發動機關鍵運動副的潤滑與磨損對發動機的動力性、經濟性和可靠性有決定性的影響。活塞環一缸套是發動機中*重要、*關鍵的運動副，《潤滑油顆粒雜質對發動機關鍵運動副滑潤與磨損的影響》以發動機的活塞環-缸套運動副為對象，全面系統地研究潤滑油中固體顆粒雜質對發動機活塞環一缸套潤滑與磨損的影響，著重分析潤滑油中固體顆粒雜質的兩相流效應、機械效應和熱效應對發動機活塞環一缸套潤滑與磨損的影響。
《潤滑油顆粒雜質對發動機關鍵運動副滑潤與磨損的影響》適用于從事機械工程、機械設備潤滑、發動機潤滑與磨損等方面研究和技術開發的科研人員及相關專業的研究生和高年級本科生使用，也可供相關專業技術人員參考。
發動機作為一種常用的動力設備，廣泛應用于交通運輸、工程機械、農業機械、發電等行業。發動機結構復雜，系統中存在多種形式的運動摩擦副，包括活塞環-缸套運動摩擦副、主軸承運動摩擦副、曲柄銷運動摩擦副、活塞銷運動摩擦副及凸輪軸運動摩擦副等。這些運動摩擦副的摩擦潤滑性能和磨損，不但影響內燃機的工作性能，而且影響內燃機的工作可靠性與壽命。
活塞環-缸套是發動機中最重要、最關鍵的運動副，本書以發動機的活塞環-缸套運動副為對象，全面系統地研究了潤滑油中固體顆粒雜質對發動機活塞環-缸套潤滑與磨損的影響。
本書首先簡要介紹了發動機的結構與工作原理、發動機關鍵運動副與主要零部件、發動機潤滑系統和發動機潤滑油的種類和作用，闡述了發動機關鍵運動副活塞環-缸套的潤滑與磨損、固體顆粒雜質對活塞環-缸套潤滑與磨損的影響、固體顆粒雜質檢測系統等研究現狀與發展。
本書分析了潤滑油中固體顆粒雜質形成原因，研究固體顆粒雜質幾何形態特征參數描述，得到與固體顆粒實際形態比較符合且便于使用的幾何形態描述參數，以潤滑油中常見的固體顆粒雜質為分析對象，進行幾何形狀參數測定實驗。采用鐵譜分析技術觀察和分析發動機潤滑油中的顆粒雜質，研究潤滑油顆粒雜質的數量特征描述、檢測方法及濃度平衡理論，分析了固體顆粒雜質數量變化規律建模方法。
本書研究了固體顆粒對表面的作用數學模型。根據潤滑油中顆粒含量關系，建立多個固體顆粒條件下的作用模型，實現多個顆粒宏觀作用的量化表達。然后，對固體顆粒與摩擦副表面作用進行數值模擬，從不同視角反映固體顆粒與運動副表面作用的變化過程和變化狀態。
本書從固體顆粒的存在而使潤滑油變成了固-液兩相流的角度出發，通過實驗，研究了固體顆粒雜質引起潤滑油黏度、閃點和燃點變化的兩相流效應。討論了活塞環-缸套潤滑理論，在此基礎上，建立考慮顆粒雜質影響的活塞環-缸套潤滑數學模型，分析非線性二階偏微分潤滑模型的求解方法，為解決由于考慮顆粒影響造成求解收斂更困難的難題，提出解析解形式的活塞環-缸套潤滑簡化實用模型。對發動機在進氣、壓縮、做功和排氣整個實際工作行程中活塞環-缸套的潤滑特性受顆粒雜質影響的情況進行了定量理論計算與分析。本書分析了微切削作用機制和表面塑性變形機制的固體顆粒雜質機械效應。綜合兩種機制建立了固體顆粒對活塞環-缸套磨損的數學模型，并應用所建立的模型對發動機活塞環-缸套摩擦副進行了磨損量的理論計算分析，得到了發動機在給定運行時間及顆粒條件下，活塞環、缸套的磨損量及缸套不同位置的磨損量變化。
本書分析了固體顆粒雜質熱效應及其可能引發黏著磨損的機制，建立了固體顆粒與缸套表面、固體顆粒與活塞環表面的瞬時溫度數學模型及熱效應作用下活塞環-缸套發生黏著磨損的數學模型，并應用所建立的模型對發動機活塞環-缸套摩擦副進行了由于固體顆粒熱效應而產生的局部溫升的理論計算和黏著磨損的理論計算，得到了發動機在給定運行時間及顆粒條件下，缸套表面不同位置處的顆粒因熱效應在壓縮行程和膨脹做功行程中而產生的瞬時溫度變化量，得到了缸套表面不同位置處因固體顆粒熱效應而產生的黏著磨損量。
