汽车技术状况变化及影响因素

苏建成

(安徽蚌埠汽车士官学校装备保障系，安徽蚌埠 233011)

汽车技术状况变化及影响因素

苏建成

(安徽蚌埠汽车士官学校装备保障系，安徽蚌埠 233011)

分析了汽车技术状况变化的原因及规律，阐述了汽车技术状况变化的影响因素，从而可以在使用中预防零部件的早期损坏。

汽车零部件；技术状况；正确使用

Abstract:The causes and change rule of technical condition of vehicle were analyzed. The influence factors of technical condition of vehicle were expounded. So early damage in use can be prevented.

Keywords:Vehicle components; Technical condition; Correct use

0 引言

汽车是由上万个具有不同功能的零件、总成装配而成的整体，各总成、机构和零件状况的综合，形成了汽车的技术状况。在汽车运行过程中，零部件会逐步丧失原有技术性能和要求，从而引起汽车技术状况变差。了解汽车零件性能变化的进程，进而控制汽车的技术状况，使汽车的技术状况处于规定的水平。

1 汽车技术状况变化原因

汽车是由许多零部件组成的，在使用过程中，其技术状况会随行驶里程增加和运用时间增多而逐渐变化。导致变化的主要原因有：相互摩擦零件间产生自然磨损；与有害物质相互接触的零件被腐蚀；零件长期在交变载荷作用下产生疲劳；零件在外载荷、温度、残余应力作用下产生变形；橡胶及塑料等非金属制品零件和电气元件因长时间工作而老化等。

2 汽车技术状况变化规律

汽车技术状况变化的规律是指汽车技术状况与行驶里程或时间的关系。研究汽车技术状况变化规律是为了能够掌握它，并采取相应的措施降低零件磨损速度，延长其使用寿命。

2.1 汽车零部件损坏率特性曲线

运用数理统计和可靠性理论来分析汽车、总成和零件损坏率特性，它遵循“浴盆曲线”变化规律。如图1所示。曲线划分为3个阶段：

(1)早期损坏阶段。使用初期，零部件的损坏率较高，经过-个周期使用后，损坏率下降。即损坏率是时间或行驶里程

的减函数。技术状况的变化取决于零件设计质量、制造工艺水平和材料力学性能。对汽车各零部件所用原材料及其制造工艺加强检验和质量控制，可以减少或剔除这种早期损坏的产品，降低早期损坏率。

(2)随机损坏阶段。经过早期损坏阶段，损坏率减小，零件的工作进入随机损坏阶段。这时不但损坏率很小，并且大体上是一个常数。在这个时期，零件所发生的损坏大部分与其强度和所承受的负荷有关，损坏是偶然发生的。

(3)耗损损坏阶段。零件经过长期使用后，由于疲劳或磨损等原因，其强度和物理性能下降，损坏率上升，即损坏率是时间的增函数。在这个阶段中，零件所发生的损坏多属于老化、疲劳等性质。对汽车及时进行检查、维护和调试是延缓零件耗损损坏的有效措施。

上述3个阶段如图1所示，横坐标是时间或行驶里程，纵坐标是(瞬时)损坏率，由于形状像一个澡盆，所以通常称为浴盆曲线。

2.2 汽车技术状况变化特性

汽车技术状况的变化规律按发生的过程，可分为两大类：一类是变化过程具有确定的形式，即具有必然的变化规律，其变化过程可以用一个(或n个)时间t确定的函数来描述；另一类是变化过程没有确定的变化形式，没有必然的变化规律，对其变化过程独立地重复进行多次观察所得的结果是不相同的，呈现出不确定性，但大量重复观察的结果又具有统计规律。前者称为汽车技术状况随行程的变化过程，后者称为汽车技术状况随机变化过程。

2.2.1 汽车技术状况随行程变化过程

汽车大部分机构、零件的技术状况变化都有一定规律，都随运行里程的延续而变化，即属于随行的变化过程。这类变化过程的特点是：初始状况En随行程依次平稳而单调地变化至极限状况E0，如图2所示。因此，在原则上，通过及时的维修措施，可以防止发生故障，同时由于技术状况变化的单调性又为预测故障的发生提供了可能。汽车零件磨损、间隙的变化、冷却系和润滑系中沉淀物积聚、机油消耗率及机油中的机械杂质含量等，均是按照这个规律变化。

汽车技术状况随行程的变化过程可用n次多项式或幂函数两种函数进行描述。

n次多项式：

y=a0+a1L+a2L2+…+anLn

式中：y为技术状况参数值；

L为汽车行程；

a0为技术状况参数的初始值；

a1，a2，…，an为表征y与L关系的系数。

幂函数：

y=a0+a1Lb

式中：a1，b为技术状况对数变化速率和特性的系数。

多项式能精确反映技术状况变化的规律性，但由于关系系数的数目太多，确定它们的数值又太复杂，因此增加了应用多项式的难度。实践证明：当用上述多项式计算技术状况参数值时，仅用前4项计算，其结果已足够准确；而对制动蹄与制动鼓间的间隙、离合器踏板自由行程等参数的变化规律，用线性函数描述就足够准确了。

