解析清潔度對發(fā)動機可靠性的影響

曹高飛

（海馬汽車有限公司 450016)

1 清潔度的定義

從產(chǎn)品上講，清潔度指的是所有附著在產(chǎn)品表面和影響其可靠性、性能、壽命及其正常工作污染物的量。如：型砂、磨屑、切削屑、飛邊、毛刺、氧化皮、粉塵、纖維及塑質(zhì)等，其形狀、大小不一。

2 磨粒磨損量的估算

圖1 磨粒磨損量的估算

3 生產(chǎn)過程清潔度的影響

現(xiàn)如今汽車發(fā)動機設(shè)計追求小型化和輕量化，零部件采用輕質(zhì)材料，如鋁鎂一類的輕合金替代鑄鐵等比重大的傳統(tǒng)材料。但由于前者的韌性好，工藝性差，而所形成的切屑又大多呈麻花形卷狀、長條卷曲狀。這些切屑往往一面較光整，另一面是鋸齒形的或不明顯的毛茸狀，一旦進入型腔特別容易卡死在彎道處；又由于鉆削是半封閉加工，切屑不易排出。如夾雜于發(fā)動機水道中,水循環(huán)系統(tǒng)受阻,水冷卻所需流量不足,冷卻效果差,鋁鎂類材料的熱膨脹系數(shù)大,極易受熱變形,造成多數(shù)采用鋁鎂合金材料面密封的水循環(huán)結(jié)構(gòu)漏水,發(fā)動機高溫、缸壓不足無法起動等故障[1]。

其次，旋轉(zhuǎn)件和箱體件在加工后處理不徹底，殘留大量的型砂、氧化皮、飛邊、毛刺和磨屑等殘留在油道里，細(xì)小固體顆粒雜質(zhì)隨機油附著在運動副表面，劃傷運動副，其難以形成良好的油膜，零件得不到充分潤滑，發(fā)動機在高速運轉(zhuǎn)時，就會產(chǎn)生金屬間的干摩擦，高負(fù)荷工作在短時間內(nèi)可使零件表面熔化，造成拉缸、燒瓦等故障。除此之外,發(fā)動機配氣機構(gòu)、燃油供給系統(tǒng)等相關(guān)零件因清潔度差,附著的金屬顆粒、非金屬、纖維等污染物使發(fā)動機氣門密封不嚴(yán)、燃油噴射堵塞使發(fā)動機動力不足或抖動等故障。

4 使用過程清潔度的影響

發(fā)動機在使用過程中，空氣中的顆粒粉塵進入氣缸內(nèi)經(jīng)高溫灼燒，形成一種比金屬更硬的物質(zhì)，夾雜于缸孔與活塞及組件之間，磨損氣缸孔活塞環(huán)及活塞等部件，使之配缸間隙增大，缸壓不足，車輛表現(xiàn)動力不足。再者其磨屑隨潤滑油回到油底殼，堵塞油路，破壞機油的潤滑效果，加劇零件間的磨損，使零部件的配合間隙變大，密封不嚴(yán)等，嚴(yán)重時伴隨異響。

發(fā)動機在運轉(zhuǎn)中會產(chǎn)生金屬磨屑及積碳等雜質(zhì)，不斷混入機油中會劃傷零件，使間隙表面不能建立良好的潤滑油膜，零件受到磨損。同時空氣及燃燒的廢氣對機油的氧化作用，會使機油逐漸產(chǎn)生膠質(zhì)，機械雜質(zhì)與膠質(zhì)混合還會形成油泥，這不僅會加速運動零件的磨損，而且易造成油路堵塞。汽油在儲運及加注過程中難免帶入一些灰塵及雜質(zhì)。雜質(zhì)淤積在燃油噴嘴上，發(fā)動機燃油霧化不好，燃燒不充分。汽油里的不穩(wěn)定成分在一定條件下極易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成膠質(zhì)的粘稠物，堵塞燃油噴嘴和供油系統(tǒng)，造成供油不暢，發(fā)動機性能下降。

使用未經(jīng)軟化處理的水，極易結(jié)垢，影響發(fā)動機散熱，造成發(fā)動機過熱。當(dāng)局部溫度達到冷卻液氣化溫度時，就會因冷卻液的氣化而產(chǎn)生大量氣泡，氣泡匯聚在水套表面且越聚越大，最終被壓潰并產(chǎn)生強大的沖擊壓力，反復(fù)沖擊水套表面，形成麻點腐蝕工件，即氣蝕現(xiàn)象[2]。

5 清潔度問題及其應(yīng)對措施

對箱體件結(jié)構(gòu)形狀簡單化，盡量減少加工過程所形成的各類雜質(zhì)在彎道、死角處的沉積，優(yōu)化毛坯強度和微量元素的添加，以便于切削，斷屑良好，改善刀具結(jié)構(gòu)、加工參數(shù)優(yōu)化。對承載油、水和氣的相關(guān)件的孔采用通孔加工、使用專業(yè)清洗設(shè)備對孔、槽、腔沖洗出加工殘屑。

發(fā)動機在正常使用過程，按照保養(yǎng)手冊定期更換機油、機油濾清器、空氣濾清器和燃油濾清器，使用原廠規(guī)格，正品備品和配件。

6 結(jié)束語

目前，國內(nèi)各企業(yè)意識到了零件清潔度對發(fā)動機影響的重要性，通過建造無塵車間、制造過程中間清洗、最終清洗等方案實施，在保證零件清潔度方面取得了前所未有突破性成就，確保發(fā)動機前期產(chǎn)品質(zhì)量，達到發(fā)動機預(yù)期的使用壽命。汽車小型化、輕量化發(fā)展趨勢，制造加工過程清潔度的控制保證依然是長期研究的課題。

汽車的已成為人們生活中的基本交通工具，現(xiàn)多數(shù)使用者不重視保養(yǎng)、拖包或者使用劣質(zhì)的保養(yǎng)備品、配件，未達到下階段的保養(yǎng)里程或期限就出現(xiàn)發(fā)動機的大修，更有甚者保修，這不僅給用戶帶來巨額的維修經(jīng)費，造成國家資源的浪費，作為車輛的使用者，我們應(yīng)以身作則，正確使用和保養(yǎng)自己的愛車。

[1]劉正林.摩擦學(xué)原理[M].高等教育出版社,2009. [2]孔瓏.流體力學(xué)1[M].高等教育出版社,2011.