淺談影響發動機使用壽命的污染雜質來源及影響因素

李賀力 劉寧寧

(一拖(洛陽)柴油機有限公司,河南洛陽 471004)

淺談影響發動機使用壽命的污染雜質來源及影響因素

李賀力 劉寧寧

(一拖(洛陽)柴油機有限公司,河南洛陽 471004)

清潔度不僅影響發動機的耐久性與可靠性,最終影響發動機的使用壽命。因此保證發動機的清潔度應從生產發動機開始直到報廢貫穿于始終,以最大限度發揮發動機各部件的使用性能,延長發動機的使用壽命。這對提高質量,降低保修成本,提高經濟效益具有重要意義。

發動機 清潔度 磨損

所謂發動機清潔度，是指發動機零件和總成的清潔度以規定方法從規定的部位采集到的雜質馥粒的重量、大小、數量來表示，單位為mg或μg。清潔度是評定發動機質量的重要指標之一，它不僅影響發動機的耐久性和可靠性，且最終影響其使用壽命。這里就發動機在裝配與試驗過程及日常使用過程中，出現的影響發動機使用壽命的污染雜質來源及影響因素做一探討。

1 污染雜質來源及影響因素

污染發動機雜質越多，表示它的清潔度越差，由于雜質的存在，給發動機帶來嚴重的危害。污染發動機雜質來源及其影響因素主要有以下幾個方面。

1.1 生產過程中殘留的雜質

生產過程中在鍛、鑄件的非加工面上，存在未處理干凈的型砂和加工過程中產生的氧化皮。如缸體、缸蓋、進、排氣歧管、曲軸及凸輪軸等鑄、鍛件非加工面殘留物及機加工后留下的切屑、毛刺等。在裝配前若這些雜質不能夠清理干凈，那么將會影響到零件的清潔度。未清理干凈的雜質，在發動機運轉過程中，受到振抖和潤滑油沖刷落于吸油盤中，有些體積較大的顆粒狀雜質如殘存在機體、曲軸油道中的切屑毛刺以及型砂等在通過潤滑油道時堵塞油道，造成發動機供油不足，將會出現拉缸、軋瓦及抱軸等致命性故障；有些體積較小的顆粒狀雜質則直接進入摩擦副，在摩擦副表面形成磨料，加速發動機各摩擦機構的磨損，降低發動機的耐久性與使用壽命。

1.2 裝配過程中的污染

在裝配之前，部分主要零部件如曲軸、機體等若未經清洗處理，零部件在倉庫存放的過程中，表面及內腔等將會受到污染如灰塵等，在裝配時，將直接影響發動機的裝配質量與耐久性。零部件的污染程度與裝配車間的凈化程度和裝配人員的責任心有關。車間的凈化程度，一般由控制日降塵量來控制。國外先進的日降塵量控制在5mg／m；而國內較好的是50mg／m左右，大多車間衛生條件差，車間不能做到全封閉式，零部件運送使用燃油叉車或是人工配送，造成裝配環境臟、亂等現象，從而對已清洗干凈的零部件造成污染，無法實現日降塵量的控制；同時，裝配人員的責任心也起到較大的作用，若責任心不強，不按照裝配工藝控制零部件的清潔度，使用粘蒲油污的裝配工具，不按照工藝要求及時更換擦拭零部件的白細布，不能做到定期或是定量的更換手套，都將會影響到零部件的清潔度，使用這些已被污染的零部件裝車，將無法保證整機的清潔度，會造成發動機拉缸、軋瓦等致命性故障，發動機的試車返修率大大提高，降低了裝配的合格率，同時影響發動機的使用壽命。

1.3 試車過程中的污染雜質

試車過程中的污染雜質：(1)試車車間衛生條件差，空氣中存在顆粒狀雜質，發動機在運轉過程中將含有雜質的空氣吸入氣缸內，造成對活塞與氣缸套的損傷，甚至出現拉缸現象；(2)試車用水未經軟化處理，北方地區水質較硬，水中鈣含量較高，發動機在試車過程中將產生較大的熱量，水在發動機內循環過程中隨著溫度的逐漸升高將形成碳酸鈣并停留在機體或缸蓋的水道中，隨著發動機運轉時間的增加，碳酸鈣含量也將逐漸增加最終堵塞水道，造成發動機在運轉過程中出現高溫現象；(3)燃料不純，車用燃料中.技術規定不允許存有機械雜質，但是燃料在運輸、保管和使用過程中，都可能混入無機和有機的雜質。有隨空氣進入，也有從燃油箱真空吸入。一般夏季比冬季高20～70%。與使用季節及道路條件都有關系。燃油中的有機污垢雜質，主要是其中的不穩定成分不斷氧化，聚合成一種膠狀產物。這些無機和有機的雜質不僅易堵塞油路，而且小于50um的灰塵微粒都能通過供油系的濾網進入氣缸，使氣缸與活塞發生磨料磨損。同時還會增加化油器量孔、加速泵的磨損，或增加柴油機供油系中精密偶件的磨損；(4)潤滑油中的污垢物可以分成有機污垢和無機污垢，為熱分解氧化和聚合產物，這些雜質起著磨損的作用，加速了零件磨損，降低零件的抗磨性能。現代汽車發動機潤滑油中。污垢雜質的濃度一般不超過0.4%～0.6%。柴油機不超過10%一l2%，潤滑油工作壽命一般為3000～6000min。

1.4 空氣中的灰塵雜質

發動機中形成的磨損磨料，除了因摩擦生成的微粒外，大量是在發動機工作過程中隨空氣進入的灰塵。在發動機工作時，需要消耗大量的空氣，而所吸入的空氣中含有許多灰塵雜質。這些灰塵微粒的基本成分是二氧化硅(石英)占65%～95%、其余為三氧化鋁或釩土氧化鐵，以及少量的鈣、鎂、鈉和其他元素的化合物。石英、氧化鋁和氧化鐵具有很高的磨料性能，其顯微硬度比氣缸材料的硬度高很多，當這些磨料進入零件摩擦表面就會產生擠壓和切削而導致磨損。這種磨損下來的磨粒，進入潤滑油中將起多次性磨料作用，造成磨損的惡性循環，特別是氣缸的磨損速率會成倍增加，大大降低了發動機的使用壽命。

1.5 冷卻系中的污垢

發動機在運轉一段時間后，水箱內部將會出現較多污垢，這些污垢會隨循環水逐漸積聚在機體的水套里，甚至會積聚堵塞水套，降低冷卻水套的容量，甚至污垢積聚堵塞水套，使水溫升高，造成發動機過熱，并影響進氣效率；還可能出現活塞燒損、活塞環卡死等故障。從而使發動機可靠性下降，使用壽命縮短。

2 改善發動機清潔度的主要措施

(1)發動機零部件制造工藝中，特別是對鑄鍛件非加工表面應明確規定清潔度的有關內容和要求。這類零部件的安裝前應進一步檢查和清理，以保證零件的清潔度。

(2)改善車間、場地的衛生和降塵條件。在裝配和試車時，保證試驗臺、機件、工、量具、儀表及人員著裝的清潔。

(3)大修發動機在熱試時，應安裝空氣濾清器和燃油濾清器。磨合結束后，應在熱狀態下放凈機油，徹底清洗油底殼、機油集濾器和粗細濾清器。發動機在專用臺架上不裝油底殼磨合時，臺架機油應沉淀過濾后才能使用。

(4)根據車輛使用的地區、季節及道路條件，應及時維護“三濾”及加強燃油箱與水箱的清潔工作。