气缸套活塞环摩擦副上止点附近的低速润滑特性

气缸套表面结构特征
气缸套是发动机的重要零件，它的表面结构特征包括以下几个方面：
1. 表面光洁度：气缸套表面需要经过精密加工，以保证表面的光洁度。

光洁度越高，摩擦阻力越小，能减少能量的损失，提高发动机的效率。

2. 表面硬度：气缸套表面需要具备一定的硬度，以承受高压和高温的工作环境。

常用的气缸套材料有铸铁、铝合金等，这些材料具有较高的硬度和耐磨性。

3. 表面润滑性：气缸套表面需要具备良好的润滑性，以减少活塞在气缸内的摩擦阻力。

为了提高润滑性，气缸套表面通常会进行特殊的处理，如喷涂润滑层或加工油槽。

4. 表面平整度：气缸套表面需要保持一定的平整度，以确保活塞在气缸内的顺畅运动。

平整度的要求通常在几个微米以内，可以通过加工和检测等工艺来保证。

5. 表面涂层：为了增加气缸套的寿命和耐磨性，有时会在表面涂覆一层陶瓷、涂锡或涂铬等涂层材料。

这些涂层能够减少摩擦和磨损，提高气缸套的使用寿命。

总之，气缸套表面结构特征直接影响着发动机的性能和寿命，需要具备一定的硬度、光洁度、润滑性和平整度。

同时，表面涂层的选择和处理也会对气缸套的性能有所改善。

第三节活塞环与气缸套的摩擦磨损一、摩擦形式活塞环—气缸套是柴油机中一对重要的具有往复运动的运动副。

活塞环与气缸套受到高温、高压燃气的作用和冲刷，产生很大的机械应力与热应力。

工作表面受到腐蚀与严重的摩擦。

活塞往复运动速度在行程中点最大、止点位置为零。

所以，在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑。

一般来说，活塞行程的中部工作表面易于实现液体摩擦，形成液体动压润滑，在上、下止点附近工作表面间形成极薄的边界油膜，实现边界润滑。

气缸中的高温不利于液体油膜建立。

因为高温，使润滑油粘度降低或氧化变质，使活塞头部变形影响正常配合间隙，使缸壁上已形成的油膜蒸发、氧化和烧损。

形成油膜的有利条件是：行程中点运动速度最大；己形成的油膜在下一个行程被更新之前暴露在高温中的时间极短，仅有几分之一秒；现代气缸油中的添加剂使润滑油的抗氧化安定性大大提高，增强了高温下保持油膜的能力。

二、气缸套的正常磨损柴油机的技术状态和使用寿命很大程度上取决于气缸套的磨损情况。

在正常工作条件下气缸套磨损是不可避免的。

一般只要气缸套的磨损量在允许范围之内(最大允许磨损量为0.4%～0.8%缸套内径)，气缸套就处于正常工作状态。

1．气缸套正常磨损的标志气缸套正常运转工况下正常磨损的特征是最大磨损部位在气缸套上部，即活塞位于上止点时第1、2道活塞环对应的缸壁处，并沿缸壁向下磨损量逐渐减小，气缸内孔呈喇叭状。

气缸套左右舷方向的磨损大于首尾方向的磨损。

图2-7为气缸套正常磨损后缸壁纵向形状和磨损量示意图。

正常磨损的参数:：圆度误差、圆柱度误差、内径增量(缸径最大增量)小于说明书或有关标准的规定值；缸套磨损率：铸铁缸套< 0.1mm/kh，镀铬缸套在0.01～0.03mm/kh之间；气缸工作表面清洁光滑，无明显划痕、擦伤等磨损痕迹。

