刊) 缸套一活塞环零部件模拟磨损试验方法 徐久军,林炳凤 (大连海事大学机电与材料工程学院,辽宁大连116026) 摘要:随着内燃机强化技术和排放标准的提高,对缸套一活塞环配对副的耐磨性要求也更加严格,同时近年来再制造 和再修复技术以及各种功能性润滑添加剂的研究,对缸套和活塞环零部件的评价方法也提出更加迫切的要求.基于磨损试 验的模拟准则和试验方法,在往复式摩擦磨损试样试验机的基础上,设计了一套模拟活塞环背压的弹性膨胀加载方法,解 决了缸套活塞环零部件摩擦磨损的关键技术,并制备了缸套一活塞环零部件摩擦磨损试验机.试验表明,这是一种快速, 经济,准确的评价方法. 关键词:缸套;活塞环;摩擦磨损;评价方法 0前言 缸套一活塞环是内燃机的关键摩擦副,工作环境严酷, 其摩擦学特性直接影响发动机的寿命,可靠性,油耗等, 特别是排放,故受到高度重视.多年来,国内外在缸套和 活塞环的设计,材料,加工以及表面处理等方面做了大量 的工作,至今仍在探索之中.特别是近年来可持续发展和 循环经济的意义受到越来越高的重视,开发了多种内燃机 缸套再制造,再维修技术以及各种功能性润滑油添加剂. 但是,目前存在的一个突卅问题是如何对这些技术进行合 理,准确的评价. 缸套一活塞环配对副的摩擦,磨损试验方法主要有试 样试验,零部件试验,台架试验和使用试验. 使用(行车)试验能真实反应实际运转条件下缸套一 活塞环的摩擦磨损特性,它是零部件批量生产前进行的验 证试验,但由于整车各系统和柴油机各子系统的交互作用, 使得缸套一活塞环受到各子系统的千扰,影响了试验结果 的准确性,并且试验周期长,费用高. 台架试验虽然模拟性好,不受道路等随机因素的影响, 工况易于控制,但试验周期长,整机运动部件均产生磨 损…,试验费用高;而且负荷,缸压均匀性,各缸机油消 耗,燃油消耗等因素对试验结果影响较大,因而准确鉴定 各缸的摩擦,磨损特性的差别还存在较大的困难. 试样试验具有试样几何形状简单,试验参数易控制, 试验结果的重现性好和精度高,试验费用低等优点,是材 料开发阶段评价摩擦,磨损和拉缸性能普遍采用的一种试 [1—4]等研制了不同型号的往复式摩擦磨损 验方法,文献 试验机,但是此方法在模拟接触状态和表面参数方面存在 着较大的难度.如何选择模拟条件以及采用什么样的模拟 原则才能模拟约定实际T程系统,使其试验结果具有更好 的模拟性,一直是磨损理论和试验技术的难题. 零件部件试验具有试样试验和台架试验的双重优点, 其试样易获得,工况易控制,试验结果与原型的模拟性好, 试验经费低等.但是由于零部件试验模拟活塞环膨胀加载 难度较大,所以至今没有标准的试验机.原武汉汽车r业 大学曾有这方面的研究T作,但未见应用实例. 本文首先 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 了国内外有关缸套一活塞环摩擦磨损试 验的模拟准则和试验方法,在缸套一活塞环试样模拟磨损 试验机的基础上,研制一种满足以上要求的缸套活塞环零 部件摩擦磨损试验方法. 1模拟原则 缸套一活塞环模拟试验采用的模拟准则有磨损条件模 拟原则】,磨损形式模拟原则和磨损形式一条件模 拟原则…. 早期的试样磨损试验采用磨损条件模拟原则,即试样 试验的条件必须与约定的机器零件的实际使用条件一致或 相似;后来又采用磨损形式模拟原则,即试样试验的磨损 形式必须与约定的机器零件的实际磨损失效形式一致.由 于两种模拟原则都具有片面性,因而遵循这两种模拟原则 设计的试样试验,其试验结果均未能获得可以存工稃实际 中应用的模拟效果.摩擦副的摩擦学特性不是材料的固有 特性,而是摩擦副材料和条件的系统特性,为此提出 了磨损形式一条件模拟原则,即既模拟磨损失效形式,义 同时模拟部分使用条件,并以其它使用条件为变量,通过 调节这些变量以保证获得所需要的磨损形式…. 对缸套一活塞环摩擦学系统,应遵循的模拟条件如图 l所示,根据此模拟准则设计磨损试验,可以达到简化磨 损试验 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ,缩短试验时间,提高试验的模拟性等目的. 2零部件摩擦磨损试验机 本试验机南以下几部分构成: (1)曲柄连杆及活塞往复运动系统:试验机采用的曲 柄连杆系统运动部件包括曲柄,连杆,活塞杆,活塞,加 载机构,载荷测量传感器及信号线,结构形式比实际曲柄 作者简介:徐久军(1967一),男,工学博士,教授,主要从事摩擦磨损测试技术和耐磨 材料(陶瓷)方面的研究.电话:0411— 82931090.E—mail:jjxu@dlmu.edu.cn P://www.cmasteq.COm(巾周材料科技与设备网)?91? 中国材料科技与设备(双月刊)技术与研究2006年?第1期 连杆和活塞环系统复杂得多,而且是单曲柄结构,动平衡 问题更严重.采用一级平衡轴平衡往复惯性力. 