马 轩 王 哲 刘晓日

(1.河北工业大学能源与环境工程学院 天津 300401；2.清华大学天津高端装备研究院 天津 300300)

在内燃机的摩擦损失中，仅活塞环-缸套摩擦副所产生的摩擦损失即可占20%～30%[1]，是内燃机最主要的一项机械损失。随气缸内的燃烧以及活塞环和缸套的运动摩擦过程，活塞环接触范围内缸套的温差能达到50 ℃以上的高温跨度[2-3]，且随活塞沿气缸轴向从上止点至下止点的工作过程，在温度变化的同时也伴随着快速的压力变化。因此整合内燃机工作过程中温度、压力及润滑油性能参数变化，建立缸套-活塞环摩擦因数预测模型，对于降低该摩擦副的摩擦损失具有重要意义。

已有研究表明，在缸套-活塞环摩擦副中，缸套的温度对活塞环摩擦功耗的影响较为显著。基于润滑油温度等于缸套温度且为定值的假设，WOLFF[4]和RAHMANI等[5]分别在实验中设定不同的缸套温度，研究了温度对活塞环摩擦功耗的影响，结果表明缸套或润滑油温度偏低时活塞环流体摩擦功耗较显著，而高温时流体摩擦功耗降低，粗糙接触摩擦功耗显著增加。同时，相关研究也表明，摩擦热量会造成润滑油黏度和密度降低[6-7]，并且在摩擦过程中油膜厚度随温度升高而减小，使得微凸峰接触数量增多，局部温升增大，从而加剧摩擦功耗[8]。

目前内燃机缸套-活塞环系统的摩擦磨损改良，主要从润滑油性能、表面改性、动力学特性等方面展开[9]。而缸套-活塞环摩擦副在摩擦过程中存在多种……