金屬磨損自修復技術在汽車發動機維修中的應用

莊曉偉

摘要：當前人們對購車的需求處于不斷上升趨勢，這也使得駕駛員及汽車維修行業得以飛速發展。然而，在實際使用汽車的過程中總會存在許多或大或小的問題，而發動機作為汽車的心臟，因此筆者認為在處理汽車維修之前應該首先對汽車發動機的構造及其常見的問題進行了解。本文主要討論在汽車發動機維修中采取金屬磨損自修復技術進行維修，希望對汽車發動機的維修工作能夠有所借鑒。

關鍵詞：金屬磨損;自修復;發動機維修;應用研究

0 ?引言

磨損、腐蝕、疲勞是金屬機械材料失效的三種主要表現，其中磨損造成的經濟損失十分巨大。基于此，相應的金屬磨損自修復技術得以研究發展。金屬磨損自修復技術的誕生，打破了金屬、機械裝置耐磨壽命短的“瓶頸”，推動了我國在減摩學術研究領域和耐磨產品開發研究工作中的前進步伐，與此同時，其節能降耗的優勢對實現節約能源和保護環境具有重要意義。

1 ?金屬磨損自修復技術的概念

金屬磨損自修復技術是當前工程領域中的一項尖端技術，此技術中應用到的修復材料可以稱作是當前最具創新性且綠色環保的機械裝備和機械零件減磨的材料，該材料是一種由羥基硅酸鎂等多種礦物成分、催化劑和各類添加劑等構成的微米級粒徑礦石粉體[1]。由于該材料的粒度為0.1～10rm，其不溶于潤滑油，也不與其反應，因此其通常是用于與各類潤滑油或潤滑脂混合使用。混合后的新型修復材料可在機械裝備運行過程中與金屬表面形成很強的結合力，經過化學反應置換生成具有減磨性能的金屬陶瓷保護層，此保護層可以有效降低金屬表面的摩擦系數，提高金屬摩擦表面的硬度和光潔。

2 ?金屬磨損的分類

金屬磨損并不一定都是由于兩金屬物質之間的相互接觸摩擦造成的，也有可能是一金屬物體與另一固體的、液體的或氣體的配件在接觸或相對運動過程中造成表面材料損耗。因此，根據研究不同摩擦系統中基礎配件、中間介質以及環境介質等因素，金屬磨損按照其作用機理其實可分為五種：①粘著磨損，是指由于固相焊合，當摩擦物之間沒有足夠的潤滑油時，一物體的表面材料從一個表面轉移到另一個表面的材料損耗現象。②磨料磨損，是一種由硬質物體或顆粒刮擦引起的磨損，機械零件大約有50% 是由于磨料磨損而損耗的。③表面疲勞磨損，是指兩接觸面由于滾動或滾動而造成的材料表面疲勞而產生物質損失的現象。④腐蝕磨損，是指在摩擦過程中，金屬與周圍介質發生化學或電化學反應，產生物質損失的現象。⑤微動磨損，是指兩個金屬接觸物體之間存在著振動或周期性變形的現象。

3 ?金屬磨損自修復技術的特點

金屬磨損自修復技術具有以下特點：①金屬磨損自修復技術可通過化學反應置換在被修復的金屬摩擦表面生成一種耐磨的金屬陶瓷保護層。②金屬磨損自修復技術能夠在保持發動機機械運轉的同時對存在的機械磨損部位進行修復。③金屬磨損自修復技術的修復作用具有選擇性，與此同時，在金屬摩擦表面生成的金屬陶瓷保護層的厚度是可調節的[2]。④耐磨金屬陶瓷保護層能夠提高金屬機械摩擦表面的硬度，能有效降低金屬機械表面的摩擦系數。⑤耐磨陶瓷保護層具有良好的抗腐蝕性和抗磨損性，降低了腐蝕磨損、原料磨損發生的可能性。⑥耐磨陶瓷保護層可以修復零件之間出現的間隙，讓零件恢復原來的狀態。⑦耐磨陶瓷保護層在調節零件之間間隙同時，可以有效降低由于機械振動而產生的噪聲。⑧金屬磨損自修復的修復材料具有很好的穩定性，其一般不與藥品發生化學反應、同時也不會改變有機油、潤滑油等的性質，因而使用起來并沒有副作用，不會對環境造成污染、也不會對人體造成危害。