2．正常磨损原因(1)处于边界润滑部位的局部金属直接接触引起的粘着磨损，或因过薄的油膜被工作表面的尖锋刺破，或因高温、速度低等使油膜未能形成或遭破坏。

缸套活塞环润滑状态
缸套活塞环润滑状态是指发动机运转时，缸套内活塞环与缸壁之间的润滑状况。

缸套活塞环润滑状态的好坏直接影响发动机的性能和寿命。

一般来说，缸套活塞环的润滑状态应该是完全润滑、无干摩擦和无杂质等情况。

缸套活塞环润滑状态的好坏与以下因素有关：
1.机油品质：机油是发动机正常运转所必需的润滑剂，机油品质好坏直接影响润滑效果。

2.机油使用量：机油使用量应该适量，过少会导致润滑效果不佳，过多则会影响发动机清洁效果。

3.发动机质量：发动机设计和制造质量是决定缸套活塞环润滑状态的关键因素。

4.工作环境：发动机的工作环境因素也会影响缸套活塞环润滑状态，例如温度、湿度等。

为确保发动机的良好运转和延长发动机使用寿命，必须保证缸套活塞环的润滑状态良好。

因此，对于发动机的日常维护保养和使用，应该注意以下几点：
1.定期更换机油和机油滤清器，保证机油品质。

2.遵循发动机使用规定，正确使用和保养发动机。

3.注意发动机工作环境，避免长时间高速行驶或过度负载。

4.避免发动机长时间怠速或低负荷工作。

综上所述，缸套活塞环润滑状态是发动机正常运转所必须关注的
重要因素，必须注意发动机正常使用和日常维护保养，以保证缸套活塞环的良好润滑状态。

金属密封气缸摩擦特性及低速摩擦研究现状及发展趋势摘要气缸简单的说就是引导活塞在其中进行直线往复运动的圆筒形技术机件，它具有制造成本低、稳定性高以及燃料消耗少等优势，其种类包括：单作用气缸、双作用气缸以及膜片式气缸和冲击式气缸，其中，单作用式气缸是仅一端有活塞杆，从活塞两侧生产气压，气压推动活塞产生推力伸出，考弹簧或自重返回；而双作用气缸主要就是用膜片代替活塞，只在一个方向输出力，用弹簧复位，它的密封性能好，但行程短；而冲击气缸主要就是一种新型的元件，它能够吧压缩气体的压力转换为活塞高速运动的动能，进而引起活塞运动。

近年来，各种大型工业的高速发展，特别是在半导体、瓷器以及玻璃等行业中，机械零件的加工和磨削，需要非常慢的低速驱动，这也就是要求气动执行元件气缸等保持低速摩擦[1]。

新型金属密封气缸采用间隙密封原理,大大减小了气缸的摩擦力。

对于这种新型气缸目前还没有对其摩擦力进行研究,因此需要对摩擦力进行测试,从而获得摩擦力特性的基本数据,为实际工程应用提供技术参考。

另外,由于摩擦力特性的改善,研究采用金属密封气缸组成的位置伺服系统,对提高气动伺服系统的精度和稳定性有着重要意义[2]。

关键词：气缸；气动技术；低速摩擦；金属密封气缸；摩擦力测量1 绪论摩擦力是气动伺服系统难以获得满意的稳态位置精度的影响因素之一,由于摩擦力的存在,系统易出现爬行运动一。

目前气缸所采用的密封大致分为两类：动密封和静密封。

缸筒和缸盖等固定部分所需的密封称为静密封,而活塞在缸筒里作往复运动及旋转所需的密封称为动密封。

流体的动密封主要分成接触式、非接触式、组合式和封闭式等四大类。

气缸的摩擦力就是由动密封产生的,目前在气缸密封技术方面普遍采用的是接触式密封,如形圈和唇形圈等橡胶弹性密封圈。

这种密封方式使得气缸在运动时,活塞和气缸壁之间不可避免地会产生较大的摩擦力。

间隙密封属于非接触密封的一种,又叫硬质密封,是指依靠密封零件之间的配合间隙来保证相邻通道的密封,间隙密封对零件的配合尺寸和制造精度要求高,对材质的要求高。

10.16638/ki.1671-7988.2019.16.050浅谈发动机活塞环-气缸表面润滑状态的影响因素*孙长勇（山东华宇工学院，山东德州253034）摘要：活塞环是汽车发动机的核心部件之一，其与气缸表面的润滑程度是否良好直接影响发动机的运行性能，因此分析活塞环—气缸之间润滑油膜的影响因素，对今后汽车发动机活塞气环润滑性能和结构改良的研究打好良好的基础。

关键词：结构改良；影响因素；润滑性能中图分类号：U467 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2019)16-138-02Discussion on the Influencing Factors of Engine Piston Ring-Cylinder SurfaceLubrication Film*Sun Changyong( Shandong Huayu Institute of Technology, Shandong Dezhou 253034 )Abstract: Piston ring is one of the core parts of automobile engine. Whether the lubrication degree of piston ring and cylinder surface is good directly affects the performance of engine. In the future, a good foundation is laid for the study on the lubrica -tion performance and structural improvement of piston rings of automobile engines.Keywords: structural improvement; Impact factors; Lubrication performanceCLC NO.: U467 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)16-138-021 活塞环—气缸表面润滑油膜在运行中的影响活塞环是汽车发动机的核心部件之一，其工作的好坏直接影响发动机的运行性能，并且活塞环又是易损坏的部件。

