专栏

船舶内燃机摩擦学研究进展

巫立民,汤义虎,孟祥慧,崔毅,杨丹,李梅,马旋

对船舶中高速机摩擦学领域的最新研究进展进行综述，重点探讨缸套-活塞环组、曲轴-轴瓦、凸轮机构等关键摩擦副的设计仿真、表面减摩耐磨涂层材料以及试验监测技术等。相关进展表明，通过优化摩擦副的设计与材料选择，应用先进的表面涂层技术和试验监测手段，可以显著提高船舶内燃机的性能和寿命，降低摩擦损失和磨损。相关研究可为未来船舶内燃机摩擦学技术的研究与应用提供参考。

2025,47(1):1-10[摘要][PDF  2986K](19)

10.12374/j.issn.1001-4357.2025.01.001

活塞销摩擦副刚度匹配

付艳,孙稀玙,高礼宁,崔毅,巫立民,李梅

以某型船用大功率柴油机的全浮式活塞销为研究对象，建立多柔体动力学与热弹性流体动力润滑耦合模型。在推进特性不同的工况下，通过改变活塞销内径及活塞销座刚度，分析结构局部刚度对润滑特性的影响规律。结果表明：活塞销座摩擦副最小油膜厚度和完全润滑状态时间占比随活塞销座刚度的增大呈上升趋势，进而改善了整体润滑性能。

2025,47(1):11-16[摘要][PDF  2193K](21)

10.12374/j.issn.1001-4357.2025.01.002

柴油机气阀阀盘结构对密封锥面微滑移的影响

朱峰,李耀宗,刘梦雨

针对高功率密度柴油机气阀密封锥面因微滑移带来的磨损下陷问题，建立气阀-阀座密封锥面微滑移仿真模型，并通过平台试验验证其仿真精度，探索密封锥面角度、阀盘厚度和颈部圆角对密封锥面微滑移幅值的影响规律。结果表明：密封面锥角对锥面滑移幅值的影响最大，滑移量随密封面锥角增大而显著增大；阀盘厚度对微滑移的影响次之，滑移量随阀盘厚度增大而减小；颈部圆角对锥面微滑移的影响最小，在一定范围内滑移量随颈部圆角增大而增大。

2025,47(1):17-21[摘要][PDF  2327K](17)

10.12374/j.issn.1001-4357.2025.01.003

船用发动机喷油器重载工况下的滚轮-滚轮销混合热弹流润滑分析

吕步高,崔俊峰,汤义虎,陈康,孟祥慧

喷油器中的摩擦损失以滚轮-滚轮销副为主，并且容易发生磨损、卡滞等问题。因此，针对滚轮-滚轮销副摩擦学性能，建立重载工况下的考虑喷油器压力的混合热弹流润滑模型，获得该摩擦副在一个工作循环内的摩擦学结果。经分析表明，来自喷油器的极高压力会显著降低滚轮-滚轮销摩擦副之间的油膜厚度，并且产生明显的弹性变形以及较高的微凸体接触和油膜温升现象。研究滚轮-滚轮销配合间隙对减摩和降磨的影响，结果表明，当配合间隙为20 μm时可以降低约30.7%的摩擦损失以及25.0%的磨损负载，合适的配合间隙可以有效改善滚轮-滚轮销副的润滑状态，降低摩擦和磨损。

2025,47(1):22-30[摘要][PDF  2806K](18)

10.12374/j.issn.1001-4357.2025.01.004

船用双燃料机活塞环磨损问题分析及解决方案

李大保,焦博文,马旋,卢熙群

针对某大型船用低速双燃料机活塞环顶环搭接口与缸套接触面出现严重的摩擦磨损问题，利用热固耦合、混合润滑和动力学方法从热膨胀、界面润滑以及干摩擦等3个方面探究原始设计参数存在的主要问题，并提出结构改进方案。结果表明：在不降低太多密封性的前提下，减小活塞环背厚度至22~24 mm时更为合适。这种设计方案相对于原始设计方案，微凸体接触力可降低15%~29%，摩擦力可降低4.0%~8.5%。

2025,47(1):31-37[摘要][PDF  2394K](14)

