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文檔簡介

1、汽車零件失效理論2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第1頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四第二章 汽車零部件失效理論要點: 1、汽車零部件失效的概念、分類及原因 2、汽車零部件失效機理、特征及規(guī)律 3、提高汽車可靠性和使用壽命的途徑 2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第2頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四2-1 汽車失效規(guī)律技術狀況參數:評價汽車使用性能的物理量和化學量。如發(fā)動機的輸出功率、轉矩、油耗、排放,汽車噪聲和踏板自由行程等。一、汽車技術狀況1.汽車技術狀況概述 汽車技術狀況是指能夠定量測得的、表征某一時刻汽車外觀和性能的參

2、數值的總和。表征汽車技術狀況的參數結構參數:表征汽車結構的各種特性的物理量。如幾何尺寸、聲學、電學和熱學參數等。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第3頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四汽車技術狀況的表述汽車完好技術狀況 指汽車完全符合技術文件規(guī)定要求的狀況,即汽車技術狀況的各種參數值都符合技術文件的規(guī)定。汽車不良技術狀況 指汽車不符合技術文件中規(guī)定的任一要求的狀況。處于不良技術狀況的汽車有以下幾種可能:主要使用性能指標不符合技術文件的規(guī)定;主要使用性能指標完全符合技術文件的規(guī)定,僅外觀、外形及其他次要性能參數值不符合技術文件的規(guī)定,且不影響汽車完全發(fā)揮自身的功能

3、。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第4頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四2.汽車的工作能力與汽車故障汽車的工作能力 汽車按技術文件規(guī)定的使用性能指標,執(zhí)行規(guī)定功能的能力,稱為汽車的工作能力。汽車故障 汽車故障是指汽車部分或完全喪失工作能力的現象。 只要汽車的工作能力遭到破壞,汽車就處于故障狀態(tài)。如汽車的油耗或排放超出了技術文件的規(guī)定,汽車雖然仍可繼續(xù)行使,但它是處于故障狀態(tài)的。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第5頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四3.汽車技術狀況變化的外觀特征1)汽車動力性變差。(功率、加速時間)2)汽車燃料消

4、耗量和潤滑油消耗量顯著增加。3)汽車制動性能變差。4)汽車操縱穩(wěn)定性能變差。5)汽車排放和噪聲超限。6)汽車在行使中出現異響和異常振動,存在著引起交通事故或機械事故的隱患。7)汽車的可靠性變差,使汽車因故障停駛的時間增加。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第6頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四二、汽車零部件失效規(guī)律1.失效的概念失效 汽車零部件失去原設計規(guī)定的功能成為失效。 失效不僅是指完全喪失原定功能,而且還包含功能降低和有嚴重損傷或隱患,繼續(xù)使用會失去可靠性和安全性的零部件。失效模式 是指失效件的宏觀特征。失效機理 導致零部件失效的物理、化學或機械的變化原因

5、。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第7頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四 2.汽車技術狀況的變化類型 漸進型 汽車技術狀況的參數是隨行使里程或時間作單調變化的,可用一定的回歸函數式表示其變化律。 對于漸進性故障,原則上可通過及時的維修來防止故障的發(fā)生;同時,還可以通過其變化規(guī)律來預測故障的發(fā)生和對汽車進行不解體檢測。 汽車零部件的磨損、間隙變化和機油消耗量以及潤滑油中雜質的含量都按這一規(guī)律變化。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第8頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四 突發(fā)型 汽車技術狀況的變化過程是隨機的,沒有確定的形式,無規(guī)律

6、可循,即汽車的總成或部件達到極限狀態(tài)時間是隨機的、偶發(fā)的。 一般受汽車的使用條件、操作水平、零件材料的不均勻性及隱傷和缺陷等隨機因素所影響。如車架、曲軸、轉向節(jié)指軸的疲勞斷裂,就會在瞬間使汽車喪失工作能力,而與進入故障的概率和汽車過去的工作狀況無關。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第9頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四三、汽車失效的原因設計制造:設計不合理、制造工藝不當、材料選擇不當、加工及配合精度不夠等;(案例:巴盟噔口農用車轉向節(jié)指軸斷裂)使用與維修 :超載、超速、潤滑效果不良、濾清效果不好、違反操作規(guī)程等;零件清潔度不夠、裝配不良、零件修復工藝不當等。工

7、作條件: 1)道路條件的影響 路面的平整度; 2)運行條件的影響 交通流量; 3)運輸條件的影響 作業(yè)性質; 4)氣候條件的影響 環(huán)境溫度、濕度和風速。零件耗損:磨損、變形、疲勞斷裂、腐蝕、老化。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第10頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四2-2 汽車零部件失效分析 汽車零部件的失效分析,是研究汽車零部件喪失規(guī)定功能的原因、特征和規(guī)律,其目的是提高汽車的可靠性和使用壽命。磨損:磨料磨損、粘著磨損、疲勞磨損、 腐蝕磨損、微動磨損;老化:龜裂、變硬。一、汽車零部件失效類型變形:彈性變形和塑性變形;疲勞斷裂:高應力低周疲勞、低應力高周疲勞

8、、腐蝕疲勞、 熱疲勞;腐蝕:化學腐蝕、電化學腐蝕、穴蝕;2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第11頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四二、汽車零件摩擦基礎知識1.概念 兩物體之間相互運動,使其接觸表面產 生運動阻力的現 象稱為摩擦。2.分類 按零件表面潤滑狀態(tài)的不同,摩擦可分為以下四種類型。固體摩擦(干摩擦) 摩擦副之間完全沒有潤滑介質時的摩擦。 處于干摩擦狀態(tài)下的摩擦副表面會產生較大的運動阻力,使零件表面急劇磨損;所以,汽車上除了有意加以利用的特殊場合外,一般不希望發(fā)生干摩擦。 汽車上離合器、制動器的摩擦副屬于干摩擦;氣缸壁上部與活塞環(huán)之間以干摩擦和邊界摩擦為主;

