磨损是机械零部件最主要、最常见的失效形式。缸套-活塞环是柴油机中一对重要的摩擦副,该摩擦副由于工作条件十分恶劣,运行工况、环境、受力状态、运行方式等复杂多变,很容易因润滑不良而引起异常磨损失效,不仅缩短了其使用寿命,还由此造成较大的经济损失。因此,缸套-活塞环摩擦磨损性能的好坏直接关系着内燃机运行状态的优劣。 本文针对缸套-活塞环磨合期的摩擦磨损问题展开分析和讨论。首先论述了与该摩擦副相关的摩擦磨损研究现状,指出当前研究的不足。并根据分形理论在摩擦学研究中的应用,提出了利用分形理论定量、半定量研究缸套-活塞环摩擦磨损特性的分析方法。然后,在实验室进行了以缸套-活塞环样品为摩擦副的摩擦磨损实验研究,测量并提取了能反应缸套-活塞环摩擦副摩擦磨损过程的主要参数如磨损失重、表面粗糙度、摩擦力矩等;并通过基于摩擦系数、磨损失重、表面粗糙度等方法的分析和基于分形理论方法的分析,深入探讨了不同润滑状态下缸套-活塞环磨合期内的摩擦磨损特性。得出各种分析方法在评定缸套-活塞环摩擦磨损过程的一致性规律和差别,说明传统分析方法只能宏观的粗略诠释缸套-活塞环的摩擦磨损过程和润滑状态,而分形理论则能够更为详细和准确地反映摩擦副不同磨损时间阶段的特征信息,有利于准确地界定摩擦磨损过程,评价摩擦磨损质量。最后通过对不同分析方法的比较,得出了分形理论比一般分析方法能更准确、有效地评价摩擦副摩擦磨损特性的结论。 缸套-活塞环摩擦副在上、下止点处的磨损最为严重,本研究尽可能模拟实船运行中活塞环处于上、下止点附近的工况参数,采用了大载荷和低转速。还分别以浸油润滑和滴油润滑方式模拟其润滑良好和润滑不良工况。因此,本试验特别是针对于处在磨合期内的摩擦副摩擦磨损特性的研究,针对于合理制定缸套-活塞环的磨合程序、界定磨合阶段的完成和评价磨合质量具有一定的理论和现实意义。