4 ?汽車發動機的主要故障成因及其分析

發動機故障是汽車故障類型中較為常見的且比較重要的一種故障類型，而造成發動機出現故障的原因也是多方面的，例如，高壓線路接觸電阻過高、斷電器觸點出現的污損引發線路接觸不良、電容器發生斷路又或是應用的潤滑油質量不過關等。

4.1 機油質量因素造成的發動機故障

不少人認為，機油粘度過低，即較稀，會容易出現潤滑不良的現象，為避免此不良現象的出現，不少人在購買機油時會更傾向于選擇粘度稠些機油。然而其實他們不知道，對于存在一定氣缸磨損的汽車使用濃度過高的機油會更容易造成氣缸壁潤滑油失效，進而出現拉缸的故障。其次，如果選用級別不當的機油也容易造成因為抗磨性不足而出現拉缸的故障;還有當機油雜質過多時，也會造成機油輸送系統的濾網出現問題甚至失效，并且如果讓混有雜質的機油進入氣缸外也會造成拉缸故障。

4.2 氣缸磨損因素造成的發動機故障

在汽車發動機工作的過程中，活塞會在氣缸內進行高速的往復運動，因此難免會造成氣缸出現磨損現象。氣缸的磨損程度可以作為衡量發動機是否需要大修的重要依據。造成氣缸磨損的原因主要有以下幾點：①機械磨損，即活塞位于上止點時，高溫燃氣產生的爆發力加劇了活塞環對氣缸的壓力與相互之間的摩擦力[3]。②腐蝕磨損，此磨損是由混合氣在燃燒時生成的有機酸和酸性氧化物對氣缸表面產生腐蝕作用造成的。③磨料磨損，導致此磨損的主要原因是：空氣中的塵埃、潤滑油中的機械雜質又或是發動機中的磨屑等進入氣缸內部，對氣缸內壁產生了磨損作用。

4.3 拉缸因素造成的汽車發動機故障

拉缸（氣缸故障的總稱）是發動機的一種重大故障，所謂“拉缸”是指氣缸壁、活塞和活塞環三個零件的不正常粘熔痕跡。發動機拉缸的成因很多，如氣缸在修后表面的幾何形狀沒有達到規定的要求，進而造成的活塞環與氣缸摩擦副的密封性大大降低，造成氣缸出現的縱向機械劃痕或是中間大兩頭小的腰鼓形磨損。如活塞配缸間隙不當，在間隙過大的情況下，當活塞運動時會產生不肯定不均勻的沖擊載荷，容易破壞潤滑油膜。反之，當活塞配缸間隙過小時，活塞容易受熱膨脹擠缸、并抑制潤滑油膜的形成。除此之外，超負荷大油門工作、未執行減載限速等不當操作的使用也是造成汽車出現拉缸故障的可能因素。

除了上述內容之外，發動機本身的材料、對發動機進行不恰當的改裝等也是造成發動機出現故障時需要思考的因素之一。

5 ?金屬磨損自修復技術在汽車發動機維修中的應用方法

由于汽車的各類零部件基本都是由金屬制成的，因此在汽車的各類故障，最為常見且損耗最快的一項故障就是金屬磨損造成的故障。隨著汽車使用年限的不斷增加，汽車面臨的金屬磨損故障也就日益嚴重，長此以往，也會一定程度上對汽車的性能產生不利影響。尋找一個合適的解決方法解決這一故障迫在眉睫，而當前盛行的金屬磨損自修復技術，就是解決汽車金屬磨損故障的一個有效方法。發動機作為汽車的主要核心，而發動機的主要核心包括了氣缸、活塞、曲軸等，其中氣缸與活塞的磨損是造成發動機出現故障的兩個重要因素。