9、曲軸軸徑和軸承之間,在工作過程中受沖擊載荷作用時會出現干摩擦。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第12頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四流體摩擦(液體摩擦) 相對運動的摩擦副表面不直接接觸,而是被一層厚度為1.52.0m的潤滑油膜完全隔開的摩擦。 處于流體摩擦狀態(tài)下的摩擦副,其摩擦阻力很?。╧=0.0010.008),因此零件的磨損也非常輕微。 汽車上大部分摩擦副在正常狀態(tài)下都處于流體摩擦。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第13頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四邊界摩擦 在邊界摩擦狀態(tài)下,由于摩擦副表面之間的油膜厚度很小,在工作

10、中受沖擊載荷和高溫等作用很容易被破壞,所以不如流體摩擦可靠。 相對運動的摩擦副表面之間被一層極薄的(通常只有幾個分子直徑,1個分子直徑=10-10 m )、具有特殊性質的潤滑油膜所隔開的摩擦。 當流體摩擦的潤滑油膜形成的條件不斷惡化時(如潤滑油粘度變低、摩擦副表面相對運動速度持續(xù)降低或外載荷不斷增大),流體摩擦將逐漸演變?yōu)檫吔缒Σ痢?007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第14頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四 兩摩擦副表面之間同時存在干摩擦、流體摩擦和邊界摩擦的摩擦。 混合摩擦 把零件的摩擦分為干摩擦、流體摩擦和邊界摩擦只是為了討論問題方便而已。實際上,零件通常都是

11、在混合摩擦狀態(tài)下工作的;各類摩擦是可以相互轉換的,其摩擦狀態(tài)隨工作條件的變化而變化。如 :長時間停車后重新起動的發(fā)動機,其氣缸壁與活塞環(huán)摩擦副表面之間的摩擦。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第15頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四三、汽車零件磨損1.汽車零件磨損的概念 汽車零件的磨損是指零件工作表面的物質由于相對運動而不斷耗損的現象。磨損是伴隨摩擦而產生的必然結果,磨損的發(fā)生將造成零件形狀、尺寸及表面性質的變化,使零件的工作性能逐漸降低;磨損是個十分復雜的現象,它與零件的 材料、形狀、硬度、表面加工質量、受力狀況、工作條件(載荷、溫度、相對運動速度、潤滑條件)

12、等有關;磨損失效是影響汽車零件可靠性的主要因素,汽車上大約有75的零件是由于磨損而報廢的。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第16頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四2.汽車零件磨損的分類 按照零件的表面破壞機理和特征可將汽車零件的磨損分為:磨料磨損粘著磨損表面疲勞磨損腐蝕磨損微動磨損 各類磨損的內容及特點如下表。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第17頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第18頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四3.汽車零件磨損失效分析磨料磨損1)磨料磨

13、損的概念 物體表面與硬質顆?;蛴操|凸出物(包括硬金屬)相互摩擦引起表面材料損失的現象稱為磨料磨損。 磨科磨損是最常見的,同時也是危害最為嚴重的磨損形式。在各類磨損形式中,它大約占磨損總消耗的50。2)磨料磨損的失效機理 磨料磨損機理是屬于磨料的機械作用,這種機械作用在很大程度上與磨料的性質、形狀、尺寸大小以及載荷作用下磨料與被磨表面的機械性能有關;對于汽車零件磨料磨損的失效機理,目前存在四種假說。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第19頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四以微量切削為主的假說 磨料磨損是由于磨料從金屬表面切下微量切屑而造成的。其依據是實驗室里磨料磨

14、損試驗所獲得的磨屑像切削加工的切屑一樣,呈螺旋彎曲形。該假說人為: 當塑性金屬被固定的磨料摩擦時,在金屬表面發(fā)生兩個過程: 塑性擠壓形成擦痕 切削金屬形成磨屑在摩擦過程中,大部分磨料在金屬表面上只留下兩側凸起的擦痕,小部分磨料即棱面將切削金屬形成切屑。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第20頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四滾動接觸疲勞破壞產生的微粒多呈球形。以疲勞破壞為主的假說壓痕兩側金屬已經受到破壞,其它磨料很容易使其脫落。該假說認為金屬同磨料摩擦時,金屬的同一顯微體積經多次塑性變形,使金屬產生疲勞破壞,呈小顆粒從表層上脫落下來。但并不排除同時存在磨料直接切

15、下金屬的過程。以壓痕為主的假說對塑性較大的材料,磨料在壓力作用下壓入材料表面,在摩擦過程中,壓入的磨料犁耕另一金屬表面,形成溝槽,使金屬表面受到嚴重的塑性變形;2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第21頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四實驗證明,對于脆性材料,若磨料棱角尖銳、尺寸大,且施加載荷高時,以斷裂過程產生的磨損占主要地位,故磨損率很高。 3.汽車零件磨損失效分析以斷裂為主的假說該假說主要針對脆性材料,以脆性斷裂為主。當磨料壓入和擦劃金屬表面時,壓痕處的金屬產生變形,磨料壓入的深度達到臨界深度時,隨壓力面產生的拉伸應力足以使裂紋產生。裂紋主要有兩種形式,一種

16、是垂直于表面的中間裂紋,另一種是從壓痕底部向表面擴展的橫向裂紋。在這種壓入條件下,橫向裂紋相交或擴展到表面時,材料微粒便產生脫落、形成磨屑。由于裂紋能超過擦痕的邊界,所以斷裂引起的材料遷移率可能比塑性變形引起的材料遷移率大得多。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第22頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四3)磨料磨損的特點V磨損體積;W法向載荷;L摩擦副表面相對滑移距離;y材料的屈服極限;H摩擦副中較軟一方的硬度;K磨料磨損系數,與摩擦條件(摩擦材料的性質、磨料的 性質及潤滑條件等)有關。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第23頁,共113頁,2022年,5

