解析清潔度對發動機可靠性的影響

曹高飛

（海馬汽車有限公司 450016)

1 清潔度的定義

從產品上講，清潔度指的是所有附著在產品表面和影響其可靠性、性能、壽命及其正常工作污染物的量。如：型砂、磨屑、切削屑、飛邊、毛刺、氧化皮、粉塵、纖維及塑質等，其形狀、大小不一。

2 磨粒磨損量的估算

圖1 磨粒磨損量的估算

3 生產過程清潔度的影響

現如今汽車發動機設計追求小型化和輕量化，零部件采用輕質材料，如鋁鎂一類的輕合金替代鑄鐵等比重大的傳統材料。但由于前者的韌性好，工藝性差，而所形成的切屑又大多呈麻花形卷狀、長條卷曲狀。這些切屑往往一面較光整，另一面是鋸齒形的或不明顯的毛茸狀，一旦進入型腔特別容易卡死在彎道處；又由于鉆削是半封閉加工，切屑不易排出。如夾雜于發動機水道中,水循環系統受阻,水冷卻所需流量不足,冷卻效果差,鋁鎂類材料的熱膨脹系數大,極易受熱變形,造成多數采用鋁鎂合金材料面密封的水循環結構漏水,發動機高溫、缸壓不足無法起動等故障[1]。

其次，旋轉件和箱體件在加工后處理不徹底，殘留大量的型砂、氧化皮、飛邊、毛刺和磨屑等殘留在油道里，細小固體顆粒雜質隨機油附著在運動副表面，劃傷運動副，其難以形成良好的油膜，零件得不到充分潤滑，發動機在高速運轉時，就會產生金屬間的干摩擦，高負荷工作在短時間內可使零件表面熔化，造成拉缸、燒瓦等故障。除此之外,發動機配氣機構、燃油供給系統等相關零件因清潔度差,附著的金屬顆粒、非金屬、纖維等污染物使發動機氣門密封不嚴、燃油噴射堵塞使發動機動力不足或抖動等故障。

4 使用過程清潔度的影響

發動機在使用過程中，空氣中的顆粒粉塵進入氣缸內經高溫灼燒，形成一種比金屬更硬的物質，夾雜于缸孔與活塞及組件之間，磨損氣缸孔活塞環及活塞等部件，使之配缸間隙增大，缸壓不足，車輛表現動力不足。再者其磨屑隨潤滑油回到油底殼，堵塞油路，破壞機油的潤滑效果，加劇零件間的磨損，使零部件的配合間隙變大，密封不嚴等，嚴重時伴隨異響。

發動機在運轉中會產生金屬磨屑及積碳等雜質，不斷混入機油中會劃傷零件，使間隙表面不能建立良好的潤滑油膜，零件受到磨損。同時空氣及燃燒的廢氣對機油的氧化作用，會使機油逐漸產生膠質，機械雜質與膠質混合還會形成油泥，這不僅會加速運動零件的磨損，而且易造成油路堵塞。汽油在儲運及加注過程中難免帶入一些灰塵及雜質。雜質淤積在燃油噴嘴上，發動機燃油霧化不好，燃燒不充分。汽油里的不穩定成分在一定條件下極易發生化學反應，形成膠質的粘稠物，堵塞燃油噴嘴和供油系統，造成供油不暢，發動機性能下降。

使用未經軟化處理的水，極易結垢，影響發動機散熱，造成發動機過熱。當局部溫度達到冷卻液氣化溫度時，就會因冷卻液的氣化而產生大量氣泡，氣泡匯聚在水套表面且越聚越大，最終被壓潰并產生強大的沖擊壓力，反復沖擊水套表面，形成麻點腐蝕工件，即氣蝕現象[2]。

5 清潔度問題及其應對措施

對箱體件結構形狀簡單化，盡量減少加工過程所形成的各類雜質在彎道、死角處的沉積，優化毛坯強度和微量元素的添加，以便于切削，斷屑良好，改善刀具結構、加工參數優化。對承載油、水和氣的相關件的孔采用通孔加工、使用專業清洗設備對孔、槽、腔沖洗出加工殘屑。

發動機在正常使用過程，按照保養手冊定期更換機油、機油濾清器、空氣濾清器和燃油濾清器，使用原廠規格，正品備品和配件。

6 結束語

目前，國內各企業意識到了零件清潔度對發動機影響的重要性，通過建造無塵車間、制造過程中間清洗、最終清洗等方案實施，在保證零件清潔度方面取得了前所未有突破性成就，確保發動機前期產品質量，達到發動機預期的使用壽命。汽車小型化、輕量化發展趨勢，制造加工過程清潔度的控制保證依然是長期研究的課題。

汽車的已成為人們生活中的基本交通工具，現多數使用者不重視保養、拖包或者使用劣質的保養備品、配件，未達到下階段的保養里程或期限就出現發動機的大修，更有甚者保修，這不僅給用戶帶來巨額的維修經費，造成國家資源的浪費，作為車輛的使用者，我們應以身作則，正確使用和保養自己的愛車。

[1]劉正林.摩擦學原理[M].高等教育出版社,2009. [2]孔瓏.流體力學1[M].高等教育出版社,2011.