使用过程中,汽车技术状况变化的快慢不仅取决于结构设计和制造工艺水平,还受各种使用因素的影响。
汽车初始性能由结构设计和制造保证,汽车结构设计与制造工艺是否合理以及零件材料选择是否适当,也影响着使用过程中汽车技术状况的变化,因此是提高汽车技术性能和使用寿命的重要途径。如设计与制造工艺不合理或零件材料选择不当,由于汽车自身存在的薄弱环节,就会经常出现同一类故障。
影响汽车技术状况变化的使用因素有:运行条件、燃料和润滑油的品质、汽车运用的合理性等。
1.汽车运行条件
汽车运行条件主要包括:道路条件、交通状况和气候条件。
(1)道路条件 道路条件对汽车技术状况有重要影响。汽车运行速度范围、发动机转速控制范围、汽车承受的载荷、操纵(换档、转向、制动等)次数和强度等汽车运行情况都取决于道路质量,因此汽车总成、零件的磨损强度也受道路条件影响。
汽车在良好道路上行驶时,行驶阻力小,承受的冲击和动载荷小,其速度性能得以发挥,燃油经济性好,零件磨损速率小,使用寿命长。
汽车在坏路面上行驶时,行驶阻力大,低档使用的时间比例大,因而汽车的平均技术速度低,但发动机转速和负荷却很大,气缸内平均压力很高,所以气缸-活塞组件磨损严重;在崎岖不平道路上行驶时,汽车底盘各总成如车轮、悬架、车桥等受到的冲击载荷加大,有时甚至遭到直接破坏和损伤;在不良道路上使用时,由于操作次数增加和使用时间增长,离合器、变速器、制动蹄和制动鼓等部件的磨损增大,使得汽车在坏路面上运用时的使用寿命大大缩短。
(2)交通状况 交通状况好坏对汽车技术状况的变化也有很大影响。在路面质量和交通状况良好的道路上行驶时,汽车能够经常采用高档在经济工况下运行,操纵次数减少,因而汽车运行平稳,所承受的冲击载荷大大减轻;而在不良交通状况下运行时,如在城市混合交通状况下,常因车多路窄、交通流量大、交叉路口多而不能以最佳工况运行。据统计,在相同路面条件下,货车在市内的行驶速度较郊区降低50%左右,换档次数增加2~2.5倍,制动消耗的能量增加7~7.5倍。显然,在交通状况不良的道路上行驶时,汽车技术状况的恶化进程加剧。
(3)气候条件 气候条件包括环境温度、湿度、风力和阳光辐射强度等。气候条件主要通过影响汽车总成的工作温度,改变其技术性能和工作可靠性。
图15-2为环境温度与汽车及总成故障率关系曲线。在适宜环境温度下,汽车及总成故障率最低,可靠性最高。汽车的每个总成都对应于一个最佳工作温度,气候条件通过对汽车总成工作温度的影响,而使汽车的技术状况发生变化。如发动机磨损最小时的冷却系统温度为70~90℃(图15-3)。气温过低时,发动机散热多,工作温度偏低,使润滑油粘度大、流动性差,起动时到达润滑表面的时间长;同时燃油雾化不良,燃油以液滴状态进入气缸后,会冲刷缸壁上的润滑油膜,使磨损加剧。试验表明,在-15℃的条件下起动发动机时,润滑油经2min才能到达主轴承;在5℃时起动并走热发动机一次,气缸磨损程度相当于汽车行驶30~40km的气缸磨损量;而在-18℃时起动并走热发动机一次,气缸磨损程度相当于汽车行驶200~250km的气缸磨损量。而当气温过高时,发动机易过热,润滑油粘度降低,在摩擦表面不易形成油膜,磨损也将加剧。
图15-2 环境温度对汽车故障率的影响
图15-3 温度对发动机磨损的影响
另外,非金属材料制成的零部件在低温下易出现硬化、开裂、弹性下降或零件结构强度降低等现象;气温过高,则易使供油系统和液压制动管路产生气阻并易发生爆胎,导致汽车的工作可靠性下降。
季节交替使环境温度、湿度和道路情况发生相应变化,如:夏季炎热、干燥,灰尘多;秋、冬季雨雪多,气候湿冷,道路泥泞。不同季节的气候条件通过对汽车工作过程的影响,而影响着汽车零件磨损强度和汽车技术状况变化。
