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1、第二章汽车部件失效理论，第一节汽车失效规律第二节汽车部件失效分析，第一节汽车失效规律，第一节汽车技术状态的变化第一技术状态的分类表征汽车技术状态的参数两个茄子主要类别，一个是结构参数，另一个是技术条件参数。结构参数是表征汽车结构各种特性的物理量，如几何尺寸、音响、传记、热学的参数等。技术状况参数是评价汽车使用性能的物理量和化学量，如动机的输出功率、扭矩、油耗、声音、排放限制、踏板自由行程等。(1)汽车完整性技术状况。表示汽车完全符合技术文件规定要求的情况，即技术状况的各种参数值。(2)汽车不良技术情况。汽车不符合技术文件规定的任何要求的情况称为汽车不良技术情况。2汽车的工作能力和汽车故障汽车是

2、技术文件中规定的使用性能指标，执行规定功能的能力被称为汽车的工作能力或汽车的工作能力状态。3汽车技术状况变化的外观症状，(1)汽车动力下降。接近大修里程的汽车加速时间增加到2535，发动机的有效功率和有效扭矩低于原设计规定75。(2)汽车燃料消耗和润滑燃料消耗大大增加。(3)汽车制动性能下降。(4)汽车操纵稳定性下降。(5)汽车排放和噪音过剩。(6)汽车在行驶中发生转向和异常振动，造成车祸或机械事故的隐患。(7)汽车的可靠性变差，由于故障停运，汽车运行时间增加。第二，汽车故障规律1汽车技术状况变化的类型主要可分为两大茄子类别。一是变化过程具有确定的形式，即进度性。一种是变化过程未确定的形式，即

3、突发性。(1)渐进：其变化的过程特征是初始情况按行程顺序平稳、单调地转变到极限；(2)突发性：机器部件进入故障状态的形成与随机变量、故障情况无关。3、汽车故障的主要原因1汽车零部件的损失2使用条件对汽车技术状况的影响，(1)公路条件的影响。公路状态和截面形状等确定汽车和组件的工作条件(载荷和速度区域、传递的转矩、曲轴转速、变速次数和公路不平衡引起的动态载荷)，以确定汽车部件和机构的磨损状态，并影响汽车的工作能力。(2)运行条件的影响。主要是指交通流对汽车运行条件的影响。例如，货车在城市街道上的速度比郊区速度低50以上，引擎曲轴速度反而提高了35左右。移位次数增加了225倍。显然，这种工作条件必

4、然会加速汽车技术状况的恶化过程。(3)运输条件的影响。城市公交车经常在频繁启动、加速、减速、制动、停车为主的典型不稳定工作条件下工作，例如曲轴转速和润滑系统油压不能与负荷协调。加剧了次要润滑条件，使零件磨损比较稳定的工作条件大为恶化。(4)气候条件的影响1)环境温度的影响。2)环境湿度和风速的影响。环境湿度高，容易恶化汽车的运行条件，加速零件的腐蚀。湿度低，气候干燥，公路灰尘数量多，汽车零部件的工作环境、磨损也恶化。汽车不动，风速为1012m/s时，汽车的主要总成会润滑，专用液的冷却速度比无风时快1.52倍。(5)维修水平的影响。我国的大修引擎耐久性普遍不好，主要影响因素中维修水平低，维修设备

5、落后，维修质量约占40。第二节汽车部件失效分析，1，汽车失效类型按失效模式分类，汽车失效可分为磨损、变形、腐蚀、老化等5个茄子类别。()磨损包括磨料磨损、粘合磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损、微动磨损(例如气缸工作表面“气缸”、曲轴“轴”、齿轮表面和滚动轴承表面的麻点、坑等)。()疲劳破坏包括高应变低周疲劳、低应力高周期疲劳、腐蚀疲劳、热疲劳等(例如曲轴破损、齿轮齿破损等)。()腐蚀包括化学腐蚀、电化学腐蚀、孔侵蚀、缸套外壁麻点、孔等。()变形包括弹性变形、塑性变形(例如曲轴弯曲、扭转、基本零件(气缸体、变速器壳体、传动轴壳体)变形。老化包括裂纹、硬化、橡胶轮胎、塑料部件的老化等。第二，汽车部件磨损1

