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车辆的使用保养与磨损的关系

随着现代工业的不断进步,新技术、新工艺、新材料的广泛应用,汽车的性能和使用寿命都有了很大的提高。一般来说,汽车的寿命往往取决于发动机的使用寿命,任何性能良好的汽车随着行驶里程的增加,其发动机的气缸都会出现正常的磨损,这是不可避免的。但是,其磨损的程度在其它条件(如材料、路况)相同的情况下,则会因使用、保养情况的不同而有很大的差异。图1为发动机的磨损曲线,图中曲线1表示使用方法得当、保养适时的磨损曲线,曲线2表示使用方法不当、保养不及时的磨损曲线。由图1可见,在相同的里程内,前者的磨损量就比后者小,其发动机的使用寿命就比后者长。怎样使用和保养才能减少气缸的磨损呢?

1.保证新车或大修后的车进行良好的初驶走合

    新车和大修后的车最初的1000km称作车辆的初驶,这个时期车辆使用正确与否对发动机的使用寿命影响很大。新车和大修后的车,由于新加工的零件表面比较粗糙,表面不平,呈犬牙交错状态,当摩擦副相对移动时,发生啮合性磨损,产生机械性损坏、擦伤,剥落和脱层的金属粉末进入润滑油,形成磨料,会加剧机件的磨损。故此,为了保证汽车发动机正常工作,必须进行必要的初驶磨合。从图1中可以看出,磨合质量的好坏直接影响发动机的使用寿命,在磨损极限一定的条件下,按规定磨合的发动机的使用寿命就长,否则就短。图1中,如能进行良好的磨合,即将A2-a2降为A1-a1,则行驶里程O1-B2就会延长到O1-B1

    关于初驶磨合,不论进口车和国产车都有明确的规定,在初驶期内对驾驶动作、制动方式、车速、装载量、加注润滑油时机等都有规定,如果不按照规定进行初驶,在初驶期内超速、超载、拖挂运输,甚至擅自提前拆除限速片,就会造成发动机在初驶期内不能良好地磨合,甚至发生拉缸等严重事故。

    2.保持发动机正常的工作温度

    一般以水为冷却介质的发动机的工作温度是80-90℃。值得指出的是,现在许多轿车发动机由于冷却液性质、冷却系结构、密封性能比较先进,使冷却液的沸点升高,正常的工作温度上限超过90℃,甚至接近100℃,对某一车型的发动机来说,都有其特定的工作温度范围,在这个比较理想的温度范围内工作,发动机的磨损最小,图2是气缸壁温度与磨损量的关系。

    发动机的温度还直接影响腐蚀磨损的程度,图3是气缸壁温度与腐蚀强度的关系。在图3中,Ta是在一定压力下水蒸气可以凝结的露点,A区为电化学腐蚀区,B区为化学腐蚀区。当温度低于Ta时,气缸内燃烧废气中的CO2、SO2、NO与冷凝的水蒸气生成CH2O、C2H4O2和醛酸等,对缸壁产生电化学腐蚀,温度越低对缸壁的腐蚀越大。同时,温度低于Ta时,可燃混合气雾化不良,呈油滴状进入气缸,冲刷、稀释了缸壁上的润滑油膜,机械磨损随之增大。当温度大于Ta后,腐蚀磨损则以化学腐蚀为主,与电化学腐蚀相比,腐蚀强度相对减弱。但是,如缸璧温度过高,一方面使润滑油稀释,油膜遭到破坏,机械磨损增加、另一方面,高温容易使发动机发生爆燃和表面点火,同样使发动机磨损加剧。资料表明,发动机正常燃烧或轻度爆燃时,磨损率为3.6mg/h,而严重爆燃时为98mg/h,为正常燃烧的27倍。所以保持正常水温是减少发动机磨损、延长车辆使用寿命的有效办法。

3.保持中速行驶

    一定特性的发动机,在一定载荷下,发动机有一个最有利的工作转速范围。汽车行驶时,若能保持发动机在这个转速范围内工作,则单位行驶里程的气缸磨损量也将最小。如图4所示,如将发动机的工作转速控制在n1-n2之间,气缸的磨损量最小。如低于n1,由于转速太低,缸壁润滑油膜不易建立,润滑条件变坏,反而使气缸磨损增加;如大于n2,经常大负荷运转,运动件所产生的惯性力、离心力、活塞的侧压力等机械负荷增加,缸壁等机件受力增大,在高温、高压作用下,气缸的磨损也会增大。一般地说,发动机保持中速运转可以延长发动机的使用寿命。

    4.合理装载

    每一特定的车型都有其一定的装载量,按规定实行合理装载,发动机的磨损就小,汽车的使用寿命就长。如果在使用中超载,则发动机的磨损量会随拖载量的增加而增加,如图5所示。

    许多运输单位和个体运输户,不顾汽车初驶的要求和说明书的规定,片面强调经济效益,超载现象十分普遍,也十分严重。以EQ1090和CA1091汽车为例,厂家规定主车载重5吨,挂车载重3吨,但只要有货要装,几乎没有只装5吨就罢休的,主车装载6吨、7吨属平常事,严重的可装载10吨,挂车装7-8吨。据调查,有的运输户主挂车一共装16吨。像这种严重超载运行,势必造成发动机超负荷运转,造成早期损坏,发生拉缸也就不足为奇了。