17、月20日,9點47分,星期四3)磨料磨損的特點磨損量與摩擦副所承受的發(fā)向載荷W、摩擦副之間的相對滑移距離L以及磨料的硬度成正比;磨損量與摩擦副材料的屈服極限y、硬度H以及摩擦副間的相對滑移速度成反比;在其他條件相同的條件下,磨料尺寸與摩擦副的配合間隙相近時,磨損量最大。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第24頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四創(chuàng)造良好的潤滑條件。4)減輕磨料磨損的措施對于汽車零件來說,磨料磨損的發(fā)生一般處于兩種情況:粗糙的硬表面將軟的摩擦副表面劃傷;由于汽車工作環(huán)境所帶來的磨料以及摩擦表面脫落并在摩擦中被強化了的顆粒所產生的作用。因此,減輕磨料磨

18、損的具體措施有:汽車零件在設計上應選擇合適的耐磨材料;在制造過程中,應盡量提高零件的表面加工質量與硬度。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第25頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四4)減輕磨料磨損的措施在使用與維修中,應設法防止外界磨料進入各總成內部,并進行良好的維護。避免汽車在含塵率大的土路上列隊行駛;防止燃油、潤滑油在存儲和運輸中混入雜質;改善“三濾”的濾清質量;密封曲軸箱、變速器殼體、驅動橋殼體、進氣管接頭等;加強總成裝配前的清潔工作。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第26頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四3.汽車零件磨損失

19、效分析粘著磨損1)粘著磨損的概念 摩擦副相對運動時,由于固相焊合作用的結果,造成接觸面金屬耗損的現象,稱為粘著磨損。 粘著磨損是缺油或油膜被破壞后(大負荷、高溫等),發(fā)生干摩擦的結果。嚴重時會使摩擦副咬死,如“抱軸”。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第27頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四2)粘著磨損的失效機理第一類粘著磨損(冷焊)缺油或油膜被破壞零件表面的微凸體直接接觸接觸面積小、接觸應力大當接觸應力超過材料的屈服極限時微凸體塑性變形冷焊粘著粘著點剪斷再粘著再剪斷零件表面材料不斷耗損。第二類粘著磨損(熱磨損)缺油或油膜被破壞干摩擦摩擦功轉化成熱量零件表面接觸

20、點溫度升高接觸點軟化或熔化粘著剪斷再粘著再剪斷零件表面材料不斷耗損。嚴重時會造成相對運動的停止,如“抱軸”、“拉缸”。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第28頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四3)粘著磨損的特點磨損量V與摩擦副所承受的發(fā)向載荷W、摩擦副的相對滑移距離L成正比;磨損量與摩擦副材料的屈服極限y、硬度H成反比;對于不同的配對材料、不同的潤滑條件、不同的表面狀況,粘著磨損系數K也不相同;磨損量V與粘著點發(fā)生剪切的位置有關:2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第29頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四外部粘著:如果粘著點的結合強

21、度比基體金屬強度低,剪切將發(fā)生在粘著點的界面上,這時,表面材料的轉移極其輕微,滑摩面也較平滑,只有輕微的擦傷。 當氣缸與活塞、氣門挺柱與凸輪處的潤滑油膜遭到破壞時,可能發(fā)生這種情況。內部粘著:若粘著點的結合強度比基體金屬強度高,剪切將發(fā)生在原子結合力較弱一方的金屬內部,這就必然伴隨著金屬從從一個摩擦表面轉移到另一個表面,且發(fā)生轉移的金屬量較大。氣缸與活塞由于發(fā)動機過熱或裝配間隙過小所造成的“拉缸”;曲軸軸徑與軸瓦由于缺油或裝配間隙過小所造成的“抱軸”;(案例:武川 解放自卸車發(fā)動機“抱軸”)驅動橋主減速器圓錐齒輪因用油不當或調整不佳而造成的劇烈磨損。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第

22、30頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四設法減小粘著磨損系數K。選用不同金屬或互溶性小的金屬組成摩擦副;選用金屬與非金屬材料組成摩擦副;合適的表面粗糙度;創(chuàng)造良好的潤滑條件。汽車在使用過程中應避免長時間超載運行。零件制造時應盡可能提高配合副表面硬度。4)防止或減小粘著磨損的措施2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第31頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四防止熱磨損的發(fā)生。設法減少摩擦區(qū)域形成的熱量,使摩擦區(qū)域的溫度低于金屬熱穩(wěn)定性的臨界溫度和潤滑油熱穩(wěn)定性的臨界溫度:在設計上,采取摩擦區(qū)域強制冷卻的結構;在維修中,注意摩擦副的配合間隙;走合期要

23、低速輕載;采用合適的潤滑劑和表面化學處理形成表面膜。 (磷化、鍍銅)設法提高金屬熱穩(wěn)定性和潤滑油熱穩(wěn)定性,選用熱穩(wěn)定性高的合金鋼并進行正確的熱處理。3.汽車零件磨損失效分析4)防止或減小粘著磨損的措施2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第32頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四1)疲勞磨損的概念 兩接觸表面在交變接觸壓應力的作用下,材料表面因疲勞而產生物質損失的現象。 汽車上較易出現該類磨損的配合副通常有:齒輪副、凸輪副、滾動軸承以及巴氏合金軸承表面材料的疲勞剝落等。這些摩擦副共同的工作特點是:摩擦表面的相對運動形式為滾動或滾動+滑動。3.汽車零件磨損失效分析疲勞磨

