汽车发动机正时链系统失效分析

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1实验部分
为了更好地了解发动机正时链的工作原理和磨损失效的原因，我们打算从实验入手，让数据说话，告诉我们真相。

基于这个动机，我们计划采用491Q车中的发动机进行实验，并选取其内里的06B-2滚子链条进行实验。

在实验中，我们让491Q车在柏油马路上面行驶11万km，然后查看发动机滚子链的损耗程度，并对比数据。

经过仔细查看发动机状态后，我们发现滚子链有破碎迹象，张紧器的工作表面也出现了不同程度的磨损。

回过头来我们继续测量了滚子链的磨损并计算出起磨损后的伸长率为0.94％，通过对比我们知道这次滚子链的磨损伸长率并不算高，不仅低于国内1.5％的磨损伸长率标准，甚至还低于国外1％的伸长率。

不过这次较低的磨损伸长率并不能说明我国汽车的发动机存在的问题不值一提，因为此次实验中我们实验用的发动机工作时间并不算太长，而真正质量良好的汽车发动机是在行驶路程远大于此次实验路程的情况下正时链损耗伸长率低于国内外标准的。

更重要的是，此次实验中经过我们统计发现发动机正时链系统的磨损竟达到了发动机第一次修理的70％，由此可见我国的发动机正时链系统的确过于易损耗，质量上面还需要下功夫，我们这次的实验目的也是挖掘改善损耗的
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作者简介：李直敏（1986-），男，安徽宣城人，本科，工程师，研究方向为发动机正时链系统。

2.9.2防控措施
大部分管路在使用一段时间后，由于液压冲击和运行振动会造成接头松动、密封不严引起漏油。

要从根本上坚决问题必须制定详细的检修计划，做好预想，发现故障时能及时处理才能减少故障发生率。

①选用合适的密封件。

密封件的选择是根据实际情况而定的，不同的工作压力、油液温度、元件类型、运动方式决定了密封件的不同类型。

平面接头的凹槽深度大且槽口宽的，应安放粗的O型环，放置细环，管路接口与接头压缩率低，密封性能不好，当液压油温升至1200PSI时，就会出现漏油现象。

细槽口不能使用粗的密封环，容易出现在高压时压不严实，发生错位，导致漏油现象发生。

在领取密封件时要细心检查是不是存在变形、老化以及尺寸是否合格等方面情况，有问题绝不能勉强使用。

②正确装配密封件。

安装密封圈时要特别小心，不能被有尖物或毛刺的东西划伤，在维修装配过程中，当密封圈安装须通过键槽、螺纹等开口部分时，应使用引导工具，不能用金属工具强行撬入，否则会划伤密封圈，还会使其扭曲变形，装配时还应注意方向的正确性，有方向性的密封圈唇部如果装反，不但起不到密封作用，反而会引起严重漏油。

③按规定力矩紧固管接头。

保证管接头接触面无伤痕、正确装配、可靠拧紧,按规定力矩紧固到位。

3结语
卡车液压系统部件渗漏油现象比较常见，占总故障率50%以上，定期检查、定期维护、及时处理是防止泄漏、减少故障最基本的保障。

虽然设备慢慢开始老化，但是我们根据其当前的特性，针对性的拿出措施，从各个细节严格控制，及时采取相应措施，才能减少渗漏环节，进而控制成本消耗，减少人力投入，保障运行的稳定性和安全性，提高出动率。