磨损形式相同 磨损试验 的模拟准则 (边界磨) 磨损条件相 同或相似 缸套一活塞环材料相同 表面状态相同 润滑油相同 温度相同 运动形式相同(往复) 接触状态相同 载荷(相似) 润滑油状态相同(边界润) 图1模拟准则 (2)活塞及缸套定位系统:为保证试验的精度和重复 性,必须使缸套轴线与活塞运动轴线重合,本仪器采用易 拆卸,轴向定位精度高,适应不同径向尺寸缸套的结构. 而且在缸套径向倾斜的自适应结构,以防止活塞环与缸套 的硬配合. (3)活塞环背压加载系统:活塞环背面空间小,温度 高,运动部件的质量受到限制,载荷大.本文根据杠杆原 理,采用机械式膨胀加载方法,保证了试验所需要的载荷 大,空间分布均匀的要求. (4)润滑系统:润滑条件模拟实际柴油机飞溅润滑方 式,在活塞底部喷油润滑,在活塞设计刮油环.包括齿轮 泵,油箱管路,电机,调速器,喷油装置,油回收装置等. (5)冷却系统:冷却系统包括两个部分,一个是活塞 的冷却,一个是加热系统外壳的冷却,以防止机体温度升 高.活塞冷却主要利用润滑油带走活塞的热量,外壳的采 用专门设计的水冷系统. (6)摩擦力测量系统:采用摩擦力传感器把缸套受载 部件整体悬浮,动测量活塞环在整个行程中的摩擦力, 克服运动部件惯性力,重力的影响,保证测量精度. (7)背压测量系统:背压均布于活塞环背面,由弹性 加载机构提供,需要在磨损试验过程中准确监控.采用高 温应变计贴片方法测量加载机构所受到的应力,并经高温 老化,使测量误差小于3%. (8)加热系统:加热系统具备两方面的性能,一是加 热均匀,并具有足够的加热能力,而且工作可靠,稳定, 24hr工作,寿命与整机同样长.二是要与不同的缸径相适 应.采用载热油加热,可以满足以上要求. (9)故障诊断,故障记录,实时保护系统:由于磨损 试验是费时的丁作,建立了一套自动保护系统,实现无人 看守T作.采用计算机实时控制和多点,多信号采集等综 合手段,实现以上目的. 试验机主机结构见图2,图3为实物图,其主要特点 是:(1)采用缸套一活塞环实际零件;(2)采用活塞环弹性 膨胀加载方法,提供的强化载荷可以达到内燃机爆的0.1 — 10倍,缸套工作温度可以达到230?,具有周向载荷均匀. 使用载荷补偿装置时,磨损后载荷自动补偿等特点;(3)可 以在线测量摩擦系数;(4)润滑油采用实际使用的系统油; ? 92?^印三一I//.cmasteq.comf中国材料科技与设备网) (5)采用注油润滑,油环刮油的润滑方式;(6)转速5— 500rp/min;(7)稳定性好,易于操作,可以实现无人看管运 行,全试验过程中的所有参数自动控制,自动记录,故障自动 停机并记录. 图2试验机主机结构 1:AC电机;2,4:皮带轮;3:传动带;5:偏心轴; 6:飞轮;7:连杆;8:滑块及活塞杆;9:导向槽; 10,摩擦力传感器;11:缸套;12:碟形杠杆;13:应变计 (信号放大器);14:活塞环;15:锁紧机构 图3缸套活塞环零部件摩擦磨损试验机 l2O0 一l000 800 盏600{蜒 梅400 200 时(m 图4无载荷补偿时径向载荷变化与磨损时间关系曲线 图4为没有采用载荷自动补偿装置时进行的载荷重复 性与稳定性试验的试验过程中径向载荷值(N)与磨损时间 (h)关系曲线图,由图可以看出载荷变化值的重复性比较 好;经过lOh磨损后用干分表测得B—P缸套与B—cu缸 套的平均线性磨损鼍分别为4m和2.6m,即在同样的试 验条件下,B—P缸套的磨损量约为B—cu缸套的1.54倍. 3结论 (1)缸套活塞环配对副的磨损目前还没有可遵循的 理论公式,也没有广泛适用的试验准则.按磨损形式一条 件模拟原则设计磨损试验是一种相对较好的方法. (2)根据磨损形式一条件模拟原则制定的缸套一活塞 环零部件摩擦磨损试验方法具有较好的模拟性,适合用于 2006年?第1期缸套一活塞环零部件模拟磨损试验方法中国材料科技与设备(双月刊) 评价缸套,活塞环新品零件的耐磨性和配对性,以及再修 复,再制造技术的优化,和功能性润滑油添加剂的耐磨, 减磨性能. (3)采用弹性膨胀加载方法实现了缸套一活塞环零部 件模拟磨损试验机的开发,试验表明其可行性. 参考文献: 1,高志等,快速磨损试验机及其试验方法【J].润滑与密 封,1998(4):43—45 2,范起春,缸套一活塞环配磨性评判方法的探索【J],内燃 机,1992,4:335—340 3,徐双满.往复式摩擦磨损试验机的研制【J].机车车辆工 艺,1997,6:22—24 4,徐久军.严立,船舶柴油机气缸套拉缸机理的试验研究 [J]润滑与密封.2000,6:24—26 5,张一兵等.