论文题目: 内燃机冷却液缓蚀剂的应用研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 载运工具运用工程
作者: 田洪祥
导师: 严新平
关键词: 内燃机,冷却液,缓蚀剂,腐蚀,穴蚀
文献来源: 武汉理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 内燃机冷却液一般由缓蚀剂、水和冰点抑制剂组成,用作内燃机冷却系统的携热载体。随着内燃机强载度的提高,内燃机冷却系统的管路、水泵、特别是湿式气缸套,常常存在穴蚀(又称空泡腐蚀和气蚀)现象。理论计算表明,穴蚀过程中气泡破裂产生的微射流能产生数百个大气压的压力和上千度的高温,机件受到机械和电化学腐蚀作用,二者协同作用时,对于铸铁机件所受到的破坏比单一作用时大得多,所以缓蚀剂不仅应有减缓机件腐蚀的性能,而且应有良好的减缓机件穴蚀的作用。 经研究世界主要国家关于内燃机冷却液的规范,本文提出的内燃机冷却液规范除了国内已经有的SH 0521-1999及JT 225-1996所列性能指标以外,针对冷却液使用中可能存在的隐患,提出还应该包含:冷却液的粘度要求;与橡胶制件的相容性;抑制穴蚀性能;贮存稳定性等。 以铸铁试件为研究对象,借助于磁致伸缩模拟试验装置,研究了冷却液的性能参数对穴蚀的影响,包括温度、pH值、腐蚀性离子的浓度以及不同化学试剂等影响因素,深入研究了典型化学试剂抑制穴蚀性能的效果。研究结果表明:在腐蚀水中的最大失重温度是60℃,在蒸馏水中的最大失重温度是70℃;随着腐蚀水浓度的提高,穴蚀失重也逐渐提高;随着pH值由小到大,即水溶液由酸性到碱性,穴蚀失重逐渐减少,当pH值为13时,穴蚀的失重很少;冷却液中随着乙二醇或丙二醇浓度的增加,穴蚀失重逐渐减少;化学试剂对于铸铁的穴蚀有重要的影响,传统的无机盐如亚硝酸钠、钼酸钠减缓铸铁穴蚀的能力不如有机羧酸盐如葵二酸钠和庚酸钠等有效。 本研究采用复配一元和二元羧酸技术所研制的冷却液缓蚀剂具有较好的性能,有效抑制了冷却液系统的腐蚀和穴蚀,其机理在电化学方面是抑制金属的阴极和阳极反应,在抑制机械破坏方面一方面是加入有机羧酸后,穴蚀产生的气泡溃灭强度下降,另外一方面是铸铁机件表面与有机羧酸形成了有机膜,该有机膜可有效抑制微射流的破坏。 所研制的冷却液防蚀剂在通过实验室试验的基础上,在实际的铝制机体
论文目录:
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 内燃机冷却系统
1.2.2 内燃机冷却液及其缓蚀剂
1.2.3 内燃机冷却液标准
1.2.4 内燃机冷却液的检验
1.2.5 穴蚀的影响因素
1.3 课题来源
1.4 论文研究的主要内容
1.4.1 空蚀机理与防治对策
1.4.2 冷却系统的要求及缓蚀剂标准研究
1.4.3 缓蚀剂研制及应用
1.4.4 缓蚀剂监测方法
第2章 气泡动力学及穴蚀的影响因素
2.1 穴蚀现象
2.2 穴蚀种类
2.3 空化数
2.4 穴蚀试验方法
2.5 气泡动力学
2.5.1 球形空泡的静力平衡条件
2.5.2 理想球形空泡动力学
2.5.3 对于纯气泡的绝热膨胀和收缩
2.5.4 在变压场中充满气体的空泡
2.6 穴蚀损伤机理
2.7 穴蚀的致光现象
2.8 柴油机气缸套穴蚀的影响因素
2.8.1 柴油机零件结构方面的影响
2.8.2 柴油机冷却液特性方面影响
2.8.3 柴油机工况的影响
2.8.4 防止柴油机缸套穴蚀的措施
2.9 本章小结
