發(fā)動機磨損影響因素及預(yù)防措施

谷成利

摘 要：概述了發(fā)動機主要磨損的四種形式，提出要加強空氣濾清器、機油濾清器、燃油濾清器的維護保養(yǎng)工作，以減少發(fā)動機零件的磨損。

關(guān)鍵詞：發(fā)動機；磨損；預(yù)防措施

中圖分類號：S21907 文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.10.030

據(jù)統(tǒng)計，發(fā)動機上大約有80%的零件是因磨損而報廢的。零件之間只要有接觸、有相對運動，磨損就不可避免要發(fā)生。發(fā)動機在運轉(zhuǎn)過程中存在著粘著磨損、磨料磨損、疲勞磨損和腐蝕磨損四種磨損形式，尤以磨料磨損為最多，這些磨料一部分是來自空氣、燃油和潤滑油中的灰塵、雜質(zhì)；一部分則是摩擦副（活塞、活塞環(huán)與汽缸壁）自身磨損下來的金屬細屑及燃燒形成的膠質(zhì)氧化物和碳粒。我們在使用機器時只能采取措施以減少磨損，但不能杜絕磨損。

1 發(fā)動機主要磨損形式概述

1.1 粘著磨損

摩擦副相對運動時，接觸面局部發(fā)生金屬粘著，在隨后相對滑動中粘著處被破壞，接觸表面的材料從一個表面轉(zhuǎn)移到另一個表面而發(fā)生破壞的現(xiàn)象，叫做粘著磨損。它是指滑動摩擦?xí)r摩擦副有金屬屑粒從零件表面被拉拽下來或零件表面被擦傷的一種磨損形式。影響粘著磨損的主要因素有材料、載荷、滑動速度、溫度及潤滑劑等。它容易發(fā)生在高溫、高速、作用力很大的運動零件表面。拉缸和燒瓦抱軸就是典型的粘著磨損。在潤滑不良、冷卻不夠且工作負載大的情況下高速運轉(zhuǎn)時，就可能發(fā)生汽缸與活塞環(huán)、曲軸瓦與曲軸頸部分金屬表面的直接接觸，摩擦產(chǎn)生局部高溫，使之熔融粘著和脫落，并逐步擴展到熔著撕裂。一旦發(fā)生這個現(xiàn)象，汽缸工作表面、曲軸頸表面立即遭到破壞，甚至報廢。

1.2 磨料磨損

零件表面與磨料相互摩擦而引起表面材料磨損的現(xiàn)象，由硬顆?；蛴餐蛊鹨鸩牧系钠茐?，分離出磨屑，形成劃傷或壓痕的磨損叫磨料磨損。這是磨損類型中最多的一類，占機械零件磨損中的50%。

空氣中的塵土沙粒是發(fā)動機汽缸中主要磨損粒子，從空氣進入汽缸中的塵土的主要成分是二氧化硅，約占塵土量的65%～95%，其余還有氧化鎂、氧化鋁、氧化鐵等。二氧化硅（石英）的硬度很高，是金屬汽缸壁的1.35倍，鋁質(zhì)活塞的7倍。因此，空氣濾清器維護不及時或有故障，大量的二氧化硅將進入汽缸，引起摩擦副的劇烈磨損。有資料介紹，發(fā)動機不裝空氣濾清器，汽缸磨損將增加8倍，活塞環(huán)磨損增加9倍。

燃油中的磨料粒子也是引發(fā)汽缸磨損的主要原因之一。燃油中的磨料有鐵銹、礦物質(zhì)、水分等雜質(zhì)和燃油的氧化結(jié)膠，多為儲運中所積存。同時，車輛行駛時灰塵也可混入燃油，各種雜質(zhì)、灰塵和水分隨著燃油進入供油系統(tǒng)中和發(fā)動機汽缸內(nèi)，就會加速汽缸磨損，同時易引起油路故障。

