1、汽车零部件的失效、检测、及常用修复方法汽车检测与维修主要内容n1零件的失效n2零件的检验方法n3零件的常用修复方法1零件的失效n 汽车零部件失效分析，是研究汽车零部件丧失其功能的原因、特征和规律；目的在于：分析原因，找出责任，提出改进和预防措施，提高汽车可靠性和使用寿命。n失效的概念n失效的类型n失效的基本原因失效的概念n定义:汽车零部件失去原设计所规定的功能称为失效。n失效不仅是指完全丧失原定功能，而且还包含功能降低和有严重损伤或隐患、继续使用会失去可靠性和安全性的零部件。失效的类型n汽车零部件按失效模式分类可分为磨损、疲劳断裂、变形、腐蚀及老化等五类n一个零件可能同时存在几种失效模式或失效
2、机理。汽车零件失效分类失效类型失效模式举例磨损粘着磨损、磨料磨损、表面疲劳磨损、腐蚀磨损、微动磨损汽缸工作表面“拉缸”、曲轴“抱轴”、齿轮表面和滚动轴承表面的麻点、凹坑等疲劳断裂低应力高周疲劳、高应力低周疲劳、腐蚀疲劳、热疲劳曲轴断裂、齿轮轮齿折断等腐蚀化学腐蚀、电化学腐蚀、穴蚀湿式汽缸套外壁麻点、孔穴变形过量弹性变形、过量塑性变形曲轴弯曲、扭曲，基础件（汽缸体、变速器壳、驱动桥壳）变形老化龟裂、变硬橡胶轮胎、塑料器件失效的基本原因n引起零件失效的原因很多，主要可分为设计制造（设计不合理、选材不当、制造工艺操作不当等）、工作条件（包括零件的受力状况和工作环境）以及使用与维修三个方面。基本原因主
3、要内容应用举例工作条件零件的受力状况 曲柄连杆机构在承受气体压力过程中，各零件承受扭转、压缩、弯曲载荷及其应力作用；齿轮轮齿根部所承受的弯曲载荷及表面承受的接触载荷等；绝大多数汽车零件是在动态应力作用下工作的。工作环境；汽车零件在不同的环境介质和不同的工作温度作用下，可能引起腐蚀磨损、磨料磨损以及热应力引起的热变形、热膨胀、热疲劳等失效，还可能造成材料的脆化，高分子材料的老化等。基本原因主要内容应用举例设计制造 设计不合理；轴的台阶处直角过渡、过小的圆角半径、尖锐的棱边等造成应力集中；花键、键槽、油孔、销钉孔等处，设计时没有考虑到这些形状对截面的削弱和应力集中问题，或位置安排不妥当；选材不合理
4、；制造工艺过程中操作不合理；制动蹄片材料热稳定系数不好；产生裂纹、高残余内应力、表面质量不良；使用维修使用；维修；汽车超载、润滑不良，频繁低温冷启动；破坏装配位置，改变装配精度；1.1 1.1 汽车零件的磨损汽车零件的磨损1 1、零件的摩擦：、零件的摩擦：（1 1）概念：）概念：两物体相对运动使其接触表面间产生运动阻力的现两物体相对运动使其接触表面间产生运动阻力的现象称为摩擦，该阻力称为摩擦力。摩擦的存在，不象称为摩擦，该阻力称为摩擦力。摩擦的存在，不但使动力消耗增加，而且还会引起零件接触表面的但使动力消耗增加，而且还会引起零件接触表面的磨损。因此，汽车各零件的相对运动表面之间，通磨损。因此，
5、汽车各零件的相对运动表面之间，通常都采用润滑油来进行润滑以减轻磨损。常都采用润滑油来进行润滑以减轻磨损。汽车零件汽车零件75%的失效由磨损引起的失效由磨损引起2 2）摩擦的分类：）摩擦的分类：按零件表面润滑状态的不同，摩擦可分为：按零件表面润滑状态的不同，摩擦可分为：n干摩擦干摩擦n液体摩擦液体摩擦n边界摩擦边界摩擦n混合摩擦混合摩擦 四类。四类。1 1）干摩擦：）干摩擦：摩擦表面间无任何润滑介质隔开时的摩擦，称为干摩擦表面间无任何润滑介质隔开时的摩擦，称为干摩擦。摩擦。n零件处于干摩擦状态时，零件表面急剧磨损，所以零件处于干摩擦状态时，零件表面急剧磨损，所以汽车各零件相互运动的表面应尽量避免
6、干摩擦发生。汽车各零件相互运动的表面应尽量避免干摩擦发生。n气缸壁上部与活塞环以干摩擦和边界摩擦为主，轴气缸壁上部与活塞环以干摩擦和边界摩擦为主，轴颈与轴承在工作过程中受冲击载荷作用时会出现干颈与轴承在工作过程中受冲击载荷作用时会出现干摩擦状态。摩擦状态。2 2）液体摩擦：）液体摩擦：两摩擦表面被润滑油完全隔开时的摩擦，称为液体两摩擦表面被润滑油完全隔开时的摩擦，称为液体摩擦。摩擦。n液体摩擦时两摩擦表面被一层厚度为液体摩擦时两摩擦表面被一层厚度为 1.51.52.0m2.0m 的润滑油膜完全隔开，避免了两零件间工作表面的的润滑油膜完全隔开，避免了两零件间工作表面的直接接触，摩擦只发生在润滑油