对于因汽车零件磨损所引起的技术状况参数变化规律，采用幂函数进行描述。如曲轴箱窜气随行程的变化过程。

2.2.2 汽车技术状况随机变化过程

汽车技术状况随机变化过程受汽车使用条件、驾驶员的操作水平、机件材质的不均匀性、隐蔽缺陷等随机因素的影响，没有确定的变化形式，技术状况参数的变化率和变化特性没有必然的变化规律。机件进入故障状况的行程是-个随机变量，与故障前的状况无关。机件承受的载荷超过规定的允许标准，容易产生损伤或损坏，损伤量迅速超过极限值，导致进入故障状况。技术状况参数的这种跃变性是随机变化过程的特点，当给定汽车技术状况参数极限值时，汽车技术状况达到极限数值的行程将是各种各样的。

3 汽车技术状况变化的影响因素

在汽车技术状况的变化过程中，尽管影响因素复杂，但零件磨损的影响是主要的，是具有代表性的。

3.1 固有缺陷对汽车技术状况的影响

(1)设计不合理。设计汽车时整车及各总成、机构和零部件不科学、不合理而使汽车零件磨损。

(2)材料质量差。汽车材料选用(硬度、强度及耐磨性)不当、材质差，而使汽车零件耗损。

(3)工艺不规范。汽车零件在制造、装配、磨合和实验过程中，未严格按技术规范进行而造成汽车零件耗损。

3.2 使用条件对汽车技术状况的影响

汽车的运行条件和使用水平等直接对汽车技术状况产生影响。

(1)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(如载荷、速度、传递的扭矩、曲轴转速、换挡次数，以及道路不平所引起的动载荷等)，从而决定汽车零部件和机构的磨损过程，影响汽车的工作能力。例如，一挡的磨损量最大，直接挡的磨损量最小，而且每个挡都有一个磨损量最小的行驶速度。在不平道路或等外级道路上行驶时，油耗将增加50%，轮胎磨损大约增大两倍。在山区或丘陵地区的道路上行驶时，平均技术速度将会降低20%以上，油耗增加15%。在细砂路面上运行，由于离路面2 m高空内的含尘量过多，对汽车零件磨损也有明显的影响。

(2)运行条件的影响。市区行驶汽车经常处于以频繁起步、加速、减速、制动和停车为主的典型的非稳定工况下，使零件的磨损较稳定工况大大加剧。环境温度过高和过低，极易恶化汽车的运行条件，加速零件的腐蚀，从而导致磨损增加。

(3)维修水平的影响。及时高质量地依照维护周期、作业项目、技术要求，对汽车定期进行维护保养，是保持汽车完好技术状况、减少汽车零件磨损、延长汽车使用寿命的关键。例如，对变形的基础件不进行整形修理，不能恢复主要要素的形位公差；维修技术陈旧和维修检测设备简陋等不能适应汽车维修业的发展；汽车维修行业的管理水平落后、从业人员技术素质低与技术法规观念淡薄等，都严重地制约汽车维修质量的提高。总之，维修质量依赖于维修人员的技术素质、先进的技术设备和汽车配件的质量等。

(4)驾驶技术的影响。在车辆技术状况相同的条件下，驾驶技术高低对机件的使用寿命影响很大：①要正确的车辆起步；②合理控制好发动机温度；③规划好合理的车速；④选择合适的挡位；⑤正确地利用好滑行。

(5)载荷与行驶速度的影响。载荷的大小影响汽车零件的磨损。汽车的载荷应按制造厂规定的额定标准装载。如果超载，零件的磨损速度将迅速上升。汽车拖载总质量增加时，各总成的磨损量均增大，其中以发动机最为显著，变速器和主减速器磨损量随汽车拖载总质量增加而增加，由于低速挡使用次数多，各总成负荷大，其中以离合器的磨损最甚。

当汽车行驶速度过高时，发动机处在高转速状态，活塞的平均移动速度增高，气缸磨损加大；低速时，机件润滑不良，因而磨损也同样加剧。高速行驶还将引起轮胎发热，使其磨损增加；对制动器的影响，主要是常需急速制动，因此，高速行驶汽车在急速制动时，制动蹄片的磨损量迅速增加。

加速滑行行驶和稳定速度行驶相比，其发动机磨损量要增加25%～30%。加速终了的速度越高，速度变化范围越大，发动机的磨损量则越大。为了减少机件磨损，必须控制行驶速度，正确选择挡位，要求用中速行驶。

(6)燃料、润滑油品质量的影响。汽油品质的影响主要是以馏分温度、辛烷值和含硫量来表示；柴油中重馏分过多、黏度、十六烷含硫量品质的好坏对发动机磨损影响也很大；质量好的油品能保证发动机润滑良好、减少磨损、延长发动机使用寿命、延长换油周期、减轻维护和修理的频度和难度。

【1】 徐寅生.汽车技术使用[M].蚌埠：汽车士官学校，2013.

【2】 张家玺.汽车技术使用理论与实践[M].北京：海潮出版社，2008.

【3】 李春亮.军用车辆技术使用[M].蚌埠：汽车士官学校，2011.

【4】 汪时武.汽车技术使用技能与组训法[M].蚌埠：汽车士官学校，2013.

ChangeandInfluencingFactorsofTechnicalConditionofVehicle

SU Jiancheng

(Anhui Bengbu Automobile Academy, Bengbu Anhui 233011,China)

2014-07-22

苏建成(1963—)，副教授，从事汽车使用与性能测试的教学及研究工作。E-mail：sjc.6301@163.com。