金屬磨損自修復技術在汽車發動機維修中的應用探析

孫 建

（蘇州建設交通高等職業技術學校，江蘇 蘇州 215104）

前言

據中國汽車工業協會發布的中國 2017年汽車銷售數據結果顯示，上年度我國汽車年產量 2901.54萬量，同比增長3.19%，年銷量2887.89萬量，同比增長3.04%。由此可見，汽車已成為國民出行的基本交通工具之一，而車輛使用中一旦出現行車故障，也會嚴重影響民眾日常出行[1]。金屬磨損自修復技術是一種對金屬零件磨損局部進行自動補償，促使零件恢復原有力學性能和原始尺寸的抗磨減技術[2]。該技術在應用中無需機械設備解體，可于機械運行中實現鐵基金屬拒不磨損處的自修復過程，達到有效補償間隙的修復效果，同時具有促使磨損部位復原、有阿虎配合間隙、減少噪音、降低機械振動、延長機械使用壽命等優點，因此在汽車金屬磨損故障中得到了廣泛應用[3]。

1 汽車發動機磨損維修

（1）磨損原理

汽車發動機在運行狀態下，氣缸內部活塞作高速往復式運轉，導致氣缸壁出現磨損，磨損量根據活塞在氣缸中的方位不同存在差異。通常而言，較為嚴重的氣缸磨損，活塞多位于止點8～12°曲軸轉角處，當活塞日常作業時，氣缸壁則會逐漸呈錐形狀。另外由于氣缸外側壁冷卻效率在汽車運行狀態下處于較高水平，致使活塞相對應的側面壓力也隨之升高，因此氣缸壁橫向磨損程度明顯更加嚴重，極易導致發動機氣缸發生失圓情況[4]。

（2）維修應用

①經氣缸頂部的火花塞孔和柴油發動機(或噴油器)孔，向內注入修復材料，在此過程中切勿向活塞頂部區域注入修復材料。當成功輸注修復材料后，操作供油系統，令其保持關閉狀態，開啟馬達，單次啟動時間約0.5s，每隔10s重復啟動一次，結合反饋情況反復啟動3、4次。在此啟動馬達是為了促使氣缸內注入的修復材料在強制潤滑或機油飛濺的作用下，令其中包含的修復粒子順利傳輸到局部磨損處，再借助活塞作業過程中無法均勻受力的特性，實現氣缸壁磨損處修復目的。

②向機油內加注修復材料是汽車發動機維修的關鍵一環，當維修人員初次想氣缸內輸注自修復材料時，必須結合發動機潤滑油壓縮比和定量進行相應調整，這是因為在維修過程中需要自修復材料與潤滑油經稀釋反應后達到最佳混合比，稀釋比4（潤滑油）: 1（自修復材料濃縮液），該混合液經機油添加口可直接流入發動機油底區域的殼中。維修人員在進行混合液添加時必須合理控制輸注量，當實際壓縮比處于標準值×90%水平時，混合液輸注量通常可向每升潤滑油中加入40～50ml混合液；當實際壓縮比處于標準值×80%水平時，混合液輸注量通常可在上述標準上將每升潤滑油中添加的混合液輸注量提升 1.2～1.4倍；當實際壓縮比處于標準值×70%水平時，混合液輸注量通常可在標準值×90%的混合液輸注量基礎上將每升潤滑油中添加的混合液量提升1.6～1.8倍。初次加入自修復材料后，汽車即可投入正常運行，當駕車行駛公里數約為400～600km時，即可進行再次自修材料加注工作，混合液配置方法和加入計量同初次操作相同，但在混合液注入過程中需要注意下述要點：經過初次注入自修復材料后，發動壓縮機已恢復至原有的標準值狀態，因此在再次加注自修復材料時，加注量必須在初次加注基礎上比例降低 30～50%。同時在本環節操作中還需及時更換機油濾清器，待完成混合液輸注操作后，動態觀察汽車尾氣排放及發動機壓縮比情況。

③汽車在進行自修復材料維修期間，車輛正常運行狀態下必須保證發動機無機油泄漏情況發生，一旦出現泄漏現象，必須按照原比例向內重新添加自修復材料。

2 金屬磨損維修

（1）磨損原理

超精研磨時，微凸體在斷裂瞬間會出現驟然升高的閃溫，致使金屬微粒晶體當中包含的鎂原子與局部摩擦表層的鐵原子經置換反應，導致抗磨修復材料在活化劑和催化劑的聯合作用下發生微冶金和燒結過程，于鐵基金屬局部摩擦面生成保護層，主要物質為鐵基硅酸鹽。同時在汽車運行狀態下，機械零件始終處于磨損中，出現閃溫情況的可能性也隨之加大，而磨損過程中所產生的熱能足夠支持自修復材料在汽車運行狀態下發生相應的置換反應，修復磨損部位，同時有助于提高磨損區域表層光潔度，減少摩擦因素，從而降低了摩擦過程中所釋放的熱能水平，促使內部溫度無法達到修復材料發生化學反應所需的高溫水平，自動停止化學置換反應，避免出現持續性反應加厚修復層厚度。

（2）維修應用

當發動機活塞環和氣缸均遭到嚴重損壞，無法經修復再次投入正常使用時，應用金屬磨損自修復技術展開維修操作的具體方法如下所示：

①對出現損壞的研磨氣門、活塞環實施拆卸作業，更換汽車發動機氣門處油封部件，同時增設氣缸套，徹底清除活塞環中的殘留積碳。

總之，大數據就像是一場數據革命，它為各行各業做出了巨大貢獻。然而它面臨的挑戰也是十分嚴峻的，我們只有把握機遇，積極應對這些挑戰，才能讓大數據為我們所用。大數據運用有助于引領高校教育創新變革，提升教學、科研、管理服務水平和質量，我們應該進一步加大大數據在高校教育的應用研究。

②按照預設標準，將新的活塞環和活塞裝配于氣缸內。

③將活塞調至下止點處，采用自修材料對氣缸壁表層進行均勻涂抹。

④裝配氣缸蓋。

⑤根據“汽車發動機磨損維修”中維修方法，按照①、②步驟展開維修。

3 拉缸故障維修

發動機在汽車運行過程中，當水箱持續性缺水時，則會影響發動機正常散熱效果，造成拉缸故障。應用金屬磨損自修復技術進行維修的具體方法如下所示：

①拆卸已經損壞的研磨氣門和活塞環，更換發動機氣門處的油封部件，同時增設氣缸套，并清除活塞環中的殘余積碳。

②采用細砂紙清除汽車發動機氣缸內壁表層附著的各種雜質，同時進行氣缸壁表層清潔操作。

③將活塞調至下止點，采用自修復材料對氣缸表層進行均勻涂抹。

④裝配氣缸蓋。

⑤后續維修步驟同2.2。

4 總結

綜上所述，應用金屬磨損自修復技術進行汽車發動機維修，可有效解決發動機磨損故障、金屬磨損故障和水箱缺水引發的拉缸故障問題，具有減振、降噪、環保、高效的應用優勢，因此廣受青睞。