摘要：隨著車輛的越來越多，種類也越來越多，但是機(jī)械零件出現(xiàn)故障的情況也越來越嚴(yán)重，磨損是車輛機(jī)械零件的主要的失效形式，按磨損機(jī)理可分為粘著磨損、磨料磨損、疲勞磨損、腐蝕磨損、氣蝕和微動(dòng)磨損等，本文主要對(duì)車輛機(jī)械零件的磨損與預(yù)防進(jìn)行了探究，，其目的是采取合理的預(yù)防措施，可有效地提高車輛機(jī)械零件的使用壽命。

關(guān)鍵詞：車輛;機(jī)械零件;磨損與預(yù)防

1.前言

車輛機(jī)械零件的失效形式有很多種，包括磨損、疲勞、腐蝕等，其中磨損是最主要的失效形式，據(jù)統(tǒng)計(jì)有75%以上車輛機(jī)械零件報(bào)廢，是由磨損而引起的。主要是由于車輛機(jī)械零件長(zhǎng)期在高溫高壓的惡劣環(huán)境下工作，極易在零件表面產(chǎn)生磨損，造成零件失效報(bào)廢，致使車輛故障多發(fā)，使用性能降低，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致惡性交通事故。本文主要是從磨損的六個(gè)方面對(duì)車輛機(jī)械零件進(jìn)行了分析并且提出了具體的預(yù)防措施。

2.粘著磨損

粘著磨損，是指車輛機(jī)械零件摩擦表面相互接觸，在接觸點(diǎn)之間由于分子引力粘附或局部高溫熔著，使摩擦表面的金屬發(fā)生轉(zhuǎn)移而引起的磨損。

2.1表現(xiàn)形式及危害

粘著磨損會(huì)因兩摩擦面間的強(qiáng)度和硬度的不同而引起不同的磨損形式，主要表現(xiàn)為：輕微磨損，涂抹，擦傷，膠合和咬死五種形式。摩擦?xí)r潤(rùn)滑油膜破裂，摩擦副表面由于微觀粗糙而形成接觸點(diǎn)，產(chǎn)生分子吸附和原子吸附，甚至造成化學(xué)吸附，使接觸點(diǎn)形成強(qiáng)粘著。摩擦產(chǎn)生大量的熱，促使原子擴(kuò)散，又強(qiáng)化著微觀接觸點(diǎn)的粘著作用。使摩擦表面在相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，粘著點(diǎn)產(chǎn)生塑性變形乃至被剪切撕脫，轉(zhuǎn)移表面物質(zhì)。這樣通過粘著和撕脫的循環(huán)反復(fù)，形成粘著磨損。磨損表面的外觀呈現(xiàn)麻點(diǎn)。摩擦表面發(fā)生粘著磨損時(shí)，會(huì)使?jié)櫥湍て屏?，摩擦產(chǎn)生的熱量不能散發(fā)，粘著點(diǎn)產(chǎn)生塑性變形被剪切撕脫，再粘著然后撕脫;嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致摩擦表面被破壞，運(yùn)動(dòng)終止，釀成機(jī)械事故。

2.2預(yù)防措施

保證兩摩擦表面間具有易剪切的薄膜，主要有油膜、邊界膜等。兩摩擦表面必須形成合適的“楔形”間隙，且潤(rùn)滑油有必須有合適的粘度，才能形成油膜;適度調(diào)整車輛機(jī)械零件的配合副之間的間隙，各潤(rùn)滑部位必須選用合適的潤(rùn)滑油;在潤(rùn)滑油中加油性添加劑和抗磨添加劑，在摩擦?xí)r可在零件表面形成邊界膜。正確選擇合適的摩擦副配對(duì)材料。采用互溶性小的材料配對(duì)組成摩擦副，粘著傾向小，不易發(fā)生粘著磨損;或一組摩擦副中，選擇表層較弱的金屬，減少磨損量。

3.磨料磨損

磨料磨損是指摩擦面間由于硬質(zhì)顆粒或硬質(zhì)凸出物（磨料），使相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件表面材料損失，引起的磨損。