参考文献：
[1]衷勇.液压系统外漏和内漏故障原因分析与排除[J].科技致富向导，2014（36）：152.
[2]罗树林.露天煤矿大型卡车液压系统渗漏的原因与改善措施[J].露天采矿技术，2012（S）：74-76.
[3]李新德.工程机械液压缸漏油原因分析与对策[J].液压气动与密封.2005（3）：44-46.
[4]王东飞.930E卡车双继动阀故障解析[J].露天采矿技术，2016，31（12）：57-59.
[5]特雷克斯北方采矿.MT5500B电传动矿用车机械手册[M].美国：特雷克斯公司，2007.
[6]刘振乾.MT4400卡车前悬挂上座开裂原因及预控[J].露天采矿技术，2015（8）：71-73.
[7]沈亮远.某大型液压设备渗漏油原因分析及解决措施[J].中国高新技术业，2010（10）：192-193.
[8]卜育.液压设备中导管破裂原因的分析和预防措施[J].机械管理开发，2007（5）：53-54.
[9]李新德.液压系统管路漏油原因探讨与对策[J].工程机械，2003（3）：44-45.
汽车发动机正时链系统失效分析
李直敏
（舍弗勒贸易（上海）有限公司，上海201800）
摘要：目前在中国发动机正时齿轮和正时带系统愈来愈被正时链系统逐渐取代的情况下，滚子链在一定程度上让发动机的使用寿命普遍增长。

我们国家的滚子链虽然被广泛使用，但是我们的正时链系统还是存在一些不足，比如，与其他国家的发动机相比，我们国家的发动机使用过程中磨损更快，更不经用。

为了解决这些大大小小的差距，我国工程师认为我们不应仅仅在改变制造材料和制造工艺，而应该深入探究发动机正时链系统的失效深层原因，从而提出改善问题的有效方法，缩小我们国家与其他国家发动机质量的差距。

本文将围绕滚子链磨损实验展开，同时论述滚子链损耗具体位置和程度，减少滚子链磨损的方法，以及如何增加汽车发动机使用寿命，保证行车人安全。

关键词：汽车；发动机；正时链；滚子链
·151·DOI:10.19475/ki.issn1674-957x.2019.04.069
内燃机与配件
具体位置和方向思路，这在提升整个汽车的耐用度上也有很大的贡献。

2正时链的破坏方式及磨损机制分析
为了找出正时链系统损耗的具体位置，我们仔细观察检验了滚子链滚子的滚面，发现其上的磨损沟痕长0.3到1.2毫米不等，沟痕中还夹杂了深浅不一的啃伤。

有的滚子链条之间的连接也不像一开始那么紧密，出现松垮的迹象。

全面检查后我们甚至发现三个损耗程度十分严重的滚子链的滚子，其中一个都已经破碎甚至断裂开了，另外两个表面也有横竖不一的重复性损耗痕迹。

由此我们知道汽车发动机的滚子链磨损机制的主要位置就是滚子的筒面缺口，缺口的凹陷逐渐变大，使滚子磨损愈来愈严重，以至于产生安全隐患。

2.1滚子表面破碎及裂纹
我们观察到滚子表面有像小河流一样横综裂口，而裂口深浅不一，有一个共同的地方就是，都是由小裂纹出现，进而逐渐损耗加大裂纹加深变成裂口导致的。

其次，滚子表面甚至出现了不同大小的破碎区域，我们就破碎程度推测，认为破碎是滚子表面收压力和摩擦力不均导致的，而长时间的发动机不停歇工作也加剧了滚子的破碎面积。

2.2滚子内配合面的磨损
我们在这一步使用SBM扫描电镜将滚子的内表面发黑部分放大4000倍观察，结果不同于用肉眼看到的那么光滑，而是存在剥落和翘曲，这种破坏形貌的形成说明滚子内配合表面在实验过程中受到交变载荷与磨料损失、同时受到氧化腐蚀的共同作用损耗。

2.3套筒表面的磨损机制
实验结束后我们仔细观察看到滚子筒的内表面有明显锈斑，初步推测是由表面胶漆磨损剥落氧化导致的，由此可以确定套筒表面的主要磨损原因机制为疲劳点蚀及氧化腐蚀。

2.4销轴表面的磨损形式
我们选取来进行实验的发动机销轴硬度是HY1.0791的类型，将它与同样销轴的硬度为HV1.0900进行比较就可以发现其中实验销轴的硬度更低。

