摩擦力的测量始终是摩擦磨损试验机的重要组成部分之一.在自行开发的模拟缸套/活塞环摩擦学性能的试验机中,采用弹性悬臂梁配合力传感器进行摩擦力的测量.推导了弹性悬臂梁测量摩擦力的公式,并用有限元软件分析了弹性悬臂梁的变形,确定了合适的截面形状.经试验验证,设计的摩擦试验机能够基本真实地反映缸套/活塞环摩擦副的运动和摩擦学规律,具有较强的可信度.

根据缸套/活塞环胶合失效试验研究的需求,设计了一台集试验、测量和控制于一体的往复式摩擦磨损试验机.该设备具有加热和温度控制功能,采用快速响应速度的微细热偶测量接触区温度,同时通过四臂电桥测电阻法测量缸套-油膜-活塞环之间的动态接触电阻,以反映接触区的润滑状态.试验表明该试验机性能稳定,可测物理量丰富,是胶合试验研究可靠的实验工具.

在内燃机实际运行中,润滑油的粘度直接影响到润滑油膜的状态,因而活塞环在缸套中不同位置时的摩擦、润滑状态各不相同。文中以缸套活塞环为研究对象,建立了润滑计算模型,并运用该模型对缸内压力、温度、油膜厚度和摩擦系数进行了分析。结果表明,润滑油膜厚度和摩擦系数随转速改变而发生变化,而剪切稀化导致润滑油粘度减小是引起该变化的主要原因。最后,通过对计算结果的分析,提出了适用于缸套活塞环的润滑油粘度指标。