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低沸点燃油润滑性评估方法研究
作 者: 宋磊
导 师: 浦耿强
学 校: 上海交通大学
专 业: 燃油润滑性评估方法研究
关键词: 低沸点燃油 二甲醚 燃油润滑性 高频往复机 压力调节
分类号: TH117.22
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要
二甲醚作为低沸点燃油的典型代表,能从煤、煤层气、天然气、生物质等多种资源制取,特别适合我国煤多油少的能源结构特点,确保我国的能源安全,且能同时降低发动机的NOX和PM排放,满足日益严格的排放法规,是一种极具潜力的柴油机替代清洁燃料。但是,由于DME的润滑性较差且其相关的润滑添加剂评估缺少有效的,准确评估方法,这给DME的广泛使用带来了巨大阻碍。因此,研究适用于低沸点燃油——DME的润滑性评估方法有着重要的现实意义。本文针对此现状做了如下研究:(1)通过分析传统高频往复机的结构原理,明确了传统高频往复机在低沸点燃油润滑性评估方法上的局限性,完成了可加压式高频往复机主体振动部分的设计思路,决定采用固定试验球,振动试验片的结构。在此基础之上进行了可加压高频往复机主体振动部分的结构设计,其中,试验球夹具与加载系统的设计为整个结构设计中的重点和难点,它们的设计决定了整个试验台架大部分的便利性和可靠性;定位片的设计是本试验台架的独创性设计,是优化整个试验台架的关键部件。(2)为了确定主体振动部分的可靠性,本研究采用可加压高频往复主体振动部分进行了一系列对比试验,主要包括:重复性试验,再现性试验及可分辨性试验。本试验台架的重复性和再现性与较传统往复机相似,引起偏差的主要是因为本试验采用的摩擦副为非标准件,其表面粗糙度及精度比较低,不同摩擦副之间的存在偏差,这些可能是造成本试验台架的重复性和再现性较传统往复机略微偏大的关键因素。本试验台架的可分辨性能较好,能够区分不同载荷,时间及油品条件下的润滑性能。在磨损进入粘着磨损的状态后,由于试验球比试验片硬度高,试验片上会产生磨损颗粒,而这些颗粒会因为振动方向的影响,堆积在沿着振动方向上的试验片磨斑的两侧,而这些颗粒对试验球在沿着振动方向上的磨损有改善作用,类似于石墨对润滑的改善作用。与此同时,本文还发现,在工况一定时,磨损磨斑的加剧过程是先快后慢的,而润滑状态越差,这个快速上升的过程持续的时间越长,最终产生的磨斑直径也就越大。(3)本研究完成了可加压式高频往复机压力调节腔的结构设计,加工以及装配和调试。主要成果有以下几点:确定了将激振器和摩擦副整体密封的密封方案,并在此方案的基础之上完成了压力腔的功能设计,充分考虑到结构设计中压力腔的功能要求,为下一步的结构设计奠定了基础。同时完成了密封部分的结构设计,并在上海齐耀动力有限公司的指导和帮助下完成了密封部分的整体加工和装配。通过调试,发现本研究所设计的密封部分与振动部分的结合完全可以实现低沸点燃油润滑性的评估,较好的完成了本文的研究任务。综上所述,本文研究出适合评估低沸点燃油润滑性的方法,并通过理论分析和试验研究证明本研究所设计的试验台架适用于低沸点燃油润滑性的评估。
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全文目录
摘要 3-5 ABSTRACT 5-10 第一章 绪论 10-27 1.1 引言 10-14 1.2 液态燃油润滑性评估方法综述 14-20 1.2.1 航空喷气燃料润滑性的研究 14-15 1.2.2 柴油润滑性的研究 15-19 1.2.3 汽油润滑性的研究 19-20 1.3 低沸点燃油——DME 润滑性评估方法综述 20-25 1.3.1 间接法 20-23 1.3.2 直接法 23-25 1.4 研究意义、技术路线和研究内容 25-27 1.4.1 研究意义 25 1.4.2 技术路线与关键问题 25-26 1.4.3 研究内容 26-27 第二章 可加压式高频往复机的主机优化设计研究 27-49 2.1 可加压式高频往复机振动部分设计思路 27-30 2.2 可加压高频往复机主体的结构设计 30-46 2.2.1 样品槽的结构设计 31-34 2.2.2 摩擦片夹具的结构设计 34-36 2.2.3 试验球夹具的结构设计 36-39 2.2.4 加载系统的结构设计 39-43 2.2.5 定位片的结构设计 43-45 2.2.6 导轨底座的结构设计 45-46 2.3 试验台架的加工,装配及初步调试 46-48 2.4 本章小结 48-49 第三章 可加压式高频往复机常压下的试验研究 49-76 3.1 摩擦与润滑理论 49-58 3.1.1 黏着摩擦理论 49-52 3.1.2 磨损特征及机理 52 3.1.3 润滑理论 52-55 3.1.4 二甲醚的润滑机理 55-56 3.1.5 DME 润滑添加剂的润滑机理 56-58 3.2 试验台架重复性和再现性的试验研究 58-65 3.2.1 重复性试验研究 58-61 3.2.2 再现性试验研究 61-63 3.2.3 磨斑直径形态分析 63-65 3.3 试验台架可分辨性的试验研究 65-72 3.3.1 不同载荷条件下的可分辨性 66-68 3.3.2 不同磨损时间条件下的可分辨性 68-69 3.3.3 不同油品条件下的可分辨性 69-72 3.4 常温常压下磨损过程的试验分析 72-75 3.5 本章小结 75-76 第四章 可加压式高频往复机压力调节腔的优化设计 76-85 4.1 可加压式高频往复机压力调节腔设计思路 76-79 4.1.1 密封方案 76-77 4.1.2 压力调节腔的功能设计 77-79 4.2 可加压高频往复机(密封部分)的结构设计 79-82 4.2.1 压力腔体的结构设计 79-81 4.2.2 观察窗口的结构设计 81-82 4.2.3 可加压式高频往复机的整体结构设计方案 82 4.3 试验台架的装配及初步调试 82-84 4.4 本章小结 84-85 第五章 全文总结及工作展望 85-88 5.1 全文总结 85-87 5.1.1 可加压式高频往复机主体振动部分的优化设计研究 85 5.1.2 可加压式高频往复机主体振动部分的试验研究 85-86 5.1.3 可加压式高频往复机(密封部分)的设计研究 86-87 5.2 工作展望 87-88 参考文献 88-91 致谢 91-92 攻读硕士学位期间发表的论文 92-94
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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 机械学(机械设计基础理论) > 机械摩擦、磨损与润滑 > 润滑 > 润滑剂
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