往复运动条件下润湿梯度表面对限量供油润滑的影响

作     者：孙楠楠 晁珅 朱桂香 王永强 刘成龙 郭峰 SUN Nan-nan;CHAO Shen;ZHU Gui-xiang;WANG Yong-qiang;LIU Cheng-long;GUO Feng

作者机构：内燃机可靠性国家重点实验室山东潍坊261041 潍柴动力股份有限公司山东潍坊261041 青岛理工大学机械与汽车工程学院山东青岛266520 

出 版 物：《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期：2023年第52卷第7期

页      面：130-138页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：内燃机可靠性国家重点实验室开放课题(skler-202003) 国家自然科学基金项目(52175173)。 

主　　题：有限量供油 往复运动 油膜厚度 自集油 润湿梯度表面 载荷效应 

摘      要：目的探究有限量供油条件下,润湿梯度表面对往复运动条件下的油膜润滑增效作用。方法首先在玻璃试样表面制备一层疏油涂层,降低工作表面润湿性。其次,利用飞秒激光将一定宽度的条状图案刻蚀到掩膜板上,通过掩膜法,利用氧等离子刻蚀技术在玻璃块疏油涂层上构造不同宽度的亲油轨道,形成了润湿梯度表面。然后使用往复运动光弹流膜厚测量仪对亲油轨道的膜厚及油池变化进行测试。试验选用低黏度的PAO4基础润滑油,限量供给0.04μL。钢球与玻璃试样表面构成点接触往复运动摩擦副模型。结果具有一定亲油轨道宽度(0.2、0.4mm)的润湿性梯度表面具有较好的集油性能。润湿性梯度表面在往复运动行程中心位置作用最为明显,在所给试验条件下膜厚最大为原始表面的3倍。钢球-钢块接触副的摩擦测试结果表明,本文提出的润湿梯度表面使摩擦因数最高下降30%。另外,由于载荷效应导致接触区外侧毛细集油作用减弱,乏油程度增加,随着载荷增加,润滑油膜减小。油滴在一定宽度亲油轨道的扩散仿真结果说明润湿性梯度表面可以有效地将润滑油限制在轨道内,有利于往复运动过程中润滑剂的回流。结论提出的润湿性梯度表面有较强的集油作用,改善往复运动弹流接触副的供油和润滑状态。