发动机缸套一活塞环磨损模拟试验机及其试验 分析[J],武汉汽车工业大学【J],1997,4:1—4 6.AmeronA.BasicLubricationTheo~.JohnWhiley&Sons.1981 7,徐久军,船舶主机缸套活塞环磨损试验智能化仿真系统研 究[J],大连海事大学博士学位论文.1996,4. SimulatingWearTestingMethodofCylinderBoreAndPiston砒ng FrictionPairs XUJiu-jun',L1NBing一,eng (EleetromechaniesandMaterialsEngineeringCollegeDalianMaritimeUniversity,Liaonin g,Dalian,116026,China) Abstract:Thewearresistanceofcylinderboreandpistonringpairsofdieselenginemustbeim provedwithmoreres~ietenviron- mentstandardandhighercombustionpressure,Sotheengineersarestrivingtodevelopnewcy linderboreandpistonringproductswith higherwearresistance.Ontheotherhand,there— manufactureandrepairtechnologyisdevelopingrapidly,andnewfunctionallubri- eatingadditivesisshowingtheirmagicbehaviortOthefrictionpairs.Theseworksputforwardanurgentdemandforareasonablesimu- latingweartestingmethod,Basedonthepresentsimulatingrulesandtestingmethods,onesetofweartesterisdesigned.Thistester Usethewholecylinderboreandpistonringasslidingfrictionpairsandcansimulatethewearabilityofcylinderboreandpistonringsin combustionconditions.ThekeytechniqueisthemechanicalloadingstrUcturewhichcanprovideexpandingloadonthebackfaceof pistonringunderatemperatureupto300%tosimulatethecombustionpressure.Theexaminationresultsshowthatthisweartesting methodisareasonablewayfortheweartestofcylinderboreandpistonringofdieselengine. Keywords:CylinderBore;PistonRing;FrictionandWear;TestingMethod I上接77页) - +-"4---+-+ StudiesonHigh——PolymerizationDegreeandHigh—-Alcoholysis DegreePolyvinylAlcohol YUChuan—ba+ (KeyLaboratoryofNonferrousMetalMaterialsandNewProcessing Technology(Guilininstituteoftechnology)MinistryofEducation,Guangxi,Guilin,541004,China) Abstract:Inthispaper.wedescribepreparationofpolyvinylalcohol,Withinthecircumstanceofinitiatorofoxidation—deoxi— dizesystem,theemulsionpolymerizationproceededbycomplexemulsifier.Bytesting,influencesofpolymerizationtemperature,e. mulsifier~composingandinitiatordosageonpolymerizationagreewerediscussed.Moreover,thealkalineconcentrationofpolyvinyl acetatemethanolsolutionandwatercalefaetiontemperatureOilaleoholysisratewerealsodis cussed. Kcywords:Polyvinylalcohol;Emulsionpolymerization;Polymerizationdegree;Alcoholysisrate (中国材料科技与设备阿)193?