Page 49 - 《摩擦学学报》2020年第5期

604 摩 擦 学 学 报 第 40 卷

(a) Interferogram of SiO 2 surface (b) Interferogram of ASA-2 surface
Fig. 5 Interferograms of different surfaces, PAO8, 0.5 μL, 4 N, 11.3 mm/s
图 5 不同表面光干涉图，PAO8，0.5 μL，4 N，11.3 mm/s

(a) SiO 2 surface (b) ASA-2 surface
Fig. 6 Oil layer profile at the inlet zone
图 6 入口润滑油层分布示意

图5(a)所示的入口中央乏油，润滑油膜较低. 而在条状
PAO8
亲油表面上，亲油区对润滑油的润湿性大于亲油区外 w = 4 N
固体表面对润滑油的润湿性，这种润湿性/张力梯度强 1 q = 0.5 µL
烈促进润滑油的回流. 如图5(b)黄色箭头所示，在出口
处被挤压分离的润滑油能够回流到中间，润滑油带的 Film thickness, h 0 /µm
宽度随着远离接触区而变窄. 润滑油集中分布在2 mm ASA-2
宽的条状亲油区内，呈现如图6(b)所示的中央单脊的 0.1 Cr+SiO 2
润滑油分布，在入口接触区中央无明显乏油，两侧出
1 10 100
现乏油(即蓝色三角区域)，形成的膜厚较高并且对润 Speed, U d /(mm/s)
滑油的爬移效应也有一定的抑制作用.
Fig. 7 Film thickness vs speed under different surfaces
图7所示为0.5 μL的PAO8润滑油在载荷为4 N时， 图 7 不同表面下膜厚随速度变化曲线
两种表面油膜厚度随速度的变化曲线图. 在低速下，
普通表面产生的膜厚较高；随着速度的进一步升高， 乏油区的出现将导致油膜的下降，不可避免地，两种

ASA-2表面产生的膜厚逐渐超越了普通表面的膜厚. 表面相对于充分供油，膜厚均有所下降，但ASA-2表
限量供油条件下，入口供油差异是导致膜厚不同的主 面能够有效地调控润滑油的回流，乏油影响减小，膜
要原因. 图8所示，在低速条件下，两种表面的供油差 厚较高.
异并不明显，ASA-2表面产生侧面的两个微小的乏油 图9为1.5 μL的PEG200润滑油，在4 N载荷下，两
区，而普通表面在入口中心区域出现1个微小的乏油 种表面产生的油膜厚度随速度的变化曲线. 与图7结
区，普通表面产生的润滑油膜较好，这应当归因于 果相似，进一步证明了限量供油条件下，条状润湿表
ASA-2表面条状亲油区外侧AF表面对润滑油的弱亲 面的自集油效应和对润滑的改善作用.
和作用 [24-25] . 随速度升高，润滑油在ASA-2表面有更多 为了描述因供油不足而造成润滑油成膜能力的
的回流，能够产生更好的入口供油和较高的油膜厚度. 下降程度，引入相对膜厚的概念. 定义相同条件下，限