基于油液分析技术的柴油机磨合规范优化
|
摘要
随着摩擦学理论的不断完善和发展以及一系列先进分析仪器的诞生，在理论和手段上极大地丰富了油液分析技术，同时计算机技术的应用和发展又为综合处理油液分析技术所能提供的大量信息提供了可能。油液分析技术在柴油机、齿轮传动、轴承系统、液压系统等机械设备的状态检测方面，取得了显著的效果，获得了广泛的应用。
柴油机磨合是一个复杂的摩擦学系统问题，如何科学地制定柴油机磨合规范必须从理论上加以探索，在实践中进行验证。本文以摩擦学理论为基础，运用油液分析技术对柴油机磨合质量进行测评，研究分析了磨损机理，磨合状况和磨损趋势。在此基础上，对柴油机磨合规范优化的可行性进行了论证与研究，提出了实现磨合规范优化的原则与方法，并在磨合程序设计中首次引入了正交试验法。
试验研究表明，柴油机的磨合质量、磨合时间受到多种因素诸如零部件表面加工质量、整机装配质量、载荷、转速以及磨合油等的影响。磨合规范的制定应考虑这些因素的相互匹配，才能达到提高磨合质量、缩短磨合时间的目的。在柴油机制造工艺不变的限制条件下，选用合适的专用磨合油，适当强化磨合期的磨合程序，相对缩短磨合时间同时优化磨合质量的目的是可以实现的。
本文以某型柴油机为实例，为了缩短磨合时间、提高磨合质量，在对三种磨合油进行优选的基础上，运用正交试验法对柴油机磨合程序进行了优化设计，确定了九组可行的方案，减少了试验次数，降低了试验成本，可快速有效地找到最佳磨合程序。
本文在柴油机台架磨合质量测评和磨合油优化，以及磨合程序的优化过程中综合运用了油液分析技术和表面分析技术，实践证明油液分析技术和表面分析技术是研究柴油机磨合过程的有效、方便、不可替代的技术，具有广泛的应用价值，可为柴油机磨合方面的研究工作提供一行之有效的方法和参考经验。
With the development and perfection of tribological theory and a series of analysis instrument's invention, oil fluid analysis technic has been deeply enriched in theory and application. The application and development of computer make it possible to handle these abundant information which get from oil fluid using the technic. Oil fluid analysis technic acquires remarkable effect and obtains a lot of application in mechanical equipment's state monitoring such as engine, gear transmission, bearing system, hydraumatic system.
The process of diesel engine running-in is a complex tribological system problem. We must analyze scientific how to make burnish rules and verify it through experiment. In this paper, we monitor diesel engine's burnish state using oil fluid analysis technology based on tribological theory, and also study and analyze the mechanism of worn-out, the features of microns produced during grinding in, diesel engine's burnish state and burnish trend. On these bases, we find out some methods how to Optimize the Burnish rules of diesel engine, and made it successful to take application of Orthogonal Test on the diesel engine running-in test.
It proved by experiment that diesel engine's running-in's quality and time are affected by many factors such as machining quality of part's face, assembling quality of machine, burdening and speed, burnish oil etc. When setting down burnish rules, we must make these factors match up each other so that we can enhance burnish quality and shorten burnish time. On the precondition of not changing the manufacture technics, selecting and using a equal burnish oil and orthogonal test method's application on testing designs, fast running-in of diesel engine can be realized.
In this paper, I also take a given diesel engine as a illustration to optimize it's running-in indexesed by application our study results. It was proved doable by optimized result.
The study of this project can provide some method experience to the studying work
on the aspect.
