近年來,隨著無人機(jī)技術(shù)日益成熟,在向高功率、長行程方向迅速發(fā)展的過程中,對(duì)氣缸材料的輕量化要求也越來越高。無人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)輕量化材料的使用,不僅可以提高無人機(jī)的動(dòng)力性能和承載能力,還能獲得較好的經(jīng)濟(jì)性,減少廢氣污染。同時(shí),氣缸-活塞環(huán)是發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件,其摩擦損失占無人機(jī)總機(jī)械損失的40%-50%。因此,減輕氣缸-活塞環(huán)摩擦副間的摩擦損傷,是提高無人機(jī)工作效率的有效途徑。人們對(duì)氣缸-活塞環(huán)摩擦副間的摩擦機(jī)理進(jìn)行了一些研究,通過調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù)、表面處理技術(shù)減輕了磨損,研究所用的缸體表面都經(jīng)過涂鍍層處理。當(dāng)無人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸表面的涂鍍層出現(xiàn)破壞,就會(huì)發(fā)生鋁、鎂合金氣缸與活塞環(huán)的摩擦。為了延長氣缸的使用,有必要進(jìn)行氣缸輕量化材料的摩擦學(xué)研究。目前有關(guān)無人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸輕量化材料的研究主要集中在添加合金元素和調(diào)整熱處理工藝方面,且在潤滑狀態(tài)（正常運(yùn)行）、干摩擦（乏油狀態(tài)）、含砂潤滑狀態(tài)（空氣過濾網(wǎng)損壞導(dǎo)致砂粒進(jìn)入氣缸）下的摩擦學(xué)研究鮮有報(bào)道。同時(shí),為了進(jìn)一步提高鋁、鎂輕量化材料與活塞之間的潤滑狀態(tài),還需開展適用于鋁、鎂合金的潤滑油體系。為此,本文針對(duì)二沖程無人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑特點(diǎn),進(jìn)行汽油與機(jī)油的不同配比性... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)做功示意圖

第1章緒論3所示。因其結(jié)構(gòu)存在配氣系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)，較為復(fù)雜，四沖程航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)主要應(yīng)用于大型飛機(jī)設(shè)備中。四沖程航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程如下，第一行程時(shí)隨著活塞由上到下的運(yùn)動(dòng)，可燃?xì)怏w由進(jìn)氣門和進(jìn)氣道進(jìn)入氣缸內(nèi)；第二行程時(shí)進(jìn)、排氣門全部關(guān)閉并對(duì)氣缸內(nèi)的可燃?xì)猱a(chǎn)生壓縮作用，此時(shí)缸內(nèi)溫度和壓力升高；第三行程時(shí)缸內(nèi)氣體被火花塞放出的火花點(diǎn)燃，并放出熱量，此時(shí)缸內(nèi)溫度和壓力繼續(xù)升高，并推動(dòng)活塞向下止點(diǎn)移動(dòng)；第四行程時(shí)排氣門打開，由于內(nèi)外壓力差使燃燒廢氣迅速排出，缸內(nèi)廢氣隨著活塞的運(yùn)動(dòng)使全部排出[7]。圖1.2四沖程無人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)做功示意圖Fig.1.2Schematicdiagramoffour-cycleengine1.2.2無人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑方式（1）二沖程航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)二沖程航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)共有兩種潤滑手段，第一種為混合潤滑，即將潤滑油與燃油按照比例混合攪勻后裝入油箱（通常為1:20-1:40），潤滑油與汽油通過化油器一同進(jìn)入氣缸和曲軸箱內(nèi)；另一種為分離潤滑，其潤滑方式為機(jī)油泵內(nèi)的機(jī)油在壓力的作用下經(jīng)過機(jī)油管道進(jìn)入化油器，霧化后與可燃?xì)庖煌魅霘飧�。由于分離式潤滑需要增加機(jī)油箱、機(jī)油泵等結(jié)構(gòu)，加重了無人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)整體質(zhì)量，小型無人機(jī)上混合潤滑方式在應(yīng)用較廣泛[8]。（2）四沖程航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)與二沖程航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)不同，四沖程航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)中潤滑油不與燃油混合。四沖程航空發(fā)動(dòng)機(jī)共有兩種潤滑手段，第一種是飛濺潤滑，即通過曲柄的高速旋轉(zhuǎn)，將機(jī)油濺至需要潤滑的結(jié)構(gòu)表面，這種潤滑方式曲柄的形狀和長度有較高的要求。第二種是壓力潤滑，其潤滑方式為通過機(jī)油泵將機(jī)油輸出到需要潤滑部位的油道，潤滑

沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文6在潤滑狀態(tài)不佳時(shí)，由于金屬間直接接觸并反復(fù)摩擦引起的高溫，導(dǎo)致氣缸表面與活塞環(huán)表面產(chǎn)生高溫黏著；微動(dòng)磨損主要是由瞬時(shí)發(fā)生以上幾種磨損導(dǎo)致的混合磨損。圖1.3無人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)工作示意圖Fig.1.3Schematicdiagramofengineoperation1.4.2輕型氣缸材料摩擦磨損行為研究現(xiàn)狀氣缸長時(shí)間處于惡劣的環(huán)境中，高溫與高壓的共同作用使氣缸表面很難形成連續(xù)的油膜，造成其嚴(yán)重磨損。研究表明，氣缸摩擦副的摩擦損失達(dá)到總損失的54%，是無人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)中最易磨損的部位[18]。為了減輕氣缸-活塞環(huán)摩擦副的磨損情況，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了一系列的研究。人們通過調(diào)整缸套-活塞環(huán)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和表面處理技術(shù)減輕磨損，研究所用的氣缸表面都經(jīng)過涂鍍處理。呂延軍等通過建立動(dòng)力學(xué)模型改變了活塞裙部縱向、橫向型，發(fā)現(xiàn)減小活塞上端橢圓度和增大下端橢圓度能夠減小磨損[19]。MorrisNick等通過仿真計(jì)算不同活塞環(huán)幾何輪廓參數(shù)對(duì)氣缸表面摩擦的影響，提出最優(yōu)的幾何參數(shù)[20]。VenkateswaraBabuP等人在活塞環(huán)表面制備了方形織構(gòu)，發(fā)現(xiàn)方形織構(gòu)能夠使摩擦損傷情況降低67.7%[21]。MohamadSalaheldinA研究了不同尺寸和密度的環(huán)向油槽對(duì)缸套摩擦學(xué)性能的影響，最佳尺寸的表面織構(gòu)可以顯著降低活塞環(huán)與缸套之間的摩擦損失[22]。BorkowskaJ等人研究發(fā)現(xiàn)以類碳金剛石為基體的超硬耐磨非晶涂層能降低內(nèi)燃機(jī)零件表面的摩擦系數(shù)[23]。JagdishkumarBVasava研究發(fā)現(xiàn)活塞環(huán)表面經(jīng)過變形激光處理后，能夠達(dá)到較好的減摩效果[24]。當(dāng)氣缸表面涂鍍層被破壞時(shí)，輕量化材料將會(huì)暴露在惡劣環(huán)境中持續(xù)工作一段時(shí)間。目前人們關(guān)于輕量化缸體材料的耐磨性研究，主要集中在進(jìn)行合金元素的添加和

【參考文獻(xiàn)】：
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