7、流体分子之间，故直接接触，摩擦只发生在润滑油流体分子之间，故其摩擦阻力很小，零件的磨损也非常轻微。其摩擦阻力很小，零件的磨损也非常轻微。n汽车上大部分相对运动的部位都是在液体摩擦状态汽车上大部分相对运动的部位都是在液体摩擦状态下进行的（如：曲轴和轴承）下进行的（如：曲轴和轴承）3 3）边界摩擦：）边界摩擦：两摩擦表面被一层极薄的边界膜隔开时的摩擦，称两摩擦表面被一层极薄的边界膜隔开时的摩擦，称为边界摩擦。为边界摩擦。n油膜厚度通常只在油膜厚度通常只在 0.1m 0.1m 以下。摩擦仅发生在边以下。摩擦仅发生在边界膜的外层分子之间，减轻了零件的摩擦与磨损。界膜的外层分子之间，减轻了零件的摩擦与磨
8、损。但由于其厚度很小，工作中受冲击和高温等作用易但由于其厚度很小，工作中受冲击和高温等作用易被破坏，所以不如液体摩擦可靠。被破坏，所以不如液体摩擦可靠。n例如：气缸壁与活塞环之间；若工作中曲轴与轴颈例如：气缸壁与活塞环之间；若工作中曲轴与轴颈之间润滑油供给不足，易产生边界摩擦。之间润滑油供给不足，易产生边界摩擦。4 4）混合摩擦：）混合摩擦：两摩擦表面间干摩擦、液体摩擦和边界摩擦混合存两摩擦表面间干摩擦、液体摩擦和边界摩擦混合存在时的摩擦，称为混合摩擦。在时的摩擦，称为混合摩擦。n实际工作状态中，零件通常都是在混合摩擦状态下实际工作状态中，零件通常都是在混合摩擦状态下工作的，其摩擦状态随工作条
9、件的变化而变化。工作的，其摩擦状态随工作条件的变化而变化。2 2、零件的磨损：、零件的磨损：（1 1）概念：）概念：零件摩擦表面的金属在相对运动过程中不断损失的零件摩擦表面的金属在相对运动过程中不断损失的现象，称为零件的磨损。现象，称为零件的磨损。n磨损的发生将造成零件形状尺寸及表面性质的变化，磨损的发生将造成零件形状尺寸及表面性质的变化，使零件的工作性能逐渐降低；使零件的工作性能逐渐降低；n磨损有时也是有益的，如磨合。磨损有时也是有益的，如磨合。（2 2）分类：）分类：依摩擦原理的不同，磨损可分为：依摩擦原理的不同，磨损可分为：n磨料磨损磨料磨损n粘着磨损粘着磨损n疲劳磨损疲劳磨损n腐蚀磨损
10、腐蚀磨损1 1）磨料磨损：）磨料磨损：摩擦表面间存在的硬质颗粒引起的磨损，称为磨摩擦表面间存在的硬质颗粒引起的磨损，称为磨料磨损。这种硬质颗粒称为磨料，它主要来自空料磨损。这种硬质颗粒称为磨料，它主要来自空气中的灰尘、润滑油中的杂质及运动过程中从零气中的灰尘、润滑油中的杂质及运动过程中从零件表面脱落下来的金属颗粒。件表面脱落下来的金属颗粒。n磨料磨损的形式：磨料磨损的形式：疲劳剥落或塑性挤压：磨料夹在两摩擦表面之间，疲劳剥落或塑性挤压：磨料夹在两摩擦表面之间，将对金属表面产生集中的高应力，使零件表面产将对金属表面产生集中的高应力，使零件表面产生疲劳和剥落（如磨料进入齿面间，常会发生疲生疲劳和剥
11、落（如磨料进入齿面间，常会发生疲劳和剥落）。对于塑性材料，将使表面产生塑性劳和剥落）。对于塑性材料，将使表面产生塑性挤压现象（如磨料进入轴承间易发生塑性挤压）。挤压现象（如磨料进入轴承间易发生塑性挤压）。擦痕：混合在气体和液体中的磨料，随流体以一擦痕：混合在气体和液体中的磨料，随流体以一定的速度冲刷零件的工作表面，并产生擦痕（如定的速度冲刷零件的工作表面，并产生擦痕（如柴油机喷油器的针阀偶件）。柴油机喷油器的针阀偶件）。n磨料磨损的影响因素：磨料磨损的影响因素：磨料在摩擦表面间经过的距离和速度。磨料在摩擦表面间经过的距离和速度。磨料与金属表面间的相互作用力。磨料与金属表面间的相互作用力。零件硬
12、度。零件硬度。磨料硬度。磨料硬度。磨料颗粒的大小。磨料颗粒的大小。n减轻磨料磨损的措施：减轻磨料磨损的措施：汽车发动机的磨料磨损主要是空气中的磨料造成的，汽车发动机的磨料磨损主要是空气中的磨料造成的，空气中的磨料主要是尘土和沙粒，因此空气中的磨料主要是尘土和沙粒，因此:要有滤清效果好的空气滤清器、燃油滤清器，对要有滤清效果好的空气滤清器、燃油滤清器，对于柴油的滤清作用要求更严；于柴油的滤清作用要求更严；润滑油滤清，经常清洗机油滤清器。润滑油滤清，经常清洗机油滤清器。增加零件的抗磨性能，提高零件表面的硬度，使增加零件的抗磨性能，提高零件表面的硬度，使表面硬度尽可能高于磨料的硬度，以提高零件的表面
13、硬度尽可能高于磨料的硬度，以提高零件的耐磨性。耐磨性。2 2）粘着磨损：）粘着磨损：当金属表面的油膜被破坏，摩擦表面间直接接触而当金属表面的油膜被破坏，摩擦表面间直接接触而发生粘着作用，使一个零件表面的金属转移到另一发生粘着作用，使一个零件表面的金属转移到另一个零件表面引起的磨损，称为粘着磨损。个零件表面引起的磨损，称为粘着磨损。n它主要是由于金属表面负荷大、温度高而引起的。它主要是由于金属表面负荷大、温度高而引起的。n粘着磨损的影响因素：粘着磨损的影响因素：材料特性的影响。材料特性的影响。脆性材料比塑性材料的抗粘性脆性材料比塑性材料的抗粘性能好。能好。零件表面粗糙度的影响。零件表面粗糙度的影