柴油机磨合是一个复杂的摩擦学系统问题，如何科学地制定柴油机磨合规范必须从理论上加以探索，在实践中进行验证。本文以摩擦学理论为基础，运用油液分析技术对柴油机磨合质量进行测评，研究分析了磨损机理，磨合状况和磨损趋势。在此基础上，对柴油机磨合规范优化的可行性进行了论证与研究，提出了实现磨合规范优化的原则与方法，并在磨合程序设计中首次引入了正交试验法。
试验研究表明，柴油机的磨合质量、磨合时间受到多种因素诸如零部件表面加工质量、整机装配质量、载荷、转速以及磨合油等的影响。磨合规范的制定应考虑这些因素的相互匹配，才能达到提高磨合质量、缩短磨合时间的目的。在柴油机制造工艺不变的限制条件下，选用合适的专用磨合油，适当强化磨合期的磨合程序，相对缩短磨合时间同时优化磨合质量的目的是可以实现的。
本文以某型柴油机为实例，为了缩短磨合时间、提高磨合质量，在对三种磨合油进行优选的基础上，运用正交试验法对柴油机磨合程序进行了优化设计，确定了九组可行的方案，减少了试验次数，降低了试验成本，可快速有效地找到最佳磨合程序。
本文在柴油机台架磨合质量测评和磨合油优化，以及磨合程序的优化过程中综合运用了油液分析技术和表面分析技术，实践证明油液分析技术和表面分析技术是研究柴油机磨合过程的有效、方便、不可替代的技术，具有广泛的应用价值，可为柴油机磨合方面的研究工作提供一行之有效的方法和参考经验。
With the development and perfection of tribological theory and a series of analysis instrument's invention, oil fluid analysis technic has been deeply enriched in theory and application. The application and development of computer make it possible to handle these abundant information which get from oil fluid using the technic. Oil fluid analysis technic acquires remarkable effect and obtains a lot of application in mechanical equipment's state monitoring such as engine, gear transmission, bearing system, hydraumatic system.
The process of diesel engine running-in is a complex tribological system problem. We must analyze scientific how to make burnish rules and verify it through experiment. In this paper, we monitor diesel engine's burnish state using oil fluid analysis technology based on tribological theory, and also study and analyze the mechanism of worn-out, the features of microns produced during grinding in, diesel engine's burnish state and burnish trend. On these bases, we find out some methods how to Optimize the Burnish rules of diesel engine, and made it successful to take application of Orthogonal Test on the diesel engine running-in test.
It proved by experiment that diesel engine's running-in's quality and time are affected by many factors such as machining quality of part's face, assembling quality of machine, burdening and speed, burnish oil etc. When setting down burnish rules, we must make these factors match up each other so that we can enhance burnish quality and shorten burnish time. On the precondition of not changing the manufacture technics, selecting and using a equal burnish oil and orthogonal test method's application on testing designs, fast running-in of diesel engine can be realized.
In this paper, I also take a given diesel engine as a illustration to optimize it's running-in indexesed by application our study results. It was proved doable by optimized result.
The study of this project can provide some method experience to the studying work
on the aspect.
引文
[1] 万德玉、岳政，柴油机出厂试车磨合规范的试验研究，山东内燃机，2002年第二期，31-39