還有潤滑油的磨料粒子也是造成發(fā)動機汽缸磨損的主要原因。潤滑油的磨料粒子由兩個渠道進入，一是外界雜質(zhì)的侵入。主要指來自大氣和燃油中的雜質(zhì)、灰塵和發(fā)動機制造及維修時留下的型砂、氣門研磨砂等磨粒；另一部分是發(fā)動機運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的雜質(zhì)，主要包括燃油燃燒產(chǎn)物，如燃燒室積碳、鉛鹽，以及發(fā)動機機件磨損下來的金屬屑。潤滑油中的機械雜質(zhì)是造成零件磨損的主要原因之一。據(jù)實驗，在機油濾清器失效的情況下，一臺發(fā)動機的潤滑油里分離出來的雜質(zhì)顆粒，可用來制造50～60張標準的細砂紙。

1.3 疲勞磨損

兩個接觸表面作滾動或滾滑復(fù)合摩擦運動時，在交變接觸壓應(yīng)力作用下，使材料表面疲勞而產(chǎn)生物質(zhì)損失的現(xiàn)象叫做表面疲勞磨損。它常發(fā)生在滾動軸承、齒輪、凸輪等摩擦副中，將其破壞生成麻點、針狀或痘斑狀的凹坑，或產(chǎn)生較大面積的壓碎或剝落。影響表面疲勞磨損的主要因素有冶金質(zhì)量、熱處理組織、表面狀態(tài)、表面粗糙度和潤滑油的黏度等。潤滑油的黏度越高會降低疲勞磨損，油中含有水會大大地增加疲勞磨損。

1.4 腐蝕磨損

摩擦?xí)r材料與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用的磨損，叫做腐蝕磨損。由于介質(zhì)的性質(zhì)、作用不同，腐蝕磨損出現(xiàn)的狀態(tài)也不同，常見的有氧化磨損，特殊介質(zhì)的腐蝕磨損和穴蝕。穴蝕一般發(fā)生在濕式汽缸套的外壁上，在汽缸套外壁表面有微細的洞穴逐漸擴大，使金屬表面發(fā)生小塊剝落。

2 預(yù)防磨損的措施

（1）做好空氣濾清器維護保養(yǎng)工作?？諝庵械幕覊m含量隨環(huán)境的不同而不同，在沙漠中或塵土飛揚的車后塵土旋渦中，空氣含塵量高達2000 mg/m3；在一般土路上空氣的含塵量為400～500 mg/m3；而良好的瀝青或水泥路面上空氣含塵量則為1 mg/m3左右。如果把空氣濾清器去掉，將會有大量的塵土被吸進汽缸，即使安裝一個效率為99.5%的紙質(zhì)或化學(xué)纖維濾芯的空濾器，仍將有塵土進入發(fā)動機。因此，要做好空氣濾清器的維護保養(yǎng)工作，定期清理更換濾芯。

（2）做好機油濾清器的清洗工作。技術(shù)狀態(tài)良好的機油濾清器可及時地濾除機油中各種雜質(zhì)和膠質(zhì)，防止?jié)櫥吐返亩氯?，將清潔干凈的機油送入主油道。隨著使用時間的增加，濾芯會因吸附的雜質(zhì)越來越多而發(fā)生堵塞，使未經(jīng)過濾的機油直接進入主油道。因此，為保證潤滑系統(tǒng)工作正常，必須按規(guī)定及時保養(yǎng)和更換濾芯，如果發(fā)現(xiàn)機油壓力下降，應(yīng)首先檢查是否濾芯堵塞。

（3）做好燃油濾清裝置的保養(yǎng)工作。燃油中的雜質(zhì)是造成燃油系三大精密偶件磨損或卡滯的主因。為了使進入發(fā)動機的燃油保持清潔，要正確使用和保養(yǎng)車上的各種凈化裝置。一要定期清洗油箱加油濾網(wǎng)；二要定期更換燃油濾清器的濾芯；三要定期清理油箱出油口濾網(wǎng)、柴油沉淀杯口濾網(wǎng)和輸油泵進油口轉(zhuǎn)向管接頭螺栓內(nèi)濾網(wǎng)。