车辆机械零件的磨损与预防策略研究

刘百新

（安徽中和司法鉴定中心，安徽 合肥 230041）

车辆机械零件的磨损与预防策略研究

刘百新

（安徽中和司法鉴定中心，安徽 合肥 230041）

随着车辆种类、数量的不断增加，车辆机械零件出现故障的情况也越来越多。磨损是车辆机械零件主要的失效形式，按磨损机理划分，可分为粘着、磨料、疲劳、腐蚀、气蚀和微动磨损等几种。文章通过对车辆机械零件磨损的研究，提出磨损预防的合理措施，达到延长车辆机械零件使用时间，有效提高车辆使用寿命的目的。

车辆；机械零件；磨损分析；预防策略

车辆机械零件有很多种失效形式，以磨损、疲劳、腐蚀等最为常见，其中磨损为最主要的失效形式，据有关资料统计显示，75%以上车辆机械零件的报废是由磨损而引起的。其主要原因是由于车辆机械零件长期在高温、高压等恶劣环境和条件下工作，致使零件表面长期经受接触磨擦，产生磨损，进而造成零件的失效报废，导致车辆故障多发，使用性能降低。这些磨损及其产生的问题不能及时发现和处理，不仅损害车辆的使用性能，影响车辆的正常使用，还会导致严重的交通事故。文章主要从六个方面对车辆机械零件的磨损进行分析研究，并且对此提出具体的预防措施。

1 粘着磨损

粘着磨损是指车辆机械零件相互接触的摩擦表面，在接触点之间由于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发的磨损。

其表现形式因零件摩擦面间的强度和硬度的不同而不同，主要表现为：轻微磨损、涂抹、擦伤、胶合和咬死五种形式。这类磨损发生时极易引起润滑油膜破裂，使接触点形成强粘着，导致摩擦热量难以散发，使粘着点发生塑性变形，甚至被剪切撕脱。循环反复的粘着和撕脱，形成粘着磨损。严重时会导致摩擦表面被破坏，使其停止正常运行，引发机械事故。

主要预防措施：一是应保证两摩擦表面间具有易剪切的薄膜。薄膜可采用边界膜和油膜等，其中边界膜使用较为广泛。要求车辆机械零件各润滑部位应当选用合适的润滑油，同时要在润滑油中添加一定数量的极压抗磨添加剂，使之摩擦时在零件表面形成边界膜，达到在摩擦中有效保护零件的作用。还可以利用固体润滑剂，在边界润滑和液体润滑失效时，减少摩擦与磨损。二是正确选择适当的摩擦副配对材料。如采用互溶性小的材料配对组成摩擦副，粘着倾向小，不易发生粘着磨损。或一组摩擦副中，选择表层较弱的金属，从而减少磨损量。三是在零件处理中进行改性处理，避免发生粘着磨损。

2 磨料磨损

磨料磨损是指由硬质颗粒与运动的零件相互摩擦引起的零件表面材料损失现象。它是最为常见的零件失效形式，也是较为严重的车辆机械零件磨损，是许多机械零件的主要破坏形式。

磨料磨损过程是一个繁杂的多种因素共同作用的摩擦学系统。磨料的特性，外部条件以及被磨材料是该系统的主要因素，系统中任意因素的变动都会导致该系统发生变化。

主要预防对策：一是阻止磨料进入摩擦副之间。要求在车辆使用时要按时、按质对空气滤清器、燃油滤清器和机油滤清器进行清洁和更换，使其始终处于良好状态。同时，要对各管路接头及其结合面处进行全面检查，确保无松动现象。车辆的维修保养场所要保持环境清洁，要选择在空气中含尘量小和地面尘土少的地方进行。零件装配前，要认真查看，清洗干净。二是对于容易磨损的机械零件进行改性处理，提升零件的表面硬度。在改性过程中应把握摩擦面硬度高于磨料硬度的原则，提升零件的耐磨性，使零件磨料降低磨损现象。

