邊界潤滑條件下碳煙對摩擦反應(yīng)膜機(jī)械性能的影響及其磨損機(jī)理研究.pdf

1、因燃油不完全燃燒而產(chǎn)生的碳煙會加劇發(fā)動機(jī)中活塞環(huán)/缸套摩擦副的磨損，降低發(fā)動機(jī)的使用壽命。尤其當(dāng)活塞處于上、下止點(diǎn)時，這對摩擦副處于混合或邊界潤滑狀態(tài)，碳煙所造成的磨損就更為嚴(yán)重。要解決這一問題，就必須探明碳煙對摩擦反應(yīng)膜的影響，因為摩擦反應(yīng)膜在很大程度上決定了處于混合或邊界潤滑狀態(tài)下的摩擦副的摩擦學(xué)性能。本學(xué)位論文在不同實(shí)驗條件下對含ZDDP（二烷基二硫代磷酸鋅）和不同含量碳煙的液體石蠟進(jìn)行了摩擦學(xué)實(shí)驗，借助現(xiàn)代表面分析設(shè)備分別對摩擦

2、表面的形貌、ZDDP摩擦反應(yīng)膜的分布狀態(tài)以及摩擦表面的力學(xué)性能進(jìn)行了表征與分析，為研究碳煙的磨損機(jī)理提供了新的方法。
　　研究了摩擦反應(yīng)膜的機(jī)械性能隨碳煙含量的變化。結(jié)果表明:隨著碳煙含量的增加，摩擦表面ZDDP摩擦反應(yīng)膜的厚度減小，在摩擦表面的覆蓋率以指數(shù)形式降低;摩擦表面的硬度H降低，彈性模量E升高，平均H/E值以指數(shù)形式降低，且平均H/E值與ZDDP摩擦反應(yīng)膜覆蓋率呈線性關(guān)系。
　　分別研究了未添加和添加3％碳煙時摩擦

3、反應(yīng)膜的機(jī)械性能隨摩擦?xí)r間的變化。結(jié)果表明:隨著摩擦?xí)r間的增加，不添加碳煙時的ZDDP摩擦反應(yīng)膜厚度增加，摩擦表面的硬度H增大，彈性模量E穩(wěn)定在170 GPa左右，平均H/E值增加;添加3％碳煙時的ZDDP摩擦反應(yīng)膜厚度均勻性降低，摩擦表面的硬度H和彈性模量E出現(xiàn)波動，平均H/E值變化較亂;相對摩擦反應(yīng)膜覆蓋率和相對H/E值同步降低。
　　分別研究了未添加和添加3％碳煙時摩擦反應(yīng)膜的機(jī)械性能隨載荷的變化。結(jié)果表明:隨著載荷的增加，

4、未添加碳煙時的ZDDP摩擦反應(yīng)膜厚度先增大再減小，摩擦表面的硬度H先增加再降低，彈性模量E穩(wěn)定，平均H/E值先增加再降低;添加3％碳煙時的ZDDP摩擦反應(yīng)膜厚度降低，摩擦表面的硬度H先增加再降低，彈性模量E穩(wěn)定，平均H/E值先增加再降低;相對摩擦反應(yīng)膜覆蓋率線以線性形式降低，相對H/E值先降低再升高。
　　碳煙的磨損機(jī)理歸于碳煙的磨粒磨損作用會將摩擦反應(yīng)膜刮離摩擦表面，降低摩擦反應(yīng)膜對基體的保護(hù)作用，進(jìn)而使摩擦表面的力學(xué)性能降低，