淺析車輛機(jī)械零件磨損及預(yù)防措施

王朝輝

河北鋼鐵集團(tuán)宣化鋼鐵公司 河北張家口 075100

車輛的機(jī)械零件是車輛行駛安全和使用壽命的重要保障，通常而言，車輛機(jī)械零件失靈主要是機(jī)械零件磨損、變形、腐蝕、疲勞四類。其中，磨損是車輛的機(jī)械零件失靈的主要形式，據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，機(jī)械零件失靈近 80%是由磨損引起的。在車輛的所有部件中，發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸、活塞、閥門、傳動(dòng)軸、傳動(dòng)齒輪等在高溫高壓的環(huán)境下長(zhǎng)期工作，其表面磨損極其嚴(yán)重，從而導(dǎo)致車輛零件的失效，影響車輛的性能，為了確保車輛行駛安全和使用壽命，及時(shí)對(duì)車輛零部件進(jìn)行維修和保養(yǎng)是必不可少的工作。為更好地保障車輛行駛安全，延長(zhǎng)其使用壽命，同時(shí)減少車輛的日常維修成本，對(duì)車輛零部件的磨損預(yù)防就顯得極為重要。磨損，是兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的材料、物質(zhì)表面，在相互摩擦、作用的情況下，出現(xiàn)物質(zhì)和材料表面不斷損耗的現(xiàn)象，它是一種物理作用力的體現(xiàn)和表現(xiàn)形式[1]。

1 車輛機(jī)械零件磨損分析

1.1 粘著磨損

車輛在使用過程中，機(jī)械零件的會(huì)因?yàn)楸砻娴南嗷ソ佑|出現(xiàn)摩擦情況，這就會(huì)導(dǎo)致表面金屬的轉(zhuǎn)移，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致機(jī)械零件的磨損。這種磨損類型被稱為粘著磨損。粘著磨損是車輛機(jī)械零件磨損最為常見的類型，也是造成車輛零件失效的最為主要的形式。根據(jù)車輛機(jī)械零件摩擦接觸面之間的強(qiáng)度和硬度的不同，粘著磨損主要可以表現(xiàn)為擦傷、咬死、涂抹、膠合和輕微磨損等類型。而且，當(dāng)出現(xiàn)粘著磨損時(shí)，車輛機(jī)械零件在粘著點(diǎn)及其附近區(qū)域，很容易發(fā)生潤(rùn)滑油破損的現(xiàn)象，這樣就很容易導(dǎo)致表面摩擦產(chǎn)生的熱量無法及時(shí)散掉。粘著點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)間受熱，就會(huì)發(fā)生塑性變形，進(jìn)一步就會(huì)出現(xiàn)剪切撕脫。而且，在此過程中，粘著點(diǎn)還很容易出現(xiàn)粘著再撕脫的情況，這就會(huì)加重車輛機(jī)械零件的磨損。嚴(yán)重的情況，就是零件表面因?yàn)槟Σ炼鴮?dǎo)致破壞，最終使得機(jī)械零件無法正常工作，也為車輛的行駛安全埋下了巨大的安全隱患。

1.2 疲勞磨損

疲勞磨損是指摩擦表面部件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因?yàn)榻佑|應(yīng)力的作用，摩擦表面材料的疲勞損傷是由顆粒剝落和凹陷現(xiàn)象引起的。疲勞磨損的主要原因還是循環(huán)接觸應(yīng)力的作用，這一作用力周而復(fù)始，持續(xù)不斷，這就使摩擦副工作表面會(huì)形成裂紋，隨著裂紋的不斷擴(kuò)大，就會(huì)引起材料剝落，因此，疲勞磨損的程度取決于接觸運(yùn)動(dòng)的形式和強(qiáng)度；疲勞磨損主要會(huì)經(jīng)歷兩個(gè)過程，一是疲勞裂紋的產(chǎn)生，二是裂紋的擴(kuò)大直至表層微粒的脫落。汽車機(jī)械零件的疲勞磨損相對(duì)較小，多集中于傳動(dòng)、滾動(dòng)零件上，如傳動(dòng)齒輪副嚙合面、滾動(dòng)軸承中的滾珠等零件。疲勞磨損在零件上的表現(xiàn)形式是磨損表面出現(xiàn)裂紋和腐蝕點(diǎn)，麻點(diǎn)和顆粒凹坑增多，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生表層脫落，對(duì)于汽車機(jī)械零件而言，一旦出現(xiàn)疲勞磨損現(xiàn)象，零件的振動(dòng)和噪聲會(huì)加大，摩擦加劇，使零件失去工作能力，影響到汽車的安全和壽命[2]。

