船用柴油机第一道活塞环岸积碳的微观形貌和孔隙特性的相衬显微CT研究

摘要：

大型二冲程船用柴油机具有热负荷高、燃用重油、润滑油参与燃烧及其变质、颗粒物排放高等特点,直接或间接地导致其燃烧室内更为明显的积碳现象,同时积碳层的构成和特性会显著影响柴油机的输出动力性能和排放特性.采用我国第三代同步辐射装置—上海光源的X射线相衬显微CT技术,对第一道活塞环岸积碳样品进行了三维无损显微成像.通过定量数字图像处理,对积碳层的微观特性和孔隙分布特性进行了分析研究.结果表明,活塞环上部积碳厚度基本在1.0 mm左右,仅为缸套和活塞间距的一半,但是其表面形态显示出与缸套强烈的摩擦磨损痕迹,这说明该部位的积碳会明显破坏缸套的滑油分布.同时积碳内外表面裂纹密集,而中部裂纹较疏松,积碳内外表面的裂纹形成机理存在显著差异.从孔隙连通性来看,几乎所有的裂缝都是相通的,计算得到的总的孔隙率在10.9％～12.8％之间.并且连通的裂纹中存在交汇的孔洞结构,这些孔隙结构可能对燃气产生吸附和解吸的作用.

关键词：积碳、孔隙特性、同步辐射、相衬显微CT、船用柴油机

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资助基金：中国博士后科学基金批准号:2013M541571资助项目

在线出版日期：2014-10-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：953-960