活塞环-缸套系统是内燃机的关键摩擦组件,其摩擦性能的改善对于整个内燃机而言有着重大意义。因此,降低活塞环-缸套组件间的摩擦力、改善其摩擦性能是内燃机发展研究中的一个重要课题。目前国内外学者对活塞环-缸套系统摩擦力降低的方法研究主要集中在润滑油改良、缸套表面织构处理等常规手段。振动减摩的理论与试验研究虽然已有诸多进展,但是其在内燃机领域的研究应用较少。本文将振动减摩研究引入活塞环-缸套领域,对缸套振动减摩进行了建模与试验研究。本文依据二维平均Reynolds方程,考虑活塞环-缸套组件间润滑状态的变化以及活塞环进出口边界条件的改变,建立了活塞环-缸套组件间的二维流体润滑模型。建模计算获取了缸套表面的振动变形,计入振动引发的缸套动态变形因素后,对润滑模型进行了改进,仿真研究了活塞环-缸套摩擦副间的油膜压力、润滑油膜厚度以及摩擦力的变化情况。通过仿真对比分析了缸套振动对摩擦副间润滑行为的影响,从仿真角度论证了缸套振动减摩的可行性及活塞环-缸套组件振动减摩的机理。为了进一步研究缸套振动减摩的可行性,基于活塞环-缸套组件装置开展了振动减摩的试验研究。本文研究了缸套振动减摩的理论基础,深入分析了振动减摩机理,从缸套动态变形、空穴效应和超声空化三个方面对高频激振下的缸套振动减摩进行了合理解释。搭建了活塞环-缸套组件相对运动下的高频激振减摩试验台,进行活塞环-缸套组件间振动减摩的基础性试验研究。通过试验的手段,初步证明了活塞环-缸套领域振动减摩的可行性。最后,基于内燃机摩擦试验机搭建了内燃机的超声振动减摩试验台,并进行了高频激振下的内燃机倒拖试验。通过浮动缸套法,测量并分析活塞环-缸套组件间摩擦力的变化情况。试验研究了高频振动对内燃机中活塞环-缸套组件间摩擦力的影响,找出了激振频率、激振功率与缸套振动减摩效果之间的关系。试验的研究结果表明:高频激振的施加使得缸套表面出现接近粗糙度等级的动态变形,活塞环和缸套间的摩擦力有了明显的降低。说明合理工况下的超声激振可以减小活塞环-缸套组件间的摩擦力,从而降低内燃机的总摩擦损耗,探索了高频激振减摩在内燃领域应用的新方向。