14、响。光滑程度越高，磨损量光滑程度越高，磨损量越小。越小。润滑油的影响。润滑油的影响。要保证足够的润滑油，并保证润要保证足够的润滑油，并保证润滑油的粘度和工作温度，零件表面的氧化膜不易滑油的粘度和工作温度，零件表面的氧化膜不易被破坏。被破坏。运动速度和单位面积上压力的影响。运动速度和单位面积上压力的影响。零件的运动零件的运动速度越高，负荷越大，越易产生粘着磨损。速度越高，负荷越大，越易产生粘着磨损。3 3）疲劳磨损：）疲劳磨损：在交变载荷作用下，零件表层产生疲劳剥落的现象，在交变载荷作用下，零件表层产生疲劳剥落的现象，称为疲劳磨损。称为疲劳磨损。n它主要发生在纯滚动及滚动与滑动并存的摩擦状态它主
15、要发生在纯滚动及滚动与滑动并存的摩擦状态下，如齿轮齿面。下，如齿轮齿面。n疲劳磨损分为非扩展性和扩展性疲劳磨损。疲劳磨损分为非扩展性和扩展性疲劳磨损。n非扩展性疲劳磨损：非扩展性疲劳磨损：由于周期性的接触压应力作用，摩擦表面上出现由于周期性的接触压应力作用，摩擦表面上出现小麻点，但随着接触面积的扩大，单位接触面积小麻点，但随着接触面积的扩大，单位接触面积降低，小麻点停止扩大。降低，小麻点停止扩大。n扩展性疲劳磨损：扩展性疲劳磨损：当材料塑性较差时，在接触表面作用有较大的压当材料塑性较差时，在接触表面作用有较大的压应力，使表面产生小裂纹，并扩展而使金属脱落，应力，使表面产生小裂纹，并扩展而使金属
16、脱落，形成小麻点和扩展成凹坑，使零件不能继续工作。形成小麻点和扩展成凹坑，使零件不能继续工作。4 4）腐蚀磨损：）腐蚀磨损：零件摩擦表面由于外部介质的作用，产生化学或电零件摩擦表面由于外部介质的作用，产生化学或电化学的反应而引起的磨损，称为腐蚀磨损。化学的反应而引起的磨损，称为腐蚀磨损。腐蚀磨损分为：腐蚀磨损分为：n氧化腐蚀磨损氧化腐蚀磨损n化学腐蚀磨损化学腐蚀磨损n微动磨损微动磨损n化学腐蚀磨损：化学腐蚀磨损：由于金属直接与外部介质发生化学反应而引起的磨由于金属直接与外部介质发生化学反应而引起的磨损，称为化学腐蚀磨损。零件在腐蚀性气体或液体损，称为化学腐蚀磨损。零件在腐蚀性气体或液体环境中工
17、作时，在零件表面形成一层化学反应膜。环境中工作时，在零件表面形成一层化学反应膜。该反应膜通常与基体金属的结合强度较低，零件相该反应膜通常与基体金属的结合强度较低，零件相对运动时，会发生化学反应膜的脱落，造成零件的对运动时，会发生化学反应膜的脱落，造成零件的化学腐蚀磨损。化学腐蚀磨损。n电化学腐蚀磨损：电化学腐蚀磨损：由于金属在外部介质中发生电化学反应而引起的磨由于金属在外部介质中发生电化学反应而引起的磨损，称为电化学腐蚀磨损。损，称为电化学腐蚀磨损。n 微动磨损：微动磨损：零件的过盈配合表面部位在交变载荷或振动的作用零件的过盈配合表面部位在交变载荷或振动的作用下所产生的磨损，称为微动磨损。下所
18、产生的磨损，称为微动磨损。n 穴蚀：穴蚀：与液体相对运动的固体表面，因气泡破裂产生的局与液体相对运动的固体表面，因气泡破裂产生的局部高温及冲击高压所引起的疲劳剥落现象，称为穴部高温及冲击高压所引起的疲劳剥落现象，称为穴蚀。蚀。3 3、影响汽车零件磨损的因素及磨损规律：、影响汽车零件磨损的因素及磨损规律：磨损通常是由多种磨损形式共同作用造成的，其磨磨损通常是由多种磨损形式共同作用造成的，其磨损强度与零件的材料性质、加工质量及工作条件等损强度与零件的材料性质、加工质量及工作条件等因素有关。因素有关。（1 1）影响汽车零件磨损的因素：）影响汽车零件磨损的因素：1 1）材料性质的影响：）材料性质的影响
19、：不同材料由于其成分、组织、结构不同，抵抗磨损不同材料由于其成分、组织、结构不同，抵抗磨损的能力也不同。的能力也不同。2 2）加工质量的影响：）加工质量的影响：零件的加工质量主要指其表面粗糙度及几何形状误零件的加工质量主要指其表面粗糙度及几何形状误差。差。n几何形状误差过大，将造成零件工作中受力不均，几何形状误差过大，将造成零件工作中受力不均，或产生附加载荷，使磨损加剧。或产生附加载荷，使磨损加剧。n表面粗糙度值过大会破坏油膜的连续性，造成零件表面粗糙度值过大会破坏油膜的连续性，造成零件表面凸起点的相互咬合，同时腐蚀物质更易沉积于表面凸起点的相互咬合，同时腐蚀物质更易沉积于零件表面，使腐蚀磨损