3.1表現(xiàn)形式及危害

在磨料對(duì)摩擦面產(chǎn)生微觀切削、擦傷、刮傷、沖擊下，摩擦面會(huì)產(chǎn)生擦痕、溝槽、凹坑、疲勞、微觀斷裂等磨料磨損破壞，這是車輛機(jī)械零件中最常見、危害最大的磨損形式，磨損表面外觀呈擦傷、溝紋或條紋狀。此磨損會(huì)大大降低燃油系的壽命，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼潤(rùn)滑油中的雜質(zhì)（磨料）增加時(shí)，會(huì)破壞潤(rùn)滑油膜、拉傷零件表面，使零件表面磨損加劇，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使零件運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)卡的情況。

3.2預(yù)防對(duì)策

阻止磨料進(jìn)入摩擦副之間。車輛使用時(shí)要按時(shí)、按質(zhì)對(duì)空氣濾清器、燃油濾清器和機(jī)油濾清器清潔和更換;并保證各管路接頭和接合面處無松動(dòng)。車輛的維修保養(yǎng)場(chǎng)所要環(huán)境清潔、空氣中含塵量小和地面塵土少;裝配前，清洗干凈。

4.疲勞磨損

疲勞磨損是指有相對(duì)滾動(dòng)的零件摩擦面，在接觸應(yīng)力周期性的作用下，摩擦面材料發(fā)生疲勞破壞和微粒脫落的現(xiàn)象。

4.1表現(xiàn)形式及危害

它與疲勞斷裂破壞的區(qū)別是在摩擦表面微觀凸蜂的周期性載荷作用下，使微觀接觸點(diǎn)產(chǎn)生塑性變形，造成殘余應(yīng)力、由于應(yīng)力集中形成微觀裂紋，微觀裂紋隨摩擦進(jìn)程的延續(xù)進(jìn)一步擴(kuò)大并交織在一起，最后圍成面積而剝落。疲勞磨損表面外觀呈現(xiàn)裂紋或點(diǎn)蝕狀，甚至出現(xiàn)疲勞脫層。

4.2預(yù)防措施

提高零件表層材料的品質(zhì)，減少零件表層材料內(nèi)的非金屬夾雜物和其他雜質(zhì);減少零件表面的缺陷，如軟點(diǎn)、夾雜物、劃痕凹坑和腐蝕坑等，這些地方都可能成為裂紋的發(fā)源地。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愈強(qiáng)。通過噴丸、激光表面沖擊、表面滲碳滲氮等表面改性工藝，使零件表面獲得殘余壓應(yīng)力，從而提高零件的抗疲勞磨損能力。

5.腐蝕磨損

腐蝕磨損是指機(jī)械零件在腐蝕性的氣體或液體環(huán)境中，相對(duì)滑動(dòng)摩擦?xí)r，摩擦表面材料與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)，生成新的物質(zhì)，這些腐蝕產(chǎn)物在摩擦過程中被磨掉而引起的材料損失現(xiàn)象。腐蝕磨損是腐蝕和摩擦共同作用的結(jié)果。

5.1腐蝕磨損的分類

腐蝕磨損可分為氧化磨損和特殊介質(zhì)腐蝕磨損。氧化磨損：是指在摩擦過程中，零件摩擦表面的金屬材料與周圍的氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成金屬的氧化物，在摩擦過程中，金屬氧化物不斷磨掉的現(xiàn)象。零件發(fā)生氧化磨損時(shí)，摩擦面材料與大氣中的氧相互作用，氧吸附在摩擦面上，并向內(nèi)層擴(kuò)散。在摩擦面發(fā)生塑性變形的同時(shí)，表面形成化學(xué)吸附膜、氧的固溶體膜和金屬氧化物。這些脆性的氧化產(chǎn)物在摩擦產(chǎn)生的切向力和正壓力作用下，與表面分離，使摩擦面產(chǎn)生的磨損。氧化磨損是一種緩慢的磨損形式，零件磨損表面較光滑。特殊介質(zhì)腐蝕磨損：是指零件摩擦表面的金屬材料與周圍腐蝕介質(zhì)（如酸、堿、鹽等）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成腐蝕產(chǎn)物，或與周圍介質(zhì)形成為電池產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，造成摩擦表面材料不斷損失的現(xiàn)象。零件發(fā)生特殊介質(zhì)腐蝕磨損時(shí)，其作用機(jī)理類似氧化磨損，所不同的是特殊介質(zhì)腐蝕通過化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生腐蝕產(chǎn)物。特殊介質(zhì)腐蝕磨損一般較劇烈，磨損速度極快，危害程度較大。