1.3 腐蝕磨損

車輛運(yùn)行中，如果有腐蝕性物質(zhì)產(chǎn)生，當(dāng)機(jī)械零件摩擦?xí)r，零件表面的材料經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)之后就會(huì)有新物質(zhì)產(chǎn)生，隨著機(jī)械零件之間的摩擦而出現(xiàn)破損。腐蝕磨損是在摩擦作用下，加之腐蝕物質(zhì)發(fā)揮作用而產(chǎn)生的。例如，在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸運(yùn)行時(shí)，氣缸中的燃油經(jīng)過燃燒之后就會(huì)有腐蝕性物質(zhì)產(chǎn)生，主要包括的氧化物為碳物質(zhì)、硫物質(zhì)以及氮和有機(jī)酸。水蒸氣對(duì)腐蝕起到了一定的催化作用。這些物質(zhì)接觸到氣缸壁上就會(huì)產(chǎn)生化學(xué)物質(zhì)。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水不超過60℃時(shí)，氣缸中的水蒸氣就會(huì)液化并附著在氣缸壁上，各種酸性腐蝕物質(zhì)生成就會(huì)對(duì)氣缸壁進(jìn)行腐蝕，加快氣缸磨損速度。

2 車輛機(jī)械零件磨損的預(yù)防措施

2.1 粘著磨損的預(yù)防措施

粘著磨損往往容易發(fā)生在油膜破裂、潤(rùn)滑不好以及一些干摩擦的部位。因此，粘著磨損的預(yù)防不僅需要保證零件的材料質(zhì)量，也要選擇適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑物質(zhì)。在材料選擇方面，應(yīng)該采用耐摩擦的材料。那些互溶性小的材料可以有效減少摩擦表面的粘著傾向，因此，選擇合適的摩擦配對(duì)材料有利于減小粘著磨損。此外，還可以利用表面處理或者電鍍等技術(shù)，在零件表面加上一層保護(hù)層，以減小摩擦材料表面的互溶。而在摩擦材料表面的潤(rùn)滑方面，就需要保證這些表面有一些諸如潤(rùn)滑劑膜、邊界膜和油膜等容易剪切的膜。這些膜的存在，可以使得零件表面的摩擦更為柔性和順暢，就能有效降低摩擦表面接觸的剛度，因而可以使得車輛機(jī)械零件受到磨損的破壞程度大大降低。但需要注意的是，這些易剪切的薄膜應(yīng)該進(jìn)行定時(shí)檢查，并按時(shí)更換。否則，這些薄膜被破壞之后，裸露出來的零件表面長(zhǎng)時(shí)間工作同樣會(huì)受到粘著磨損的破壞[3]。

2.2 疲勞磨損的預(yù)防

一是零件的質(zhì)量必須保證滿足要求。特別是要求零件表層材料品質(zhì)要切實(shí)得到保證，防止出現(xiàn)零件表面的缺陷，如軟點(diǎn)、夾雜物、劃痕凹坑和腐蝕坑等，這些地方都有可能成為裂紋的發(fā)生源。二是提高零件的表面品質(zhì)。零件表面粗糙度愈小，則抗疲勞磨損的能力就愈強(qiáng)。三是通過噴丸、激光表面沖擊、表面滲碳滲氮等表面改性工藝，使零件的抗磨損能力得到進(jìn)一步提高。

2.3 腐蝕磨損的 預(yù)防措施

車輛運(yùn)行的過程中，為了避免水蒸氣液化，就要保持發(fā)動(dòng)機(jī)處于高溫運(yùn)行狀態(tài)。這就需要減少車輛起動(dòng)的次數(shù)，盡量保持勻速行駛，急加速急減速都會(huì)導(dǎo)致氣缸中產(chǎn)生腐蝕介質(zhì)。對(duì)于容易遭到腐蝕磨損的機(jī)械零件表面要采取相應(yīng)的技術(shù)處理措施，通過使用防腐蝕保護(hù)層可以獲得良好的防腐蝕效果。

3 結(jié)語

車輛機(jī)械零件容易發(fā)生各種各樣的磨損問題，需要采取相應(yīng)的預(yù)防措施，為車輛使用安全提供保障。通過對(duì)車輛零件的磨損問題進(jìn)行分析，可以明確各種磨損現(xiàn)象的類型、成因及危害。在此基礎(chǔ)上，采取有針對(duì)性的預(yù)防措施，提高車輛零件生產(chǎn)質(zhì)量，對(duì)車輛零件表層進(jìn)行保護(hù)，并做好清潔工作，防止磨料雜物進(jìn)入，以有效降低車輛機(jī)械零件的磨損程度，延長(zhǎng)零件的使用壽命。