20、加剧。零件表面，使腐蚀磨损加剧。3 3）工作条件的影响：）工作条件的影响：工作条件是指零件工作时的润滑条件、滑动速度、工作条件是指零件工作时的润滑条件、滑动速度、单位压力及工作温度等。单位压力及工作温度等。（2 2）汽车零件的磨损规）汽车零件的磨损规律：律：零件的磨损是不可避免的，零件的磨损是不可避免的，工作条件不同，引起零件工作条件不同，引起零件磨损的原因也就不同。但磨损的原因也就不同。但各种零件的磨损却都具有各种零件的磨损却都具有一定的共同规律，这种规一定的共同规律，这种规律称为零件磨损特性。遵律称为零件磨损特性。遵循该磨损规律的曲线，称循该磨损规律的曲线，称为磨损特性曲线。为磨损特性曲线
21、。磨损特性曲线分析：磨损特性曲线分析：零件磨损可分为三个阶段：零件磨损可分为三个阶段：n磨合期磨合期n正常工作期正常工作期 n极限磨合期极限磨合期 1.2、汽车零件的疲劳、汽车零件的疲劳1、零件疲劳的概念：、零件疲劳的概念：零件在交变应力作用下，经过较长时间工作而发生零件在交变应力作用下，经过较长时间工作而发生的断裂现象，称为疲劳断裂。的断裂现象，称为疲劳断裂。n疲劳断裂是汽车零件中常见的失效形式之一，也是疲劳断裂是汽车零件中常见的失效形式之一，也是危害性最大的一种失效形式。危害性最大的一种失效形式。2 2、疲劳断裂失效的分类：、疲劳断裂失效的分类：根据零件的特点及破坏时总的应力循环次数，疲劳
22、根据零件的特点及破坏时总的应力循环次数，疲劳失效可按下图所示分类。失效可按下图所示分类。对于不同类型的疲劳失效，其分析方法是不对于不同类型的疲劳失效，其分析方法是不同的：同的：n高周疲劳发生时，应力在屈服强度以下，零件的寿高周疲劳发生时，应力在屈服强度以下，零件的寿命主要由裂纹的形核寿命控制。命主要由裂纹的形核寿命控制。n低周疲劳发生时的应力可高于屈服强度，其寿命受低周疲劳发生时的应力可高于屈服强度，其寿命受裂纹扩展寿命的影响较大。汽车零件一般多为低应裂纹扩展寿命的影响较大。汽车零件一般多为低应力高周疲劳断裂。力高周疲劳断裂。3 3、疲劳断裂失效机理：、疲劳断裂失效机理：金属零件疲劳断裂实质上
23、是一个累积损伤过程，金属零件疲劳断裂实质上是一个累积损伤过程，大体上可划分为：大体上可划分为：滑移、裂纹成核、微裂纹扩展、宏观裂纹扩展、滑移、裂纹成核、微裂纹扩展、宏观裂纹扩展、最终断裂几个过程。最终断裂几个过程。4 4、提高汽车零件抗疲劳断裂的方法：、提高汽车零件抗疲劳断裂的方法：1 1）延缓疲劳裂纹萌生时间：）延缓疲劳裂纹萌生时间：n强化金属合金表面，如表面滚压、喷丸以及表面热强化金属合金表面，如表面滚压、喷丸以及表面热处理等。处理等。n细化材料晶粒可提高疲劳强度极限；细化材料晶粒可提高疲劳强度极限；n采用热处理以防止晶界成为疲劳裂纹扩展的通道。采用热处理以防止晶界成为疲劳裂纹扩展的通道。
24、n提高金属材料的纯洁度，减小夹杂物尺寸；提高金属材料的纯洁度，减小夹杂物尺寸；n提高零件表面完整性设计水平，尽量避免应力集中提高零件表面完整性设计水平，尽量避免应力集中的现象。的现象。2 2）降低疲劳裂纹扩展的速率：）降低疲劳裂纹扩展的速率：其主要方法有：其主要方法有：n止裂孔法：即在裂纹扩展前沿钻孔，以阻止裂纹继止裂孔法：即在裂纹扩展前沿钻孔，以阻止裂纹继续扩展。续扩展。n扩孔清除法：即在不影响强度的前提下，采用扩孔扩孔清除法：即在不影响强度的前提下，采用扩孔方法加大已产生疲劳裂纹的内孔直径，将疲劳裂纹方法加大已产生疲劳裂纹的内孔直径，将疲劳裂纹清除。清除。n刮磨修理法：即用刮磨方法将零件局
25、部表面已产生刮磨修理法：即用刮磨方法将零件局部表面已产生的裂纹清除。的裂纹清除。3 3）提高疲劳裂纹门槛值）提高疲劳裂纹门槛值 k k 长度：长度：金属零件裂纹扩展的门槛值是指疲劳裂纹不扩展金属零件裂纹扩展的门槛值是指疲劳裂纹不扩展（稳定）的最高应力强度因子幅。其值一般由试（稳定）的最高应力强度因子幅。其值一般由试验直接确定。验直接确定。1.31.3汽车零件的腐蚀汽车零件的腐蚀1 1、零件腐蚀的概念：、零件腐蚀的概念：零件受周围介质作用而引起的损坏，称为零件的零件受周围介质作用而引起的损坏，称为零件的腐蚀。腐蚀。按腐蚀机理可分为：按腐蚀机理可分为：n化学腐蚀化学腐蚀n电化学腐蚀电化学腐蚀 汽车
