車輛機械零件的磨損與預防

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

關鍵詞：車輛;機械零件;磨損與預防

1.前言

車輛機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，據統計有75%以上車輛機械零件報廢，是由磨損而引起的。主要是由于車輛機械零件長期在高溫高壓的惡劣環境下工作，極易在零件表面產生磨損，造成零件失效報廢，致使車輛故障多發，使用性能降低，嚴重時還會導致惡性交通事故。本文主要是從磨損的六個方面對車輛機械零件進行了分析并且提出了具體的預防措施。

2.粘著磨損

粘著磨損，是指車輛機械零件摩擦表面相互接觸，在接觸點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生轉移而引起的磨損。

2.1表現形式及危害

粘著磨損會因兩摩擦面間的強度和硬度的不同而引起不同的磨損形式，主要表現為：輕微磨損，涂抹，擦傷，膠合和咬死五種形式。摩擦時潤滑油膜破裂，摩擦副表面由于微觀粗糙而形成接觸點，產生分子吸附和原子吸附，甚至造成化學吸附，使接觸點形成強粘著。摩擦產生大量的熱，促使原子擴散，又強化著微觀接觸點的粘著作用。使摩擦表面在相對滑動時，粘著點產生塑性變形乃至被剪切撕脫，轉移表面物質。這樣通過粘著和撕脫的循環反復，形成粘著磨損。磨損表面的外觀呈現麻點。摩擦表面發生粘著磨損時，會使潤滑油膜破裂，摩擦產生的熱量不能散發，粘著點產生塑性變形被剪切撕脫，再粘著然后撕脫;嚴重時會導致摩擦表面被破壞，運動終止，釀成機械事故。

2.2預防措施

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，且潤滑油有必須有合適的粘度，才能形成油膜;適度調整車輛機械零件的配合副之間的間隙，各潤滑部位必須選用合適的潤滑油;在潤滑油中加油性添加劑和抗磨添加劑，在摩擦時可在零件表面形成邊界膜。正確選擇合適的摩擦副配對材料。采用互溶性小的材料配對組成摩擦副，粘著傾向小，不易發生粘著磨損;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顆粒或硬質凸出物（磨料），使相對運動的零件表面材料損失，引起的磨損。

3.1表現形式及危害

在磨料對摩擦面產生微觀切削、擦傷、刮傷、沖擊下，摩擦面會產生擦痕、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。此磨損會大大降低燃油系的壽命，當發動機油底殼潤滑油中的雜質（磨料）增加時，會破壞潤滑油膜、拉傷零件表面，使零件表面磨損加劇，嚴重時會使零件運動出現卡的情況。

3.2預防對策

阻止磨料進入摩擦副之間。車輛使用時要按時、按質對空氣濾清器、燃油濾清器和機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。車輛的維修保養場所要環境清潔、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滾動的零件摩擦面，在接觸應力周期性的作用下，摩擦面材料發生疲勞破壞和微粒脫落的現象。

4.1表現形式及危害

它與疲勞斷裂破壞的區別是在摩擦表面微觀凸蜂的周期性載荷作用下，使微觀接觸點產生塑性變形，造成殘余應力、由于應力集中形成微觀裂紋，微觀裂紋隨摩擦進程的延續進一步擴大并交織在一起，最后圍成面積而剝落。疲勞磨損表面外觀呈現裂紋或點蝕狀，甚至出現疲勞脫層。

4.2預防措施

提高零件表層材料的品質，減少零件表層材料內的非金屬夾雜物和其他雜質;減少零件表面的缺陷，如軟點、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源地。提高零件的表面品質。零件表面粗糙度愈小，則抗疲勞磨損的能力愈強。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

腐蝕磨損是指機械零件在腐蝕性的氣體或液體環境中，相對滑動摩擦時，摩擦表面材料與周圍介質發生化學或電化學反應，生成新的物質，這些腐蝕產物在摩擦過程中被磨掉而引起的材料損失現象。腐蝕磨損是腐蝕和摩擦共同作用的結果。

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生化學反應，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象。零件發生氧化磨損時，摩擦面材料與大氣中的氧相互作用，氧吸附在摩擦面上，并向內層擴散。在摩擦面發生塑性變形的同時，表面形成化學吸附膜、氧的固溶體膜和金屬氧化物。這些脆性的氧化產物在摩擦產生的切向力和正壓力作用下，與表面分離，使摩擦面產生的磨損。氧化磨損是一種緩慢的磨損形式，零件磨損表面較光滑。特殊介質腐蝕磨損：是指零件摩擦表面的金屬材料與周圍腐蝕介質（如酸、堿、鹽等）發生化學反應，生成腐蝕產物，或與周圍介質形成為電池產生電化學反應，造成摩擦表面材料不斷損失的現象。零件發生特殊介質腐蝕磨損時，其作用機理類似氧化磨損，所不同的是特殊介質腐蝕通過化學反應或電化學反應，產生腐蝕產物。特殊介質腐蝕磨損一般較劇烈，磨損速度極快，危害程度較大。

5.2減少腐蝕磨損發生的措施

首先，車輛在使用過程中，要注意避免發動機長期在低溫下工作，避免車輛頻繁啟動或在行駛中突然加減速，以減少腐蝕介質的產生。其次，對易發生腐蝕磨損的零件進行表面改性處理，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層，或通過零件發藍、磷化等工藝，在零件表面生成一層致密的保護膜，減緩零件的腐蝕磨損。

6.氣蝕

氣蝕也稱穴蝕，是指當機械零件與液體接觸并有相對運動時，液體在運動中產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。二是如不可避免產生氣泡時，要設法使氣泡在遠離機件表面的地方破裂。增加氣缸套的剛度，減小缸套的振動，減少氣泡的產生;增加水套的寬度，減少氣泡破裂時的影響;消除管路中的渦流區和死水區，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生。

7.微動磨損

微動磨損是指兩個互相接觸并壓緊的表面間，發生低幅（100μm以下）往復切向振動時，零件表面材料微粒脫落的現象。

7.1表現形式及危害

微動磨損發生在相對靜止的零件表面，如發動機固定處、螺栓聯接處、搭接接頭處、鍵聯接處、以及過盈配合的軸等處，特征是零件表面出現麻點或溝槽。微動磨損的絕對磨損量雖然很小，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，更嚴重的是引起應力集中，使零件的疲勞強度降低，導致零件疲勞斷裂。

7.2預防措施

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

8.結束語

綜上所述，車輛機械零件出現磨損的情況，通常是多種磨損機理綜合作用的結果，如發動機氣缸在工作過程中，會同時發生粘著磨損、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理綜合。要想延長車輛機械的使用壽命，就必須對車輛機械零件磨損機理的分析;然后綜合各方面的因素對此進行分析;最后采取合理的預防措施，合理規范地使用車輛，可有效地提高車輛機械零件的使用壽命，減少機械故障的發生，提高車輛的使用性能。

參考文獻：

[1]黃曉東.淺談汽車維護與保養[J].現代企業教育（學術理論），2010年9月下期.

[2]陳兆俊.汽車故障診斷的實用方法[J].中國高新技術企業，2009，（10）.

[3]張世利.施工企業工程機械管理維護方法探析[J].科技縱橫，2009.

作者簡介：

夏李（1991.04.22-），本科，邵陽學院機械系。