浅谈影响发动机使用寿命的污染杂质来源及影响因素

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【摘 要】 清洁度不仅影响发动机的耐久性与可靠性，最终影响发动机的使用寿命。因此保证发动机的清洁度应从生产发动机开始直到报废贯穿于始终，以最大限度发挥发动机各部件的使用性能，延长发动机的使用寿命。这对提高质量，降低保修成本，提高经济效益具有重要意义。

【关键词】 发动机 清洁度 磨损

所谓发动机清洁度，是指发动机零件和总成的清洁度以规定方法从规定的部位采集到的杂质馥粒的重量、大小、数量来表示，单位为mg或μg。清洁度是评定发动机质量的重要指标之一，它不仅影响发动机的耐久性和可靠性，且最终影响其使用寿命。这里就发动机在装配与试验过程及日常使用过程中，出现的影响发动机使用寿命的污染杂质来源及影响因素做一探讨。

1 污染杂质来源及影响因素

污染发动机杂质越多，表示它的清洁度越差，由于杂质的存在，给发动机带来严重的危害。污染发动机杂质来源及其影响因素主要有以下几个方面。

1.1 生产过程中残留的杂质

生产过程中在锻、铸件的非加工面上，存在未处理干净的型砂和加工过程中产生的氧化皮。如缸体、缸盖、进、排气歧管、曲轴及凸轮轴等铸、锻件非加工面残留物及机加工后留下的切屑、毛刺等。在装配前若这些杂质不能够清理干净，那么将会影响到零件的清洁度。未清理干净的杂质，在发动机运转过程中，受到振抖和油冲刷落于吸油盘中，有些体积较大的颗粒状杂质如残存在机体、曲轴油道中的切屑毛刺以及型砂等在通过油道时堵塞油道，造成发动机供油不足，将会出现拉缸、轧瓦及抱轴等致命性故障；有些体积较小的颗粒状杂质则直接进入摩擦副，在摩擦副表面形成磨料，加速发动机各摩擦机构的磨损，降低发动机的耐久性与使用寿命。

1.2 装配过程中的污染

在装配之前，部分主要零部件如曲轴、机体等若未经清洗处理，零部件在仓库存放的过程中，表面及内腔等将会受到污染如灰尘等，在装配时，将直接影响发动机的装配质量与耐久性。零部件的污染程度与装配车间的净化程度和装配人员的责任心有关。车间的净化程度，一般由控制日降尘量来控制。国外先进的日降尘量控制在5mg/m；而国内较好的是50mg/m左右，大多车间卫生条件差，车间不能做到全封闭式，零部件运送使用燃油叉车或是人工配送，造成装配环境脏、乱等现象，从而对已清洗干净的零部件造成污染，无法实现日降尘量的控制；同时，装配人员的责任心也起到较大的作用，若责任心不强，不按照装配工艺控制零部件的清洁度，使用粘蒲油污的装配工具，不按照工艺要求及时更换擦拭零部件的白细布，不能做到定期或是定量的更换手套，都将会影响到零部件的清洁度，使用这些已被污染的零部件装车，将无法保证整机的清洁度，会造成发动机拉缸、轧瓦等致命性故障，发动机的试车返修率大大提高，降低了装配的合格率，同时影响发动机的使用寿命。

1.3 试车过程中的污染杂质

试车过程中的污染杂质：（1）试车车间卫生条件差，空气中存在颗粒状杂质，发动机在运转过程中将含有杂质的空气吸入气缸内，造成对活塞与气缸套的损伤，甚至出现拉缸现象；（2）试车用水未经软化处理，北方地区水质较硬，水中钙含量较高，发动机在试车过程中将产生较大的热量，水在发动机内循环过程中随着温度的逐渐升高将形成碳酸钙并停留在机体或缸盖的水道中，随着发动机运转时间的增加，碳酸钙含量也将逐渐增加最终堵塞水道，造成发动机在运转过程中出现高温现象；（3）燃料不纯，车用燃料中.技术规定不允许存有机械杂质，但是燃料在运输、保管和使用过程中，都可能混入无机和有机的杂质。有随空气进入，也有从燃油箱真空吸入。一般夏季比冬季高20～70%。与使用季节及道路条件都有关系。燃油中的有机污垢杂质，主要是其中的不稳定成分不断氧化，聚合成一种胶状产物。这些无机和有机的杂质不仅易堵塞油路，而且小于50um的灰尘微粒都能通过供油系的滤网进入气缸，使气缸与活塞发生磨料磨损。同时还会增加化油器量孔、加速泵的磨损，或增加柴油机供油系中精密偶件的磨损；（4）油中的污垢物可以分成有机污垢和无机污垢，为热分解氧化和聚合产物，这些杂质起着磨损的作用，加速了零件磨损，降低零件的抗磨性能。现代汽车发动机油中。污垢杂质的浓度一般不超过0.4%～0.6%。柴油机不超过10%一l2%，油工作寿命一般为3000～6000min。

1.4 空气中的灰尘杂质

发动机中形成的磨损磨料，除了因摩擦生成的微粒外，大量是在发动机工作过程中随空气进入的灰尘。在发动机工作时，需要消耗大量的空气，而所吸入的空气中含有许多灰尘杂质。这些灰尘微粒的基本成分是二氧化硅（石英）占65%～95%、其余为三氧化铝或钒土氧化铁，以及少量的钙、镁、钠和其他元素的化合物。石英、氧化铝和氧化铁具有很高的磨料性能，其显微硬度比气缸材料的硬度高很多，当这些磨料进入零件摩擦表面就会产生挤压和切削而导致磨损。这种磨损下来的磨粒，进入油中将起多次性磨料作用，造成磨损的恶性循环，特别是气缸的磨损速率会成倍增加，大大降低了发动机的使用寿命。

1.5 冷却系中的污垢

发动机在运转一段时间后，水箱内部将会出现较多污垢，这些污垢会随循环水逐渐积聚在机体的水套里，甚至会积聚堵塞水套，降低冷却水套的容量，甚至污垢积聚堵塞水套，使水温升高，造成发动机过热，并影响进气效率；还可能出现活塞烧损、活塞环卡死等故障。从而使发动机可靠性下降，使用寿命缩短。

2 改善发动机清洁度的主要措施

（1）发动机零部件制造工艺中，特别是对铸锻件非加工表面应明确规定清洁度的有关内容和要求。这类零部件的安装前应进一步检查和清理，以保证零件的清洁度。

（2）改善车间、场地的卫生和降尘条件。在装配和试车时，保证试验台、机件、工、量具、仪表及人员着装的清洁。

（3）大修发动机在热试时，应安装空气滤清器和燃油滤清器。磨合结束后，应在热状态下放净机油，彻底清洗油底壳、机油集滤器和粗细滤清器。发动机在专用台架上不装油底壳磨合时，台架机油应沉淀过滤后才能使用。

（4）根据车辆使用的地区、季节及道路条件，应及时维护“三滤”及加强燃油箱与水箱的清洁工作。