26、上约汽车上约 20%20%的零件因腐蚀而失效。的零件因腐蚀而失效。2 2、化学腐蚀失效机理：、化学腐蚀失效机理：金属零件与介质直接发生化学作用而引起的损伤，金属零件与介质直接发生化学作用而引起的损伤，称为化学腐蚀。称为化学腐蚀。n金属在干燥空气中的氧化及金属在不导电介质中的金属在干燥空气中的氧化及金属在不导电介质中的腐蚀等，均属于化学腐蚀。腐蚀等，均属于化学腐蚀。n化学腐蚀过程中没有电流产生，通常在金属表面形化学腐蚀过程中没有电流产生，通常在金属表面形成一层腐蚀产物膜。成一层腐蚀产物膜。2 2、电化学腐蚀失效机理：、电化学腐蚀失效机理：电化学腐蚀是两个不同的金属在一个导电溶液中形电化学腐蚀是两
27、个不同的金属在一个导电溶液中形成一对电极，产生电化学反应而发生腐蚀的作用，成一对电极，产生电化学反应而发生腐蚀的作用，使充当阳极的金属被腐蚀。使充当阳极的金属被腐蚀。n电化学腐蚀的基本特点是，在金属不断遭到腐蚀的电化学腐蚀的基本特点是，在金属不断遭到腐蚀的同时还有电流产生。属于这类腐蚀的有金属在酸、同时还有电流产生。属于这类腐蚀的有金属在酸、碱、盐溶液及潮湿空气中的腐蚀等。碱、盐溶液及潮湿空气中的腐蚀等。n引起电化学腐蚀的原因是金属与电解质相接触，由引起电化学腐蚀的原因是金属与电解质相接触，由于离子交换，产生电流形成原电池。于离子交换，产生电流形成原电池。3 3、汽车零件的老化：、汽车零件的老
28、化：橡胶、塑料制品和电子元件等汽车用零件，随着时橡胶、塑料制品和电子元件等汽车用零件，随着时间的增长，原有的性能会逐渐衰退，这就是老化现间的增长，原有的性能会逐渐衰退，这就是老化现象。这类元件、制品不论工作与否，老化现象都会象。这类元件、制品不论工作与否，老化现象都会发生，如橡胶轮胎、塑料器件等长期贮存也会发生发生，如橡胶轮胎、塑料器件等长期贮存也会发生龟裂、变硬等老化症状。龟裂、变硬等老化症状。1.4穴蚀穴蚀n定义：穴蚀是当零件与液体接触并有相对运动时，定义：穴蚀是当零件与液体接触并有相对运动时，零件表面出现的一种损伤现象。零件表面出现的一种损伤现象。n柴油机湿式缸套的外壁与冷却液接触的表面
29、、滑柴油机湿式缸套的外壁与冷却液接触的表面、滑动轴承在最小油膜间隙之后的油膜扩散部分（由动轴承在最小油膜间隙之后的油膜扩散部分（由于负压的存在），都可能产生穴蚀；于负压的存在），都可能产生穴蚀；穴蚀产生的机理穴蚀产生的机理 n是由于冲击力而造成的表是由于冲击力而造成的表面疲劳破坏，但液体的化面疲劳破坏，但液体的化学和电化学作用、液体中学和电化学作用、液体中含有杂质磨料等均可能加含有杂质磨料等均可能加速穴蚀的破坏过程。速穴蚀的破坏过程。n气缸套穴蚀为例，由于气气缸套穴蚀为例，由于气缸内燃烧压力随曲轴转角缸内燃烧压力随曲轴转角而变化，缸套在活塞侧向而变化，缸套在活塞侧向推力的作用下，使缸套产推力的
30、作用下，使缸套产生弹性变形和高频振动。生弹性变形和高频振动。n气泡在溃灭的瞬时产生极气泡在溃灭的瞬时产生极大的冲击力（几千甚至一大的冲击力（几千甚至一万个大气压）和高温（数万个大气压）和高温（数百度），溃灭的速度可达百度），溃灭的速度可达250m/s250m/s。缸套的外壁承受这种冲击应力的反复作用，使表面缸套的外壁承受这种冲击应力的反复作用，使表面材料产生疲劳而逐渐脱落，形成麻点状，随后扩展、材料产生疲劳而逐渐脱落，形成麻点状，随后扩展、加深，严重时呈聚集的蜂窝状孔穴群，甚至穿透缸加深，严重时呈聚集的蜂窝状孔穴群，甚至穿透缸壁壁柴油机的强化）缸套穴蚀破坏的一般特征是孔穴群柴油机的强化）缸套穴
31、蚀破坏的一般特征是孔穴群集中出现在连杆摆动平面的两侧，尤其是在活塞承集中出现在连杆摆动平面的两侧，尤其是在活塞承受侧压力大的一侧所对应的缸套外壁最为严重。另受侧压力大的一侧所对应的缸套外壁最为严重。另外在进水口和水流转向处，缸套支撑面和密封处也外在进水口和水流转向处，缸套支撑面和密封处也可能出现穴蚀破坏。可能出现穴蚀破坏。防止缸套穴蚀的措施，一是防止或减少气泡的形防止缸套穴蚀的措施，一是防止或减少气泡的形成，二是如气泡不可避免的发生，就应设法使气泡远成，二是如气泡不可避免的发生，就应设法使气泡远离机件的地方溃灭或提高零件材料抗穴蚀能力。增加离机件的地方溃灭或提高零件材料抗穴蚀能力。增加气缸套固