柴油机活塞环-气缸套摩擦学
柴油机活塞环和气缸套之间的摩擦学是指两者接触时发生的摩擦现象。

柴油机活塞环的主要作用是密封气缸，防止燃气泄漏，并起到导热和传热的作用。

而气缸套则是活塞在气缸内上下运动时的导向和支撑部件。

在活塞环与气缸套之间的接触过程中，会产生摩擦力。

这种摩擦力既有助于密封气缸，又会对活塞环和气缸套产生磨损。

为了减小摩擦力和磨损，通常会在活塞环和气缸套的接触面涂覆润滑剂，如润滑油。

活塞环和气缸套之间的摩擦力和磨损受多种因素影响，例如活塞环和气缸套的材料、表面处理方式、润滑油的性能等。

合适的活塞环和气缸套配对、良好的润滑和维护措施可以减小摩擦力和磨损，延长柴油机的使用寿命。

此外，柴油机活塞环和气缸套的摩擦学也与动力损失和热损失相关。

摩擦力会消耗一部分功率，增加燃料消耗和排放。

而摩擦也会带来不可避免的热损失，导致能量转化效率降低。

因此，减小柴油机活塞环和气缸套的摩擦力和磨损，提高润滑效果和热传导性能是改善柴油机性能和经济性的重要方面。

研究和改进活塞环-气缸套摩擦学对于提高柴油机效率和降低能
耗具有重要意义。

活塞环与缸套的润滑1.内燃机润滑的特殊性内燃机与其它机械相比，润滑的特殊性有：①快速往返运动；②小型、轻量，为达到大的输出功率且滑动面负荷大；③滑动面温度高，由于输出功率的限制，润滑油要有耐热性；④受温度分布变化，热应力限制；⑤缸壁供油过多油耗过大；⑥尽量减少摩擦面高温燃气产生有害成分含量的排放。

2.润滑摩擦及磨损机构2.1固体摩擦图1固体磨擦面的实际接触面积图1为固体摩擦面的实际接触情况，它是凸出部分相互接触，在接触面A处造成非常大的应力，开始摩擦付双方可能产生塑性变形，当应力大时也可能折断，当温度升高至低熔点一方的熔点时，两面会产生胶粘。

……结果是固体摩擦刚一出现，虽然速度，载荷一定（没有变化），摩擦系数发生了变化。

……铸铁材料石墨多孔性可含油，熔点高的材料耐磨性高。

图1固体摩擦面的实际接触面积2.2滑动面的液体润滑W正压力（载荷）；μ油黏度P油压； U相对运动速度H1油膜厚；d W正压力负荷F 摩擦力图3强力附着在金属面上脂肪饱和酸的分子与极性原子团的模型2.3边界润滑（略）2.4实际摩擦状态图4为各种摩擦状态的摩擦系数，图中W正压力，μ粘度，U相对运动速度。

图中曲线1-2：液体润滑摩擦状态，摩擦系数低。

直线3-4：摩擦付之间润滑油流失。

但摩擦面上吸附一层极性原子团COOH1，其上粘有饱和脂肪酸，此时摩擦系数介于液体摩擦与固体干摩擦之间，是由液体润滑摩擦变成固体干摩擦的中间边界摩擦状态。

直线5-6；固体干摩擦，摩擦面在边界摩擦状态下，由于油膜的破坏，继续摩擦造成摩擦力增大，温度升高，使得极性原子团COOH1，及粘有饱和脂肪酸脱离摩擦面，完全形成干摩擦，使摩擦付双方金属直接接触，摩擦系数变成摩擦付的最大值。

3.活塞环油膜的形成3.1活塞环润滑的特殊性图3.5活塞环动面磨合过程（轴向放大）图3.6作用于环的力图3.5活塞环滑动面磨合过程，图3.6作用于环的力。

3.2滑动面的形成。

e = B′/1000式中e塌边量（译者注；指磨合后波峰被磨去部分出现的凸度高，参见图3.5磨合完全部分，e指图中尺寸c）B′实际幅度（译注：此处不宜译为厚度，以免与径向厚度相混，参见图3.5，图3.6指测量处实际磨合的轴向环高尺寸，图3.5中B′=3mm。

