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。

飞机发动机的燃料供给主要靠柱塞泵进行灵敏地调节。柱塞泵对喷气燃料的润滑性能敏感,若严重磨损,将直接危及到飞机的飞行安全。喷气燃料的润滑性能用磨斑直径来表征,国际航空界对喷气燃料的磨斑直径提出了具体的要求。在喷气燃料中添加润滑改进剂是提高喷气燃料润滑性能,降低柱塞泵磨损的有效方法。对美军,俄罗斯及中国的喷气燃料润滑改进剂的发展状况进行了综述。从目前的发展趋势看,喷气燃料润滑改进剂仍将以二聚酸为主。

本文以柱塞泵往复过程中活塞杆表面附着的液膜厚度和往复过程的泄漏量作为润滑和密封性能的评价指标。在往复过程中,液膜厚度越厚密封面润滑效果越好,有利于减少密封圈的磨损,但是当介质中含有微小的硬质颗粒时,当液膜厚度大于颗粒直径时,硬质颗粒便会夹带在液膜中进入往复密封面加速密封材料的磨损。本文通过理论推导得知一旦操作参数给定则附着在活塞杆上的液膜厚度只和密封面上接触压力分布有关。随后利用ANSYS对高压柱塞泵V型密封圈进行了有限元分析,计算了不同结构参数密封圈,动密封面的接触压力分布,得到了不同结构参数对V型密封圈润滑、泄漏等密封性能的影响规律。研究结果可为V型密封圈的设计、选用和结构优化提供依据和参考。

从目前的研究来看,织构的深度和载荷对油膜的润滑性能具有显著的影响,然而,在载荷变化的情况下,润滑膜的最小膜厚和黏性阻力是一个动态变化的过程。因此不同载荷下,最佳织构深度的选取还需系统地进行分析。通过建立沟槽型织构流体润滑模型,分析了织构的深度以及承载力对摩擦副的油膜厚度、压力、剪切力、以及摩擦因数的影响。结果表明:在承载力一定时,油膜厚度随织构深度的增加呈先增大后减小的趋势。在89 N载荷下时,存在最佳油膜厚度6.41

合理布置的滑移/非滑移异质界面可以提高流体动压润滑性能,但目前滑移区和非滑移区的组合方式大多采用单一的直线拼接法,没有针对流体润滑摩擦副的各类工况设计出相应的优化方案,为此本文建立了一组离散式二次方程来描述滑移区和非滑移区拼接轨迹,并引入计算域单元的宽长比作为优化变量,分别以液膜刚度和摩擦因数作为优化目标,通过MATLAB数值仿真求解不同宽长比条件下滑移区和非滑移区的最优拼接轨迹。结果表明,与直线拼接法相比,选取二次方程所描述的抛物线作为滑移区和非滑移区拼接轨迹的方法使流体润滑摩擦副在摩擦因数和液膜刚度等性能指标上都有所改善,而且根据不同的优化目标参数可以方便地绘制出最优拼接方案,验证了本文方法在改善动压润滑性能上的可行性和普适性。

采用原位表面修饰和溶胶-凝胶法制备了十八烷基三甲氧基硅烷（OTMS）修饰的油溶性BaSO_4@SiO_2-OTMS纳米微粒;利用透射电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪分析了产物的形貌及结构,采用热分析仪评价了其热稳定性,用往复摩擦磨损试验机和六速旋转黏度计研究了产物对油基钻井液润滑性能及流变性能的影响.结果表明：所制备的Ba SO_4@Si O_2纳米微粒由直径为30 nm的Ba SO_4内核和厚约8 nm的Si O_2外壳组成,经OTMS修饰后,Ba SO_4@Si O_2-OTMS纳米微粒在液体石蜡中具有良好的分散稳定性.与此同时,Ba SO_4@Si O_2-OTMS纳米微粒作为添加剂可以降低油基钻井液的流动阻力,减轻钻头磨损,提高钻井速度.当添加剂浓度较低时,随着添加剂含量的增加,油基钻井液的黏度降低;当添加剂质量分数为0.8%时,钻井液的黏度以及钢球-页岩摩擦副的摩擦系数和页岩磨痕宽度最小.

运用分形理论对滑动轴承粗糙表面进行模拟，研究粗糙表面对其膜厚、压力以及承载力的影响。进一步模拟两向异性粗糙表面，比较轴承圆周及轴向方向上粗糙表面对轴承承载及摩擦性能的影响。结果表明：在一定载荷下，轴瓦表面分形维数越小，尺度系数越大，则轮廓幅值越大，表面轮廓越简单，越难形成润滑膜；表面轮廓幅值对润滑膜压力影响明显，幅值越大，润滑膜压力分布越不平滑，润滑性能越差；表面分形维数越小．特征粗糙度值越大，则承载力越低，摩擦力越大，且圆周方向上的分形维数以及特征粗糙度的影响要比轴线方向的影响大。

建立了多种具有不同滑移区域分布特征的推力瓦数学模型,在考虑流体边界滑移效应、扩展了经典Reynolds方程并设定合理边界条件的基础上,借助MATLAB软件对模型进行数值仿真求解,研究了滑移区域分布方式、面积占比及滑移长度对轴承动压润滑性能的影响。结果表明,在靠近流场入口处沿周向分布滑移区域能显著提升不同转速条件下的推力瓦面承载力;当滑移区域面积占瓦面面积比介于0.3~0.4且滑移长度为1000nm时,轴承推力瓦面具有最优动压润滑性能。

本文对合成的一种应用于水-乙二醇液压液的极压抗磨添加剂二聚酸钾进行了润滑性能测试和抗磨作用机理研究四球实验表明二聚酸钾的水溶性能和抗磨性能优于水溶性改性ZDDP和Lubrizol 5642以二聚酸钾作为极压抗磨添加剂的水-乙二醇液压液KGY的润滑性能与N46抗磨液压油相当.钢球磨斑表面元素EDS分析表明在极压条件下二聚酸钾与摩擦表面发生某种摩擦化学反应形成了一层有机类抗磨膜.

研制出了应用于露天矿山机械设备的水-乙二醇抗燃液压液KGY-1对KGY-1的润滑性能进行的理论分析和实验测试表明KGY-1在低温轻载条件下能获得较好的润滑状态而且润滑状态随温度的降低、相对滑动速度的增大而改善.