32、定刚度（如增加承孔高度，减少配合间隙气缸套固定刚度（如增加承孔高度，减少配合间隙等），以减少缸套的振动；加宽水套使冷却均匀，减等），以减少缸套的振动；加宽水套使冷却均匀，减少气泡爆破时的影响；消除冷却水路中局部涡流区及少气泡爆破时的影响；消除冷却水路中局部涡流区及死水区，可采用切向进水；应在使用中保持冷却水的死水区，可采用切向进水；应在使用中保持冷却水的清洁或冷却水中加乳化剂；提高缸体与活塞修理质量清洁或冷却水中加乳化剂；提高缸体与活塞修理质量和装配质量等对防止穴蚀都有一定作用。和装配质量等对防止穴蚀都有一定作用。n预防方法，就材料来说，以选用硬而富于延性预防方法，就材料来说，以选用硬而富于延
33、性（容易加工硬化、结晶颗粒小、弹性大）的材料（容易加工硬化、结晶颗粒小、弹性大）的材料为宜；作为环境条件，采用缓和冲击作用的方法为宜；作为环境条件，采用缓和冲击作用的方法和电防蚀法等效果较好。和电防蚀法等效果较好。一般柴油机最易产生穴蚀的冷却水温度为一般柴油机最易产生穴蚀的冷却水温度为40604060左右，减少穴蚀的角度，应保持发动机的正常工左右，减少穴蚀的角度，应保持发动机的正常工作温度作温度80908090。1.51.5汽车零件变形汽车零件变形1 1、零件变形的概念：、零件变形的概念：零件在使用过程中，由于承载或内部应力的作用，零件在使用过程中，由于承载或内部应力的作用，使零件的尺寸和形状
34、改变的现象称为零件的变形。使零件的尺寸和形状改变的现象称为零件的变形。n变形是零件失效的一个重要原因；变形是零件失效的一个重要原因；n例如曲轴的变形将影响气缸例如曲轴的变形将影响气缸活塞组在气缸中的正活塞组在气缸中的正确位置，离合器摩擦片挠曲过大将造成离合器分离确位置，离合器摩擦片挠曲过大将造成离合器分离不彻底，变速器中间轴与主轴弯曲过大就会破坏齿不彻底，变速器中间轴与主轴弯曲过大就会破坏齿轮副的正常啮合等。轮副的正常啮合等。2 2、零件变形的类型：、零件变形的类型：n弹性变形失效弹性变形失效n塑性变形失效塑性变形失效n蠕变变形失效蠕变变形失效1 1）弹性变形失效：）弹性变形失效：零件在外力作
35、用下发生弹性挠曲，其挠度超过许用零件在外力作用下发生弹性挠曲，其挠度超过许用值而破坏零件间相对位置精度的现象，称为弹性变值而破坏零件间相对位置精度的现象，称为弹性变形失效。此时零件所受应力并未超过弹性强度，应形失效。此时零件所受应力并未超过弹性强度，应力与应变之间的关系仍遵循胡克定律。零件的截面力与应变之间的关系仍遵循胡克定律。零件的截面积越大，材料弹性模量越高，则越不容易发生弹性积越大，材料弹性模量越高，则越不容易发生弹性变形失效。变形失效。2 2）塑性变形失效：）塑性变形失效：零件的工作应力超过材料的屈服强度而产生塑性变零件的工作应力超过材料的屈服强度而产生塑性变形所导致的失效，称为塑性变
36、形失效。经典的强度形所导致的失效，称为塑性变形失效。经典的强度设计都是按照防止塑性变形失效来进行的，即不允设计都是按照防止塑性变形失效来进行的，即不允许零件的任何部位进入塑性变形状态。随着应力分许零件的任何部位进入塑性变形状态。随着应力分析技术的发展，目前在设计中已逐渐采用塑性设计析技术的发展，目前在设计中已逐渐采用塑性设计的方法，即允许局部区域发生塑性变形。的方法，即允许局部区域发生塑性变形。3 3）蠕变变形失效：）蠕变变形失效：蠕变是指材料在一定应力（或载荷）作用下，随时蠕变是指材料在一定应力（或载荷）作用下，随时间延长，变形不断增加的现象。蠕变变形失效是由间延长，变形不断增加的现象。蠕变
37、变形失效是由于蠕变过程不断发生，产生的蠕变变形量或蠕变速于蠕变过程不断发生，产生的蠕变变形量或蠕变速度超过金属材料蠕变极限而导致的失效。度超过金属材料蠕变极限而导致的失效。影响因素：影响因素：n零件变形失效除与金属材料、设计刚度和零件变形失效除与金属材料、设计刚度和制造工艺有关；制造工艺有关；n载荷：安装紧固不当或工作有明显的超载载荷：安装紧固不当或工作有明显的超载现象；现象；n温度：随着工作温度的升高，材料的强度温度：随着工作温度的升高，材料的强度也会下降，因此在较高温度下工作的零件也会下降，因此在较高温度下工作的零件易产生变形离合器片的翘曲变形、制动鼓、易产生变形离合器片的翘曲变形、制动鼓
38、、排气歧管的变形等。排气歧管的变形等。n对于基础件由于铸造时时效处理的不完善，对于基础件由于铸造时时效处理的不完善，存在着内应力，在应用中因应力重新分配存在着内应力，在应用中因应力重新分配而引起变形；修理工艺或方法不正确，如而引起变形；修理工艺或方法不正确，如焊接的热应力。焊接的热应力。基础件变形失效的影响：基础件变形失效的影响：n基础件：既保证本组合件或总成中的所有组成部基础件：既保证本组合件或总成中的所有组成部分（零件）均能处于规定位置的零件；分（零件）均能处于规定位置的零件；n发动机气缸体、变速器壳体、驱动桥壳体；发动机气缸体、变速器壳体、驱动桥壳体；n由于使用中不同程度的变形，破坏了总
