柴油机缸套表面环形槽结构的摩擦磨损性能研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1目的与意义

从缸套-活塞环的研究历史来看，很多人围绕着缸套—活塞环摩擦副的润滑以及其摩擦性能有许多不同的研究。而对于这些研究主要是集中在三个方面：一是采用新材料或者是新工艺，如缸套表面氮化，镀铬，火焰喷涂，超音速喷涂等工艺，使其表面性能加强得到优化[1]；二是改进或者采用性能更优的润滑油，通过滑油这一方面来达到优化摩擦的目的[2]；三是对缸套表面纹理几何形状进行优化改造，增强储油能力，保证一定油膜厚度改善油膜分布。furuhama[3]通过对研发的柴油机在不同运行工况下摩擦力变化的测量，发现在柴油机运行时润滑油膜承担了主要的载荷，并且缸套-活塞环摩擦副摩擦力的变化情况主要集中在润滑混合区域，该摩擦副对柴油机运行有很大的影响。因此缸套-活塞环摩擦性能的研究对提高柴油机的性能等方面都具有重要的意义。本文从缸套表面纹理出发，通过对缸套环形槽表面摩擦性能研究，从试验数据中分析得到该表面纹理在不同工况下对缸套-活塞环的影响。

表面纹理技术是指对缸套-活塞环摩擦副表面进行加工处理，对表面的几何形状加以改变使之有一定的形貌，从而使摩擦副表面储油能力得到一定的改善[4]。表面纹理技术经过多年的发展，在改善摩擦副表面性能方面得到广泛的应用，例如现在采用激光技术制造的表面纹理可以在端面密封和活塞环结构处使其降低40%的摩擦[5]。1988年格林公司提出激光珩磨缸套技术，并对相关发动机进行了测试，发现该技术能够有效的降低缸套-活塞环的摩擦以及发动机的颗粒排放[6]。目前日益严格的排放法规推动着发动机的发展，而发动机的发展则促进了对发动机各个零件的研究，尤其是其各主要摩擦副的摩擦性能研究，其中缸套-活塞环作为发动机的主要摩擦副之一，已成为当今的一大研究热点。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究内容

内燃机机械摩擦功耗占燃油消耗17%，其中活塞环与缸套组件占总燃油消耗的4%。同时活塞环与缸套的摩擦学特性直接影响着内燃机的动力性能、排放性能和使用寿命，行业内视活塞环与缸套为内燃机第一摩擦副，活塞环与缸套公认为内燃机心脏部位的关键零部件。活塞环与缸套摩擦副的摩擦系数直接影响摩擦功耗，摩擦系数又直接影响着使用寿命。

表面纹理加工有激光雕刻（镭射）、金属蚀刻、vcm(指氯乙烯，可用于金属表面的刻蚀）版、压花、cnc（数控铣床）加工、金属烫印。本论文选择化学刻蚀技术对缸套进行加工。

3. 研究计划与安排

第1-3周，翻译英文资料，不少于5000汉字（或者20000英文字）；查阅不少于15篇参考文献，其中最近五年的英文文章不少于3篇，完成文献综述；撰写出开题报告；

第4-5周，缸套表面纹理结构加工方式的比较及选取，并熟悉缸套表面的加工；

第6-8周，缸套表面纹理结构的设计或选取已设计好的表面进行实验研究；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]丁彰雄,田野.船舶机械修理工艺学[m].湖北武汉:武汉理工大学出版社，2012:134-140.

[2]liup,yuancq,guozw.effectsoflargeprocessstructureofcylinderlineronfrictionofcylinderliner-pistonring[c].phm-2011shenzhenconference.

[3]furuhamas,yamanek,yamaguchii.combustionimprovementinahydrogenfueledengine[j].internationaljournalofhydrogenenergy,1977,2(3):329-340.