24、損2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第33頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四2)疲勞磨損的失效機理 表面疲勞磨損是疲勞和摩擦共同作用的結果,其失效過程可分為兩個階段:首先是疲勞核心裂紋的形成,然后是疲勞裂紋的發(fā)展,直至材料微粒的脫落。 對于表面疲勞磨損初始裂紋的形成有以下三種理論。最大剪應力理論油楔理論過渡區(qū)理論2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第34頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四在純滾動狀態(tài)下,由于接觸表面彈性變形的結果,最大壓應力發(fā)生在表面上,而最大剪應力發(fā)生在表面以下0.393B處,即次表層內。最大剪應力理論裂紋起源次表

25、層 在載荷的反復作用下,裂紋首先在此附近發(fā)生,并沿最大剪應力方向擴展到表面,形成磨損微粒脫落。(磨屑形狀多為扇形,在摩擦表面上留下各種形狀的“痘斑”狀點坑)。 裂紋的產生一般都是由于在剪應力作用下,因塑性變形而引起的,如圖所示。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第35頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四若摩擦表面的相對運動為“滾動+滑動”時,則表面以下的剪應力分布應為純滾動與純滑動剪應力分布的復合狀態(tài),即最大剪應力的位置隨著滑動分量的增加向表層移動,則破壞位置也隨之向表層移動。最大剪應力理論裂紋起源次表層 有時,真實零件表層中的原始裂紋不一定在最大剪應力區(qū)產生,而

26、可能發(fā)生于表面以下的有雜質、孔隙、微觀裂紋或其他內部缺陷等薄弱環(huán)節(jié)處。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第36頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四 在滾動+滑動的接觸過程中: 外載荷、表層應力、摩擦力表層塑性變形表面硬化初始裂紋沿與表層小于45夾角擴展油楔作用擴展脫落。 在接觸表面留下深淺不同的麻點剝落坑,其深度一般為0.10.2mm.油楔理論裂紋起源于摩擦表面2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第37頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四 表層經過強化處理的零件(滲碳、淬火等),其接觸疲勞裂紋往往出現在硬化層與芯部過渡區(qū)。這是因為該區(qū)域

27、所承受的剪切應力較大,而材料的抗剪切強度較低。 實驗表明,只要該處承受的剪切應力與材料的抗剪切強度之比大于0.55時,就有可能在過渡區(qū)形成初始裂紋,裂紋平行于表面擴展后,再垂直向表面發(fā)展而出現表層大塊狀脫落。 一般地講,當硬化層深度不合理、芯部強度過低、過渡區(qū)存在不利的殘余應力時,容易在硬化層與芯部過渡區(qū)產生裂紋。2)疲勞磨損的失效機理過渡區(qū)理論裂紋起源于硬化層與芯部過渡區(qū)2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第38頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四材料:零件材料中含有非金屬雜質,特別是脆性夾雜物(如氧化鋁、硅酸鹽、氮化物等)時,零件表面易產生疲勞裂紋。(夾雜物與基

28、體的交界處引起應力集中)3)影響表面疲勞磨損的因素 表面疲勞磨損與零件的材料、熱處理的金相組織、表面粗糙度、接觸精度以及潤滑狀況等有關。強度與硬度:零件材料的抗斷裂強度愈大、硬度愈高,其抗疲 勞磨損能力愈強。強化層厚度:零件的強化層厚度要合理,使最大剪應力發(fā)生在 強化層內(0.393B),可提高抗疲勞磨損能力。表面粗糙度愈小、接觸精度愈高,其抗疲勞磨損能力愈強。 潤滑油粘度較高時,由于接觸面壓應力近乎均勻,同時油 液 不易滲入裂紋,從而提高了零件表面抗疲勞磨損能力。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第39頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四1)腐蝕磨損的概念 零件

29、表面在摩擦過程中,表面金屬與周圍介質發(fā)生化學或電化學反應,而出現物質損失的現象稱為腐蝕磨損。 腐蝕磨損是腐蝕和摩擦共同作用的結果;其表現的狀態(tài)與介質的性質、介質作用在摩擦表面上的狀態(tài)以及摩擦材料的性能有關。2)腐蝕磨損的類型 腐蝕磨損通常分為氧化磨損、特殊介質腐蝕磨損、氣蝕及氫致磨損。3.汽車零件磨損失效分析腐蝕磨損2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第40頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四氧化磨損 氧化磨損普遍存在于摩擦副中,其損壞特征是在金屬零件的摩擦表面上沿滑動方向呈現均勻細微的磨痕(如曲軸軸頸、氣缸、活塞銷、齒輪嚙合表面、滾珠或滾柱軸承等零件都會產生氧化磨

30、損)。氧化磨損的磨損率在各種磨損中是最小的,且氧化膜的生成還有利于防止粘著磨損。失效機理:由于金屬材料表面與空氣或潤滑油中的氧相互作用,使金屬表面生成單分子層氧化膜(當零件相對運動時,金屬表面和周圍介質之間相互作用的活性迅速增加,表面上形成氧化膜的速度更快)。如果摩擦表面微凸體上的氧化膜由于摩擦遭到破壞而脫落,那么在下一次摩擦接觸前又形成新的氧化膜,這樣反復進行而使零件表面產生氧化磨損。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第41頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四影響氧化磨損的因素 影響氧化磨損的因素有摩擦副的滑動速度、接觸載荷、氧化膜的硬度、介質中的含氧量、潤滑條

31、件以及材料性能等。 在載荷不變的條件下,氧化磨損量隨滑動速度變化而變化。磨損類型也在氧化磨損和粘著磨損之間相互轉化。當載荷超過某一臨界值時,磨損量隨載荷的增大而急劇增加,其磨損類型也由氧化磨損轉化為粘著磨損。 介質含氧量會直接影響磨損率,金屬在還原性氣體、惰性氣體、純氧介質中,其磨損值都比空氣中大。這是因為空氣中所形成的氧化膜強度高,與基體金屬結合牢固的緣故。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第42頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四鋼鐵零件表面生成的氧化膜較脆、易破裂,且與基體金屬之間的結合強度低,故易產生氧化磨損。鋁質零件表面生成的氧化鋁有韌性,且與基體結合牢

