金属磨损自修复技术在汽车发动机维修中的应用

庄晓伟

摘要：当前人们对购车的需求处于不断上升趋势，这也使得驾驶员及汽车维修行业得以飞速发展。然而，在实际使用汽车的过程中总会存在许多或大或小的问题，而发动机作为汽车的心脏，因此笔者认为在处理汽车维修之前应该首先对汽车发动机的构造及其常见的问题进行了解。本文主要讨论在汽车发动机维修中采取金属磨损自修复技术进行维修，希望对汽车发动机的维修工作能够有所借鉴。

关键词：金属磨损;自修复;发动机维修;应用研究

0  引言

磨损、腐蚀、疲劳是金属机械材料失效的三种主要表现，其中磨损造成的经济损失十分巨大。基于此，相应的金属磨损自修复技术得以研究发展。金属磨损自修复技术的诞生，打破了金属、机械装置耐磨寿命短的“瓶颈”，推动了我国在减摩学术研究领域和耐磨产品开发研究工作中的前进步伐，与此同时，其节能降耗的优势对实现节约能源和保护环境具有重要意义。

1  金属磨损自修复技术的概念

金属磨损自修复技术是当前工程领域中的一项尖端技术，此技术中应用到的修复材料可以称作是当前最具创新性且绿色环保的机械装备和机械零件减磨的材料，该材料是一种由羟基硅酸镁等多种矿物成分、催化剂和各类添加剂等构成的微米级粒径矿石粉体[1]。由于该材料的粒度为0.1～10rm，其不溶于润滑油，也不与其反应，因此其通常是用于與各类润滑油或润滑脂混合使用。混合后的新型修复材料可在机械装备运行过程中与金属表面形成很强的结合力，经过化学反应置换生成具有减磨性能的金属陶瓷保护层，此保护层可以有效降低金属表面的摩擦系数，提高金属摩擦表面的硬度和光洁。

2  金属磨损的分类

金属磨损并不一定都是由于两金属物质之间的相互接触摩擦造成的，也有可能是一金属物体与另一固体的、液体的或气体的配件在接触或相对运动过程中造成表面材料损耗。因此，根据研究不同摩擦系统中基础配件、中间介质以及环境介质等因素，金属磨损按照其作用机理其实可分为五种：①粘着磨损，是指由于固相焊合，当摩擦物之间没有足够的润滑油时，一物体的表面材料从一个表面转移到另一个表面的材料损耗现象。②磨料磨损，是一种由硬质物体或颗粒刮擦引起的磨损，机械零件大约有50% 是由于磨料磨损而损耗的。③表面疲劳磨损，是指两接触面由于滚动或滚动而造成的材料表面疲劳而产生物质损失的现象。④腐蚀磨损，是指在摩擦过程中，金属与周围介质发生化学或电化学反应，产生物质损失的现象。⑤微动磨损，是指两个金属接触物体之间存在着振动或周期性变形的现象。

3  金属磨损自修复技术的特点

金属磨损自修复技术具有以下特点：①金属磨损自修复技术可通过化学反应置换在被修复的金属摩擦表面生成一种耐磨的金属陶瓷保护层。②金属磨损自修复技术能够在保持发动机机械运转的同时对存在的机械磨损部位进行修复。③金属磨损自修复技术的修复作用具有选择性，与此同时，在金属摩擦表面生成的金属陶瓷保护层的厚度是可调节的[2]。④耐磨金属陶瓷保护层能够提高金属机械摩擦表面的硬度，能有效降低金属机械表面的摩擦系数。⑤耐磨陶瓷保护层具有良好的抗腐蚀性和抗磨损性，降低了腐蚀磨损、原料磨损发生的可能性。⑥耐磨陶瓷保护层可以修复零件之间出现的间隙，让零件恢复原来的状态。⑦耐磨陶瓷保护层在调节零件之间间隙同时，可以有效降低由于机械振动而产生的噪声。⑧金属磨损自修复的修复材料具有很好的稳定性，其一般不与药品发生化学反应、同时也不会改变有机油、润滑油等的性质，因而使用起来并没有副作用，不会对环境造成污染、也不会对人体造成危害。

4  汽车发动机的主要故障成因及其分析

发动机故障是汽车故障类型中较为常见的且比较重要的一种故障类型，而造成发动机出现故障的原因也是多方面的，例如，高压线路接触电阻过高、断电器触点出现的污损引发线路接触不良、电容器发生断路又或是应用的润滑油质量不过关等。

4.1 机油质量因素造成的发动机故障

不少人认为，机油粘度过低，即较稀，会容易出现润滑不良的现象，为避免此不良现象的出现，不少人在购买机油时会更倾向于选择粘度稠些机油。然而其实他们不知道，对于存在一定气缸磨损的汽车使用浓度过高的机油会更容易造成气缸壁润滑油失效，进而出现拉缸的故障。其次，如果选用级别不当的机油也容易造成因为抗磨性不足而出现拉缸的故障;还有当机油杂质过多时，也会造成机油输送系统的滤网出现问题甚至失效，并且如果让混有杂质的机油进入气缸外也会造成拉缸故障。

4.2 气缸磨损因素造成的发动机故障

在汽车发动机工作的过程中，活塞会在气缸内进行高速的往复运动，因此难免会造成气缸出现磨损现象。气缸的磨损程度可以作为衡量发动机是否需要大修的重要依据。造成气缸磨损的原因主要有以下几点：①机械磨损，即活塞位于上止点时，高温燃气产生的爆发力加剧了活塞环对气缸的压力与相互之间的摩擦力[3]。②腐蚀磨损，此磨损是由混合气在燃烧时生成的有机酸和酸性氧化物对气缸表面产生腐蚀作用造成的。③磨料磨损，导致此磨损的主要原因是：空气中的尘埃、润滑油中的机械杂质又或是发动机中的磨屑等进入气缸内部，对气缸内壁产生了磨损作用。

