内燃机由于高度集成和高速运转特征,其摩擦损失约占系统总能量损耗的48%,特别是活塞-缸套之间的摩擦损耗占整个动力装备损耗的40%～55%。因此,提高摩擦副的润滑性能,实现摩擦磨损的主动干预,已成为内燃机可靠性研究的关键问题之一。诸多学者研究表明,在摩擦副接触表面使用表面微织构技术,可以极大提升摩擦副的润滑性能。因此,本文基于流体润滑理论,对凹坑型微织构减摩机理和影响润滑性能的各种因素进行研究,并搭建摩擦磨损试验台进行实验验证。主要研究内容如下:首先,在对比分析国内外研究现状的基础上,明确本文的主要研究方向和内容。基于已有的表面微织构的加工技术、结构参数和润滑机理,在旋转摩擦副的基础上,提出了凹坑型表面微织构结构参数和运动工况对润滑性能影响的研究内容。同时在进行实验研究的过程中结合数值分析,明确凹坑型微织构潜在的润滑机理。其次,基于流体润滑理论,建立旋转摩擦副凹坑型表面微织构润滑模型。确定摩擦副润滑油膜的几何结构,在此基础上得出织构润滑油膜厚度方程;在综合考虑表面粗糙度以及空化效应的影响的基础上,明确了适用于旋转摩擦副凹坑形织构的润滑油膜雷诺方程;明确润滑油膜边界条件;初步分析织构润滑过程中的协同润滑机制。再次,结合润滑油膜数学模型,对油膜流场特性以及影响润滑性能的因素进行分析。选择RNG k-ε模型为FLUENT数值计算模型,建立流场结构模型、进行网格划分后对凹坑形表面织构流场特性进行计算。分析织构环数、单/双侧耦合方式、油膜厚度以及摩擦副转速对油膜流场压力、涡流效应、涡流速度和涡流粘度等的影响。最后,设计搭建摩擦磨损试验台,加工凹坑形表面微织构摩擦副试件;分析织构参数对盘状旋转摩擦副润滑性能的影响,通过仿真结合实验的方法分析织构减摩的内在机理。分析试验台方案,设计、选型试验台零部件。根据试验台技术指标设计旋转摩擦副试件结构尺寸参数,对表面织构进行加工和测量;对试件进行摩擦学实验,得出摩擦因子之后,具体分析织构环数、织构深度和单侧/双侧织构耦合方式对摩擦副摩擦学性能的影响;同时结合数值分析,明确不同转速和载荷作用下凹坑形织构的润滑减摩原理和多种润滑状态的协同润滑机制。