10.12374/j.issn.1001-4357.2025.01.005

柴油机隔振器配置对主轴承润滑特性的影响

吴鹏,王海兵,巫立民,张延亭,李梅

以某大功率多缸柴油机为研究对象，采用EXCITE Power Unit软件建立隔振器-机体-曲轴的整机隔振系统弹流润滑仿真模型，对比分析机脚布置位置和隔振器刚度对主轴承润滑特性的影响。仿真结果表明：当机脚支撑跨度增加时，支撑位置的轴承孔位移和倾斜程度增加，主轴承粗糙接触压力升高，此时轴承合力降低，摩擦损失功和平均热载改善；当隔振器刚度提升时，主轴承润滑特性趋于改善，采用刚度方案二（刚度为7 920 N/mm）时可获得较优润滑指标，继续提升刚度的收益有限。

2025,47(1):38-43[摘要][PDF  3017K](19)

10.12374/j.issn.1001-4357.2025.01.006

零碳燃料对大型发动机涡轮增压系统的影响

胡伯宗

燃料的点火及燃烧特性对零碳燃料发动机的燃烧概念及参数变化产生较大的影响，重点分析氨和氢的加入所带来的发动机过量空气系数、燃烧参数等的变化对涡轮增压器匹配的影响。研究表明：氨燃料需要较大的涡轮面积，而氢燃料则需要较高压比的压气机以及非常小的涡轮，这对现有增压器匹配零碳燃料提出了挑战。

2025,47(1):44-52[摘要][PDF  3715K](19)

10.12374/j.issn.1001-4357.2025.01.007

甲醇气道喷射柴油引燃模式在船用发动机上的应用

马跃,刘瑞,蒋禹奇,衣然,孟杨谦

在一台6缸船用发动机上研究甲醇进气道喷射柴油直喷引燃模式在不同替代率下的燃烧和排放特性。结果表明，在25%~100%负荷双燃料模式均可稳定运行，限制替代率提升的主要因素为爆震和过高的压力升高率。研究工况范围内的最高替代率为60%，发生在75%负荷。随着替代率的提升，燃烧呈现出明显的双峰放热特征，燃烧相位整体前移，但燃烧持续期整体呈延长的趋势，仅在替代率升高到一定程度后有所缩短。

2025,47(1):53-58[摘要][PDF  2006K](19)

10.12374/j.issn.1001-4357.2025.01.008

专栏

船舶内燃机摩擦学研究进展

巫立民,汤义虎,孟祥慧,崔毅,杨丹,李梅,马旋

对船舶中高速机摩擦学领域的最新研究进展进行综述，重点探讨缸套-活塞环组、曲轴-轴瓦、凸轮机构等关键摩擦副的设计仿真、表面减摩耐磨涂层材料以及试验监测技术等。相关进展表明，通过优化摩擦副的设计与材料选择，应用先进的表面涂层技术和试验监测手段，可以显著提高船舶内燃机的性能和寿命，降低摩擦损失和磨损。相关研究可为未来船舶内燃机摩擦学技术的研究与应用提供参考。

2025,47(1):1-10[摘要][PDF  2986K](19)

10.12374/j.issn.1001-4357.2025.01.001

活塞销摩擦副刚度匹配

付艳,孙稀玙,高礼宁,崔毅,巫立民,李梅

以某型船用大功率柴油机的全浮式活塞销为研究对象，建立多柔体动力学与热弹性流体动力润滑耦合模型。在推进特性不同的工况下，通过改变活塞销内径及活塞销座刚度，分析结构局部刚度对润滑特性的影响规律。结果表明：活塞销座摩擦副最小油膜厚度和完全润滑状态时间占比随活塞销座刚度的增大呈上升趋势，进而改善了整体润滑性能。

2025,47(1):11-16[摘要][PDF  2193K](21)

10.12374/j.issn.1001-4357.2025.01.002

柴油机气阀阀盘结构对密封锥面微滑移的影响

朱峰,李耀宗,刘梦雨

针对高功率密度柴油机气阀密封锥面因微滑移带来的磨损下陷问题，建立气阀-阀座密封锥面微滑移仿真模型，并通过平台试验验证其仿真精度，探索密封锥面角度、阀盘厚度和颈部圆角对密封锥面微滑移幅值的影响规律。结果表明：密封面锥角对锥面滑移幅值的影响最大，滑移量随密封面锥角增大而显著增大；阀盘厚度对微滑移的影响次之，滑移量随阀盘厚度增大而减小；颈部圆角对锥面微滑移的影响最小，在一定范围内滑移量随颈部圆角增大而增大。

