活塞环-缸套的摩擦损失是内燃机机械损失的主要来源。活塞环-缸套摩擦副的工作环境恶劣,受到高温高压及发动机转速等因素的共同影响,容易润滑不良产生极大的摩擦损失和磨损。同时,随着柴油机燃油后喷技术的广泛应用,润滑油受燃油稀释的问题愈发严重,这更将导致活塞环-缸套摩擦润滑状况进一步恶化。因此,研究活塞环-缸套在各因素影响下的摩擦学性能尤为重要。首先,本文以某型号柴油机为研究对象,利用SRV-V摩擦磨损试验机和白光干涉三维表面轮廓仪等仪器,以实时摩擦系数、表面三维形貌等为指标考察了活塞环（第二道气环）-缸套摩擦副在做功冲程上止点条件（温度、载荷、移动速度）的摩擦磨损情况。试验结果表明:在一个小时的试验中,活塞环-缸套间的摩擦系数呈现迅速上升、逐渐降低、缓慢增大、趋于稳定四个阶段,摩擦系数最终稳定在0.144～0.145之间。试验后的活塞环表面轮廓高度明显降低,锥度变缓。其次,以实时摩擦系数、磨损量为指标,开展了变温度、变载荷、变润滑油受燃油稀释比例条件下的活塞环-缸套摩擦磨损试验。试验结果表明:摩擦系数随着温度的升高先降低后增加。高温下易出现润滑油性质不稳定,摩擦系数突然变大的情况;摩擦系数随着载荷的增加呈先降低后升高的趋势,且高载荷同样会引起润滑油性质变化,摩擦系数陡增。少量柴油稀释能大幅降低润滑油的黏度,产生较原润滑油条件下更大的摩擦系数和磨损量,但是摩擦系数与磨损量会随着稀释比例的进一步增加而减小。最后,运用MATLAB进行程序编写,建立了基于格子Boltzmann方法的活塞环-缸套轴向结构的摩擦润滑模型,并用有限差分法验证了有效性。分析计算了活塞环速度、润滑油黏度、润滑油温度及锥形活塞环锥度等参数对活塞环-缸套摩擦副摩擦润滑性能的影响,计算结果表明:活塞环-缸套间的动压效应随着活塞环速度以及润滑油黏度的增大更加明显;活塞环-缸套间摩擦力和载荷随润滑油温度增大而减小,但这种变化趋势随着温度的逐渐增加而变缓。锥形活塞环锥度的增加具有减摩效果,摩擦力随着锥度的增加而减小,但该减小趋势随着锥度的逐渐增加而变缓。