32、固,磨損率低。潤滑油膜能起到減磨和保護作用,減緩氧化膜生成的速度。 油脂與氧反應生成酸性氧化物時則會腐蝕摩擦表面。生產中有時利用危害性小的腐蝕磨損來防止危害性大的粘著磨損。如汽車后橋中采用雙曲線齒輪傳動,因雙曲線齒輪副接觸應力較大,極易產生早期粘著磨損。為此,在潤滑油中加入中性極壓添加劑,使油膜強度提高,寧可使其產生較低的氧化性的腐蝕磨損,而避免嚴重的粘著磨損出現。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第43頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四特殊介質腐蝕磨損 摩擦副與酸、堿、鹽等特殊介質作用生成各種產物,在摩擦過程中不斷被磨去的現象稱為特殊介質腐蝕磨損。其磨損機理與

33、氧化磨損相似,但磨損速度較快,磨損率隨介質的腐蝕性增大而變大。發(fā)動機氣缸壁是發(fā)生特殊介質腐蝕磨損的典型。 發(fā)動機氣缸內的燃燒產物中含有碳、硫和氯的氧化物、水蒸汽和有機酸等腐蝕性物質,可直接與缸壁起化學作用,也可溶于水形成酸類腐蝕缸壁,前者稱為化學腐蝕,后者稱為電化學腐蝕,其腐蝕強度與溫度有關。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第44頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四tk 一定壓力下水蒸氣凝結的露點。當t tk時,為化學腐蝕,腐蝕強度很高;當t tk時,為電化學腐蝕,隨著溫度升高,腐蝕強度逐漸增高,隨后又加?。辉趖k的附近,存在著一個腐蝕最小的理想區(qū)( tk tn

34、)。潤滑油氧化時將生成有機酸,對軸承材料中的鉛、鎘有很大腐蝕作用,開始時在軸承表面形成黑點,并逐漸擴展成海綿狀空洞,在摩擦過程中呈小塊剝落,因此要嚴格控制潤滑油中的酸值。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第45頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四氣蝕(穴蝕)氣蝕的概念: 氣蝕是當零件與液體接觸并有相對運動時,零件表面出現的一種損傷現象。 腐蝕磨損 發(fā)動機濕式缸套的外壁與冷卻液接觸的表面、滑動軸承在最小油膜間隙之后的油膜擴散部分(由于負壓的存在),都可能產生穴蝕。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第46頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期

35、四 失效機理: 氣蝕是由于沖擊應力而造成的表面疲勞破壞。液體與零件接觸的局部壓力低于當時水溫下水的飽和蒸汽壓時,水中將產生氣泡;同時溶解于水中的氣體也可能析出而形成氣泡。當氣泡流到高壓區(qū)時潰滅而產生極大的瞬間沖擊力和高溫。在氣泡形成和潰滅的反復作用下,便可使零件的表面產生疲勞而逐漸脫落為麻點,隨后成泡沫海綿狀。 氣蝕是一種比較復雜的破壞現象,它往往不單純是機械力所造成的破壞,液體的化學和電化學作用、液體中含有的磨料均可加劇這一破壞過程。氣蝕(穴蝕)2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第47頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四影響氣蝕的因素(以氣缸套為例)從力學角度講

36、,提高缸套的結構剛度,可減小振動強度,從而減輕氣蝕。采用上厚下薄的不等厚缸套;在缸套下部的密封膠圈上方裝置減振膠圈;增加承孔高度,減小配合間隙。活塞對氣缸的沖擊力、作用面積都會影響缸套的振動強度。合理分配活塞銷上下兩部分活塞重量以及活塞銷偏置,可減小活塞換向時的沖擊力。適當加長活塞長度,減小活塞的傾斜度,并使其與缸套的接觸面積增加,可減輕缸套的振動。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第48頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四修理裝配質量裝配位置誤差:活塞在氣缸內偏斜,會使活塞對氣缸產生附加載荷而增大缸套的振動;活塞氣缸的裝配間隙:缸壁間隙越小,活塞橫擺時引起的沖擊

37、力及由此引起的氣蝕也就越小。冷卻系的結構和冷卻特性冷卻水溫度:最易產生氣蝕的冷卻水溫度為40-60。因此,即使是為了減輕氣蝕也應保持發(fā)動機的正常工作溫度。(85-95 )冷卻水套的寬度:加寬水套,使冷卻均勻,減小氣泡爆破時的影響;消除局部渦流及死水區(qū);控制水泵排量。冷卻水套的潔凈程度:2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第49頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四使用優(yōu)質冷卻水。冷卻水中含有雜質,水易被分離而形成氣泡;冷卻水中加乳化劑。含鹽類和堿類的硬水,在腐蝕和穴蝕的作用下,其穴蝕的速度是清潔水的幾十倍。氫致磨損 含氫的材料,在摩擦過程中由于力學和化學作用而導致氫的

38、析出,氫擴散到金屬表面的變形層中,使變形層內出現大量的裂紋源,裂紋的產生和發(fā)展,使表面材料脫落。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第50頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四一類是構件原設計兩接觸面是靜止的,微動是由于配對組件之一受交變應力或振動引起的。如聯接件(花鍵、螺栓、銷)的接合面、靜配合的軸與孔的表面、金屬靜密封件等。 在這一類中,法向載荷往往很大,所以首要問題是微動磨損會使接觸處產生疲勞裂紋,降低構件的疲勞強度;其次才是因為微動磨損造成配合面的松動,而松動又有可能加速疲勞裂紋的擴展和磨損。微動磨損1)微動磨損的概念 微動磨損是在兩相互壓緊的金屬零件表面發(fā)生

