汽车检测与维修PPT课件

第4章 汽车零件失效、检测及常用修复方法
第一节 零件的失效
一、基本概念
汽车零件丧失原设计和制造所规定的功能称为失 效。汽车零件失效主要表现为： 磨损 断裂 腐蚀 穴蚀 变形
二、汽车零件的磨损
1、零件的摩擦：
（1）概念：
两物体相对运动使其接触表面间产生运动阻力的 现象称为摩擦，该阻力称为摩擦力。摩擦的存在， 不但使动力消耗增加，而且还会引起零件接触表面 的磨损。因此，汽车各零件的相对运动表面之间， 通常都采用润滑油来进行润滑以减轻磨损。
擦痕：混合在气体和液体中的磨料，随流体以一 定的速度冲刷零件的工作表面，并产生擦痕（如 柴油机喷油器的针阀偶件）。
磨料磨损的影响因素：
磨料在摩擦表面间经过的距离和速度。 磨料与金属表面间的相互作用力。 零件硬度。 磨料硬度。 磨料颗粒的大小。
减轻磨料磨损的措施：
汽车发动机的磨料磨损主要是空气中的磨料造成 的，空气中的磨料主要是尘土和沙粒，因此:
4）混合摩擦：
两摩擦表面间干摩擦、液体摩擦和边界摩擦混合存 在时的摩擦，称为混合摩擦。
实际工作状态中，零件通常都是在混合摩擦状态下 工作的，其摩擦状态随工作条件的变化而变化。
2、零件的磨损：
（1）概念：
零件摩擦表面的金属在相对运动过程中不断损失 的现象，称为零件的磨损。 磨损的发生将造成零件形状尺寸及表面性质的变化， 使零件的工作性能逐渐降低； 磨损有时也是有益的，如磨合。
2）液体摩擦：
两摩擦表面被润滑油完全隔开时的摩擦，称为液 体摩擦。
液体摩擦时两摩擦表面被一层厚度为 1.5～2.0μm 的润滑油膜完全隔开，避免了两零件间工作表面的 直接接触，摩擦只发生在润滑油流体分子之间，故 其摩擦阻力很小，零件的磨损也非常轻微。
汽车上大部分相对运动的部位都是在液体摩擦状态 下进行的（如：曲轴和轴承）
微动磨损：
零件的过盈配合表面部位在交变载荷或振动的作 用下所产生的磨损，称为微动磨损。
穴蚀：
与液体相对运动的固体表面，因气泡破裂产生的 局部高温及冲击高压所引起的疲劳剥落现象，称为 穴蚀。
3、影响汽车零件磨损的因素及磨损规律：
磨损通常是由多种磨损形式共同作用造成的，其 磨损强度与零件的材料性质、加工质量及工作条件 等因素有关。
3）疲劳磨损：
在交变载荷作用下，零件表层产生疲劳剥落的现 象，称为疲劳磨损。
它主要发生在纯滚动及滚动与滑动并存的摩擦状态 下，如齿轮齿面。
疲劳磨损分为非扩展性和扩展性疲劳磨损。
非扩展性疲劳磨损：
由于周期性的接触压应力作用，摩擦表面上出现 小麻点，但随着接触面积的扩大，单位接触面积降 低，小麻点停止扩大。
2）摩擦的分类：
按零件表面润滑状态的不同，摩擦可分为： 干摩擦 液体摩擦 边界摩擦 混合摩擦 四类。
1）干摩擦：
摩擦表面间无任何润滑介质隔开时的摩擦，称为 干摩擦。
零件处于干摩擦状态时，零件表面急剧磨损，所以 汽车各零件相互运动的表面应尽量避免干摩擦发生。
气缸壁上部与活塞环以干摩擦和边界摩擦为主，轴 颈与轴承在工作过程中受冲击载荷作用时会出现干 摩擦状态。
（1）影响汽车零件磨损的因素： 1）材料性质的影响：
不同材料由于其成分、组织、结构不同，抵抗磨 损的能力也不同。
2）加工质量的影响：
零件的加工质量主要指其表面粗糙度及几何形状 误差。
粘着磨损的影响因素：
材料特性的影响。脆性材料比塑性材料的抗粘性 能好。
零件表面粗糙度的影响。光滑程度越高，磨损量 越小。
润滑油的影响。要保证足够的润滑油，并保证润 滑油的粘度和工作温度，零件表面的氧化膜不易 被破坏。
运动速度和单位面积上压力的影响。零件的运动 速度越高，负荷越大，越易产生粘着磨损。
要有滤清效果好的空气滤清器、燃油滤清器，对 于柴油的滤清作用要求更严；
润滑油滤清，经常清洗机油滤清器。 增加零件的抗磨性能，提高零件表面的硬度，使
表面硬度尽可能高于磨料的硬度，以提高零件的 耐磨性。
2）粘着磨损：
当金属表面的油膜被破坏，摩擦表面间直接接触 而发生粘着作用，使一个零件表面的金属转移到另 一个零件表面引起的磨损，称为粘着磨损。 它主要是由于金属表面负荷大、温度高而引起的。
（2）分类：
依摩擦原理的不同，磨损可分为： 磨料磨损 粘着磨损 疲劳磨损 腐蚀磨损
1）磨料磨损：
摩擦表面间存在的硬质颗粒引起的磨损，称为磨 料磨损。这种硬质颗粒称为磨料，它主要来自空气 中的灰尘、润滑油中的杂质及运动过程中从零件表 面脱落下来的金属颗粒。
磨料磨损的形式：
疲劳剥落或塑性挤压：磨料夹在两摩擦表面之间， 将对金属表面产生集中的高应力，使零件表面产 生疲劳和剥落（如磨料进入齿面间，常会发生疲 劳和剥落）。对于塑性材料，将使表面产生塑性 挤压现象（如磨料进入轴承间易发生塑性挤压）。
扩展性疲劳磨损：
当材料塑性较差时，在接触表面作用有较大的压 应力，使表面产生小裂纹，并扩展而使金属脱落， 形成小麻点和扩展成凹坑，使零件不能继续工作。
4）腐蚀磨损：
零件摩擦表面由Leabharlann 外部介质的作用，产生化学或 电化学的反应而引起的磨损，称为腐蚀磨损。
腐蚀磨损分为： 化学腐蚀磨损 电化学腐蚀磨损 微动磨损 穴蚀
化学腐蚀磨损：
由于金属直接与外部介质发生化学反应而引起的 磨损，称为化学腐蚀磨损。零件在腐蚀性气体或液 体环境中工作时，在零件表面形成一层化学反应膜。 该反应膜通常与基体金属的结合强度较低，零件相 对运动时，会发生化学反应膜的脱落，造成零件的 化学腐蚀磨损。
电化学腐蚀磨损：
由于金属在外部介质中发生电化学反应而引起的 磨损，称为电化学腐蚀磨损。
3）边界摩擦：
两摩擦表面被一层极薄的边界膜隔开时的摩擦， 称为边界摩擦。
油膜厚度通常只在 0.1μm 以下。摩擦仅发生在边 界膜的外层分子之间，减轻了零件的摩擦与磨损。 但由于其厚度很小，工作中受冲击和高温等作用易 被破坏，所以不如液体摩擦可靠。
例如：气缸壁与活塞环之间；若工作中曲轴与轴颈 之间润滑油供给不足，易产生边界摩擦。