汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)維修中金屬磨損自修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用

王小娟

摘要：金屬磨損自修復(fù)技術(shù)主要是利用金屬摩擦產(chǎn)生的熱能，出現(xiàn)化學(xué)置換反應(yīng)，進(jìn)而在摩擦表面生成一層鐵基硅酸鹽，達(dá)到自動(dòng)修復(fù)的目的，該技術(shù)在汽車(chē)維修中應(yīng)用比較廣泛，有助于改善機(jī)械零件的使用壽命。本文通過(guò)對(duì)金屬磨損自修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用原理進(jìn)行分析，探析汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)維修中的優(yōu)勢(shì)，從而為相關(guān)工作者提供參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：金屬磨損；自修復(fù)技術(shù)；汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)；維修

1.引言

在自然界中，摩擦磨損是自然界中比較常見(jiàn)的一種現(xiàn)象，也是導(dǎo)致機(jī)械零件失效的重要原因之一。在實(shí)際調(diào)查中，發(fā)現(xiàn)由于磨損造成的故障比較多。主要原因多是配料材料質(zhì)量、裝配質(zhì)量差、應(yīng)用環(huán)境惡劣等。發(fā)動(dòng)機(jī)的主要核心部分包括氣缸、曲軸、軸承等。氣缸與活塞的磨損率是影響發(fā)動(dòng)機(jī)維修間隔的一個(gè)重要因素，當(dāng)在高溫環(huán)境中，受到彎曲、沖擊、過(guò)度磨損等傷害時(shí)，會(huì)直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。

2.金屬磨損自修復(fù)技術(shù)

一般來(lái)說(shuō)，缸套的最大的磨損量一般為內(nèi)徑的0.4%～0.8%。氣缸、燃油、潤(rùn)滑油等質(zhì)量都會(huì)對(duì)氣缸磨損造成極大的影響，進(jìn)而造成噪音、煙氣等情況的發(fā)生，傳統(tǒng)的維修工藝一般具有不經(jīng)濟(jì)、維修時(shí)間長(zhǎng)的因素。金屬磨損自修復(fù)技術(shù)，能夠在不解體發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)修復(fù)磨損，達(dá)到調(diào)整保護(hù)層厚度的效果，進(jìn)而改善發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。

金屬自修復(fù)技術(shù)可以在機(jī)械裝備不解體時(shí)，達(dá)到機(jī)械裝備運(yùn)行過(guò)程磨損部位的自修復(fù)，進(jìn)而降低金屬陶瓷保護(hù)層的磨損情況，保護(hù)層可以實(shí)現(xiàn)間隙的有效改善，同時(shí)能夠提高摩擦表面的硬度，減少摩擦系數(shù)，使磨損部位恢復(fù)，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)配合間隙的優(yōu)化。修復(fù)材料一般可以不和藥品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。同時(shí)不改變油的性質(zhì)，因此，使用沒(méi)有毒副作用，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，不會(huì)對(duì)人體造成傷害。金屬磨損自修復(fù)技術(shù)是鐵基金屬磨損部位的自修復(fù)過(guò)程，能夠生成磨損性能優(yōu)異的金屬陶瓷保護(hù)層，能夠降低機(jī)械震動(dòng)，達(dá)到資源的有效降低，很大程度上改善設(shè)備的使用壽命。

3.金屬磨損自修復(fù)技術(shù)的運(yùn)行機(jī)理

“金屬磨損自修復(fù)材料”是一種由羥基硅酸鹽的復(fù)雜組分構(gòu)成的微米級(jí)粒徑的組合物，主要取之于天然礦石材料的這些組合物微粒，不溶解于潤(rùn)滑油，不和潤(rùn)滑油品產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，不改變油品的黏度和其他理化性質(zhì)，無(wú)任何毒副作用，在常溫下的化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定。以潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂為載體，將這些微粒材料帶入機(jī)械的摩擦界面中，在研磨作用下微粒使金屬摩擦表面發(fā)生了一系列的物理變化和化學(xué)變化。金屬磨損自修復(fù)技術(shù)，是利用金屬磨損自修復(fù)材料中的微米級(jí)顆粒，降低潤(rùn)滑脂的摩擦系數(shù)，進(jìn)而超精研磨作用。超精研磨能夠使金屬表面的微凸體斷裂，同時(shí)可以使金屬表面發(fā)生化學(xué)置換反應(yīng)，鎂原子與鐵原子發(fā)生反應(yīng)，最終在鐵基金屬表面生成一層鐵基硅酸鹽的保護(hù)層。鐵基硅酸鹽保護(hù)層能夠在機(jī)械零件金屬摩擦表現(xiàn)生成保護(hù)層。在機(jī)械運(yùn)行過(guò)程中，零件之間會(huì)一直發(fā)生磨損，磨損嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)a(chǎn)生凹凸現(xiàn)象，甚至?xí)霈F(xiàn)高溫。磨損之后產(chǎn)生的熱能，可以為置換化學(xué)反應(yīng)提供繼續(xù)的能量，進(jìn)而修復(fù)磨損部位，提高表面的光潔度，同時(shí)有效降低摩擦系數(shù)。當(dāng)摩擦產(chǎn)生的熱能下降時(shí)，一旦無(wú)法提供修復(fù)層化學(xué)反應(yīng)所需高溫，置換反應(yīng)也會(huì)直接停止，修復(fù)也會(huì)停止。