39、微幅相對振動時所產生的一種特殊磨損形式。 在工程上, 微動磨損經常發(fā)生在機械零件中,通??煞譃閮深?。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第51頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四另一類是各種運動副在停止轉動時,由于環(huán)境振動而產生的微動。如軸承中的滾珠(柱)與滾道之間、鉸鏈聯接、電器觸點、各種柔性聯軸器和傳動裝置等。 在這一類中,主要因微動造成零件表面粗糙和磨屑聚集,使運動阻力增加或振動增大,嚴重時可膠合,造成運動失靈。如停止轉動的滾珠(柱)軸承,由于微動可在其滾道上產生所謂的偽布氏壓痕。典型實例:新車從生成廠地經火車、汽車或輪船運至用戶 處時,如果不采取措施,會比汽

40、車自行行駛同 樣距離對軸承損壞要嚴重的多。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第52頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四2)失效機理 接觸壓力使結合面上實際承載峰頂發(fā)生塑性變形和粘著,外界小振幅的振動將粘著點剪切脫落,脫落的磨屑和剪切面與大氣中的氧反應,發(fā)生氧化磨損,產生紅褐色Fe2O3的磨屑堆積在表面之間起著磨料作用,使接觸表面產生磨料磨損。如果接觸應力足夠大,微動磨損點形成應力源,使疲勞裂紋產生并發(fā)展,導致接觸表面破壞。 因此,微動磨損是一種復合形式的磨損。是粘著磨損、氧化磨損、磨料磨損三種磨損形式的組合。微小振動和氧化作用是促使微動磨損的主要因素。微動磨損20

41、07年6月能源與動力工程學院交通運輸系第53頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四材料的性能:選擇適當的材料組成配合副或提高硬度,都可以減小微動磨損。一般抗粘著磨損能力強,則抗微動磨損能力也好。載荷:滑動距離一定則微動磨損量隨載荷的增加面增加,但超過一定載荷后,磨損量將隨著載荷的增加而減少。因此,可通過控制預應力及過盈配合的過盈量來減緩微動磨損。3)影響微動磨損的因素2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第54頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四3)影響微動磨損的因素振動頻率與振幅微小振幅的振動頻率對鋼的微動磨損沒有影響;在大振幅振動的條件下,微動

42、磨損量隨振動頻率的增加而降低。潤滑條件 適當的潤滑可有效地改善抗微動磨損的能力,因為潤滑膜保護表面防止氧化。采用極壓添加劑或涂抹二硫化鉬都可以減少微動磨損。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第55頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四4.汽車零件磨損特性 汽車零件的磨損過程,即從開始工作直至最后失效,其磨損量與工作時間具有一定的規(guī)律零件的磨損特性。 遵循該磨損規(guī)律的曲線,稱為磨損特性曲線,汽車零件的正常磨損可分為三個階段。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第56頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四走合:新車或大修車運行初期,改善零件摩擦

43、表面機何形狀和表 面物理機械性能的過程。走合期() 隨著走合期的進展,兩摩擦表面配合狀況迅速改善,實際接觸面積迅速增加,使真實接觸點上的接觸壓力降低;配合間隙的增大和表面狀況的改善也有利于潤滑油膜的形成;此外,零件表面的金屬還發(fā)生了加工硬化。伴隨著以上現象的發(fā)生,零件的磨損率銳減,磨損也趨于正常。摩擦表面粗糙 形位誤差配合間隙小完整的潤滑油膜難以形成接觸面積小接觸壓力高潤滑油潤滑、冷卻、沖洗效果不顯著磨損率高2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第57頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四 汽車零件經過走合期后就進入了正常工作期。 由于零件已經過初期走合階段,摩擦表面真

44、實接觸面積、表面幾何形狀、摩擦副配合間隙都處于理想狀態(tài),真實接觸面上的壓力變小,油膜強度增大,再加上表面層強化作用明顯,因而磨損率最低,一般為一常數。因此,正常工作期內汽車零件的磨損量隨行駛里程的增加而緩慢增加,兩者呈線性關系。 在此期間,對發(fā)動機的主要摩擦副而言,造成磨損的主要原因是磨料磨損和腐蝕磨損。4.汽車零件磨損特性正常工作期()2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第58頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四 使用中的汽車進入改期后,由于配合間隙已達到或超過極限值,使零件表面間的沖擊載荷增大,而且,由于間隙過大,使?jié)櫥土魇乐?,流體潤滑油膜極易遭到破壞,從而

45、使零件的磨損量大幅度增加。 汽車進入極限磨損期后,如不進行修理而繼續(xù)使用,則會使汽車零件的磨損由正常磨損轉換為事故性磨損,造成零件迅速損壞,汽車的技術狀況急劇變壞,工作能力迅速下降。4.汽車零件磨損特性極限磨損期()2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第59頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四 汽車走合期與正常工作期的使用、維修水平都將影響磨損特性曲線的走向,從而影響零件的使用壽命。4.汽車零件磨損特性1(不足)2(不佳)3(不妥)4(良好)磨損量L1L2L3L4L(t)2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第60頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47

46、分,星期四 磨損通常是由多種磨損形式共同作用造成的,其磨損強度與零件的材料性質、加工質量以及工作條件等因素有關。材料性質 正確選用摩擦副材料是提高汽車零件耐磨性的一個重要手段。由于不同材料組成的摩擦副發(fā)生的磨損形式不同,所以在汽車修理特別是舊件修復過程中,選擇材料應有針對性。加工質量及表面處理 零件的加工質量主要是指表面粗糙度和幾何形狀誤差。表面粗糙值過大,會破壞油膜的連續(xù)性,造成零件表面凸起點的相互咬合;同時,腐蝕性物質更易沉積與零件表面,使腐蝕磨損加劇。5.影響汽車零件磨損的因素2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第61頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四幾何形

