摩擦诱导发动机碳烟微粒摩擦学功能转化机制研究
批准号:
51275143
项目类别:
面上项目
资助金额:
80.0 万元
负责人:
胡献国
依托单位:
学科分类:
E0505.机械摩擦学与表面技术
结题年份:
2016
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘一鸣、徐玉福、宋汝鸿、汪向阳、胡恩柱、陈金思、程亚洲、施银燕、金鑫
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中文摘要
发动机燃油碳烟不仅关系到发动机排放,而且影响到发动机的摩擦学性能。本项目在系统研究柴油和生物质燃油碳烟微粒对发动机摩擦学特性影响的基础上,立足利用摩擦诱导的催化效应控制生物质燃油碳烟微粒磨粒磨损的思路,从研究生物质燃油碳烟微粒的组成、结构、形态与表面状况-催化效应-抗磨减摩性能之间关系的角度,来实现如何使得生物质燃油碳烟与发动机工况条件及其摩擦学性能更好地协调和统一;探讨控制生物质燃油碳烟微粒摩擦学功能转变的摩擦催化反应条件,揭示摩擦催化诱导碳烟微粒由磨粒磨损功能转变成抗磨减摩功能的作用机理;利用现代表面分析技术,深入分析碳烟微粒在微纳尺度的摩擦状态和磨损机制的变化规律,发展生物质燃油碳烟微粒的磨损模型,丰富发动机燃油摩擦学的基本理论,为高性能生物质燃油在发动机上的应用提供必要的理论支撑和技术指导。
英文摘要
It is significant to focus on the engine soot not only in controlling the engine exhaust emissions but also in improving the tribological performance of engine. The present project is based on the idea to control the abrasive wear behaviour of soot particles from biomass fuel by way of tribocatalytic process according to the detailed effect of soot particles from diesel and biomass fuel on the tribological performance of engine respectively. It will be characterized the relation among the biomass fuel soot, engine working conditions and tribological performance by studying the effects of the composition, structure, morphology and surface defects of soot particles on the catalytic effect and wear resistance and friction reduction. It is also studied the tribocatalysis reaction conditions of transform tribological function of soot particles during friction process, and the formation mechanism of antiwear and antifriction film derived from the soot particles from biomass fuel because of tribocatalysis induction as well. The mechanisms of friction and wear of soot particles are summarized at micro- and nano- scales by way of modern surface analysis methods. The wear model of soot particles from biomass fuel is also proposed. The present researches will develop the tribological theory of engine fuel and provide the theoretical and technical supports for the application of biomass fuel in the engine in the future.
本项目研究不同生物质热解燃油碳烟微粒的组成、结构、形态与表面状况,探讨不同碳烟微粒的摩擦磨损行为与作用机理。通过不同的催化剂摩擦诱导的催化效应,掌握生物质燃油碳烟微粒在发动机摩擦副中作用机理转换的摩擦催化反应条件与规律。首次发现:(1)生物质燃油碳烟微粒平均直径约为30~50 nm,生物质燃油碳烟微粒表面含有-C-OH和C≡C等活性官能团;生物质裂解燃油碳烟微粒表面含有较多的酸碱位点。(2)TiF3对液体石蜡和全配方柴油机润滑油CD SAE 15W-40均有良好的抗磨减摩效果,其作用机理在于在摩擦表面形成了含有二氧化钛与氟化物的边界润滑薄膜。(3)生物质燃油碳烟微粒摩擦磨损机制不同于传统发动机柴油碳烟,其生物质燃油碳烟会参与边界润滑膜形成,生物质燃油碳烟会提升润滑油的油膜强度。(4)摩擦催化材料TiF3可以抑制全配方润滑油因生物质燃油碳烟污染润滑功效降低 (5)TiF3和FeF3在一定条件下会催化碳烟微粒结构转变,而且摩擦热和碳烟微粒初始结构是决定摩擦诱导碳烟结构转变的关键因素。(6)碳烟颗粒的抗磨减摩机制归于摩擦诱导铁基材料氧化,生成的铁基氧化物与碳烟颗粒在摩擦副接触表面形成复杂的润滑和防护膜。生物质燃油碳烟颗粒的抗磨减摩效果优于柴油碳烟,原因归于其石墨化程度较高。(7)二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP) 摩擦反应膜因碳烟的介入而出现分布不均的现象;相应磨损表面的硬度H 降低、弹性模量E 升高,H/E 值降低。上述结果为提高生物质燃油发动机的抗磨减摩特性,提供必要的理论支撑和技术指导。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1016/j.triboint.2013.11.018
发表时间:2014-03
期刊:Tribology International
影响因子:6.2
作者:Xianguo Hu;Kun Yuan;Guolai Zhu;Wenzhe Wang
通讯作者:Wenzhe Wang
Morphology, composition, and structure of carbon deposits from diesel and biomass oil/diesel blends on a pintle-type fuel injector nozzle
枢轴式燃油喷射器喷嘴上柴油和生物质油/柴油混合物积碳的形态、成分和结构
DOI:10.1016/j.triboint.2015.07.003
发表时间:2015-11
期刊:Tribology International
影响因子:6.2
作者:Ruhong Song;Enzhu Hu;Yufu Xu;Xianguo Hu
通讯作者:Xianguo Hu
The role of soot particles in the tribological behaviour of engine lubricating oils
烟炱颗粒在发动机润滑油摩擦学行为中的作用
DOI:--
发表时间:2013
期刊:Wear
影响因子:5
作者:Xianguo Hu;Tianxia Liu;Ling Fang;Karl Dearn
通讯作者:Karl Dearn
DOI:--
发表时间:2016
期刊:化工学报
影响因子:--
作者:宋汝鸿;刘一鸣;徐玉福;胡献国
通讯作者:胡献国
DOI:--
发表时间:2015
期刊:化工学报
影响因子:--
作者:宋汝鸿;胡恩柱;徐玉福;胡献国
通讯作者:胡献国
超低摩擦固-液润滑体系的构建与调控机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:--
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2020
- 负责人:胡献国
- 依托单位:
固体微粒主动靶向摩擦界面的长效润滑机制与调控
- 批准号:51675153
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:62.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:胡献国
- 依托单位:
生物质燃油对压燃式发动机喷嘴的气蚀效应与磨损特性影响研究
- 批准号:50875071
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:35.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:胡献国
- 依托单位:
金属-塑料滑动轴承的超润滑设计与延寿技术
- 批准号:50475071
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:24.0万元
- 批准年份:2004
- 负责人:胡献国
- 依托单位:
改性聚甲醛的抗磨减摩特性及机理研究
- 批准号:59305041
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:6.0万元
- 批准年份:1993
- 负责人:胡献国
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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