燃油稀释低黏度机油对柴油机缸套活塞环润滑性能的影响

摘要

为研究燃油稀释低黏度润滑油对缸套活塞环润滑性能的影响,该研究以农用柴油机为研究对象,基于燃油湿壁现象考察了燃油稀释低黏度润滑油对混合液的黏度变化影响.试验结果显示,随着燃油稀释率增大,混合液的动力黏度呈现先急剧下降后缓慢下降的变化规律,稀释率从0增加到10％,动力黏度降幅达44.9％,表明少量柴油稀释低黏度润滑油将导致黏度迅速降低.通过构建缸套-活塞环润滑摩擦理论模型,采用数值计算方法探究了燃油湿壁效应对缸套-活塞环摩擦性能的影响机理.模拟计算结果显示,随稀释率的增加,缸套-活塞环之间的油膜厚度变薄,流体动压润滑区间不断缩小,而混合润滑区间不断扩大,导致摩擦副表面微凸体接触增多,特别是在压缩行程上止点附近,缸套-活塞环的摩擦力随着稀释率增加而增大;而缸套-活塞环摩擦副的循环摩擦损失随稀释率增大呈现先降低后升高的趋势,稀释率为10％时摩擦损失最小.通过搭建发动机测试台架进行倒拖试验发现,当稀释率从0增大到30％时倒拖转矩呈现先减小后增大的趋势,且当稀释率为10％时倒拖转矩最小,验证了不同燃油稀释率下倒拖转矩变化与模拟计算结果的一致性.在发动机中应用低黏度润滑油,应控制其稀释率低于20％,以保持必要的润滑作用.研究结果可为为低黏度润滑油的推广应用提供指导.