本書模擬發動機活塞環-缸套的實際運動形式，進行了潤滑油含固體顆粒和不含固體顆粒時活塞環-缸套的摩擦磨損比較實驗，研究了活塞環-缸套的摩擦力、磨損量、摩擦功耗等摩擦學特性及與載荷、速度、時間等因素的關系，揭示了它們之間的相互關系規律和影響程度大小。然后根據固體顆粒影響活塞環-缸套潤滑的理論研究，分別對試驗機活塞環-缸套摩擦副試件在不同實驗條件下應用理論模型計算潤滑性能和活塞環、缸套試件的磨損量，與相應的實驗數據進行對比分析，驗證了理論的有效性和可信性。
本書最后介紹了發動機潤滑油合理使用與發動機維護，闡述了發動機潤滑油的合理使用、潤滑系統的保養、發動機磨損與維護等問題。
本書相關的研究和試驗工作，得到了浙江大學機械工程學院陳子辰教授、傅建中教授等各位老師的悉心指導，還得到了昆明理工大學機電工程學院樊瑜瑾教授、李浙昆教授及交通工程學院沈穎剛教授、中立中教授的大力幫助。在此，謹向指導和幫助過本書工作的各位人員致以深深的敬意和表示衷心的感謝！
科學技術正在迅速發展，而作者學識水平有限，書中錯誤和不妥之處在所難免，誠懇希望廣大讀者給予批評指正。
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楊曉京，1971年6月生。昆明理工大學機電工程學院教授.博士生導師，浙江大學機械工程專業工學博士，昆明理工大學機械工程專業博士后。主要從事機械設計與制造、機電系統設計與控制、光機電液系統集成與控制、數字化設計與制造的教學和科研工作。發表論文70余篇，其中SCI、EI收錄20余篇，獲國家專利授權50余項。主持國家自然科學基金項目2項，主持或參加其他國家、省部級及橫向課題10余項。獲校級以上教學成果獎3項.曾獲昆明理工大學伍達觀杰出教師獎。
前言
第1章 緒論
1．1 發動機的結構與工作原理
1．2 發動機關鍵運動副與主要零部件
1．3 發動機潤滑系統
1．4 發動機潤滑油的基礎知識
1．5 內燃機摩擦學問題研究的目的和意義
1．6 固體顆粒雜質對潤滑和磨損的影響
1．7 發動機關鍵運動副活塞環-缸套的潤滑與磨損
1．8 固體顆粒雜質對活塞環-缸套潤滑與磨損的影響
1．9 固體顆粒雜質檢測系統
1．10 發動機活塞環-缸套運動副潤滑與磨損試驗機
第2章 潤滑油固體顆粒雜質的特性
2．1 潤滑油固體顆粒雜質的成因分析
2．2 固體顆粒雜質幾何形態特征的描述
2．3 基于鐵譜技術的潤滑油固體顆粒雜質分析
2．4 固體顆粒雜質的數量特征描述
第3章 固體顆粒與摩擦副表面作用模型的研究
3．1 固體顆粒接觸模型
3．2 多個顆粒條件下的固體顆粒承載模型
3．3 固體顆粒與摩擦副表面作用過程的數值模擬
第4章 固體顆粒雜質對活塞環-缸套潤滑的影響
4．1 固體顆粒雜質的二相流效應
4．2 固體顆粒雜質影響活塞環-缸套潤滑的理論研究
4．3 含顆粒和不含顆粒潤滑理論計算及分析比較
第5章 固體顆粒機械效應與活塞環-缸套磨損的研究
5．1 固體顆粒的機械效應
5．2 固體顆粒機械效應下活塞環-缸套磨損的數學模型
5．3 固體顆粒雜質影響活塞環-缸套磨損的理論計算
第6章 固體顆粒熱效應與活塞環-缸套黏著磨損的研究
6．1 固體顆粒雜質的熱效應
6．2 固體顆粒熱效應引發活塞環-缸套黏著磨損的數學模型
6．3 固體顆粒與活塞環-缸套接觸表面熱效應與磨損的理論計算
第7章 顆粒雜質對活塞環-缸套潤滑與磨損影響的實驗研究
7．1 活塞環-缸套潤滑磨損試驗機
7．2 潤滑油含固體顆粒和不含固體顆粒時活塞環-缸套的摩擦磨損比較實驗
7．3 固體顆粒對活塞環-缸套潤滑影響的實驗研究
7．4 固體顆粒對活塞環-缸套磨損影響的實驗
7．5 溫度變化條件下的顆粒影響實驗
第8章 發動機潤滑油的合理使用與發動機維護
8．1 發動機潤滑油的合理使用
8．2 潤滑系統的保養
8．3 發動機運行中的磨損
8．4 發動機的維護
8．5 發動機氣缸套的磨損與維護
參考文獻
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