[2] 巫立民、王宏志，油液检测技术在船用柴油机磨合中的应用，大连海事大学研究生优秀科技论文集，大连海事大学出版社，2003年
[3] 王宏志、关德林、魏海军，大力推广油液检测技术提高船舶维修管理水平，中国修船，2002年第1期，21-24
[4] 杨贵恒，内燃机磨合研究，移动电源与车辆，1997年第1期，15-19
[5] 樊建春、杨明忠、徐军、邹鲲，柴油机磨合过程中的载荷—速度—时间效应与磨合优化，武汉工学院学报，1995年第1期，43-46
[6] 巫佛珍、朱志祥、刘晓华，内燃机快速磨合研究，内燃机工程，1995年第2期，60-65
[7] 张昭霖、巫佛珍，发动机快速磨合规范的讨论及其磨合机理分析，中南林学院学报，1996年第1期，63-64
[8] 杜永平，机车柴油机磨合期的探讨，内燃机车，1992年第8期，8-10
[9] 李柱国、张红、俞五全，柴油机磨合油选用的试验研究，内燃机工程，2002年第5期，62-65
[10] 李柱国、尉世明、俞五全、张品江、唐祥，基于油液监测的D6114柴油机磨合规范研究，内燃机工程，2001年第1期，66-69
[11] 巫立民，柴油机台架磨合质量综合评价系统的研究，大连海事大学，硕士学位论文，2003年，25-62
[12] 方开泰、马长兴，正交与均匀试验设计，2001，北京：科学出版社
[13] 张红、李柱国、陈兆能，非等间距GM模型及其在柴油机磨合试验数据中的应用，润滑与密封，2002年第1期，19-24
[14] 王丽，应用铁谱技术修订柴油机中修磨合规范，内燃机车，2002年7月，第7期(总第341期)，46-48
[15] 张家玺、朱均，内燃机磨合与表面改性实验研究，摩擦学学报，2001年1月，
第21卷第1期，59-62
[16] 郑国芬，如何完善柴油机的磨合规范，柴油机-Diesel engine，2001年第4期，31-32
[17] 张鄂编著，铁谱技术及其工业应用，2001，西安交通大学出版社
[18] 石心余、沈权，内燃机车柴油机磨合规范的试验研究，西南交通大学学报，2000年10月，第35卷第5期，517-521
[19] 徐绍磊，船舶动力装置与设备油液监控应用研究，大连海事大学，硕士学位论文，2001年，15-29
[20] 房世杰，轮机油液监控系统中的信息提取与处理，大连海事大学，硕士学位论文，2002年，23-28
[21] 尹达，基于INTERNET的轮机油液监控智能诊断专家系统，大连海事大学，硕士学位论文，2002年，8-12，64-82
[22] 王宏志、满一新，船用低速柴油机磨合分析，大连国际海事技术交流会会议论文，1994年6月
[23] 张家玺、马保吉、朱均，内燃机缸套——活塞环磨合实验与规范，车用发动机，1998年4月第2期，25-31
[24] 李柱国、梁德祥、葛卫华、聂钢、阳春启，柴油机磨合规范优化及其油液分析，内燃机学报，1999年第17卷第4期，405-408
[25] 李柱国编著，油液分析诊断技术，1997，上海科技文献出版社
[26] 叶岚，机车柴油机的出厂台架试验，内燃机，1994年第4期
[27] Rhode S.M.A Mixed Friction Model for Dynamically Loaded Contacts with Application to Piston Ring Lubrication, in Proceedings 7th Leedslyon Symposium on Tribology, Friction and Traction, Westbury, House
[28] Rohde S.M. et al. A study of the Effects of Piston Ring and Engine Design Variables on Piston Ring Friction. Appear in Energy Conservation through Fluid Film Lubrication Technology: Frontiers in Research and Design, Ed: Rohde S M, Wilock D, Cheng H S. ASME 1979
[29] 李柱国，内燃机状态监测油料分析技术及其应用，内燃机工程，1995年第4
期，53-62
[30] 栾军，现代试验设计研究优化方法，1995，上海交通大学出版社，1-17
[31] 周昌登、申屠森、施国洪、胡铁民，确定中小型柴油机磨合期方法的研究，农业机械学报，1994年9月，第25卷第3期，102-106
[32] 李飞鹏，内燃机构造与原理[M]，1992，北京：中国铁道出版社，23-40
[33] 吴兆汉、汪长民、林桐藩，内燃机设计[M]，1990，北京：北京理工大学出版社，220-221
[34] 温诗铸，摩擦学原理[M]，1990，北京：清华大学出版社，417-418
[35] [苏]B．A．弗拉基米罗夫等著，船舶柴油机磨合运转，王宝忠译，国防工业出版社，1986
[36] 姜同川，正交试验设计，1985，山东科技出版社
[37] 集体编写，正交试验法，1976，国防工业出版社
[38] Hu Y Z. A Dynamic System Model for Lubricated Sliding Wear and Running-in. Journal of Tribology, 1991,113(7):499-505
[39] Hu Y Z. Tonder K. Application of A Dynamic System Model for Running-in. The Conference on Near of Material, 1991
[40] Ting L L. Lubricated Piston Rings and Cylinder Bore Wear Control Handbook, Ed: Peterson M.B, Winter W O. ASME 1980
[41] Bayer R G, Sirico J L. The Influence of Surface Roughness on Wear. Wear, 1975, 35:251-260
