汽车维修工程第二章 汽车失效理论.ppt

第三节 汽车零部件失效分析方法 失效分析也称故障分析，是研究零部件的磨损、断裂、腐蚀、变形等失效现象的特征或规律，并从中找出损坏原因的一门新的综合性学科。 失效分析的思路，就是对已发生的失效事件，沿着一定的思路去分析研究失效现象的因果关系，进而寻找失效原因，提出改进措施。 第二章 汽车零部件的失效理论 第一节 汽车零部件失效的概述 汽车零部件的失效是造成汽车故障的主要原因，同时也造成很多方面的损失。 主要表现 一是用户方面 二是社会方面 三是汽车制造厂商方面 一、汽车零件失效的基本类型 基本类型 1.磨损 2.疲劳断裂 3.腐蚀 4.变形 5.老化 二、汽车零件失效原因 （一）汽车零件的耗损 在汽车技术状况的变化过程中，影响因素是十分复杂的，但汽车零件失效的主要原因仍然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变化的结果。 （二）使用条件对汽车零件技术状况的影响 汽车行驶的道路条件、运行条件、运输条件、气候条件和使用水平等汽车外部条件，都会直接地或由驾驶员通过操纵控制系统传送给汽车零件，使汽车零件产生“响应”而改变了状况；然后由汽车运行速度、燃料消耗、发动机排放、异响与振动、故障率以及配件消耗等可变参数输出，表现出汽车零件失效的状况。 1. 运行条件的影响 主要指交通流量对汽车零件运行工况的影响，如载货汽车在城市街道上的速度较郊区要降低50％以上，发动机曲轴转速反而升高35％左右；换挡次数增加2～2.5倍。显然，这种工况必然加速汽车零件技术状况的变化进程。 2. 运输条件的影响 城市公共汽车经常处于频繁起步、加速、减速、制动和停车为主的典型的非稳定工况下工作，若曲轴转速和润滑系油压不能与载荷协调一致地变化，恶化了配合副的润滑条件，则零件的磨损较稳定工况大大加剧。 3. 道路条件的影响 道路状况和断面形状等决定了汽车及总成的工况(载荷和速度、传递的转矩、曲轴转速、换挡次数以及道路不平所引起的动载荷)，从而决定汽车零部件和机构的磨损情况，影响汽车的工作能力。 4. 气候条件的影响 影响因素 （1）环境湿度和风速的影响 （2）环境温度的影响 （3）维修水平的影响 环境温度的影响 图2-1 汽车故障率与环境温度 图2-2 气缸磨损与冷却液温度 第二节 汽车零部件的失效模式 一、汽车零件的磨损失效 (一)汽车零部件的摩擦 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。 按表面润滑状态 1. 干摩擦 2. 液体摩擦 3. 边界摩擦 4. 混合摩擦 分类： (二) 汽车零件的磨损 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；但磨损有时候也是有益的，如磨合。 1. 粘着磨损 定义 摩擦副相对运动时，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 产生原因 主要是由于金属表面负荷大、温度高而引起的 作用机理 零件间的微观不平一实际接触面积小一接触处承受很大的静压力，即凸起点的切向冲击力一接触点的油膜、氧化膜被破坏，纯金属直接接触一产生一定的弹性变形和塑性变形一零件间吸引力增强 减小 磨损措施 选用不同的金属或互溶性小的金属以及金属与非金属材料组成摩擦副；合适的表面粗糙度；用润滑剂隔离接触表面或表面有化合物的保护膜 磨损 表面特征 擦伤、锥形坑、鱼鳞片状、麻点、沟槽 分类： 2. 磨料磨损 定义 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 形式 ①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(如磨料进入轴承问易发生塑性挤压) ②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) 影响因素 磨料在摩擦表面问经过的距离和速度；磨料与金属表面间的相互作用力；零件硬度；磨料硬度；料颗粒的大小 减轻 磨损措施 汽车发动机采用滤清效果好的空气滤清器；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 表面特征 刮伤、沟槽擦伤