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高岭土润滑油添加剂对缸套活塞环摩擦磨损性能的影响研究
| 论文题名： | 高岭土润滑油添加剂对缸套活塞环摩擦磨损性能的影响研究 |
| 关键词： | 汽车发动机;缸套活塞环;高岭土润滑油添加剂;摩擦学性能 |
| 摘要： | 缸套活塞环是汽车发动机中摩擦损失较大的摩擦件，其摩擦磨损性能好坏直接影响到燃油的经济性、发动机的性能和寿命。近年来，由于二维层状硅酸盐矿物材料对环境无污染、价格低廉，且被证明有一定的减摩抗磨效果，被广泛用于润滑油添加剂。本文选用硅酸盐矿物中的高岭土作为润滑油添加剂，对其进行表面改性，提高其在润滑油中的悬浮稳定性，并研究其对缸套-活塞环摩擦磨损性能的影响，以期能提高缸套-活塞环的摩擦性能。主要研究结果如下： 1、用油酸、Span80、硬脂酸、CTAB活性剂对微纳米高岭土进行表面改性后，高岭土在润滑油中的分散稳定性均有不同程度的提高，其中Span80分散稳定性最好；黏温试验表明，改性后的微纳米高岭土润滑油添加剂可以降低润滑油的黏度，提高黏温特性；腐蚀性试验表明微纳米高岭土添加剂无腐蚀性。 2、四球试验机上开展的微纳米高岭土润滑油添加剂的减摩抗磨试验研究表明，在基础油中添加不同浓度、改性方式、粒度的微纳米高岭土粒子均可减少摩擦降低磨损，其中5wt%添加浓度、Span80改性方式、2μm粒度的高岭土润滑油添加剂的减摩抗磨性能最好。温度影响试验结果显示高温时，高岭土添加剂可有效降低润滑油的摩擦系数和磨损量，延长润滑油的使用寿命。极压性能试验表明，高岭土添加剂可以提高润滑油的PB值，当浓度为4wt%时，其极压性能最好。 3、经过改进后的缸套活塞环摩擦磨损试验机可以模拟实际工况研究开展缸套活塞环的摩擦磨损试验。试验表明，随着压强、转速、温度的增加，润滑油的摩擦系数和缸套表面粗糙度也随着增大，当压强为0.53MPa、转速为400r/min、温度为75℃时，润滑油的摩擦系数和磨损量最低。在不同工况下，高岭土油样的减摩抗磨效果均优于基础油，即纳米高岭土润滑油添加剂可以提高润滑油的减摩抗磨性能。 4、通过AVL EXCITE Pistonamp;Ring软件建立的润滑仿真模型可以分析润滑油应用于缸套活塞环后的最小油膜厚度分布、摩擦力分布和摩擦损耗。仿真结果表明，润滑油添加微纳米高岭土添加剂后，曲轴转角从-90℃A到630℃A，缸套活塞环间的最小油膜厚度均有不同程度地增大，凸峰摩擦力、流体摩擦力、总摩擦力和总摩擦损失功率均不同程度地降低，说明微纳米高岭土添加剂能够改善润滑性能，起到良好的减摩抗磨作用。 |
| 作者： | 宋少泽 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 朱华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国矿业大学(江苏) |
| 学位年度： | 2021 |
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