2.燃料和润滑油的品质
燃料、润滑油规格和品质对保证汽车正常工作和技术状况变化的快慢具有重要影响。
汽油的蒸发性、馏分温度、辛烷值和含硫量是对汽车技术状况的变化有直接影响的指标。馏分温度表示汽油中所含重馏分的多少。馏分温度越高,说明汽油中不易挥发、雾化和燃烧的重馏分越多。重馏分易以液滴状态进入气缸,冲刷缸壁润滑油膜,窜入曲轴箱稀释润滑油,从而使润滑条件差、磨损加剧。若所用汽油的辛烷值与发动机的压缩比不相适应,易于发生爆燃,使发动机承受的机械负荷和热负荷增大,同时破坏缸壁上的润滑油膜,使磨损加剧,同时还会引起气门烧蚀、连杆变形、火花塞绝缘部分损坏等故障。燃料中的含硫量决定了发动机腐蚀磨损的强弱。
柴油的蒸发性、十六烷值、粘度、含硫量对发动机工作过程有很大影响。柴油中重馏分过多,会使燃烧不完全而形成炭粒,排放烟度增大,气缸磨损增加,还易堵塞喷油器喷孔。十六烷值高低对发动机工作的平稳性影响很大:柴油十六烷值选择不当,柴油机工作粗暴,所承受的载荷增大;或因其蒸发性差、低温流动性不良,发动机起动困难,从而加剧零件磨损。柴油的粘度应适宜:粘度大,则低温流动性和雾化性差,燃烧不完全,积炭和黑烟排放多;粘度小,则喷油泵柱塞偶件的润滑作用下降,磨损加剧。柴油中含硫量从0.1%增加到0.5%时,柴油机气缸和活塞环的磨损量将增加20%~25%。
润滑油粘度和抗氧化安定性是对汽车技术状况影响较大的性能指标。润滑油粘度应与发动机转速、磨损状况和气候条件相适应。粘度大,则流动性差,低温时润滑条件差,磨损加剧;粘度小,则流动性好,但油性差,吸附金属表面的能力差,易使工作表面出现边界摩擦或半干摩擦状态,也会使发动机的磨损增大。如果润滑油的氧化安定性不良,则易于在空气中的氧和热的作用下形成胶质沉淀物,使润滑性能下降;同时会因胶质物在油管、油道和机油滤清器中的沉积而影响润滑系统的正常工作,加剧零件磨损。
3.汽车的合理运用
驾驶技术、装载情况和行驶速度等因素对汽车技术状况的变化有很大影响。
(1)驾驶技术 驾驶技术对汽车使用寿命有直接影响。实践证明,相同型号和结构强度的汽车在运行条件相同或类似时,若驾驶员素质和驾驶技术有差别,则汽车行驶一定里程后,其技术状况会产生很大差别。驾驶技术好的驾驶员在驾驶操作过程中,一般均注意采用预热升温、平稳行驶、及时换档、合理滑行、控制温度等一系列正确合理的操作方法,并注意根据道路情况合理选择行驶路线和车速,保证车辆经常处于最佳工作状态,从而使车辆技术状况变差的速度放慢,汽车使用寿命延长。同时,驾驶员还应有一定的技术素质,能根据汽车使用说明书中所规定的各项使用要求合理使用车辆。
(2)避免超载 汽车装载量应按额定装载量进行控制。在超载状态下,汽车各总成承受的负荷增加,发动机工作不稳定,低速档使用时间比例增大,冷却系统和润滑系统的工作温度升高,从而导致发动机和其他总成的磨损增大,汽车使用寿命缩短。
图15-4 行驶速度对发动机磨损的影响
(3)车速 车速高低对汽车技术状况的影响十分明显。汽车载质量一定时,行驶车速对发动机磨损的影响如图15-4所示。行驶车速过高,发动机经常处于高转速下运转,活塞在气缸内平均移动速度增高,气缸磨损相应增大。高速行驶时,汽车底盘特别是行驶机构受到的冲击载荷增大,易使前后桥发生永久变形;同时,高速行驶时,制动使用更为频繁,汽车制动器磨损加剧。因此,汽车经常高速行驶对汽车使用寿命有一定影响。行驶车速过低时,使用低档的时间比例增大,汽车行驶相同里程发动机平均运转次数增多,同时由于润滑条件差,其磨损强度较大。
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