实验销轴硬度降低的原因是套筒和销轴表面之间出现磨损并磨损了滚子链表面的渗碳层导致。

2.5优化正时系统的布局，使链条力降低
为了让正时链系统滚子链的链条使用时间更长，应该将提高系统使用过程中的稳定性，比如，减少活动滚子链链条的节数，由此便可以减少发动机运行过程中链条摆动造成的影响。

其次，改良滚子链链条形状也是一个简单易行的好方法。

另外，我们还可以控制链条之间的距离，通过监测得出最佳适宜安装且损耗小的链条节距。

除此之外，我们还可以通过改进张紧器，使其在长时间运行发动机，链条伸长出现磨损情况的时候可以往里推进，以此补偿磨损的链条伸长量。

3正时链系统的保养与维修
通过实验我们得知滚子链的磨损甚至破裂才是汽车发动机正时链系统不耐用，质量差的元凶，因此我们得出以下可以帮助发动机延长使用寿命，让发动机正时链系统发挥正常的几种方法：
3.1增加正时系统的润滑
鉴于汽车发动机正时链系统损耗过快的元凶是滚子链条的磨损和破碎，我们主张在发动机链条上涂适量的润滑油以减小链条之间的摩擦力，让润滑油的润滑作用发挥在正时链系统中，减小损耗，增长汽车发动机使用寿命。

3.2日常对汽车发动机正时链系统的损耗状态进行全面检查和改善
汽车的使用者应该定期去专业的场所请专业人士检查发动机的状态。

比如发动机正时链系统的链板损耗程度，还有滚子链链条的损耗程度，滚子链滚子表面裂纹数量，是否有断裂迹象等。

此外，正时链系统的张紧器与战震导板也是需要检查的项目。

除此之外，还应检查链条磨损，统计出磨损伸长率是否在国内外标准之内。

如果汽车发动机正时链链条磨损伸长率过高会延迟汽车的气门开启角，进而使发动机功率降低，汽车耗油也会因此增多。

另外我们提供滚子链磨损伸长率的检测具体方法：首先从汽车发动机中取一定数量的滚子链链条的链节，以发动机具体型号的链条伸长率标准对链条链节施加一定的拉力。

给滚子链链条链节进行检测的时候，应该对其施加拉力，然后将测量的结果除以被测量的链节数与标准链节长度进行比较，如果得出的链条磨损伸长量大于1%就应及时更换新的正时系统以免出现安全隐患。

4结束语
在中国乃至世界科学技术发展不断深化的情况下，发动机从前使用的正时皮带早已被发动机的正时链系统链条取代，与从前使用的皮带驱动发动机相比，正时链系统的链条驱动发动机方式的传动更加稳定、更加经用并且为汽车内部构造中减小发动机占据的体积。

现在汽车发动机的整个正时链系统通常主要由齿轮、链条和涨紧装置等组成，而液压涨紧器能够通过自我调节涨紧力，使链条涨力稳定不变，增长链条的使用寿命至和汽车发动机相同，免去经常更换发动机的麻烦。

与此同时，正时链系统不但安全可靠性得到了一定的提升，还使客户的驱车成本降低了。

近年来发动机越来越多地采用了正时链系统替代正时齿轮和正时带系统，而滚子链作为正时链的主要部分被应用的范围更是普遍。

我国汽车发动机的滚子链与国外相比，使用寿命相差了大概3~5倍，明显存在差距，因此目前国内大多数发动机生产厂家的正时链条都是从国外进口来保证汽车质量，这种进口方式价格高昂。

因此，改正正时链产品的失效来提高我们国家自己的正时链的产品质量是迫在眉睫的事情，这也对促进我国汽车工业的快速发展且有重更的意义。

参考文献：
[1]国务院发展研究中心产业经济研究部.中国汽车产业发展报告[M].北京：社会科学文献出版社，2009.
[2]秦大同.机械传动科学技术的发展历史与研究进展[J].机械工程学报，2003，39（12）：37-43.
[3]杨刚.我国链条行业的技术现状与发展趋势[J].农业机械学报，2007，38（5）：187-189.
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