47、狀誤差過大,會造成零件在工作中受力不均勻或產生附加載荷,使磨損加劇。為了提高摩擦副表面的耐磨性,在零件制造過程中,往往采用許多表面處理方法:表面淬火、滲碳、碳氮共滲、磷化、鍍鉻、噴鉬,表面強化處理(滾壓、擠壓、噴丸)等?;钊h(huán)表面鍍鉻、噴鉬; 延長活塞環(huán)使用壽命35倍,減少氣缸磨損3040。驅動橋主減速器圓錐齒輪在熱處理及精加工后,予以厚度為0.0050.01mm的磷化或鍍銅、鍍錫處理,防止初期使用發(fā)生粘著、擦傷。案例:奔馳WDBNG67JX (350)發(fā)動機進水。(北京博瑞祥馳汽車銷售服務中心 )2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第62頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47

48、分,星期四工作條件 工作條件是指零件工作時的潤滑條件、運動速度、單位壓力以及工作溫度等。潤滑條件 減小摩擦與磨損的有效方法是在摩擦副之間建立并保持流體潤滑,使兩摩擦表面完全被油膜隔開。保證流體潤滑的條件:以適當的壓力供給必須的潤滑油;配合副表面的幾何形狀、尺寸及配合間隙能適應工作載荷、相對運動速度和潤滑油粘度的要求;選擇粘度適度和粘溫特性好的潤滑油并定期更換;在潤滑油中加入油性和極壓添加劑,能大幅度提高潤滑油膜的吸附能力以及油膜強度。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第63頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四運動速度零件相對運動速度的提高,有利于潤滑油膜的形成,使

49、磨損減輕;零件相對運動速度過快,使摩擦產生的熱量增加并不能及時散去,會導致潤滑油粘度下降,油膜變薄,承載能力降低,出現邊界摩擦甚至干摩擦,加劇零件磨損。單位壓力 零件表面上單位壓力升高,零件的磨料磨損增加。當 載荷超過油膜的承載能力時,摩擦表面的油膜將被破壞,引起粘著磨損。工作溫度溫度過高,使?jié)櫥驼扯认陆?,油膜變薄,磨損增加;溫度過低,腐蝕性介質更容易冷凝于零件表面,使腐蝕磨損增加。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第64頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四氣缸發(fā)生最大磨損部位(): 活塞行程上止點時第一道活塞環(huán)所對應的缸壁處。6.典型汽車零件摩擦副的磨損特點及

50、其分析氣缸孔沿圓周方向的磨損呈不規(guī)則的橢圓形,即出現較大的圓度誤差,其各方向的磨損量往往相差35倍。對于正常情況下的頂置氣門發(fā)動機而言,最大磨損一般偏于進氣門所在的缸壁一側。隨著活塞下行,缸壁的磨損逐漸減小;活塞環(huán)運動區(qū)域以外的氣缸上、下部的磨損量極小。氣缸活塞(活塞環(huán))1)氣缸磨損的特點 正常情況下,氣缸表面沿其高度方向,在活塞環(huán)運動區(qū)域內形成不均勻磨損,其特點是氣缸孔呈上大下小的錐形,并出現圓度誤差。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第65頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四工作氣體壓力的影響 在其他條件不變的情況下,摩擦副表面間法向載荷越大,磨損量就越大。

51、工作氣體壓力對發(fā)動機氣缸壁磨損的影響,是通過活塞環(huán)對缸壁的背壓來實現的。 由于第一道活塞環(huán)的背壓最大,可達到燃燒氣體壓力的76,以下逐到減小,而且在做功行程中,隨著活塞的下行氣缸容積不斷增大,活塞環(huán)背壓也逐漸減小。因此,在工作氣體壓力的作用下,氣缸壁的磨損量呈上大下小。2)氣缸磨損規(guī)律分析2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第66頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四 氣缸壁溫度和潤滑條件的影響 氣缸壁上部由于靠近燃燒室且暴露在高溫燃氣中的時間較長,因而溫度較高;相反,氣缸壁下部的溫度較低。 另外,氣缸壁一般采用飛濺潤滑方式,缸壁上部的潤滑油供應要靠活塞環(huán)的布油作用來

52、實現,從而使缸壁上部油膜的建立比較困難。 在潤滑條件較差的氣缸壁上部,由于缸壁的工作溫度高,使?jié)櫥偷恼扯认陆担湍ず穸冗M一步減??;因此,氣缸上部的磨損要大于下部。2)氣缸磨損規(guī)律分析2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第67頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四進氣磨料顆粒的影響 發(fā)動機進氣中不可避免地會有一些磨料顆粒,特別是當進氣系統的空氣濾清器失效時,大量的道路灰塵將進入氣缸。 進入氣缸的磨料顆粒首先以較高的濃度與上部缸壁接觸,然后才因活塞的下行與缸壁下部接觸;因而,進氣磨料所帶來的影響是使氣缸的磨料磨損在缸壁的上部大于下部。2)氣缸磨損規(guī)律分析2007年6月能

53、源與動力工程學院交通運輸系第68頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四腐蝕性產物的影響 燃料燃燒時會產生SO2等腐蝕性產物,這類物質可在缸壁上造成腐蝕磨損;尤其是在某些工況下,氣缸中可能出現水蒸氣凝結。雖然缸壁上的油膜對中性水有很強的防護能力,但溶解有腐蝕性產物SO2等的水可立刻侵蝕油膜,引起嚴重的金屬腐蝕。 由于氣缸壁上部的油膜較薄,容易被酸性水侵蝕,而且上部缸壁與腐蝕性介質的接觸時間較長,所以,氣缸壁上部的腐蝕性磨損強度高于氣缸壁下部。2)氣缸磨損規(guī)律分析2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第69頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四摩擦副運動