第三节活塞环与气缸套的摩擦磨损一、摩擦形式活塞环—气缸套是柴油机中一对重要的具有往复运动的运动副。

活塞环与气缸套受到高温、高压燃气的作用和冲刷，产生很大的机械应力与热应力。

工作表面受到腐蚀与严重的摩擦。

活塞往复运动速度在行程中点最大、止点位置为零。

所以，在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑。

一般来说，活塞行程的中部工作表面易于实现液体摩擦，形成液体动压润滑，在上、下止点附近工作表面间形成极薄的边界油膜，实现边界润滑。

气缸中的高温不利于液体油膜建立。

因为高温，使润滑油粘度降低或氧化变质，使活塞头部变形影响正常配合间隙，使缸壁上已形成的油膜蒸发、氧化和烧损。

形成油膜的有利条件是：行程中点运动速度最大；己形成的油膜在下一个行程被更新之前暴露在高温中的时间极短，仅有几分之一秒；现代气缸油中的添加剂使润滑油的抗氧化安定性大大提高，增强了高温下保持油膜的能力。

二、气缸套的正常磨损柴油机的技术状态和使用寿命很大程度上取决于气缸套的磨损情况。

在正常工作条件下气缸套磨损是不可避免的。

一般只要气缸套的磨损量在允许范围之内(最大允许磨损量为0.4%～0.8%缸套内径)，气缸套就处于正常工作状态。

1．气缸套正常磨损的标志气缸套正常运转工况下正常磨损的特征是最大磨损部位在气缸套上部，即活塞位于上止点时第1、2道活塞环对应的缸壁处，并沿缸壁向下磨损量逐渐减小，气缸内孔呈喇叭状。

气缸套左右舷方向的磨损大于首尾方向的磨损。

图2-7为气缸套正常磨损后缸壁纵向形状和磨损量示意图。

正常磨损的参数:：圆度误差、圆柱度误差、内径增量(缸径最大增量)小于说明书或有关标准的规定值；缸套磨损率：铸铁缸套< 0.1mm/kh，镀铬缸套在0.01～0.03mm/kh之间；气缸工作表面清洁光滑，无明显划痕、擦伤等磨损痕迹。

2．正常磨损原因(1)处于边界润滑部位的局部金属直接接触引起的粘着磨损，或因过薄的油膜被工作表面的尖锋刺破，或因高温、速度低等使油膜未能形成或遭破坏。

柴油机气缸套-活塞环配副匹配特性研究甄洪梅;宋吉林;王旭兰;葛玉霞;任伟;白军爱;王红丽【摘要】Friction , wear and anti-scuffing performance of chromeplating and nitriding cylinder liner and molybdenum-sprayed ,CrN-plated and ceramics compound chrome-plated piston ring pair for diesel engine were researched by a reciprocating tribo-tester and the matching characteristics of matched pair under the testing conditions were acquired .The results show that the chromeplating cylinder liner is easily scuffed in poor lubricating condition and the friction and wear characteristics of nitri-ding cylinder liner and CrN-plated ring pair are excellent .%利用专用气缸套-活塞环零件级摩擦磨损试验机，研究了镀铬、氮化气缸套与喷钼、CrN、CKS活塞环配副的摩擦、磨损及抗拉缸性能，得出了各配副在试验工况下的匹配特性。

结果表明：镀铬气缸套对润滑条件比较敏感，在润滑不良时易发生拉缸现象；氮化气缸套与CrN活塞环配副摩擦磨损特性优良。

【期刊名称】《车用发动机》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】4页(P46-49)【关键词】柴油机;气缸套;活塞环;摩擦;磨损;润滑;匹配【作者】甄洪梅;宋吉林;王旭兰;葛玉霞;任伟;白军爱;王红丽【作者单位】中国北方发动机研究所天津，天津 300400;中国北方发动机研究所天津，天津 300400;中国北方发动机研究所天津，天津 300400;中国北方发动机研究所天津，天津 300400;中国北方发动机研究所天津，天津 300400;中国北方发动机研究所天津，天津 300400;中国北方发动机研究所天津，天津 300400【正文语种】中文【中图分类】TK427气缸套－活塞环配副是柴油机中最重要的摩擦副，其摩擦磨损性能直接影响柴油机的机械效率和可靠性［1］。

