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纳米/微米减磨剂的摩擦磨损特性研究

张克金  
【摘要】: 发动机总能量的约30%被摩擦功所消耗,真正有用功仅占很小一部分,因此,减少摩擦提高能量效率是一个便捷途径[1]。 本研究中采用的减磨剂通常包括传统的纳米/微米石墨减磨剂、纳米/微米二硫化钼减磨剂、纳米/微米无机硼化合物、纳米高分子减磨剂(聚四氟乙烯)、纳米铜-锌减磨剂。 在进行摩擦学研究时,必须借助于精密的摩擦磨损结果检测的手段,例如,摩擦副磨斑表面的SEM、EDX测量等。 但在摩擦学领域内,摩擦副表面上接触区域的润滑油膜厚度、强度、润滑剂分子的分布排列组装、润滑油膜的瞬间电特性等指标是同摩擦副使用结果更直接相关,也是一个更感性的指标。 本研究在对汽车润滑剂的摩擦磨损特性进行描述的基础上,特别选择不同的纳米尺寸的固体纳米/微米减磨剂微粒,分别进行常规的SRV试验研究;开发了润滑油膜导电性测试仪并进行油膜特性研究;对优选出来的固体减磨剂先后进行齿轮摩擦副的实际台架试验研究以及齿轮总成的道路考核试验。结果表明,优选齿轮油的纳米减磨剂具有优良的抗磨和减摩效果。 本研究在方式的独特之处在于成功开发了润滑油膜导电性测试仪,并对多种含由或不含纳米/微米的减磨剂的润滑剂进行润滑油膜的特性以及摩擦磨损研究,找出纳米/微米减磨剂同润滑油之间的‘正相关’、‘负相关’、‘不相关’的三种关系。优选出正相关的减磨剂,并对其摩擦磨损特性进行系列的研究。 本研究在理论上的独特之处在于成功验证和丰富了经典的鹅卵石润滑模型(cobble-stone lubrication model);提出了电弹性(electric-elasto)对润滑油膜厚度的贡献;并拟合了经典的Stribeck曲线。


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