论文部分内容阅读
活塞环材料属性和发动机油配方是影响活塞环/缸套系统摩擦学性能的两个主要因素。它们之间存在相互影响、相互制约的复配效应并共同影响活塞环/缸套系统的摩擦学性能。本文通过考察五种活塞环材料(渗氮、CrN、B4C、WS2和MoNx)在不含/含有MoDTC摩擦改进剂的GF-3全配方发动机油润滑下的摩擦学性能,分析了活塞环材料属性与发动机油配方之间的摩擦学复配效应对活塞环/缸套系统的摩擦学性能的影响。利用平面磁控溅射方法,采用不同的氮气分压沉积了MoNx涂层,涂层致密,厚约4 μm,与基体结合良好。分析结果表明,随着氮气分压的增加,涂层的相结构由单纯的γ-Mo2N相向δ-MoN相转变。涂层的氮含量和硬度都主要由涂层的相结构决定,都随着涂层中δ-MoN相的增多而提高。利用SRV高温摩擦磨损试验机模拟发动机运行态条件,考察了五种活塞环在GF-3全配方发动机油润滑下的摩擦学性能。结合对磨损表面的分析结果,发现摩擦学性能和摩擦反应膜的化学成分、化合物组成以及分布形态有关。含有更多的P,Ca元素的摩擦反应膜具有更好的摩擦学性能;当铁的硫化物含量高时,其摩擦学性能更好;摩擦反应膜呈大面积片状分布时摩擦学性能更好。在GF-3发动机油中添加MoDTC摩擦改进剂后,五种活塞环的摩擦系数都能大大降低,至试验结束时,五种活塞环的摩擦系数都降到了0.03左右。但五种活塞环摩擦系数的下降快慢不同,下降的快慢和活塞环材料的属性有关,当其硬度高、粗糙度低且与基体有良好结合力时,摩擦系数下降更快。通过比较活塞环材料属性和发动机油配方对活塞环/缸套系统的摩擦学性能的影响方式和影响程度,进一步分析了它们之间的复配效应的产生机理及其对活塞环/缸套系统的摩擦学性能的影响。