    5.严寒季节的正确使用

    发动机的正常正作,要求在一个相应的工作温度来保证,在这个相应的工作温度范围内,气缸的磨损量最小。但是,发动机在起动时,特别是冬天冷起动时,由于缸璧温度太低,一方面润滑油粘度大,流到摩擦副的时间长,缸壁润滑不充分;另一方面,低温可以造成混合气以油滴状流进气缸,冲刷、稀释了润滑油膜,使润滑条件变坏;再一方面,起动后的预热过程中,由于工作温度低,电化学腐蚀加剧,这些因素都会造成冷起动时发动机磨损加剧。

    资料表明,在发动机的使用期内,50%的气缸磨损发生在起动过程中,特别是国产汽车,大多数没有预热装置,一般都存在冷起动磨损严重的问题。但如果能做到正确使用,就可以减缓这种磨损的程度。

    严寒季节的冷车起动,原则上都应预热。预热的方法有多种,对于没加防冻液的国产车来说,热水预热效果很好,就是麻烦。有条件的可以用蒸汽预热,但要注意逐渐增加热量,因为用蒸汽加热的速度很快,缸体升温快,可能造成缸体应力集中处破裂。用明火预热不安全,不宜提倡。在预热的过程中要不断摇车,使润滑油进到摩擦表面后再起动发动机,起动后,也不要猛轰油门,温度达不到起步温度不要起动。很多驾驶员缺乏这个认识,一方面低温下不进行预热,用起动机反复起动;另一方面,起动后还未等温度达到正常温度就急于起步加速冲车。所以要想减少发动机的磨损,做到“冷摇慢转、就地升温”是非常必要的。

    6.加强“三滤”的保养

    从传统的磨损理论和气缸的磨损情况来看,磨料磨损是磨损的主要形式,为了减少磨料磨损,除加强燃油和润滑油的过滤外,提高空气滤清器的过滤效果是加强三滤工作的重要方面。汽油机在工作时,每燃烧1升的汽油约需9000升的空气,而空气中含有大量的磨料,不同路面空气中所含灰尘的量是不同的,如表1所示。

    有资料表明,1g灰尘进入气缸内,可使气缸上部磨损0.01mm,使活塞磨去0.75g的质量,只要发动机气缸吸入30-40g灰尘,就会使气缸的磨损超过使用极限。所以,在使用中一定要加强空气滤清器的保养。要严禁顾此失彼,杜绝为了节油或在高原地区行驶时为提高动力性而盲目地拆除空气滤清器的做法。目前一般的空气滤清器的滤芯都是纸质的,由于滤清的效果比较高,因而也容易堵塞,虽然滤清器的说明书一般都规定行驶6000-8000km保养一次,但是为了保持良好的滤清效果,如果能每行驶2000km保养一次,或在通过特殊地区(沙漠)后立即保养,则效果会更好。

1

道路情况空气含尘量(g/m3)如C1091发动机不装空气滤清器,以每百公里耗油27升计,则行驶1万公里吸入气缸的尘粒量(g)
装铺路面0.00024.86
非装铺路面0.005121.5
多尘路面0.358505

    7.做到合理的保养

进行保养的目的在于减小零件的磨损,保持汽车良好的技术状态,保养的适时与否是影响汽车磨损的一个重要因素。

    汽车的磨损是有规律的,如图6所示,磨损分磨合阶段、磨损平稳阶段和磨损剧增阶段。就摩擦副来讲,应该在第二阶段接近第三阶段的时候进行及时的保养,调整配合间隙,更换磨损过甚的配合件,以保持良好的技术状态。从零件特别是摩擦副的磨损规律来看,保养的时机选择太早,即提前保养,使正处于良好配合状态的摩擦件强行调整,破坏了良好的配合状况,反而会增加摩擦副的磨损,影响汽车的使用效率;如不能及时保养,超过了保养的最佳时机,由于摩擦副的配合间隙超过了规定值,使磨损加剧,大大缩短了汽车的使用寿命。

    对于国产汽车来说,适时保养的问题尤为重要,虽然生产厂家规定了汽车的保养期限和保养作业内容,但是,这些规定的期限(里程)和作业内容是向广大用户推荐的平均值,也可以说是比较“保险”的里程,由于我国地域辽阔,各地的使用条件千差万别,对于使用单位来说,应当根据当地的具体使用条件确定保养间隔里程和保养作业范围。

    8.克服不良的操作习惯

    不少驾驶员都有一些不良的操作习惯,要努力克服。

    1)猛轰油门

    许多驾驶员在出车前和收车熄火前,为了察听发动机的异常声响和仪表指示情况,往往猛轰几脚油门,让发动机周期性地高速运转。但这样一来由于速度的急剧变化,使气缸壁的润滑条件突然变坏,造成磨损的增加。

    2)强制升温

    在严寒地区,冷摇慢转、就地升温是冬季减少发动机磨损的一个常识问题。现在部分驾驶员不管天气多么寒冷,将发动机起动后立即挂档加油起步,有的虽然起动后不立即起步,但为了缩短升温时间,起动后将油门开大,用发动机高速运转的方法来强行提高发动机的温度,这是不可取的。在低温起动时,本来由于发动机温度低,一方面润滑油粘度大,缸壁润滑不充分,另一方面,雾化不充分的燃油会冲刷气缸壁,冷车高速运转发动机对机器的磨损是非常严重的,它将极大地降低汽车的使用寿命。

    3)其它不良习惯

    如经常使用半联动离合器、一脚离合器换档,经常使用紧急制动停车。许多城市公共汽车驾驶员喜欢先加速、后滑行的驾驶方法,此法虽然有节油的效果,但是它对整个汽车的使用寿命是有影响的。

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