第3章 内燃机冷却液缓蚀剂的性能要求
3.1 概述
3.2 粘度
3.3 减缓穴蚀性能
3.4 与橡胶相容性
3.5 贮存安定性
3.6 环保特性
3.7 阻垢特性
3.8 电化学性能测试
3.9 内燃机冷却液规范的研究
3.10 冷却液性能参数的比较
3.11 本章小结
第4章 内燃机冷却液缓蚀机理的研究
4.1 概述
4.1.1 缓蚀理论
4.1.2 腐蚀检测
4.1.3 穴蚀
4.2 试验材料及装置
4.2.1 试验研究方法
4.2.2 试验装置
4.2.3 实验材料和水溶液
4.3 冷却液影响穴蚀的因素
4.3.1 协同效应的表达及测定
4.3.2 冷却液温度对穴蚀的影响
4.3.3 冷却液中腐蚀性离子的影响
4.3.4 牺牲阳极条件下对铸铁穴蚀的影响
4.3.5 外加电位对穴蚀的影响
4.3.6 冷却液PH值的影响
4.3.7 振动幅度的影响
4.3.8 冷却液中化学试剂的影响
4.3.9 不同醇浓度的影响
4.4 电化学极化研究
4.5 本章小结
第5章 新型内燃机冷却液缓蚀剂的研制
5.1 研制目标与要求
5.2 新型内燃机冷却液缓蚀剂的构成
5.2.1 腐蚀抑制剂
5.2.2 消泡剂
5.2.3 阻垢、分散剂
5.2.4 杀菌剂
5.2.5 冰点抑制剂
5.2.6 颜料
5.3 新型内燃机冷却液缓蚀剂的复配
5.4 穴蚀中压力波的监测
5.5 新型内燃机冷却液缓蚀剂的性能
5.6 内燃机台架试验
5.7 本章小结
第6章 新型缓蚀剂的实机试验
6.1 试验机的选择
6.2 试验前的准备
6.3 试验组织
6.4 试验过程
6.4.1 12V-150型柴油机的试验过程
6.4.2 12V-150型柴油机试验结果
6.4.3 高热负荷柴油机MWM TBD234柴油机的试验
6.5 某型柴油机的试验
6.6 试验结论
第7章 内燃机冷却液的监测
7.1 冷却液监测的作用
7.2 冷却液的衰败与污染分析
7.3 冷却液监测分析
7.3.1 冷却液中元素的光谱分析
7.3.2 冷却液中金属颗粒的铁谱分析
7.3.3 电化学腐蚀测试
7.4 本章小结
第8章 结论与展望
8.1 结论
8.2 工作展望
致谢
参考文献
攻读博士论文期间发表论文及科研活动
发布时间: 2005-10-11
参考文献
- [1].喷嘴内燃油流动及其喷射雾化特性研究[D]. 姜光军.华中科技大学2016
相关论文
- [1].油田钻具、管道系统腐蚀规律及缓蚀剂缓蚀性能和机制研究[D]. 刘福国.中国海洋大学2008
- [2].内燃机动态热负荷及其虚拟故障的仿真[D]. 钱作勤.武汉理工大学2002
- [3].基于BP神经网络的内燃机排放性能建模与应用研究[D]. 周斌.西南交通大学2004
- [4].内燃机主要部件结构噪声预测及优化控制研究[D]. 邓晓龙.华中科技大学2004
- [5].内燃机曲轴-轴承系统摩擦学动力学耦合研究[D]. 李震.合肥工业大学2005
- [6].缓蚀剂界面行为与缓蚀机理的电化学及AFM研究[D]. 屈钧娥.华中科技大学2005
- [7].内燃机流固耦合传热问题数值仿真与应用研究[D]. 李迎.浙江大学2006
- [8].有机阻垢缓蚀剂作用机理的理论研究[D]. 张曙光.南京理工大学2006
- [9].溴化锂吸收式制冷机的新型缓蚀剂研究[D]. 扈显琦.大连理工大学2006
- [10].新型杂环化合物碳钢酸洗缓蚀剂的合成、评价及机理研究[D]. 闫莹.中国科学院研究生院（海洋研究所）2007