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1、2008年3月农业机械学报第39卷第3期柴油机磨合过程中缸套表面状态变化的模拟试验韩德宝宋希庚薛冬新【摘要】在MWW21型摩擦磨损试验机上对内燃机缸套2活塞环的磨合过程进行了模拟试验,利用表面粗糙度仪、硬度仪、电子显微镜和原子力显微镜对缸套试样的表面状态进行了分析。研究结果表明,提高磨合载荷对改善摩擦副表面的品质非常有益;磨合油品对摩擦副表面的影响显著,含金属陶瓷添加剂(Al2O3粉末和化学耦合剂)润滑油能使磨合过程缸套的表面状况得到明显改观,并使缸套表面得到强化。关键词:柴油机缸套磨合粗糙度模拟试验+中图分类号:TK414112;TG115158文献标识码:A为220HB;缸套的摩擦
2、表面粗糙度为01761μm,硬引言度为240HB。磨合是新机器或大修后的机器在投入使用之前试验在转速500r/min(线速度0178m/s)的条所经历的重要磨损过程,它使摩擦副在几何上相互件下进行,试验载荷分别为100、300和600N,每种贴服,润滑方式由边界润滑、混合润滑过渡到流体动工况下运转6h。试验采用近似混合润滑的方式。压润滑或使摩擦副表面的结构和物理性质发生变试验前将润滑油注入容纳上、下试样的油杯中,使液化,在表面形成能改善摩擦磨损性能的反应面刚好没过下试样的表面。润滑油为CD40和[1～2]膜,从而达到防止胶合,降低磨损率和提高机CD40A(CD40润滑油+体积分数2%的
3、添加剂),添器系统可靠性和使用寿命的目的。在磨合过程中,加剂的主要成分是Al2O3粉末及化学耦合剂;Al2O3由于摩擦副表面的粗糙峰磨损和变形,会引起表面的粒度约为50nm;在调和过程中按照规定的比例[3]形貌发生变化,表面形貌的变化是摩擦副在磨合加入金属氧化物颗粒,在规定时间内用化学耦合剂过程中表现出来的重要特征,磨合的效果主要通过进行调和,严格控制基础油的温度,经充分搅拌循环[4～5]后,使金属氧化物颗粒均匀地分散于化学耦合剂中,表面形貌的有利变化来获得。本文选用2种不同润滑油,在不同试验载荷条件下进行铸铁环与缸调和成悬浮态油液。套试样的摩擦磨损试验,以模拟磨合过程,考察缸套112
4、表面形貌参数试样的表面形貌参数、表面硬度以及表面微观形貌微观表面轮廓的优劣是评定磨合优劣的一个主的变化。要指标,用TR2200型表面粗糙度仪对试验前后试样进行表面粗糙度测量,取样长度为018mm,测量1试验过程与表面形貌参数参数包括高度参数均值Ra、微观不平度10点高度111试验设备与方法Rz、轮廓的偏斜度Sk、轮廓的单峰平均间距S、轮廓摩擦磨损试验在国产MMW21型万能试验机不平度的平均间距Sm、轮廓支撑率tp。表1中列上进行,采用销2盘方式,上试样(3个均布在夹具上出了采用CD40和CD40A两种润滑油在3种载荷的销)绕夹具中心转动,下试样(面盘)固定,接触形下磨合前后的缸套表面粗
5、糙度测量结果。可以看式为面接触。上试样(销)采用线切割的方法,从出,磨合后6项表面粗糙度评定参数均有不同程度S50MC型柴油机铸铁活塞环上切取,尺寸为5mm的改善,表明通过磨合微凸体峰顶已变钝,磨损表面×915mm×17mm。下试样由S50MC型柴油机普出现了平台特征。还可看出,适当地提高磨合过程通灰铸铁气缸套切割加工制成,直径为<30mm,厚的负荷对于改善摩擦副表面形貌是有益的。在相同度为10mm。环的摩擦表面粗糙度为311μm,硬度磨合程序下使用CD40A润滑油磨合后的表面形貌收稿日期:2007202208韩德宝大连理工大学内燃机研究所博士后,116024大连市宋希庚大连理工大学能
6、源与动力学院教授博士生导师薛冬新大连理工大学能源与动力学院副教授第3期韩德宝等:柴油机磨合过程中缸套表面状态变化的模拟试验201指标明显优于CD40润滑油,尤其在600N的载荷同的承载能力。另外,磨合后负偏态程度提高,单峰下,磨合后缸套表面的Ra值降低了42%,tp值提高平均间距S和不平度平均间距Sm都有增加,但磨了近2倍。而使用CD40润滑油在载荷600N下,合前后的差异不大,说明表面形貌空间特性变化不其表面形貌有变粗的趋势,这说明不同的油品有不大,对表面形貌的储油性等方面并没有产生影响。表1试验前后缸套试样表面粗糙度参数Ra/μmRz/μmSk/%油品0100N300N600N01
7、00N300N600N0100N300N600NCD400176101648014630154221696217002149821548-010632-01607-01927-11139CD40A0176101499014600144321696214912138621290-010632-11163-11185-21117Sm/mmS/mmtp/%油品0100N300N600N0100N300N600N0100N300N600NCD40010