39、成中各零由于使用中不同程度的变形，破坏了总成中各零件间正确的位置关系；件间正确的位置关系；2零件的检验方法n零件:可用的,待修的,报废的n检验方法:感官法,测量法,探伤法2.1感官检验法n视觉n听觉n触觉n取决于经验2.2测量法n常用测量工具n零件形位误差检验 游标卡尺游标卡尺是一种精密量具，结构如图所示。常用来测量零件的长度、宽度、深度以及内外径等。游标卡尺按其测量精度可分为0.1Omm、O.05mm、0.02mm等数种。n 常用量具常用量具 1-内外卡爪 2-固定螺钉 3-副尺 4-主尺 5-深度尺 6-外径活动卡爪 7-外径固定卡爪1234567使用方法：测量时，先将卡爪张开，使固定卡爪
40、的测量面贴靠零件，再慢慢推动副尺，使活动卡爪的测量面接触零件，尺身应保持平直，不得扭斜，以免影响测量精度；测量后，推动副尺移开活动卡爪，轻轻取下游标卡尺，禁止硬卡硬拉。千分尺千分尺千分尺按其用途又可分为外径千分千分尺按其用途又可分为外径千分尺、内径千分尺和深度千分尺等数尺、内径千分尺和深度千分尺等数种类型。种类型。使用方法：使用方法：测量工件时，左手持千测量工件时，左手持千分尺的弓架，用右手旋转活动套筒，分尺的弓架，用右手旋转活动套筒，千分尺量杆的轴线，应与零件中心千分尺量杆的轴线，应与零件中心线垂直或平行，不得歪斜。量杆与线垂直或平行，不得歪斜。量杆与量柱接触零件时，当拧动棘轮发出量柱接触零
41、件时，当拧动棘轮发出“吱吱吱吱”响声，这时的读数就是零响声，这时的读数就是零件的尺寸。如果一次测量不准，可件的尺寸。如果一次测量不准，可旋松棘轮，再测量一、二次。旋松棘轮，再测量一、二次。图1-18 外径千分尺的构造 1-弓架 2-紧固手柄 3-螺杆 4-棘轮 5-螺帽 6-活动套筒 7-固定套筒 8-量杆 9-量柱 百分表百分表 百分表是一种指示量具，常用来检验百分表是一种指示量具，常用来检验轴颈失圆，轴、杆类零件变形，零件轴颈失圆，轴、杆类零件变形，零件装配及啮合间隙以及机件装置是否平装配及啮合间隙以及机件装置是否平整等。整等。使用方法：使用方法：测量时，使量杆端面与被测量时，使量杆端面与
42、被测零件接触，并使量杆有一定程度的测零件接触，并使量杆有一定程度的预压缩，压缩行程的大小由被测部位预压缩，压缩行程的大小由被测部位的技术数据的大小所决定，以保证零的技术数据的大小所决定，以保证零件位置变化时，量杆不致与其发生脱件位置变化时，量杆不致与其发生脱离。离。图1-19 百分表的构造 1-固定螺钉 2-大刻度盘 3-调整环 4-小刻度盘5-指针 6-套管 7-测杆 8-触头 9-表壳 10-夹孔12345678910 内径量表内径量表 内径量表用来测量筒形零件的内径和轴承内径量表用来测量筒形零件的内径和轴承孔、销孔等的内径。常用于测量气缸磨损孔、销孔等的内径。常用于测量气缸磨损和确定气缸
43、内径。和确定气缸内径。使用方法：使用方法：孔类内径测量时，需要外径千孔类内径测量时，需要外径千分尺配合使用。首先根据测量零件的内径，分尺配合使用。首先根据测量零件的内径，这择长度合适的接杆并装在表架上。将量这择长度合适的接杆并装在表架上。将量表垂直放入被测零件的孔内，转动接杆，表垂直放入被测零件的孔内，转动接杆，观察表盘的大指针，压缩至观察表盘的大指针，压缩至1.00mm,1.00mm,扭紧扭紧连杆的固定螺母。然后摆动量表，视察表连杆的固定螺母。然后摆动量表，视察表盘指针，当指针顺时针方向转动到某一极盘指针，当指针顺时针方向转动到某一极限位置，即为量表处于孔内垂直位置。此限位置，即为量表处于孔
44、内垂直位置。此时，转动表盘，使大指针对正时，转动表盘，使大指针对正“0 0”位，然位，然后再复查无误，从孔内取出量表。用外径后再复查无误，从孔内取出量表。用外径千分尺来测量量杆的长度。将量表下端量千分尺来测量量杆的长度。将量表下端量杆置于外径千分尺的量杆和量柱之同，量杆置于外径千分尺的量杆和量柱之同，量表的量杆应与外径千分尺量杆轴线平行。表的量杆应与外径千分尺量杆轴线平行。转动千分尺的活动套筒，视察量表表盘指转动千分尺的活动套筒，视察量表表盘指针。当指针顺时针方向转动到针。当指针顺时针方向转动到“0 0”刻度为刻度为止止(即在孔内的位置即在孔内的位置)，然后固定千分尺套，然后固定千分尺套筒，取