4.金屬磨損自修復(fù)技術(shù)在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)維修方法

4.1具體維修方法步驟

當(dāng)氣缸的磨損在限定范圍之內(nèi)時(shí)，可以在發(fā)動(dòng)機(jī)不解體的情況下，利用金屬磨損自修復(fù)技術(shù)展開(kāi)維修：（1）將金屬磨損自修復(fù)材料注入到氣缸中，防止將修復(fù)材料到達(dá)活塞頂部。然后，切斷供油系統(tǒng)，將馬達(dá)啟動(dòng)幾次，啟動(dòng)時(shí)間應(yīng)該維持在5秒內(nèi)，間隔時(shí)間應(yīng)該保持在10秒內(nèi)，利用強(qiáng)制式潤(rùn)滑將修復(fù)材料運(yùn)輸?shù)侥Σ帘砻妫柚钊ぷ鞯淖冚d運(yùn)動(dòng)展開(kāi)金屬磨損自修復(fù)活動(dòng)。（2）將修復(fù)材料放置在機(jī)油中，首次添加時(shí)，應(yīng)該以潤(rùn)滑油定量與壓縮比值作為依據(jù)確定添加的量，同時(shí)使用潤(rùn)滑油對(duì)修復(fù)材料的濃縮液進(jìn)行稀釋?zhuān)⑾♂尯蟮挠鸵悍胖玫桨l(fā)動(dòng)機(jī)的油底殼。當(dāng)壓縮機(jī)降低到90%左右時(shí)，混合液的加注量應(yīng)該維持在40-50ml/L；當(dāng)壓縮機(jī)降低到80%左右時(shí)，混合液的加注量應(yīng)該維持在48-70mL/L；當(dāng)壓縮機(jī)降低到70%左右時(shí)，混合液的加注量則提高為64-90mL/L。在第二次展開(kāi)自修復(fù)材料加注工作時(shí)，時(shí)間應(yīng)該控制在第一次加注完車(chē)輛運(yùn)行距離400km-600km之間，需要定期更換油濾清器。（3）修復(fù)材料處理期間必須要保證機(jī)油不泄露，一旦發(fā)生泄露現(xiàn)象，必須要根據(jù)原比例補(bǔ)充。

當(dāng)氣缸、活塞環(huán)發(fā)生比較嚴(yán)重的磨損時(shí)，具體的維修步驟為：（1）換掉研磨氣門(mén)、并更換氣門(mén)油封，同時(shí)清理活塞里面的積碳；（2）將活塞、活塞環(huán)裝配到氣缸內(nèi)；（3）在氣缸壁表面涂抹金屬自修復(fù)技術(shù)；（4）將氣缸蓋裝配完成。（4）使用金屬自修復(fù)技術(shù)。

當(dāng)拉缸因?yàn)槿彼旭傇斐晒收蠒r(shí)，可以采用以下具體步驟：（1）換掉活塞環(huán)，換掉氣門(mén)油封，并將活塞中的積碳清理掉；（2）使用細(xì)砂紙將氣缸內(nèi)的附著物清理干凈；（3）將氣缸壁表面均勻涂抹完畢修復(fù)材料；（4）將氣缸蓋裝備完成。（4）使用金屬自修復(fù)技術(shù)。

4.2金屬磨損自修復(fù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

金屬自修復(fù)技術(shù)，能使摩擦表面具備良好的耐磨屬性以及較高的光潔度，可以降低機(jī)械零件的摩擦因數(shù)，大幅度降低動(dòng)力能源消耗，改善發(fā)動(dòng)機(jī)的功效，降低潤(rùn)油的損耗，減少尾氣排放，從而達(dá)到優(yōu)秀的節(jié)能、降噪、環(huán)抱、減震等效果。金屬磨損自修復(fù)技術(shù)能使發(fā)動(dòng)機(jī)金屬表面改性為金屬陶瓷表面、修復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體表面的前期磨損、使缸體表面硬化和與環(huán)配合間隙的整細(xì)化、減少由于摩擦而產(chǎn)生的熱能對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的損害新車(chē)加注：永不磨損，發(fā)動(dòng)機(jī)不大修（每年或3萬(wàn)公里加注一次）、舊車(chē)加注：磨損自修復(fù)。

5.結(jié)語(yǔ)

金屬磨損自修復(fù)技術(shù)正在礦山、石油、汽車(chē)和軍工等領(lǐng)域大量推廣應(yīng)用。可以預(yù)見(jiàn)，金屬磨損自修復(fù)材料技術(shù)對(duì)實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)這兩項(xiàng)使人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)具有特別重要的意義。同時(shí)，它對(duì)傳統(tǒng)的摩擦學(xué)潤(rùn)滑理論和材料科學(xué)以及表面工程等也將有重大的突破和貢獻(xiàn)。相關(guān)工作人員與研究人員應(yīng)該深入探究金屬磨損自修復(fù)技術(shù)的不斷更新，促進(jìn)汽車(chē)行業(yè)的進(jìn)—步發(fā)展。