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汽车维修技术与质量检验第1章汽车零件的耗损1.1汽车技术状况的变化学习目标：1、掌握汽车技术状况有关概念。2、联系实际举例说明汽车技术状况变差的外观症状。3、了解汽车技术状况变化的类型4、通过汽车零件磨损曲线分析零件磨损规律。5、掌握汽车技术状况变化的主要原因。1.1.1汽车技术状况的分类表现汽车技术状况的参数分为两大类，一类是汽车结构参数，一是汽车技术状况参数。汽车结构参数是表达汽车结构各种特性的物理量，如几何尺寸（长、宽、高）、声学、电学和热学的参数等。汽车技术状况参数是评价汽车使用性能的物理量和化学量，如发动机的最高转速、输出功率、扭矩、油耗、声响、排放限值和踏板自由行程等汽车技术大状况可分为完好技术状况与不良技术状况两类。1、汽车完好技术状况：指汽车完全符合技术文件规定要求的状况。2、汽车不良技术状况：指汽车不符合技术文件规定的任一要求的状况。3、汽车的工作能力与汽车故障汽车按技术文件规定的使用性能指标，完成规定功能的能力，为汽车的工作能力。汽车故障是指汽车部分或完全丧失工作能力现象。1.1.2汽车技术状况变化的外观症状汽车技术状况变差的主要外观症状有：（1）汽车动力性变差。（2）汽车的操纵稳定性能变差。（3）汽车的制动性能变差。（4）汽车燃料消耗量和润滑油耗量显著增加。（5）汽车排放值和噪声超限。（6）汽车在行驶中出现异响和异常振动，存在着引起交通事故或机械事故的隐患。（7）汽车的可靠性变差，使汽车因故障停驶的时间增加。1.1.3汽车技术状况的变化规律如图1-1a)所示典型零件的磨损过程。零件的正常磨损分为三个时期。零件的磨损随行驶里程的延长而增加，但其磨损率，即磨损量与产生磨损行程或时间的比值却是不同的。在运行初期（走合期）磨损率很高，随着运行里程的增加（约1000多公里以后），磨损率会从最大值逐渐降低，直至不再随行驶里程而变化，而是稳定在某一数值，进入正常工作期。当汽车运行累计行程达到一定里程后，磨损率又随行驶里程的延续而迅速增大，进入工作极限磨损期。图1.1b)所示磨损曲线表明，磨损率始终随行驶里程的延长不能趋于一个稳定值。这种不正常的磨损曲线就是由于不能正确使用、设计制造的不合理或维修质量过差所引起的。1.1.3汽车技术状况的变化规律汽车技术状况变化的类型汽车技术状况变化规律可分为两类，一类是随行程变化过程，另一类是随机变化过程。汽车的大部分机构、零部件的技术状况变化都有一定的规律，都随行程的延续而变化。因而，原则上通过及时的维修措施，可以防止汽车发生故障，同时由于技术状况变化的单调性也为预测故障的发生和汽车不解体检测提供可能。汽车技术状况变化的随机过程受汽车的使用条件、操作水平、零件材质的不均匀性及隐伤等随机因素的影响。如曲轴和转向节的疲劳断裂。1.1.4汽车技术状况变化的主要原因1.汽车零件的耗损汽车技术状况的变化是汽车各机构的组成元件（包括零件）之间在工作过程中相互作用，使机构、总成、汽车的技术状况发生恶化的结果。2.使用条件对汽车技术状况的影响（1）道路条件的影响。举例坡路和坏路的影响。（2）运行条件的影响。交通量的影响。（3）运输条件的影响。举例城市公共汽车。（4）气候条件的影响。包括环境温度的影响和环境湿度和风速的影响（5）维修水平的影响。主要是从业人员的技术素质和维修设备精度等。1．2汽车零件的损伤学习目标：1、了解摩擦与润滑的关系，摩擦与零件磨损的关系。2、掌握干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦概念和各自特点。清楚汽车上摩擦副中是属哪种摩擦形式。3、掌握零件磨损的几种磨损形式各自的概念和机理以及容易发生在汽车哪类零件上。4、掌握零件变形和零件疲劳的特点、主要件、影响因素。5、主要与实际零件联系着进行学习。1.2.1摩擦与润滑两物体具有相对运动(或运动趋势)时，在其接触表面之间所出现的相互阻碍的现象，称之为摩擦。