5.2減少腐蝕磨損發(fā)生的措施

首先，車輛在使用過程中，要注意避免發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期在低溫下工作，避免車輛頻繁啟動(dòng)或在行駛中突然加減速，以減少腐蝕介質(zhì)的產(chǎn)生。其次，對(duì)易發(fā)生腐蝕磨損的零件進(jìn)行表面改性處理，通過鍍鉻、鍍錫、覆蓋油漆、塑料等非金屬層、激光熔覆等獲得防腐蝕保護(hù)層，或通過零件發(fā)藍(lán)、磷化等工藝，在零件表面生成一層致密的保護(hù)膜，減緩零件的腐蝕磨損。

6.氣蝕

氣蝕也稱穴蝕，是指當(dāng)機(jī)械零件與液體接觸并有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，液體在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的氣泡破裂沖擊零件金屬表面，造成零件表面疲勞破壞微粒脫落的現(xiàn)象。減少氣蝕破壞的措施：一是防止和減少氣泡的形成。二是如不可避免產(chǎn)生氣泡時(shí)，要設(shè)法使氣泡在遠(yuǎn)離機(jī)件表面的地方破裂。增加氣缸套的剛度，減小缸套的振動(dòng)，減少氣泡的產(chǎn)生;增加水套的寬度，減少氣泡破裂時(shí)的影響;消除管路中的渦流區(qū)和死水區(qū)，將氣泡帶走;在冷卻液中加入防銹乳化油，都可以減少氣蝕的發(fā)生。

7.微動(dòng)磨損

微動(dòng)磨損是指兩個(gè)互相接觸并壓緊的表面間，發(fā)生低幅（100μm以下）往復(fù)切向振動(dòng)時(shí)，零件表面材料微粒脫落的現(xiàn)象。

7.1表現(xiàn)形式及危害

微動(dòng)磨損發(fā)生在相對(duì)靜止的零件表面，如發(fā)動(dòng)機(jī)固定處、螺栓聯(lián)接處、搭接接頭處、鍵聯(lián)接處、以及過盈配合的軸等處，特征是零件表面出現(xiàn)麻點(diǎn)或溝槽。微動(dòng)磨損的絕對(duì)磨損量雖然很小，但危害很大，不但使零件的配合精度下降，緊配合的零件松動(dòng)，更嚴(yán)重的是引起應(yīng)力集中，使零件的疲勞強(qiáng)度降低，導(dǎo)致零件疲勞斷裂。

7.2預(yù)防措施

減小零件配合表面之間的振動(dòng)，對(duì)緊配合的零件，應(yīng)有足夠的預(yù)緊力，如在螺栓連接中采用彈簧墊圈或非金屬墊圈預(yù)緊。在零件配合表面之問涂覆固體潤(rùn)滑劑，如二硫化鋁、聚四氟乙烯等，可以減緩件的微動(dòng)磨損。

8.結(jié)束語

綜上所述，車輛機(jī)械零件出現(xiàn)磨損的情況，通常是多種磨損機(jī)理綜合作用的結(jié)果，如發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸在工作過程中，會(huì)同時(shí)發(fā)生粘著磨損、磨料磨損、疲勞磨損、腐蝕磨損等多種磨損。如果這些磨損加起來就是機(jī)理綜合。要想延長(zhǎng)車輛機(jī)械的使用壽命，就必須對(duì)車輛機(jī)械零件磨損機(jī)理的分析;然后綜合各方面的因素對(duì)此進(jìn)行分析;最后采取合理的預(yù)防措施，合理規(guī)范地使用車輛，可有效地提高車輛機(jī)械零件的使用壽命，減少機(jī)械故障的發(fā)生，提高車輛的使用性能。

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作者簡(jiǎn)介：

夏李（1991.04.22-），本科，邵陽學(xué)院機(jī)械系。