6、汽车部件的摩擦(1)概念：两个物体相对运动，在接触表面之间产生运动阻力的现象称为摩擦，这称为摩擦。(2)类型：根据零件表面润滑状态，摩擦可以分为四类：干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦。1)干摩擦：摩擦表面之间没有润滑介质时，摩擦称为干摩擦。2)液体摩擦：两个摩擦表面被润滑油完全分离时的摩擦称为液体摩擦。3)边界摩擦：两个摩擦表面用非常薄的润滑膜分离时的摩擦称为边界摩擦。4)混合摩擦：两个摩擦表面之间的干摩擦、液体摩擦和边界摩擦混合存在时的摩擦称为混合摩擦。2汽车零件的磨损(1)概念：零件摩擦表面的金属在相对运动中不断丢失的现象称为零件磨损。磨损的复本会引起零件外观尺寸和表面性质的变更，从而

7、逐渐降低零件的工作效能，但磨损有时会有帮助。例如，磨料(2)分类：根据摩擦原理，磨损可以分为磨料磨损、粘合磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损。1)磨料磨损：摩擦表面之间硬颗粒造成的磨损称为磨料磨损。称为磨料的牙齿硬颗粒主要来自空气中的灰尘、润滑油中的杂质以及运动中从零件表面脱落的金属颗粒。磨料磨损的形式：疲劳剥落或塑料挤压：磨料夹在两个摩擦表面之间，产生集中在金属表面的高应力，导致零件表面疲劳和剥落(如磨料进入齿面之间时疲劳和剥落)，塑料材料则在表面产生塑料挤压现象(如磨料进入轴承的塑料挤压)。划痕：气体和液体混合的磨料根据流体以一定的速度冲洗零件的工作表面，产生划痕，如柴机喷嘴的针阀对。磨料摩擦的影响

8、因素：磨料在摩擦表面之间经历的距离。磨料与金属表面的相互作用。零件硬度。磨料硬度。磨粒的大小。缓解磨料磨损的措施：汽车发动机磨料磨损主要由空气中的磨料引起，空气中的磨料主要是灰尘和沙粒，因此必须有过滤效果好的空气过滤器。燃料过滤器，柴油过滤的要求更加严格。润滑油过滤器，经常清洗机油过滤器。提高零件的耐磨性，提高零件表面的硬度，使表面硬度高于可能的磨料硬度，从而提高零件的耐磨性。2)粘合磨损：金属表面的油膜破坏时，摩擦表面之间的直接接触导致粘合，从而将一个零件表面的金属转移到另一个零件表面的磨损称为粘合磨损，主要是因为金属表面的负载大，温度高。粘合磨损的作用机理：由于零件之间的微观不平衡，实际接

9、触面积较小的接触中的大静态压力，即凸点的切向冲击接触点的油膜、氧化膜破坏、纯金属直接接触，提高了弹性变形和塑性变形零件之间的吸力。同时，摩擦引起的局部高温会从接触点发生组织变化、软化、熔化，并导致粘合和融合。在后续运动中，粘合点较弱的部位再次撕裂，强度较小的零件表面被部分金属撕裂，附着在强度较大的零件表面，导致零件的粘合磨损。粘合磨损的影响因素：材料特性的影响。脆性材料比塑料材料耐粘性好。零件表面粗糙度的影响。平滑度越高，磨损量越小。润滑油的影响。必须确保充分的润滑油，确保润滑油的粘度和工作温度，以避免在配合零件表面发生干摩擦，防止零件表面的氧化膜容易破坏。运动速度和单位面积压力的影响。零件的

10、运动速度越高，产生的摩擦热越多，载荷越大，摩擦力越大，粘合磨损就越容易发生。3)疲劳磨损：在交变载荷下，零件表面疲劳剥落的现象称为疲劳磨损，主要发生在纯滚动和滚动和滑动共存的摩擦状态下(例如齿轮齿侧)。分类：非增长性和可扩展性疲劳磨损非增长性疲劳磨损周期性接触压力应力作用，在摩擦表面出现小的麻点，但随着接触面积的增大，单位接触面积减小，停止扩大小的麻点。延展性疲劳磨损材料塑性不好时，接触表面产生大压力应力，表面产生小裂纹，金属脱落，形成小麻点，延伸到凹坑。防止部件继续工作。疲劳磨损机制：由于交替负载的反复作用，零件表面因反复弹性和塑性变形而疲劳，表面的薄弱部位首先出现微裂纹，如果润滑油锁定在裂