根据摩擦表面相对运动的特性可分为滑动摩擦和滚动摩擦；根据摩擦表面的润滑特性可分为干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦1.2.1摩擦与润滑1.干摩擦：是摩擦表面之间没有任何润滑剂或其他润滑介质分隔的摩擦。摩擦系数是表示摩擦材料特性的主要参数之一，它与材料的表面性质、工作介质和环境等因素都有关系。2.液体摩擦：是两摩擦表面之间被连续的润滑油膜完全隔开不发生直接接触时的摩擦。液体摩擦的性质完全取决于液体的粘性，并于相对运动速度有关。例如有一定转速的曲轴与轴承之间当润滑油充足时，就处于液体摩擦状态。3.边界摩擦：是指两摩擦表面被一层极薄的润滑油边界膜分开的摩擦。边界摩擦润滑油边界膜是由润滑油与摩擦表面相互作用，依靠吸附和化学反应而在表面间形成的，厚度趋近于零，一般小0.1um。边界摩擦条件下，界面的润滑性能决定于边界膜的性质，而与润滑油的粘度无关。4.混合摩擦：实际汽车上大多数配合件的摩擦实际为上述三种摩擦共存，即是混合状态。在混合摩擦的状态下，磨擦系数决定于各种摩擦所占的比例。1.2.2零件的磨损磨损是指两个相对运动零件摩擦表面的物质，由于相互作用而使摩擦表面材料不断损失的现象。据统计有75%以上的汽车零件是由于磨损而报废的。磨损的分类：按零件破坏的机理可把磨损分为黏着磨损、磨料磨损、表面疲劳磨损、腐蚀磨损、微动磨损等。1.2.2零件的磨损1.黏着磨损（1）黏着磨损机理。黏着磨损是指摩擦表面相互接触，在其接触点之间由于分子吸引力粘附或局部高温熔着，使摩擦表面的金属发生转移而引起的磨损。是接触--塑性变形--原子吸附--黏着--撕脱--再黏着--再撕脱的过程。（2）影响黏着磨损的因素①材料特性的影响。脆性材料的抗粘着性能好于塑性材料。②零件表面粗糙度的影响。如图1-11所示。一般情况是磨损量随零件表面光滑程度的提高而减小。③润滑油的影响。充分可靠的润滑可以减少黏着磨损。④运动速度和单位面积上压力的影响。汽车发动机中黏着磨损的发生，多数是配合间隙过小，大负荷情况下。1.2.2零件的磨损磨料磨损（1）磨料磨损的机理。摩擦表面间，由于硬质固体颗粒(包括硬质凸出物))使相对运动的零件表面引起的磨损称为磨料磨损。磨料磨损的机理目前有四种假说：即微量切削假说、表面疲劳剥落假说、压痕假说和断裂假说。（2）减轻磨料磨损的主要措施。除在设计上选择合适的耐磨材料、提高工作表面的硬度、改善表面的适油性和合理的结构设计，以求尽量保持完整的润滑油膜和减少磨料的产生外，应在使用中尽可能减少磨料的进入，即加强三滤。1.2.2零件的磨损3.表面疲劳磨损在纯滚动或同时带有滑动的滚动条件下，材料表面层因疲劳而产生的物质损失的现象称为表面疲劳磨损。在齿轮副的轮齿表面、滚动轴承的滚珠和滚道以及凸轮副等表面易发生表面疲劳磨损。有最大剪应力理论假说----裂纹起源于次表层；油楔理论假说----裂纹起源于摩擦表面和裂纹起源于硬化层与芯部过渡区的理论假说。表面疲劳磨损与零件材料、热处理的金相组织、表面粗糙度、接触精度以及润滑状态有关。1.2.2零件的磨损4.腐蚀磨损零件表面在摩擦过程中，表面金属材料与周围介质发生化学或电化学反应，因而引起物质损失的现象称为腐蚀磨损。（1）氧化磨损。是表面形成氧化膜，进而磨损掉的磨损，影响氧化磨损的因素有摩擦副的滑动速度、接触载荷、氧化膜的硬度、介质中的含氧量、润滑条件以及材料性能等。（2）特殊介质腐蚀磨损。摩擦表面遇酸、碱和盐等特殊介质作用，发生化学反应生成各种产物，并在摩擦过程中不断被磨去或与周围介质产生电化学作用造成摩擦表面材料不断损失的现象称为特殊介质腐蚀磨损。（3）穴蚀。穴蚀是指与液体接触的金属表面在相对运动过程中产生的一种表面破坏现象。柴油机湿式缸套的外壁与冷却液接触的表面、滑动轴承在最小油膜间隙之后的油膜扩散部分，都可能产生穴蚀。（4）微动磨损。发生在固定连接的零件表面，结果是固定松动。1.2.3零件的疲劳汽车零件在较长时间内由于交变载荷的作用，性能破坏，甚至产生断裂的现象称为零件的疲劳。汽车零件的疲劳损坏，是汽车的常见故障。