结构参数对活塞环一气缸套润滑摩擦性能影响的数值模拟周龙;白敏丽;吕继组【期刊名称】《内燃机学报》【年(卷),期】2012(030)005【摘要】将三维瞬态热传导模型、动压润滑模型和润滑油膜传热模型耦合起来，并考虑了润滑油的黏一温变化、油膜破裂位置以及活塞环弹力在气缸套圆周方向上的非轴对称性等影响因素，开发了一种活塞环一气缸套三维非稳态热混合润滑摩擦模型．采用上述模型，对比分析了固体部件温度场、活塞环轴向高度和桶面高度3个结构参数对活塞环一气缸套润滑摩擦性能的影响．结果表明：在365．3。

CA 时，最小油膜厚度取得最小值，摩擦力取得最大值；活塞环、气缸套分别取进气下止点和燃烧上止点处的温度计算出的最小油膜厚度降低的幅度值为31．7％；活塞环轴向高度由2．00mm增大到4．00mm，最小油膜厚度增大的幅度值为74．5％，最大摩擦力降低的幅度值为45．7％；活塞环桶面高度由2．5μm增大到5．0μm，最小油膜厚度降低的幅度值为46．5％，最大摩擦力增大的幅度值为57．1％．【总页数】6页(P456-461)【作者】周龙;白敏丽;吕继组【作者单位】大连理工大学能源与动力学院,辽宁大连116023 河南理工大学机械与动力工程学院,河南焦作454000;大连理工大学能源与动力学院,辽宁大连116023;大连理工大学能源与动力学院,辽宁大连116023【正文语种】中文【中图分类】TK422【相关文献】1.纳米TiO2和Al2O3添加剂润滑油对缸套-活塞环摩擦磨损性能的影响 [J], 侯献军;蔡清平;陈必成;Mohamed Kamal Ahmed Ali;彭辅明2.润滑油中加入纳米氧化铝对缸套-活塞环摩擦副摩擦磨损特性的影响 [J], 韩德宝;关德林;宋希庚3.润滑油粘度对缸套/活塞环摩擦学性能的影响 [J], 熊春华;王成彪;赵巍;徐金龙4.纳米SiO2润滑油改善内燃机气缸套-活塞环润滑摩擦性能的基础试验研究 [J], 郑伟;白敏丽;胡成志;吕继组5.气缸套二维磨损对活塞环-气缸套摩擦副润滑特性的影响 [J], 张勇;简弃非;张有因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

润滑状态下球-盘点接触摩擦副的低速轻载滑滚特性研究的报告，600字研究主题：球-盘点接触摩擦副的低速轻载滑滚特性研究本研究旨在研究球-盘点接触摩擦副的低速轻载滑滚特性，以确定由它们所提供的承受能力。

球-盘点接触摩擦副是一种常见的联轴器，用于将慢速载荷转移到其他部件。

滑滚摩擦（RoF）特性，也称为滑动特性，是指两个相互移动的摩擦副之间的行为，这样的行为会影响它们的擦伤耐受能力。

本研究使用一套实验方法来研究球-盘点接触摩擦副的RoF特性。

在确定各个参数的情况下，使用两个磨损测试机，其中包括一个用于应用恒定的轴向载荷，和一个用于模拟不断往复实际操作条件下的旋转应力。

将摩擦副安装在此设备上，并使用“滑动循环”部署方案来采集数据，从而得出该类型联轴器在低轻载条件下的接触压力，温度和摩擦系数等参数。

通过对球-盘点接触摩擦副低速轻载滑滚特性的研究，得出以下结论：（1）较低的载荷会导致压力降低；（2）摩擦系数也会随着载荷的降低而降低；（3）随着载荷的降低，接触压力和摩擦系数之间存在相关性；（4）较低的载荷会导致接触温度降低并对摩擦副的擦伤耐受能力产生影响；（5）轻载状态下，球-盘点接触摩擦副仍能提供足够的擦伤耐受能力。

以上就是本次研究球-盘点接触摩擦副的低速轻载滑滚特性所得出的结论。

这些结果可用于优化联轴器的设计，以提高其耐受性和擦伤耐受能力。

总之，本次研究的目的是研究球-盘点接触摩擦副的低速轻载滑滚特性，以确定由它们提供的承受能力。

本研究主要使用实验来研究它们在低轻载条件下的接触压力、温度和摩擦系数，以及在不断往复实际操作条件下的旋转应力。

研究结果证明，即使在轻载状态下，球-盘点接触摩擦副也可以提供足够的擦伤耐受能力。