11、纹内部时零件的滚动方向与裂纹方向一致，则轧辊封闭裂纹入口时，封闭在裂纹中的润滑油在滚动挤压压力的作用下，起到裂纹裂开的作用，导致裂纹扩展，4)腐蚀磨损：零件摩擦表面因外部介质的作用，化学或电化学反应而产生的磨损称为腐蚀磨损。类型：化学腐蚀磨损、电化学腐蚀磨损、微动磨损、孔腐蚀化学腐蚀磨损：金属直接与外部介质化学反应而产生的磨损称为化学腐蚀磨损。电化学腐蚀磨损：外部介质中金属电化学反应引起的磨损称为电化学腐蚀磨损。微动磨损：零件的干涉配合表面部分受交变载荷或振动影响而产生的磨损称为微动磨损。气穴：液体和相对运动的固体表面，气泡破裂引起的局部高温和冲击高压引起的疲劳剥落现象称为气穴。3，影响汽车部

12、件磨损的因素和磨损规则(1)影响汽车磨损的因素：磨损通常由多种磨损形式的共同作用引起，磨损强度与零件的材料特性、加工质量和工作条件等有关。1)材料特性的影响是材料、组织、结构不同，因此抵抗磨损的能力也不同。例如，碳钢零件的耐磨性随着硬度的提高而提高，铸铁的耐磨性取决于碳量。在钢中添加合金元素和适当的热处理，可以提高零件的耐磨性。2)影响加工质量的零件的加工质量主要是表面粗糙度和几何误差。几何误差太大可能会导致零件作业中力不均匀或产生额外负载，从而导致磨损严重。表面粗糙度太大，会破坏油膜的连续性，零件表面的凸点徐璐啮合，腐蚀物质更容易沉积在零件表面，腐蚀磨损加剧。3)影响工作条件的工作条件表示零

13、件工作时的润滑条件、滑动速度、单位压力和工作温度等。(2)汽车部件磨损规则部件的磨损是不可避免的。工作条件不同，零件磨损的原因也不同，但各种零件的磨损都有一定的共同规律。牙齿规律称为零件磨损特性，遵循牙齿磨损规律的曲线称为磨损特性曲线。如图2-5所示，零件磨损可以分为三个阶段。1由于新零件和维修表面相对粗糙，在工作中，零件表面的凸点撕裂油膜，在零件表面起到强烈的压印、粘合等作用，从零件表面脱落的金属和氧化物粒子会导致严重的磨料磨损。因此，牙齿阶段的磨损速度比较快，随着研磨时间的增加，零件表面的质量不断提高，磨损速度相应降低。阶段2)阶段2:正常工作期间(ab段)、管路期间中的管路、降低零件的表

14、面粗糙度、提高适当的油和强度，使零件在正常工作期间的磨损非常慢。3)阶段3:极限运行时间(曲线B点后)，随着磨损累积，极限磨损时间零件的配合间隙变得太大，液压降低，正常润滑条件破坏，零件间相互冲击增加，零件磨损急剧上升，此时如果不及时调整或维修，就会发生事故损坏。3，汽车部件腐蚀1化学腐蚀失效机械金属部件和介质直接发生化学作用而产生的损伤称为化学腐蚀。2电化学腐蚀失效机器电化学腐蚀是两种不同的金属在一个导电溶液中形成一对电极，产生电化学反应，产生腐蚀作用，腐蚀作用于阳极的金属。图2-6是电解质膜下钢的电化学腐蚀过程3汽车部件的老化橡胶、塑料产品、电子元件等汽车部件，随着时间的推移，原始性能逐渐

15、下降，成为老化现象。第四，汽车零部件的疲劳部件在交流应力下工作了很长时间后产生的破损现象称为疲劳破裂。1疲劳破坏故障的分类可以分类为零件的特性和破坏时的应力循环总数，疲劳故障如图2-7所示。2疲劳破坏失效机械金属部件疲劳破裂实质上是累积损伤过程。大体上可以分为滑移、裂纹核、微裂纹扩展、宏观裂纹扩展和最终破裂过程。(1)疲劳裂纹的产生，如图2-8 (2)疲劳裂纹的扩展，图2-9，3疲劳断裂的宏观形态特征也如图2-10所示，(1)疲劳源区域(2)疲劳裂纹扩展区域(3)瞬时断裂区域4如何改善汽车部件的疲劳裂纹(1)(1)1)裂纹法2)黎明消除法3)刮修法(3)疲劳裂纹阈值K长度增加，5)汽车部件变形部件使用中。由于载荷或内部应力的作用，零件的尺寸和形状发生变化的现象称为零件的变形。零件变形失