据资料记载，疲劳损坏的零件约占15％～18％。疲劳损坏的形成是逐渐积累和发展的，但其表现形式又同时具有突然性，如曲轴与转向节指轴的疲劳断裂等。疲劳损坏的特点是断裂时的应力，远远低于材料的强度极限，甚至低于屈服点；在交变应力作用下的疲劳断裂，在断裂前不会发生明显的塑性变形，断裂是“突发性”的。因此疲劳断裂具有极大的危险性，常常导致致命故障，甚至导致重大的机械事故或交通事故。1.2.3零件的疲劳1.疲劳损坏的机理金属零件疲劳损坏实质上是一个累积损伤过程。一般要经历弹性(或塑性)变形、滑移、产生微观裂纹、微观裂纹扩展、宏观裂纹扩展、最终断裂等几个过程。2.提高汽车零件抗疲劳损坏的方法（1）疲劳损坏经常发生在零件最薄弱的部位，以及零件内部与外部缺陷所造成的应力集中部位，应尽可能减少应力集中。（2）延缓疲劳裂纹萌生时间。此方法的实质是采取如表面滚压、喷丸、表面热处理等一切有效措施，强化金属合金表面，控制表面的不均匀滑移。（3）合理使用车辆。防止超速和超载。（4）在零件维修中要注意质量。（5）严格对易疲劳损坏的零件的技术监控。1.2.4零件的变形汽车零件在使用过程中，零件要素中的形状和位置要素发生变化的现象，称为零件的变形。汽车的主要零件，特别是铸铁类基础件的变形是不可避免的，变形后将明显地影响总成的工作能力和汽车的使用寿命。影响汽车零件变形的原因。（1）残余内应力的影响（2）过载或受力不均匀的影响。（3）高温影响。（4）超载的影响。（5）维修质量的影响。1.2.5零件的腐蚀和老化1.零件的腐蚀金属零件的腐蚀是指表面材料与外部介质起化学反应或电化学反应而发生的表面破坏现象。按腐蚀的机理可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。（1）化学腐蚀。是指金属与外部介质直接起化学反应，引起的零件表面破坏。（2）电化学腐蚀。是指金属与介质发生电化学反应而引起的破坏。（3）减轻金属表面腐蚀的措施。在汽车上经常采用覆盖保护层法。2.零件的老化汽车零件材料的性能随着使用时间的增长而逐渐衰退的现象，称为老化。具有典型老化过程的零件是橡胶和塑料密封件。复习思考题解答1、什么是汽车的技术状况？如何分类？如何变化？答：汽车的技术状况是汽车各个部件、机构和总成技术状态的总体表现。汽车技术状况分为两大类，即汽车完好技术状况和汽车不良技术状况。汽车技术状况变化具有一定的规律性，汽车技术状况变化的规律分为两类，一类是随行程变化过程，另一类是随机变化过程。复习思考题解答2、什么是黏着磨损？如何防止？答：黏着磨损是指摩擦表面相互接触，在其接触点之间由于分子吸引力粘附或局部高温熔着，使摩擦表面的金属发生转移而引起的磨损。防止黏着磨损的措施是：①尽可能选择脆性材料。②合适的表面粗糙度，表面粗糙度过大和过小都使黏着磨损增加。③充分可靠的润滑可以减少黏着磨损。④零件的配合间隙要合适，避免间隙过小。另外要控制负荷，不要大负荷工作。复习思考题解答3、如何减轻和防止磨料磨损？答：除在设计上选择合适的耐磨材料、提高工作表面的硬度、改善表面的适油性和合理的结构设计，以求尽量保持完整的润滑油膜和减少磨料的产生外，应在使用中尽可能减少磨料的进入，即加强三滤。4、什么是零件变形？零件变形后会产生什么影响？答：汽车零件在使用过程中，零件要素中的形状和位置要素发生变化的现象，称为零件的变形。汽车零件的变形，特别是基础零件的变形会将明显地影响零件和总成的工作能力和汽车的使用寿命，基础零件的变形会使安装其上的相关的零件工作状态和受力以及位置发生改变。复习思考题解答5、什么是疲劳损坏？疲劳损坏有何特点？答：汽车零件在较长时间内由于交变载荷的作用，性能破坏，甚至产生断裂的现象称为零件的疲劳。疲劳损坏的形成是逐渐积累和发展的，但其表现形式又同时具有突然性，如曲轴与转向节指轴的疲劳断裂等。疲劳损坏的特点是断裂时的应力，远远低于材料的强度极限，甚至低于屈服点；在交变应力作用下的疲劳断裂，在断裂前不会发生明显的塑性变形，断裂是“突发性”的。因此疲劳断裂具有极大的危险性，常常导致致命故障，甚至导致重大的机械事故