4.3 拉缸因素造成的汽车发动机故障

拉缸（气缸故障的总称）是发动机的一种重大故障，所谓“拉缸”是指气缸壁、活塞和活塞环三个零件的不正常粘熔痕迹。发动机拉缸的成因很多，如气缸在修后表面的几何形状没有达到规定的要求，进而造成的活塞环与气缸摩擦副的密封性大大降低，造成气缸出现的纵向机械划痕或是中间大两头小的腰鼓形磨损。如活塞配缸间隙不当，在间隙过大的情况下，当活塞运动时会产生不肯定不均匀的冲击载荷，容易破坏润滑油膜。反之，当活塞配缸间隙过小时，活塞容易受热膨胀挤缸、并抑制润滑油膜的形成。除此之外，超负荷大油门工作、未执行减载限速等不当操作的使用也是造成汽车出现拉缸故障的可能因素。

除了上述内容之外，发动机本身的材料、对发动机进行不恰当的改装等也是造成发动机出现故障时需要思考的因素之一。

5  金属磨损自修复技术在汽车发动机维修中的应用方法

由于汽车的各类零部件基本都是由金属制成的，因此在汽车的各类故障，最为常见且损耗最快的一项故障就是金属磨损造成的故障。随着汽车使用年限的不断增加，汽车面临的金属磨损故障也就日益严重，长此以往，也会一定程度上对汽车的性能产生不利影响。寻找一个合适的解决方法解决这一故障迫在眉睫，而当前盛行的金属磨损自修复技术，就是解决汽车金属磨损故障的一个有效方法。发动机作为汽车的主要核心，而发动机的主要核心包括了气缸、活塞、曲轴等，其中气缸与活塞的磨损是造成发动机出现故障的两个重要因素。

5.1 使用质量良好的润滑油进行发动机维修

在实际的发动机故障的发生原因中，润滑油因素造成的汽车发动机故障是比较突出的。润滑油是汽车发动機工作过程中所需要的，且应用的润滑油的黏度以及黏温性能将直接关系着发动机的启动性、发动机机件的磨损程度、汽车燃油、润滑油的消耗量等[4]。因此，要想科学化采取质量优质的润滑油需要注意以下两点：对于负荷小、温度低、转速高的发动机应选用黏度小的润滑油;反之，对于负荷大、温度高、转速低的发动机应选用黏度大的润滑油。

5.2 针对气缸与活塞环磨损故障的维修方法

对于汽车发动机来说，比较严重的金属磨损故障就是气缸与活塞环的磨损，当此磨损程度还处于极限磨损的范围内的话，可以采取金属磨损自修复技术进行维修。采用此技术时首先需要将金属磨损自修复材料从发动机气缸顶部的活塞部位或是喷油器孔注入气缸之内，此处需要注意不能将修复材料注入活塞的顶部[5]。随后，切断供油系统，重启马达，并重复上述的注入修复材料、重启马达等操作，直至汽车发动机恢复正常性能。当气缸与活塞环之间的磨损程度较为严重时，就需要采取更换活塞环的维修操作了，即将更换后的新活塞装配到气缸内，并将其挤压到最低点，后在气缸表面涂抹修复材料，并重新组装气缸。在完成这些操作后，重复在气缸内部注入修复材料、启动马达、等待发动机恢复性能的操作。

5.3 针对拉缸故障的维修方法

要想解决发动机的拉缸问题，首先要认识出现拉缸故障的主要现象。润滑油上窜到气缸内引起烧机油、排气管冒烟严重、发动机噪声异常以及发动机不能正常工作甚至熄火等现象都是拉缸故障的主要表现。应用金属磨损自修复技术进行拉缸故障维修的具体方法如下：①酌情更换已经损坏的研磨气门及其油封部件或活塞环。②采用细砂纸清除气缸壁表层的杂质。③将活塞调至下止点，在气缸表层涂抹修复材料。在此需要注意一点，就是对于新机和经过大修后的发动机，一定要认真按磨合规程操作（即使用质量良好润滑油，按照转速由低到高，负荷从小到大的原则），最后才能投入正式的负荷运转。

6  结束语

金属磨损自修复技术在当前汽车发动机的维修工作中得到了广泛的应用，此技术的应用核心是：不通过拆卸发动机设备来维修，而是利用天然晶体颗粒在摩擦热因素下发生的化学置换反应、生成相应保护膜，来达到提高金属器械磨损区域的耐磨性和光洁度、完成维修工作的目的。与此同时，此技术不仅能预防机械装备的磨损还能修复机械装备的磨损，因此，可以评价其是一项具有革命性的装备维修保养技术。笔者希望通过此次研究分析，对此技术实际应用的充分发挥起到促进作用。

参考文献：

[1]马明亮.汽车发动机磨损自修复技术的应用分析[J].汽车维修与保养，2018（07）：82-83.

[2]李双标.金属磨损自修复技术在汽车发动机维修中的应用[J].现代制造技术与装备，2018（10）：175，179.

[3]王小娟.汽车发动机维修中金属磨损自修复技术的应用[J]. 时代汽车，2017（06）：58-59.

[4]段宏瑜，李如琰，袁兆静.金属磨损自修复技术的发展及应用[J].机械与电子，2016，34（09）：27-30.

[5]邹明森.金属磨损自修复技术在汽车发动机维修中的应用分析[J].汽车实用技术，2017（19）：191-192，204.