[2] 巫立民、王宏志，油液检测技术在船用柴油机磨合中的应用，大连海事大学研究生优秀科技论文集，大连海事大学出版社，2003年
[3] 王宏志、关德林、魏海军，大力推广油液检测技术提高船舶维修管理水平，中国修船，2002年第1期，21-24
[4] 杨贵恒，内燃机磨合研究，移动电源与车辆，1997年第1期，15-19
[5] 樊建春、杨明忠、徐军、邹鲲，柴油机磨合过程中的载荷—速度—时间效应与磨合优化，武汉工学院学报，1995年第1期，43-46
[6] 巫佛珍、朱志祥、刘晓华，内燃机快速磨合研究，内燃机工程，1995年第2期，60-65
[7] 张昭霖、巫佛珍，发动机快速磨合规范的讨论及其磨合机理分析，中南林学院学报，1996年第1期，63-64
[8] 杜永平，机车柴油机磨合期的探讨，内燃机车，1992年第8期，8-10
[9] 李柱国、张红、俞五全，柴油机磨合油选用的试验研究，内燃机工程，2002年第5期，62-65
[10] 李柱国、尉世明、俞五全、张品江、唐祥，基于油液监测的D6114柴油机磨合规范研究，内燃机工程，2001年第1期，66-69
[11] 巫立民，柴油机台架磨合质量综合评价系统的研究，大连海事大学，硕士学位论文，2003年，25-62
[12] 方开泰、马长兴，正交与均匀试验设计，2001，北京：科学出版社
[13] 张红、李柱国、陈兆能，非等间距GM模型及其在柴油机磨合试验数据中的应用，润滑与密封，2002年第1期，19-24
[14] 王丽，应用铁谱技术修订柴油机中修磨合规范，内燃机车，2002年7月，第7期(总第341期)，46-48
[15] 张家玺、朱均，内燃机磨合与表面改性实验研究，摩擦学学报，2001年1月，
第21卷第1期，59-62
[16] 郑国芬，如何完善柴油机的磨合规范，柴油机-Diesel engine，2001年第4期，31-32
[17] 张鄂编著，铁谱技术及其工业应用，2001，西安交通大学出版社
[18] 石心余、沈权，内燃机车柴油机磨合规范的试验研究，西南交通大学学报，2000年10月，第35卷第5期，517-521
[19] 徐绍磊，船舶动力装置与设备油液监控应用研究，大连海事大学，硕士学位论文，2001年，15-29
[20] 房世杰，轮机油液监控系统中的信息提取与处理，大连海事大学，硕士学位论文，2002年，23-28
[21] 尹达，基于INTERNET的轮机油液监控智能诊断专家系统，大连海事大学，硕士学位论文，2002年，8-12，64-82
[22] 王宏志、满一新，船用低速柴油机磨合分析，大连国际海事技术交流会会议论文，1994年6月
[23] 张家玺、马保吉、朱均，内燃机缸套——活塞环磨合实验与规范，车用发动机，1998年4月第2期，25-31
[24] 李柱国、梁德祥、葛卫华、聂钢、阳春启，柴油机磨合规范优化及其油液分析，内燃机学报，1999年第17卷第4期，405-408
[25] 李柱国编著，油液分析诊断技术，1997，上海科技文献出版社
[26] 叶岚，机车柴油机的出厂台架试验，内燃机，1994年第4期
[27] Rhode S.M.A Mixed Friction Model for Dynamically Loaded Contacts with Application to Piston Ring Lubrication, in Proceedings 7th Leedslyon Symposium on Tribology, Friction and Traction, Westbury, House
[28] Rohde S.M. et al. A study of the Effects of Piston Ring and Engine Design Variables on Piston Ring Friction. Appear in Energy Conservation through Fluid Film Lubrication Technology: Frontiers in Research and Design, Ed: Rohde S M, Wilock D, Cheng H S. ASME 1979
[29] 李柱国，内燃机状态监测油料分析技术及其应用，内燃机工程，1995年第4
期，53-62
[30] 栾军，现代试验设计研究优化方法，1995，上海交通大学出版社，1-17
[31] 周昌登、申屠森、施国洪、胡铁民，确定中小型柴油机磨合期方法的研究，农业机械学报，1994年9月，第25卷第3期，102-106
[32] 李飞鹏，内燃机构造与原理[M]，1992，北京：中国铁道出版社，23-40
[33] 吴兆汉、汪长民、林桐藩，内燃机设计[M]，1990，北京：北京理工大学出版社，220-221
[34] 温诗铸，摩擦学原理[M]，1990，北京：清华大学出版社，417-418
[35] [苏]B．A．弗拉基米罗夫等著，船舶柴油机磨合运转，王宝忠译，国防工业出版社，1986
[36] 姜同川，正交试验设计，1985，山东科技出版社
[37] 集体编写，正交试验法，1976，国防工业出版社
[38] Hu Y Z. A Dynamic System Model for Lubricated Sliding Wear and Running-in. Journal of Tribology, 1991,113(7):499-505
[39] Hu Y Z. Tonder K. Application of A Dynamic System Model for Running-in. The Conference on Near of Material, 1991
[40] Ting L L. Lubricated Piston Rings and Cylinder Bore Wear Control Handbook, Ed: Peterson M.B, Winter W O. ASME 1980
[41] Bayer R G, Sirico J L. The Influence of Surface Roughness on Wear. Wear, 1975, 35:251-260