2025,47(1):17-21[摘要][PDF  2327K](17)

10.12374/j.issn.1001-4357.2025.01.003

船用发动机喷油器重载工况下的滚轮-滚轮销混合热弹流润滑分析

吕步高,崔俊峰,汤义虎,陈康,孟祥慧

喷油器中的摩擦损失以滚轮-滚轮销副为主，并且容易发生磨损、卡滞等问题。因此，针对滚轮-滚轮销副摩擦学性能，建立重载工况下的考虑喷油器压力的混合热弹流润滑模型，获得该摩擦副在一个工作循环内的摩擦学结果。经分析表明，来自喷油器的极高压力会显著降低滚轮-滚轮销摩擦副之间的油膜厚度，并且产生明显的弹性变形以及较高的微凸体接触和油膜温升现象。研究滚轮-滚轮销配合间隙对减摩和降磨的影响，结果表明，当配合间隙为20 μm时可以降低约30.7%的摩擦损失以及25.0%的磨损负载，合适的配合间隙可以有效改善滚轮-滚轮销副的润滑状态，降低摩擦和磨损。

2025,47(1):22-30[摘要][PDF  2806K](18)

10.12374/j.issn.1001-4357.2025.01.004

船用双燃料机活塞环磨损问题分析及解决方案

李大保,焦博文,马旋,卢熙群

针对某大型船用低速双燃料机活塞环顶环搭接口与缸套接触面出现严重的摩擦磨损问题，利用热固耦合、混合润滑和动力学方法从热膨胀、界面润滑以及干摩擦等3个方面探究原始设计参数存在的主要问题，并提出结构改进方案。结果表明：在不降低太多密封性的前提下，减小活塞环背厚度至22~24 mm时更为合适。这种设计方案相对于原始设计方案，微凸体接触力可降低15%~29%，摩擦力可降低4.0%~8.5%。

2025,47(1):31-37[摘要][PDF  2394K](14)

10.12374/j.issn.1001-4357.2025.01.005

柴油机隔振器配置对主轴承润滑特性的影响

吴鹏,王海兵,巫立民,张延亭,李梅

以某大功率多缸柴油机为研究对象，采用EXCITE Power Unit软件建立隔振器-机体-曲轴的整机隔振系统弹流润滑仿真模型，对比分析机脚布置位置和隔振器刚度对主轴承润滑特性的影响。仿真结果表明：当机脚支撑跨度增加时，支撑位置的轴承孔位移和倾斜程度增加，主轴承粗糙接触压力升高，此时轴承合力降低，摩擦损失功和平均热载改善；当隔振器刚度提升时，主轴承润滑特性趋于改善，采用刚度方案二（刚度为7 920 N/mm）时可获得较优润滑指标，继续提升刚度的收益有限。

2025,47(1):38-43[摘要][PDF  3017K](19)

10.12374/j.issn.1001-4357.2025.01.006

零碳燃料对大型发动机涡轮增压系统的影响

胡伯宗

燃料的点火及燃烧特性对零碳燃料发动机的燃烧概念及参数变化产生较大的影响，重点分析氨和氢的加入所带来的发动机过量空气系数、燃烧参数等的变化对涡轮增压器匹配的影响。研究表明：氨燃料需要较大的涡轮面积，而氢燃料则需要较高压比的压气机以及非常小的涡轮，这对现有增压器匹配零碳燃料提出了挑战。

2025,47(1):44-52[摘要][PDF  3715K](19)

10.12374/j.issn.1001-4357.2025.01.007

甲醇气道喷射柴油引燃模式在船用发动机上的应用

马跃,刘瑞,蒋禹奇,衣然,孟杨谦

在一台6缸船用发动机上研究甲醇进气道喷射柴油直喷引燃模式在不同替代率下的燃烧和排放特性。结果表明，在25%~100%负荷双燃料模式均可稳定运行，限制替代率提升的主要因素为爆震和过高的压力升高率。研究工况范围内的最高替代率为60%，发生在75%负荷。随着替代率的提升，燃烧呈现出明显的双峰放热特征，燃烧相位整体前移，但燃烧持续期整体呈延长的趋势，仅在替代率升高到一定程度后有所缩短。

2025,47(1):53-58[摘要][PDF  2006K](19)

10.12374/j.issn.1001-4357.2025.01.008