汽车链的多冲磨损失效机理及系统试验研究

论文摘要

本论文研究工作是在分析了国内外链传动的研究和应用现状及其未来发展趋势的基础上,结合国家科技型中小企业技术创新基金项目“高强度汽车发动机用链”(01C26213300872)进行的。通过道路试验研究,分析了06CT汽车正时套筒链的磨损机制及销轴和套筒的磨损表面形貌,指出了在压力喷油润滑条件下汽车正时套筒链的磨损机制是以疲劳磨损为主,并伴有磨粒磨损。阐述了摩擦热导致位错密度下降是销轴和套筒摩擦表面循环软化的主要原因。通过汽车发动机总成试验,研究了06B汽车滚子链的磨损机制和磨损伸长率,分析了销轴和套筒磨损表面的微观形貌和滚子材料的金相组织,探讨了汽车链主要零件的塑性变形和磨损表面的循环特性,并通过联结牢固度的压出力试验阐述了汽车链过盈配合表面的微动磨损现象及其产生原因。特别研究了在较长时间的3000h发动机总成试验中,链板和滚子零件所产生的以往少见的大塑性变形问题。应用摩擦力测试试验台,测试并分析了张紧器和导向器采用的3种耐磨材料在无润滑和滴油润滑条件下摩擦系数与正压力的关系。从链传动的噪声理论基础研究入手,通过试验实时分析了两种不同结构型式的06CT套筒链的噪声频谱,研究了06CT套筒链在高速运转过程中产生的噪声与链轮转速、松边垂度和链条结构的关系,揭示了松边垂度对噪声的影响规律。基于本论文的研究成果——汽车链传动的主要磨损机制和多冲疲劳失效形式以及噪声产生机理,提出了具有我国自主知识产权的适应于本土化的汽车链关键设计制造技术,提出了如何提高汽车链抗疲劳、抗多冲和抗磨损能力以及噪声控制的有效的性能强化手段。本论文的研究成果已经成功应用于国内为汽车发动机配套的链条生产企业,推动了行业的技术进步,提升了行业的自主创新能力,产生了显著的经济效益和社会效益。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 课题提出的背景和意义
• 1.2 链传动的发展历史与现状
• 1.2.1 链传动的发展历史
• 1.2.2 链传动的研究现状
• 1.2.3 链传动设计制造技术现状
• 1.2.4 链传动的应用现状
• 1.3 链传动技术发展趋势
• 1.4 本文研究的重点内容
• 第二章 汽车链磨损失效机理及失效形式
• 2.1 磨损的一般过程
• 2.2 磨损失效机理
• 2.2.1 磨粒磨损
• 2.2.2 疲劳磨损
• 2.2.3 粘着磨损
• 2.2.4 腐蚀磨损
• 2.2.5 微动磨损
• 2.3 汽车链失效形式
• 2.4 本章小结
• 第三章 汽车链的道路行驶与发动机总成试验研究
• 3.1 试验规范
• 3.1.1 道路行驶试验
• 3.1.2 发动机总成试验
• 3.2 试验结果与分析
• 3.2.1 链长测量及磨损伸长率
• 3.2.2 链条元件的表面硬度
• 3.2.3 磨损表面微观形貌
• 3.2.4 磨损表面金相组织
• 3.2.5 微动磨损与联结牢固度
• 3.3 3000h 发动机总成试验0682 滚子链失效分析
• 3.4 张紧器与导向器表面耐磨材料及其摩擦系数测定
• 3.5 本章小结
• 第四章 汽车套筒链噪声理论与试验研究
• 4.1 噪声理论基础
• 4.1.1 噪声的分类
• 4.1.2 噪声的主要参数
• 4.1.3 噪声的测量和信号处理方法
• 4.2 汽车套筒链噪声试验研究
• 4.2.1 汽车链噪声试验台工作原理
• 4.2.2 汽车链噪声分析仪和软件
• 4.2.3 噪声试验样链和试验台标定
• 4.3 噪声试验结果与数据分析
• 4.3.1 本底噪声
• 4.3.2 套筒链噪声频谱图及其与转速的关系
• 4.3.3 垂度对套筒链噪声的影响
• 4.3.4 两种不同结构套筒链的噪声比较
• 4.4 汽车套筒链噪声产生机理
• 4.5 小结
• 第五章 汽车链性能强化措施
• 5.1 链条元件材料选择及处理
• 5.1.1 链条元件材料选择
• 5.1.2 链条元件材料整体热处理
• 5.1.3 链条元件表面改性处理
• 5.1.4 链条元件形变强化
• 5.1.5 材料复合强化
• 5.2 链条结构改进
• 5.2.1 套筒的改进
• 5.2.2 滚子的改进
• 5.2.3 链条装配结构改进
• 5.3 制造及装配工艺优化
• 5.3.1 板孔冷挤压
• 5.3.2 链板周边光洁冲裁新工艺
• 5.3.3 套筒定向装配
• 5.3.4 链条预拉处理
• 5.4 金属磨损自修复技术在链传动中的应用
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与研究展望
• 6.1 结论
• 6.2 研究展望
• 附录
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表的论文及成果
• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT