第1章汽车零件的耗损.ppt

第一章汽车零件的耗损,本章主要内容：1、汽车技术状况的变化2、汽车零件的耗损重点：汽车技术状况的分类及外观症状；摩擦与润滑；零件的磨损难点：汽车技术状况变化的类型；摩擦；疲劳损坏,一、汽车的技术状况,1、定义：是定量测得的，表征某一时刻汽车外观和性能的参数值的总和。2、表征汽车技术状况变化的参数分类结构参数表征汽车结构的各种特性的物理量（尺寸、声学、电学和热学的参数等）技术状况参数评价汽车使用性能的物理量和化学量（发动机的功率、转矩、油耗、声响等）,第一节汽车技术状况的变化,3、汽车技术状况变化的外观症状,1）动力性下降：（Vmax、t、爬坡能力、牵引能力）2）经济性变差：（燃油消耗量和润滑油消耗量增加（漏烧窜）、维修费用增加、运输效率降低）3）安全可靠性变差：（制动性能变差；操纵稳定性变差；故障增加（行驶中出现异响和异常振动、发热）；事故频发，停驶时间增加）4）公害增加：（排放和噪声超限、干扰电波）5）其它：（外观内饰、通过性、舒适性、操纵性、载重能力）,二、汽车技术状况变化的主要原因,1、汽车零件的耗损（失效）（1）磨损：形状、尺寸、表面性质改变配合性质改变。（2）变形：汽车零件在使用过程中，零件要素的形状和位置发生变化不能自行恢复的现象。（3）疲劳：零件在较长时间内由于交变载荷的作用，性能破坏，甚至产生断裂的现象。,（4）腐蚀：零件受周围介质作用而引起损坏的现象。（5）老化：汽车零件材料的性能随着使用时间的增长而逐渐衰退的现象。分自然老化和工作老化。汽车零件磨损和老化是导致汽车技术状况变差的主要原因。,2、使用条件对汽车技术状况的影响（1）道路条件道路状况和断面形状决定了汽车及总成的工况（载荷、速度、转矩、换档），从而决定汽车零部件和机构的磨损过程（2）运行条件交通流量（大：换档次数、车速低而曲轴转速高）,（3）运输条件经常处于频繁加速、减速、停车、怠速、制动等非稳定工况(4）气候条件环境温度、湿度和风速(5）维修水平维修水平普遍偏低，维修质量差，维修竣工汽车仍可能是处在故障状态的。（应及时维修，该修的及时修，不该拆的不拆；完善检测手段、设备、技术；提高维修技术、维修质量。）,第二节汽车零件的耗损,一、摩擦与润滑1、摩擦现象：相对运动（趋势）的物体F=f*W，F只与f、W有关，而与s、V无关。2、摩擦学：研究摩擦、磨损与润滑三者之间的关系一门学科,3、摩擦分类1)按运动方式分：滑动、滚动2)按运动状态分：静摩擦、动摩擦3）按摩擦表面的润滑特性分干摩擦：摩擦表面间无润滑剂和污染物时的摩擦。液体摩擦：两摩擦表面被连续的润滑油膜完全隔开时的摩擦。摩擦只发生在融化油膜的内部，摩擦系数仅有0.0010.01，故磨损率最小。液体润滑：动压和静压,形成理想液体动压润滑的基本条件是：）达到临界转速，足够的润滑油，良好的油性；）足够的接触面积，合理的形状和配合间隙；）不得超载边界摩擦：两摩擦表面被一层极薄的润滑油边界膜分开的摩擦。混合摩擦,二、零件的磨损磨损过程：有相对运动零件表面的物质不断损耗的过程。正常磨损：汽车零件磨损率在设计允许或技术文件规定的范围内。极限磨损：导致配合副进入极限状况，又不能保持技术文件规定的工作能力的汽车零件磨损量。允许磨损：小于极限磨损，尚能保持技术文件规定的工作能力，并受经济因素制约的汽车零件磨损量。磨损率：磨损量与产生磨损的行程或时间之比。,、粘着磨损摩擦表面相互接触，在接触点间由于分子引力粘附或局部高温熔着，使摩擦表面的金属发生转移引起发动机拉缸和曲轴烧瓦，磨损表面的外观呈鳞尾或麻点分：内部粘着磨损和外部粘着磨损。影响因素：材料特性、表面粗糙度、润滑油、运动速度、单位面积上的压力。,按磨损的机理分为：粘着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损。,、磨粒磨损摩擦表面间，由于硬质固体颗粒使相对运动的零件表面引起的磨损。如尘粒、磨粒（尘埃、磨屑）和碳粒等划伤工作表面磨损表面外观呈擦伤、沟纹或条纹状特点：磨损率与摩擦速度、磨粒硬度成正比，与磨粒颗粒大小有关。形式：碰撞冲击、研磨、擦伤、疲劳剥落、塑性挤压。减轻措施：加强“三滤”，提高表面硬度、耐磨性。,、疲劳磨损在纯滚动或同时带有滑动的滚动条件下，发生在材料表层的疲劳破坏现象。汽车的齿轮、凸轮、滚动轴承座圈与滚子等磨损表面外观呈裂纹或点蚀状。,、腐蚀磨损摩擦材料与周围介质发生化学变化或电化学相互作用引起的磨损。又分为：）氧化磨损摩擦表面与大气中氧的相互作用，在摩擦过程中，氧吸附在摩擦表面上，并向内层扩散，其作用与摩擦条件有关。氧化磨损在汽车零件中是普遍存在的，磨损率比其它磨损小，是因为表面的氧化膜对零件的抗磨粒磨损有一定的保护作用。）特殊介质中的腐蚀磨损摩擦副在酸、碱和盐等特殊介质中形成的腐蚀磨损其磨损特征是磨损速度极快,）穴蚀：与液体接触的金属表面在相对运动过程中产生的一种表面破坏现象。柴油机湿式气缸套外壁磨损机理：气泡的形成和溃灭的反复作用,穴蚀的影响因素及防止措施（1）缸套的结构影响（不等厚）（2）修理质量及装配质量的影响（3）冷却方面的影响（4）材料的影响（5）柴油机工作粗暴性的影响（6）零件表面粗糙度的影响,、提高零件耐磨性的途径）结构措施a.提高零件结构的合理性，改善配合件的摩擦条件；b.采用自动变速器使发动机经常工作在最佳工况，减小配合副的动负荷；c.选取最佳摩擦材料、几何形状、表面粗糙度、尺寸精度和润滑状况等。,）工艺措施a.改善零件摩擦表面微观结合特性、零件尺寸精度、形状精度等b.零件的平衡、装配质量c.合理的磨合规范和优良的磨合质量,3）使用措施a.正确的驾驶操作b.科学的技术维护c.建立汽车技术状况监控体系,三、零件的疲劳损坏零件的疲劳：零件在较长时间内由于交变载荷的作用，性能破坏，甚至产生断裂的现象。包括高应力低周期疲劳、低应力高周期疲劳、腐蚀疲劳、热疲劳等，如曲轴和转向节轴的疲劳断裂，齿轮轮齿折断。,1、疲劳断裂的特点1）断裂时应力远远低于材料的强度极限，甚至低于屈服点；2）在交变应力的作用下的疲劳断裂，在断裂前不会发生明显的塑性变形，断裂是“突发性”的，会引起致命故障：机械故障（曲轴断裂）和交通事故（转向节断裂）。,2、疲劳裂纹产生取决于三个因素1）交变应力的大小-晶格发生扭曲；2）交变载荷循环次数；3）材料的疲劳强度。,3、影响疲劳断裂的因素及减轻措施,1）过负荷的影响：过负荷严重，疲劳极限下降-正确的驾驶操作（防超载、超速、急制动、冲击）；2）次负荷的锻炼：合理的走合、磨合，提高疲劳极限。3）环境介质：尽量防止酸、碱、盐和过度潮湿等腐蚀介质引起的腐蚀磨损和疲劳损坏；4）温度：温度上升，金属的变形抗力下降，疲劳极限下降；,5）表面粗糙度：保证原厂的表面粗糙度；6）应力集中：过渡园角R应尽可能大些，油孔，避免形成新的危险断面；7）表面强化：合理使用表面强化工艺，提高表面强度，提高疲劳极限；8）工艺设计：保持零件上的工艺结构符合原厂设计的规定，冷压校正后应消除残余应力；9）晶相组织：细化晶粒，提高疲劳极限。,四、零件的变形,1、定义：汽车零件在使用过程中，零件要素的形状和位置发生变化不能自行恢复的现象。包括弹性变形、塑性变形，如曲轴的弯曲、扭曲、基础件变形。,2、造成零件变形的原因1）热应力：铸造件的壁厚不一，冷却速度、收缩时间不一，零件中的残余应力没有彻底消除；内应力：未经时效处理或时效处理不当，内应力松弛；2）外载荷的作用：汽车过载或受力不均匀，造成应力的再分配；3）金属材料的弹性极限随温度的升高而下降；4）维修过程的影响：堆焊、压力加工等。,五、零件的腐蚀,零件受周围介质作用而引起损坏的现象。包括化学腐蚀、电化学腐蚀、穴蚀。1、化学腐蚀失效机理金属零件与介质直接发生化学作用而引起的损伤。金属在干燥空气中的氧化及在不导电介质中的腐蚀。如铁在干燥空气中的氧化作用：4Fe+3O22Fe2O3；3Fe+2O2Fe3O4,2、电化学腐蚀失效机理两种金属在一个导电溶液中形成一对电极，产生电化学反应而发生腐蚀，使充当阳极的金属被腐蚀。防止方法：覆盖保护：金属性（镀铬、镀锡）非金属性（油漆、塑料）利用化学或电化学方法在表面生成一层致密的保护膜（发蓝、磷化），都是防止电化学腐蚀的有效方法。,六、零件的老化,汽车零件材料的性能随着使用时间的增长而逐渐衰退的现象。包括龟裂、变硬，如橡胶轮胎、塑料器件的老化。橡胶和塑料材料的老化分为：自然老化单纯随时间延长而发生龟裂、脆化工作老化由于工作应力造成的老化CA1091型汽车制动室膜片规定的周期：营运车为6000km，非营运车为一年。,1）汽车