基于聲發射的活塞環缸套系統的摩擦潤滑特性

魏娜莎，谷豐收，陳 峙

(1.太原科技大學機械工程學院，太原 030024；2.哈德斯菲爾德大學工程與效能中心，哈德斯菲爾德 HD1 3DH)

活塞環-缸套系統作為內燃機的核心組件，其正常運行與內燃機的運行效率息息相關。由于不良的潤滑狀態會引發活塞環-缸套表面的過度摩擦磨損,嚴重影響內燃機系統的燃油經濟性、動力性和系統可靠性，導致內燃機動力不足和污染物排放增高等問題。目前針對動力系統摩擦潤滑狀態的研究工作主要圍繞潤滑油理化特性展開。但是在內燃機系統中潤滑油樣品取自油底殼而非工作區域，不足以準確實時地表征活塞環-缸套摩擦副的實際潤滑狀態。

聲發射(acoustic emission,AE)技術可以檢測出因材料受力變形或斷裂而自發產生的應變能。最近的研究表明，聲發射可以用于監測診斷內燃機系統的運行狀態[1-3]。Hase等[4]和Ma等[5]學者驗證了聲發射信號能夠有效監測和診斷摩擦和磨損過程。近幾年國內的一些研究成果開始嘗試將聲發射技術應用于監測和診斷發動機活塞-缸套組件的摩擦磨損和潤滑過程[6-7]。由于發動機表面的聲發射信號包含了眾多激勵源，為了明確環套表面摩擦潤滑狀態與實測聲發射信號的相關性，現通過對比研究活塞環-缸套系統的摩擦力數值仿真結果與實測聲發射信號的相似性，明確摩擦潤滑-聲發射信號的特征，并根據信號特征設計閾值-小波包降噪算法，以期實現對摩擦-聲發射信號特征值的提取和分析?！?br>