不同角度凹槽对柴油机缸套摩擦磨损性能的影响开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1研究的目的及意义：

摩擦现象在我们日常生活中十分常见，人们致力于减少摩擦增加动力，在内燃机学研究中也不例外。

研究表明，缸套-活塞环的摩擦功耗占到整个内燃机机械损失的一半以上，一般柴油机在1600r/min下运行时活塞组的摩擦占机械摩擦58%，有时活塞组的摩擦甚至可以占到柴油机机械摩擦的75%^[1]，缸套及活塞环的磨损都会导致柴油机功率下降及油耗增加，降低柴油机动力性和经济性。不仅如此，摩擦会产生较大噪声振动，诱发机械系统中的零部件发生自激振动，缩短其使用寿命，降低机械设备的精度及可靠性，甚至造成承载零部件的失效等，且导致噪声污染，影响工作人员的身体健康^[2.3.4]。若能降低内燃机机械损失的 10%，则可以降低燃油消耗 1.5%，这样按每6.25亿辆汽车每年燃油消耗大约为10000亿美元来计算，每年燃油就可以节约150亿美元^[5]。因此改善缸套-活塞环摩擦副的摩擦磨损性能对于提高柴油机的燃油利用率、增大输出功率、减小噪声、延长使用寿命都具有十分重要的意义。

如今，科学技术飞速发展，随着内燃机性能的提高，对缸套表面结构的要求也日益严格。表面结构形状通常有以凹坑和凹槽两种为主的多种形式。由于凹坑便于加工和分析，人们对凹坑的各项参数的性能进行了大量数值分析和实验研究，找到了能将摩擦降到最低的凹坑的最优参数。然而随着技术的进步，人们渐渐将目标转向对凹槽性能的研究。costa等人^[6]通过对圆形凹坑，直线形凹槽以及v形凹槽三种不同形貌的试验比较得出v形凹槽的润滑效果最好，摩擦性能最佳。

2. 研究的基本内容与方案

2.1.研究的基本内容、目标：

由于柴油机的苛刻工作条件，缸套-活塞环是发生故障较多的系统之一。另外，现在的柴油机越来越向重载、高速的方向发展，如何使缸套-活塞环系统在高温、高速、重载的情况下保持良好的摩擦润滑性能，对柴油机的发展起着很重要的作用。因此对这个系统进行摩擦学行为的分析研究无疑对柴油机的寿命，可靠性及运转经济性有着至关重要的意义。研究缸套-活塞环磨损，首先熟悉缸套、活塞环工作表面纹理结构的加工方式，本研究着眼研究腐蚀加工的缸套表面凹槽摩擦特性的比较，并在不同工况下摩擦特性数据，从优选取缸套表面凹槽的几何参数。

以柴油机的缸套-活塞环摩擦副为研究对象，聚焦于柴油机缸套表面不同角度凹槽表面纹理微结构的摩擦性能研究，主要包括柴油机缸套-活塞环切片表面纹理微结构的设计、加工与摩擦学性能测试、分析等。旨在为柴油机缸套-活塞环表面纹理的优化与应用提供依据，实现柴油机缸套-活塞环系统的润滑、减磨以及降耗等。

3. 研究计划与安排

第1周 搜集与课题相关的的文献 ，阅读搜集到的文献并写读书笔记；

第2周 搜集相关的英文文献并翻译；

第3周 撰写开题报告；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]彭章明. 基于磁传感技术的船用柴油机活塞环磨损监测方法研究[d]. 武汉:武汉大学博士学位论文,2010.

[2]王东伟. 沟槽型织构表面影响界面摩擦振动噪声的机理研究[d].西南交通大学,2014.

[3]孙贵鑫. 缸套—活塞环摩擦副磨合过程摩擦振动混沌特征分析[d].大连海事大学,2015.