本发明属于内燃机，是一种测定内燃机缸套界面摩擦化学膜厚度的实验设计方法。
背景技术：
1、内燃机活塞环-缸套是船用柴油机中最典型和最重要的摩擦副之一，其润滑特性直接影响机械设备的滑油消耗量、泄漏量、振动特性、磨损以及能源消耗率。柴油机工作过程中在上止点附近由于处于爆压阶段，活塞环缸套摩擦副的润滑条件恶劣，较易发生异常磨损以及润滑失效等现象。此时，在高温、高压、低速的工作环境下活塞环缸套会处于边界润滑状态。活塞环-缸套摩擦副工作界面间不能够形成流体润滑膜，造成微凸体间的直接接触，从而释放大量热量。此时，润滑油、添加剂中极性分子与金属摩擦表面的金属原子要进行摩擦化学反应，形成一层或多层硬度较高的分子层，称为摩擦化学膜(tribofilm)。摩擦化学膜的厚度通常在50-400nm，附着在摩擦表面阻隔微凸体间的直接接触，从而保护界面不被磨损，有效的避免了活塞环缸套间的严重磨损。
2、受内燃机复杂工况的影响，活塞环缸套界面润滑状态复杂，特别是上止点附近高温高压的工作环境使界面间润滑状态恶劣，易发生异常磨损现象，同时缸内燃油及其燃烧产物向缸套活塞环界面的转移给界面润滑带来了更大的挑战。摩擦化学膜能够发挥重要的抗磨作用，是保护缸套及活塞环的重要屏障。然而，内燃机工况条件及其润滑环境对界面摩擦化学膜的生长产生重要影响，进而改变缸套活塞环的磨损润滑机制。由于摩擦化学膜的生长厚度为纳米量级，对其厚度进行表征十分困难，无法利用宏观设备直接观测。通过实验方法进行微观的摩擦化学膜机理研究时，通常使用光学成像系统及原位原子力显微镜观察摩擦化学膜的动态生长过程。微观实验装置的优势十分明显，能够获取到宏观实验设备无法获取的微观生长过程，但其价格昂贵，只有少数高校及研究机构能够进行相关实验研究。同时此类微观设备无法直接应用于内燃机缸套活塞环等宏观界面摩擦化学膜的表征，因此探索出一种适用于内燃机缸套界面摩擦化学膜测定方法对内燃机摩擦磨损试验研究非常重要。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提出一种内燃机缸套界面摩擦化学膜厚度检测方法，解决微观设备不能直接测量缸套界面摩擦化学膜的问题，提供一种能够简单准确的检测出不同工况条件下缸套界面纳米级摩擦化学膜厚度的方法。
2、本发明的技术方案：
3、一种内燃机缸套界面摩擦化学膜厚度检测方法，步骤如下：
4、步骤一、界面摩擦化学膜生成试验，利用摩擦磨损试验机，在特定工况条件下开展缸套活塞环小样摩擦磨损试验，获得界面生长摩擦化学膜的缸套试样。
5、步骤二、缸套界面摩擦区域划痕，使用划痕仪在步骤一中制备好的缸套样品表面进行划痕，设置3n载荷在界面划出1mm长度直线，移动样品1.2mm，利用5n载荷划出相同长度直线。
6、步骤三、划痕深度测量，利用白光干涉仪观测步骤二中两条划痕深度，保存深度数据。
7、步骤四、摩擦化学膜去除，利用乙二胺四乙酸溶液清洗缸套界面，从而去除表面摩擦化学膜。
8、步骤五、摩擦化学膜去除后划痕深度测试，利用白光干涉仪在步骤三相同的测试位置观测划痕深度，计算二者差值得到界面摩擦化学膜厚度。
9、本发明还可以包括：
10、所述步骤(1)，具体为：
11、摩擦试验前利用无水乙醇将活塞环，以及打磨抛光后的缸套试样在超声波清洗仪中清洗十分钟去除表面杂质。然后将样品装夹在摩擦磨损试验机上，加入25毫升含有zddp添加剂的润滑油,设置载荷温度频率等试验条件。试验运行2小时后将样品取出，使用石油醚取出表面滑油，使用无水乙醇去除表面杂质，获得界面生长摩擦化学膜的缸套试样。
12、有益效果：
13、本发明提供了一种内燃机缸套表面摩擦化学膜厚度测量方法，利用划痕仪在摩擦区域进行划痕标记，在白光干涉仪下测定乙二胺四乙酸溶液清洗摩擦化学膜前后划痕深度，取二者差值得到界面摩擦化学膜厚度数据。此检测方法简单，并且结果直观准确，解决了微观界面摩擦化学膜厚度检测困难问题，不涉及其他价格昂贵的高端测试手段，对分析缸套界面摩擦化学膜摩擦磨损机制分析具有重要意义。
1.一种内燃机缸套界面摩擦化学膜厚度检测方法，此检测方法简单，结果直观准确，解决了微观界面摩擦化学膜厚度检测困难问题，对分析缸套界面摩擦化学膜摩擦磨损机制分析具有重要意义，其特征在于，步骤如下：