45、下量缸表。观察千分尺读数，即为筒，取下量缸表。观察千分尺读数，即为该零件孔内径尺寸。该零件孔内径尺寸。图1-20 内径量表的构造与使用1-百分表 2-表杆 3-连杆座 4-、活动测杆5-支持架 6-接杆 7-固定螺帽 8-加长接杆 54378621 厚薄规厚薄规 厚薄规由不同厚度的铜片组合而成，厚薄规由不同厚度的铜片组合而成，常用的尺寸为常用的尺寸为0.050.051.2mm1.2mm。使用方法：使用方法：使用厚薄规，要小心操使用厚薄规，要小心操作。向被测的零件间隙中插入时，作。向被测的零件间隙中插入时，不要硬塞进去，应选择合造的测量不要硬塞进去，应选择合造的测量片进行。拉动厚薄规感到略有摩擦
46、片进行。拉动厚薄规感到略有摩擦力，即为被测间隙的尺寸。使用中力，即为被测间隙的尺寸。使用中还应保持厚薄规的清沽，而且不可还应保持厚薄规的清沽，而且不可任意弯曲或摔打。任意弯曲或摔打。图1-21 厚薄规 形位误差检测形位误差检测n平面度n圆度n圆柱度n圆跳动n平行度和垂直度n同轴度n直线度平面度误差的检测n平面度是指平面要素实际形状的平整程度；n汽车上的应用；发动机气缸体上、下平面；n检测：中凹（稳定状态）或中凸（不稳定状态，两端间隙调成等值）平面；圆度和圆柱度误差的检测n圆度误差是指横截面上实际圆偏离理想圆的实际值；n圆度误差是在半径方向测量的。n圆柱度误差是实际圆柱面偏离理想圆柱面的实际值；
47、n在测量圆柱度误差中，采用的两点法是指在被测圆柱表面的任意部位或方向上所测的直径中取最大值与最小值差值的一半。圆度和圆柱度误差的检测圆跳动的检测n圆跳动的检测包括径向圆跳动和端面圆跳动。n前者测量方向与基准轴线垂直且相交，测量面为垂直于基准轴线的同一正截面。n后者的测量方向与基准轴线平行，测量面是与基准轴线同轴的圆柱面。径向圆跳动的测量平行度和垂直度n平行度误差和垂直度误差属于位置度误差；n汽车上的应用：气缸孔中心线与曲轴主轴承座孔轴线的垂直度误差；曲轴与凸轮轴轴承座孔轴线的平行度误差。同轴度误差和直线度误差n同轴度的公差带是以基准轴线为轴线，直径等于公差值的圆柱体；n在汽车修理中，同轴度要求
48、及其误差的检测一般都以径向圆跳动要求及其检测代替，并将最大径向圆跳动值直接作为同轴度误差值使用。n直线度误差是实际直线相对于理想直线产生的偏差的实际值。n在汽车修理中直线度要求大部分是对轴线提出的，但也有针对素线的；n径向圆跳动值的一半；2.3探伤法n磁力探伤n渗透探伤n其他方法n 隐蔽缺陷的检查隐蔽缺陷的检查n 隐蔽缺陷的检查方法方法u水压试验u磁力探伤u敲击探伤u超声波探伤u荧光探伤u水压试验应用：气缸体、气缸盖的裂纹检查n 隐蔽缺陷的检查隐蔽缺陷的检查u磁力探伤 当磁力线通过被检验零件时，零件被磁化。如果零件有裂 纹，在裂纹部位磁力线就会因裂纹不导磁而被中断，形成局部磁场和磁极。如果在磁
49、化零件表面撒上磁铁粉或铁粉液，铁粉便被吸附在形成局部磁场的裂纹处，从而显示出 裂纹的位置和大小。应用：转向节、转向臂、半轴、半轴套管等零件磁化方法p纵向磁化p横向磁化p联合磁化法零件磁化检验的方式p利用剩磁检验p在电源磁场下检验。n 隐蔽缺陷的检查隐蔽缺陷的检查u敲击探伤油浸敲击探伤 检测时，先将零件浸入煤油或柴油中片刻，取出后擦干(或将需检部位用煤油湿润、擦干)，撤上一层白粉(滑石粉或石灰)，然后用小锤轻敲击零件的非工作表面，如果零件有裂纹时，由于震动，浸入裂纹的油渍被溅出，使裂纹处的白粉呈现黄色线痕。听敲击零件发出的声音 用小锤轻敲零件，如发出的声音清脆，说明零件无裂纹或者不松动；如果发声
50、沙哑，说明零件有裂纹或铆接松动。应用：壳体零件、盘形零件 裂纹和铆接件松动n 隐蔽缺陷的检查隐蔽缺陷的检查u荧光荧光探伤探伤将零件浸在荧光液中，或用毛刷将荧光液涂在零件表面，经过10-15min后，用200kPa压力的冷水冲洗零件，并用压缩空气吹干，将零件稍加热，促使零件裂纹内的荧光液扩散，用紫外线照射零件，裂纹处将发生鲜明的黄绿色光亮。u超声波探伤 超声波探伤是利用超声波在金属中传播遇到裂纹、缩孔时，产生反射和折射现象来显示零件有无隐伤的探伤方法。u穿透式超声波探伤 将仪器探头压紧零件表面，超声波穿过零件而达接收器，指示表摆动即说明零件内无隐伤；指示表不动或偏摆很少说明零件内隐伤。u反射式超