54、速度的影響 當摩擦副相對運動的速度很低時,流體潤滑的油膜不易形成,僅能維持邊界摩擦。 活塞運動到上、下止點時,在換向時刻與氣缸的相對運動速度為零,在上止點處必然發(fā)生邊界摩擦,因而磨損較大;而在下止點時,因原有的油膜較厚,雖不易出現邊界摩擦,但磨損仍比附近區(qū)域稍大。2)氣缸磨損規(guī)律分析氣缸的異常磨損“腰鼓形” 磨料磨損的磨損率與摩擦副相對運動的速度成正比,而活塞在氣缸中部的運動速度最快。 如果油底殼中的潤滑油含有過多的磨料顆粒,該顆粒所能達到的高度會出現較大的磨損,即氣缸中部磨損較大。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第70頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四3)針

55、對氣缸的磨損規(guī)律,在使用與維修中應注意的問題嚴格執(zhí)行走合期的各項規(guī)定,防止早期不正常磨損。 (里程、速度、載荷、駕駛操作、日常維護、走保等)正確使用車輛禁止汽車長時間超載、超速行駛。否則,將造成各摩擦副尤其是氣缸活塞摩擦副磨損加劇。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第71頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四日常使用中,主要保持發(fā)動機的工作溫度應保持在規(guī)定的范圍內(8595 ),以降低氣缸腐蝕磨損的程度。冷車起動時,應遵循操作規(guī)程,緩慢起動,以便為因停車流失而缺油的摩擦副表面提供足夠的潤滑油。盡量避免低速大負荷或猛加油工況(破壞油膜),應平穩(wěn)換擋,平穩(wěn)行駛。在壞路、

56、土路條件下行駛勿跟隨前車過近,以防進氣系統吸入過多灰塵。在特殊條件下(如低溫、高溫等),應采取具體措施,以防止摩擦副磨損加劇。適時地強制維護加強對發(fā)動機“三慮”系統的強制維護,按規(guī)定定期清理或維護。按規(guī)定定期更換機油,換油周期為二級維護周期,更應提倡按質更換。(磨料顆粒、高溫氧化、燃料稀釋)2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第72頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四根據汽車使用地區(qū)、氣候條件和發(fā)動機的負荷、溫度和磨損狀況等選擇合適的機油品種。嚴格控制修理質量氣缸孔加工完畢后,其表面粗糙度、圓度和圓柱度誤差都應符合要求。連桿的彎曲和扭曲誤差應符合要求。各配合件的位置

57、誤差應符合要求。 如氣缸軸線對曲軸軸承孔公共軸線的垂直度誤差按要求應不大于100:0.03,全長上應不大于0.05mm;當該誤差增加至0.10mm時,氣缸的磨損量會增加3040。注意裝配時零件的清潔度,并在室溫下進行裝配。注意裝配時各主要螺栓、螺母的擰緊力矩和順序。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第73頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四曲軸軸頸軸瓦 曲軸軸頸和軸瓦也是汽車發(fā)動機中一個主要的摩擦副,由于它承受往復運動慣性力和旋轉運動離心力以及連桿傳遞的活塞頂部氣體壓力的作用,因此,它的磨損是不均勻的,其大小與發(fā)動機的結構、負荷、轉速以及使用、維修等因素有關系。1

58、)磨損特點及規(guī)律曲軸軸頸磨損后易出現較大的圓度誤差。連桿軸頸的最大磨損處往往發(fā)生在其內側,即朝向主軸頸的一側;主軸頸最大磨損處往往發(fā)生在朝向連桿軸頸一側;連桿軸頸的磨損一般來說要大于主軸頸的磨損;多缸發(fā)動機曲軸主軸頸由于各自的最大磨損方位不同,從而造成主軸頸的軸線間的同軸度誤差加大。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第74頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四連桿軸頸磨損后較易出現圓柱度誤差。潤滑油中磨料顆粒的偏積現象;連桿彎曲變形、氣缸體變形。多缸發(fā)動機曲軸各軸頸的磨損程度不同。中間主軸頸和連桿軸頸磨損較大;兩端主軸頸磨損較大。 主軸瓦下片磨損大,連桿軸瓦上片磨損

59、大;因而,在發(fā)動機維護時,若檢查主軸瓦下片無損壞,一般不需要在檢查上瓦,對于連桿軸瓦則可采用上下片對調的方法,使其磨損均勻,延長壽命。2)針對曲軸軸頸-軸瓦的磨損規(guī)律,在使用與維修中應注意的問題(同氣缸活塞)磨料偏積2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第75頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四1)磨損特點及規(guī)律 齒輪的磨損主要表現為:齒面的表面疲勞磨損以及齒面相互滑動、研磨所造成的磨損。 由于傳動中齒面上各處的滑動速度不同,而導致潤滑油膜形成的條件也不一樣。齒輪副在節(jié)圓或節(jié)錐區(qū)域基本是滾動摩擦,油膜形成困難,易發(fā)生表面疲勞磨損。在高壓、高速滑摩引起局部高溫的作用下,

60、有時會在齒根附近發(fā)生粘著磨損(齒根處散熱條件差)。齒輪傳動中自表面脫落的顆粒、裝配中帶入的雜質、未清除干凈的型砂以及其他磨料都會引起磨料磨損。2007年6月能源與動力工程學院交通運輸系第76頁,共113頁,2022年,5月20日,9點47分,星期四2)減輕齒輪磨損的措施 汽車齒輪在規(guī)定范圍內的正常磨損是不可避免的,但當裝配、調整、潤滑或使用不當時,就會造成齒面的加速磨損。因此,在使用和維修中,為了減輕或消除齒輪的不正常磨損,應注意以下事項。齒輪箱(殼體)及其他零件的形位公差應在規(guī)定的范圍內;在修理過程中,各零件應保持清潔,并保證齒輪副嚙合印痕和嚙合間隙的正確;走合期和正常使用期內,應按規(guī)定里程

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