3 疲劳磨损

疲劳磨损是指有相对滚动的零件摩擦面，在接触应力周期性的作用下，摩擦面材料发生疲劳破坏和微粒脱落的现象。疲劳磨损表面外观呈现裂纹或点蚀状，甚至出现疲劳脱层。一般都经历裂纹的萌生、扩展、断裂三个过程，可以说是材料疲劳断裂的一种特殊方式。疲劳破损可以认为是一种独立的，而且是相当普遍的磨损形式。

疲劳破损主要受材料性能、表面粗糙、润滑与润滑剂、环境的影响。主要预防措施：一是零件的质量必须保证满足要求。特别是要求零件表层材料品质要切实得到保证，防止出现零件表面的缺陷，如软点、夹杂物、划痕凹坑和腐蚀坑等，这些地方都有可能成为裂纹的发生源。二是提高零件的表面品质。零件表面粗糙度愈小，则抗疲劳磨损的能力就愈强。三是通过喷丸、激光表面冲击、表面渗碳渗氮等表面改性工艺，使零件的抗磨损能力得到进一步提高。

4 腐蚀磨损

腐蚀磨损是指机械零件在腐蚀性的气体或液体环境中，相对滑动摩擦时，摩擦表面材料与周围介质发生化学或电化学反应，生成新的物质，这些腐蚀产物在摩擦过程中被磨掉而引起的材料损失现象。这种磨损是腐蚀和摩擦共同作用的结果。

在腐蚀磨损的过程中，材料表面的介质溶液不断受到机械搅拌作用，其成分与溶液本体保持一致，从而消除了浓差极化现象，使腐蚀得以加速进行。腐蚀磨损可分为氧化磨损和特殊介质腐蚀磨损。

减少腐蚀磨损发生的措施：一是车辆在使用过程中发动机工作条件要保证其合理性，注意避免发动机长期在不合理的条件下工作；要保证车辆的正常行驶，避免车辆频繁启动或在行驶中突然加、减速，以减少腐蚀磨损的产生。二是对易发生腐蚀磨损的零件进行表面改性处理，通过镀铬、镀锡、覆盖油漆、塑料等非金属层、激光熔覆等获得防腐蚀保护层，减缓零件的腐蚀磨损。

5 气蚀

气蚀是指当机械零件与液体接触，并在相对运动发生时，液体在运动中产生的气泡破裂冲击零件金属表面，造成零件表面疲劳破坏微粒脱落的现象。一般在气蚀发现前，都会先有麻点坑，在气蚀的长期作用下这些麻点坑范围、深度就会逐渐增大，最终导致机械零件被侵蚀击穿，发展成机械故障。

减少气蚀破坏的措施：一是防止和减少气泡的形成。二是如不可避免产生气泡时，要设法使气泡在远离机件表面的地方破裂。

6 微动磨损

微动磨损是指互相接触并被压紧的两个表面间，发生低幅往复切向振动时，零件表面材料发生微粒脱落的现象。微动磨损发生在相对静止的零件表面，如发动机固定处、螺栓联接等处，特征是零件表面出现麻点或沟槽。微动磨损的绝对磨损量虽然很小，但危害很大，它使零件的配合精度下降，使零件的疲劳强度降低，最终将导致零件疲劳断裂。

主要预防措施：一是最大限度地减小零件配合表面之间的振动。二是使用螺栓紧固零件应考虑足够的预紧力，可以采取在螺栓连接中加弹簧垫圈或非金属垫圈等预紧方法。三是用固体润滑剂涂覆在零件配合表面之间，以减缓零件的微动磨损。

总之，车辆机械零件的磨损，是在多种磨损机理的综合作用之下产生的结果。因此，延长车辆机械的使用寿命，就必须对车辆机械零件磨损机理进行深入细致的分析和研究，从中找到防止和减少磨损的方法，找到切实有效的预防措施，达到减少车辆机械故障，提高车辆机械零件使用寿命的目的，从而实现车辆整体使用性能的提升和车辆使用年限的提高。

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刘百新（1982-），男，安徽怀宁人，大学本科，机械助理工程师，主要研究方向：车辆机械零件的磨损与预防策略。