沿海盐雾环境共轨系统适应可靠性试验方法研究

朱东祥，鞠卫华，严 新，华 弢

（中国第一汽车股份有限公司无锡油泵油嘴研究所，无锡 214063）

引言

沿海或近海地区的大气中都充满着盐雾，一方面盐雾会破坏金属保护层，造成共轨系统零部件表面腐蚀缺陷，影响外观及使用性能；同时，盐雾会溶解在水杂质中，遇上恶劣天气或者过滤器失效，难免会有水杂质进入燃油，进而引起共轨系统零部件腐蚀磨损，会影响共轨系统的可靠性，发生故障。因此，自主共轨系统有必要进行沿海盐雾环境可靠性试验方法研究，建立相应的试验方法，从而来考核和改善共轨系统零部件材料及防护层抗盐雾腐蚀能力，提高其环境适应性。

本文主要是对自主共轨系统沿海盐雾环境适应可靠性试验方法进行研究，确定了相应的试验方法，即采用外部盐雾试验和燃油掺水杂质（含盐）试验，并进行试验验证。结果表明我所自主共轨系统在沿海盐雾环境有较好的适应可靠性。

1 外部盐雾试验

1.1 盐雾腐蚀原理与试验方法

金属腐蚀的绝大部分属于电化学腐蚀，盐雾对金属的腐蚀是以电化学方式进行的，腐蚀机理基于原电池腐蚀[1]。

目前，国内对于共轨系统盐雾腐蚀研究很少，而同行业的一些国外企业又对外密不透风，所以必须依靠自身研究，建立自己的盐雾环境适应可靠性试验方法。我们调研了一些国内外知名汽车企业对于一些汽车零部件的盐雾试验方法，见表1。

图1 盐雾试验系统示意图

表1 国内外部分知名汽车企业汽车零部件的盐雾试验方法

同时分析了一些盐雾试验标准中的试验方法，比较发现中性盐雾试验主要适用于金属及其合金、金属覆盖层等；同时发现复合盐雾试验可以通过不同的温度和湿度变化，更好地模拟共轨系统真实的腐蚀环境，更能检验共轨系统的真实腐蚀状态；另外，从表1 可以看出，通用、日产、上汽等汽车企业都是采用复合盐雾试验来考核零部件的耐腐蚀能力，所以我们采用中性复合盐雾试验方法对自主共轨系统进行试验。

图2 盐雾试验箱实物图

1.2 盐雾试验系统

图1 为盐雾试验系统示意图，图2 为盐雾试验箱实物图。

1.3 盐雾试验方案

参考GB/T 24195—2009《金属和合金的腐蚀 酸性盐雾、“干燥”和“湿润”条件下的循环加速腐蚀试验》标准中的方法B，适当地延长中性盐雾试验阶段时长，中性复合盐雾试验方案循环过程如图3 所示。试验中试样原则上应放平，在盐雾箱中被试表面与垂直方向成20± 5°，盐雾收集面积为80 cm2[5]。整个循环周期分为中性盐雾腐蚀、干燥保持、潮湿保持3 个阶段，总时间为24 h。试验周期数根据零件的腐蚀程度而定，试验周期数定为4，即4 个循环（4 天），96 h。

1.4 试验结果分析

由图4 中可以看出，共轨泵表面腐蚀较为严重的部位集中在输油泵、柱塞体以及用于连接固定的螺栓螺帽，泵体的腐蚀程度很小，这是因为泵体的材料是铸铝，但是表面经过喷丸处理，盐雾很难对其进行腐蚀破坏；输油泵材料是铸铝，表面是镀锌钝化，而表面镀锌层易于盐雾腐蚀；柱塞体材料是20CrMo，表面经过氧化发黑处理，而表面氧化层是比较容易被盐雾腐蚀破坏的；螺栓螺帽一般就是铁的，表面镀锌处理，盐雾容易腐蚀表面，从而腐蚀内部。另外，共轨管跟柱塞体相似，材料是20CrMo，表面经过氧化发黑处理，表面氧化层容易被盐雾腐蚀破坏的，从而造成腐蚀加剧。而对于喷油器，表面腐蚀情况也不容乐观，但是由于喷油器一般都是装配在缸盖里面，不会暴露在腐蚀环境中，所以，对于喷油器表面耐盐雾腐蚀能力要求也不会太高。

共轨泵96 h 中性复合盐雾试验前后油量对比发现，共轨泵性能几乎没有受到盐雾腐蚀的影响，由于腐蚀时间不长，盐雾并没有腐蚀到内部部件。

2 燃油掺水杂质（含盐）试验

2.1 试验方法

1）模拟沿海海水成分，配比一定量的水溶液（含盐），主要成分有：NaCl、MgCl2、CaCl2、MgSO4.7H2O、NaHCO3。在校泵油中添加1 %（体积比）配比好的水溶液；

2）主要试验对象：EI3A 喷油器；

3）试验工况：转速—1 000 r/min，轨压—1 600 bar，喷油脉宽—1 500 μs；

图3 中性复合盐雾试验循环过程

图4 试验前后的共轨泵、共轨管以及喷油器

4）在可靠性试验台上每天运行6 h，静置,考虑到长时间运行会导致校泵油中加入的水溶液水分蒸发，隔两天更换试验油。总共运行5 天，即运行30 h，停止试验，然后再静置两天，之后再进行检测。

图5 喷油器试验前后开启压力对比

图6 喷油器试验前后动态回油量对比

图7 喷油器试验前后主要工况喷油量对比

图8 喷油器试验前后主要工况喷油量均方差对比

表2 喷油器试验后拆检记录

2.2 试验结果分析

从图5～图8 可以看出，喷 油器燃油掺水杂质（含盐）试验前后的开启压力、动态回油量变化不大，试验后主要工况喷油量较试验前略微有点变大，喷油器性能没有出现太大变化。

燃油掺水杂质（含盐）试验后，孔板密封性良好，试验后喷油器主要拆检项目，如控制阀座间隙、孔板进回油流量、颈部密封性等，与试验前都保持较好的一致性，试验前后最大偏差不超过5 %，喷油器拆检结果良好，没有明显磨损。

3 结束语

1）确定了自主共轨系统盐雾环境适应可靠性试验方法，采用外部盐雾试验和燃油掺水杂质（含盐）试验方法，并进行试验验证。

2）自主共轨系统完成了96 h 的中性复合盐雾试验，性能影响不大，但是共轨泵、共轨管以及喷油器的表面由于盐雾产生了腐蚀破坏现象。

3）自主喷油器完成了燃油掺水杂质（含盐）试验，试验前后主要拆检项目，如控制阀座间隙、孔板进回油流量、颈部密封等，都保持较好的一致性，喷油器拆检结果良好，没有明显磨损。

4）自主共轨系统对沿海盐雾环境具有较好的适应性。

[1]田永,韦俊.汽车金属零件循环盐雾试验标准概述[J].电镀与涂饰,2012,8:43-47.

[2]龚剑.几种腐蚀性试验方法的对比研究[J].汽车工艺与材料, 2006,12:30-33.

[3]杨纯儿.盐雾试验技术现状[J].合成材料老化与应用, 2010, 39(1):43-47.

[4]GB/T 10125—1997：人造气氛腐蚀试验盐雾试验[S].

[5]GB/T 24195—2009：金属和合金的腐蚀酸性盐雾、“干燥”和“湿润”条件下的循环加速腐蚀试验[S].