5.1 使用質量良好的潤滑油進行發動機維修

在實際的發動機故障的發生原因中，潤滑油因素造成的汽車發動機故障是比較突出的。潤滑油是汽車發動機工作過程中所需要的，且應用的潤滑油的黏度以及黏溫性能將直接關系著發動機的啟動性、發動機機件的磨損程度、汽車燃油、潤滑油的消耗量等[4]。因此，要想科學化采取質量優質的潤滑油需要注意以下兩點：對于負荷小、溫度低、轉速高的發動機應選用黏度小的潤滑油;反之，對于負荷大、溫度高、轉速低的發動機應選用黏度大的潤滑油。

5.2 針對氣缸與活塞環磨損故障的維修方法

對于汽車發動機來說，比較嚴重的金屬磨損故障就是氣缸與活塞環的磨損，當此磨損程度還處于極限磨損的范圍內的話，可以采取金屬磨損自修復技術進行維修。采用此技術時首先需要將金屬磨損自修復材料從發動機氣缸頂部的活塞部位或是噴油器孔注入氣缸之內，此處需要注意不能將修復材料注入活塞的頂部[5]。隨后，切斷供油系統，重啟馬達，并重復上述的注入修復材料、重啟馬達等操作，直至汽車發動機恢復正常性能。當氣缸與活塞環之間的磨損程度較為嚴重時，就需要采取更換活塞環的維修操作了，即將更換后的新活塞裝配到氣缸內，并將其擠壓到最低點，后在氣缸表面涂抹修復材料，并重新組裝氣缸。在完成這些操作后，重復在氣缸內部注入修復材料、啟動馬達、等待發動機恢復性能的操作。

5.3 針對拉缸故障的維修方法

要想解決發動機的拉缸問題，首先要認識出現拉缸故障的主要現象。潤滑油上竄到氣缸內引起燒機油、排氣管冒煙嚴重、發動機噪聲異常以及發動機不能正常工作甚至熄火等現象都是拉缸故障的主要表現。應用金屬磨損自修復技術進行拉缸故障維修的具體方法如下：①酌情更換已經損壞的研磨氣門及其油封部件或活塞環。②采用細砂紙清除氣缸壁表層的雜質。③將活塞調至下止點，在氣缸表層涂抹修復材料。在此需要注意一點，就是對于新機和經過大修后的發動機，一定要認真按磨合規程操作（即使用質量良好潤滑油，按照轉速由低到高，負荷從小到大的原則），最后才能投入正式的負荷運轉。

6 ?結束語

金屬磨損自修復技術在當前汽車發動機的維修工作中得到了廣泛的應用，此技術的應用核心是：不通過拆卸發動機設備來維修，而是利用天然晶體顆粒在摩擦熱因素下發生的化學置換反應、生成相應保護膜，來達到提高金屬器械磨損區域的耐磨性和光潔度、完成維修工作的目的。與此同時，此技術不僅能預防機械裝備的磨損還能修復機械裝備的磨損，因此，可以評價其是一項具有革命性的裝備維修保養技術。筆者希望通過此次研究分析，對此技術實際應用的充分發揮起到促進作用。

參考文獻：

[1]馬明亮.汽車發動機磨損自修復技術的應用分析[J].汽車維修與保養，2018（07）：82-83.

[2]李雙標.金屬磨損自修復技術在汽車發動機維修中的應用[J].現代制造技術與裝備，2018（10）：175，179.

[3]王小娟.汽車發動機維修中金屬磨損自修復技術的應用[J]. 時代汽車，2017（06）：58-59.

[4]段宏瑜，李如琰，袁兆靜.金屬磨損自修復技術的發展及應用[J].機械與電子，2016，34（09）：27-30.

[5]鄒明森.金屬磨損自修復技術在汽車發動機維修中的應用分析[J].汽車實用技術，2017（19）：191-192，204.