解析清洁度对发动机可靠性的影响

曹高飞

（海马汽车有限公司 450016)

1 清洁度的定义

从产品上讲，清洁度指的是所有附着在产品表面和影响其可靠性、性能、寿命及其正常工作污染物的量。如：型砂、磨屑、切削屑、飞边、毛刺、氧化皮、粉尘、纤维及塑质等，其形状、大小不一。

2 磨粒磨损量的估算

图1 磨粒磨损量的估算

3 生产过程清洁度的影响

现如今汽车发动机设计追求小型化和轻量化，零部件采用轻质材料，如铝镁一类的轻合金替代铸铁等比重大的传统材料。但由于前者的韧性好，工艺性差，而所形成的切屑又大多呈麻花形卷状、长条卷曲状。这些切屑往往一面较光整，另一面是锯齿形的或不明显的毛茸状，一旦进入型腔特别容易卡死在弯道处；又由于钻削是半封闭加工，切屑不易排出。如夹杂于发动机水道中,水循环系统受阻,水冷却所需流量不足,冷却效果差,铝镁类材料的热膨胀系数大,极易受热变形,造成多数采用铝镁合金材料面密封的水循环结构漏水,发动机高温、缸压不足无法起动等故障[1]。

其次，旋转件和箱体件在加工后处理不彻底，残留大量的型砂、氧化皮、飞边、毛刺和磨屑等残留在油道里，细小固体颗粒杂质随机油附着在运动副表面，划伤运动副，其难以形成良好的油膜，零件得不到充分润滑，发动机在高速运转时，就会产生金属间的干摩擦，高负荷工作在短时间内可使零件表面熔化，造成拉缸、烧瓦等故障。除此之外,发动机配气机构、燃油供给系统等相关零件因清洁度差,附着的金属颗粒、非金属、纤维等污染物使发动机气门密封不严、燃油喷射堵塞使发动机动力不足或抖动等故障。

4 使用过程清洁度的影响

发动机在使用过程中，空气中的颗粒粉尘进入气缸内经高温灼烧，形成一种比金属更硬的物质，夹杂于缸孔与活塞及组件之间，磨损气缸孔活塞环及活塞等部件，使之配缸间隙增大，缸压不足，车辆表现动力不足。再者其磨屑随润滑油回到油底壳，堵塞油路，破坏机油的润滑效果，加剧零件间的磨损，使零部件的配合间隙变大，密封不严等，严重时伴随异响。

发动机在运转中会产生金属磨屑及积碳等杂质，不断混入机油中会划伤零件，使间隙表面不能建立良好的润滑油膜，零件受到磨损。同时空气及燃烧的废气对机油的氧化作用，会使机油逐渐产生胶质，机械杂质与胶质混合还会形成油泥，这不仅会加速运动零件的磨损，而且易造成油路堵塞。汽油在储运及加注过程中难免带入一些灰尘及杂质。杂质淤积在燃油喷嘴上，发动机燃油雾化不好，燃烧不充分。汽油里的不稳定成分在一定条件下极易发生化学反应，形成胶质的粘稠物，堵塞燃油喷嘴和供油系统，造成供油不畅，发动机性能下降。

使用未经软化处理的水，极易结垢，影响发动机散热，造成发动机过热。当局部温度达到冷却液气化温度时，就会因冷却液的气化而产生大量气泡，气泡汇聚在水套表面且越聚越大，最终被压溃并产生强大的冲击压力，反复冲击水套表面，形成麻点腐蚀工件，即气蚀现象[2]。

5 清洁度问题及其应对措施

对箱体件结构形状简单化，尽量减少加工过程所形成的各类杂质在弯道、死角处的沉积，优化毛坯强度和微量元素的添加，以便于切削，断屑良好，改善刀具结构、加工参数优化。对承载油、水和气的相关件的孔采用通孔加工、使用专业清洗设备对孔、槽、腔冲洗出加工残屑。

发动机在正常使用过程，按照保养手册定期更换机油、机油滤清器、空气滤清器和燃油滤清器，使用原厂规格，正品备品和配件。

6 结束语

目前，国内各企业意识到了零件清洁度对发动机影响的重要性，通过建造无尘车间、制造过程中间清洗、最终清洗等方案实施，在保证零件清洁度方面取得了前所未有突破性成就，确保发动机前期产品质量，达到发动机预期的使用寿命。汽车小型化、轻量化发展趋势，制造加工过程清洁度的控制保证依然是长期研究的课题。

汽车的已成为人们生活中的基本交通工具，现多数使用者不重视保养、拖包或者使用劣质的保养备品、配件，未达到下阶段的保养里程或期限就出现发动机的大修，更有甚者保修，这不仅给用户带来巨额的维修经费，造成国家资源的浪费，作为车辆的使用者，我们应以身作则，正确使用和保养自己的爱车。

[1]刘正林.摩擦学原理[M].高等教育出版社,2009. [2]孔珑.流体力学1[M].高等教育出版社,2011.