金属磨损自修复技术在汽车发动机维修中的应用探析

孙 建

（苏州建设交通高等职业技术学校，江苏 苏州 215104）

前言

据中国汽车工业协会发布的中国 2017年汽车销售数据结果显示，上年度我国汽车年产量 2901.54万量，同比增长3.19%，年销量2887.89万量，同比增长3.04%。由此可见，汽车已成为国民出行的基本交通工具之一，而车辆使用中一旦出现行车故障，也会严重影响民众日常出行[1]。金属磨损自修复技术是一种对金属零件磨损局部进行自动补偿，促使零件恢复原有力学性能和原始尺寸的抗磨减技术[2]。该技术在应用中无需机械设备解体，可于机械运行中实现铁基金属拒不磨损处的自修复过程，达到有效补偿间隙的修复效果，同时具有促使磨损部位复原、有阿虎配合间隙、减少噪音、降低机械振动、延长机械使用寿命等优点，因此在汽车金属磨损故障中得到了广泛应用[3]。

1 汽车发动机磨损维修

（1）磨损原理

汽车发动机在运行状态下，气缸内部活塞作高速往复式运转，导致气缸壁出现磨损，磨损量根据活塞在气缸中的方位不同存在差异。通常而言，较为严重的气缸磨损，活塞多位于止点8～12°曲轴转角处，当活塞日常作业时，气缸壁则会逐渐呈锥形状。另外由于气缸外侧壁冷却效率在汽车运行状态下处于较高水平，致使活塞相对应的侧面压力也随之升高，因此气缸壁横向磨损程度明显更加严重，极易导致发动机气缸发生失圆情况[4]。

（2）维修应用

①经气缸顶部的火花塞孔和柴油发动机(或喷油器)孔，向内注入修复材料，在此过程中切勿向活塞顶部区域注入修复材料。当成功输注修复材料后，操作供油系统，令其保持关闭状态，开启马达，单次启动时间约0.5s，每隔10s重复启动一次，结合反馈情况反复启动3、4次。在此启动马达是为了促使气缸内注入的修复材料在强制润滑或机油飞溅的作用下，令其中包含的修复粒子顺利传输到局部磨损处，再借助活塞作业过程中无法均匀受力的特性，实现气缸壁磨损处修复目的。

②向机油内加注修复材料是汽车发动机维修的关键一环，当维修人员初次想气缸内输注自修复材料时，必须结合发动机润滑油压缩比和定量进行相应调整，这是因为在维修过程中需要自修复材料与润滑油经稀释反应后达到最佳混合比，稀释比4（润滑油）: 1（自修复材料浓缩液），该混合液经机油添加口可直接流入发动机油底区域的壳中。维修人员在进行混合液添加时必须合理控制输注量，当实际压缩比处于标准值×90%水平时，混合液输注量通常可向每升润滑油中加入40～50ml混合液；当实际压缩比处于标准值×80%水平时，混合液输注量通常可在上述标准上将每升润滑油中添加的混合液输注量提升 1.2～1.4倍；当实际压缩比处于标准值×70%水平时，混合液输注量通常可在标准值×90%的混合液输注量基础上将每升润滑油中添加的混合液量提升1.6～1.8倍。初次加入自修复材料后，汽车即可投入正常运行，当驾车行驶公里数约为400～600km时，即可进行再次自修材料加注工作，混合液配置方法和加入计量同初次操作相同，但在混合液注入过程中需要注意下述要点：经过初次注入自修复材料后，发动压缩机已恢复至原有的标准值状态，因此在再次加注自修复材料时，加注量必须在初次加注基础上比例降低 30～50%。同时在本环节操作中还需及时更换机油滤清器，待完成混合液输注操作后，动态观察汽车尾气排放及发动机压缩比情况。

③汽车在进行自修复材料维修期间，车辆正常运行状态下必须保证发动机无机油泄漏情况发生，一旦出现泄漏现象，必须按照原比例向内重新添加自修复材料。

2 金属磨损维修

（1）磨损原理

超精研磨时，微凸体在断裂瞬间会出现骤然升高的闪温，致使金属微粒晶体当中包含的镁原子与局部摩擦表层的铁原子经置换反应，导致抗磨修复材料在活化剂和催化剂的联合作用下发生微冶金和烧结过程，于铁基金属局部摩擦面生成保护层，主要物质为铁基硅酸盐。同时在汽车运行状态下，机械零件始终处于磨损中，出现闪温情况的可能性也随之加大，而磨损过程中所产生的热能足够支持自修复材料在汽车运行状态下发生相应的置换反应，修复磨损部位，同时有助于提高磨损区域表层光洁度，减少摩擦因素，从而降低了摩擦过程中所释放的热能水平，促使内部温度无法达到修复材料发生化学反应所需的高温水平，自动停止化学置换反应，避免出现持续性反应加厚修复层厚度。

（2）维修应用

当发动机活塞环和气缸均遭到严重损坏，无法经修复再次投入正常使用时，应用金属磨损自修复技术展开维修操作的具体方法如下所示：

①对出现损坏的研磨气门、活塞环实施拆卸作业，更换汽车发动机气门处油封部件，同时增设气缸套，彻底清除活塞环中的残留积碳。

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②按照预设标准，将新的活塞环和活塞装配于气缸内。

③将活塞调至下止点处，采用自修材料对气缸壁表层进行均匀涂抹。

④装配气缸盖。

⑤根据“汽车发动机磨损维修”中维修方法，按照①、②步骤展开维修。

3 拉缸故障维修

发动机在汽车运行过程中，当水箱持续性缺水时，则会影响发动机正常散热效果，造成拉缸故障。应用金属磨损自修复技术进行维修的具体方法如下所示：

①拆卸已经损坏的研磨气门和活塞环，更换发动机气门处的油封部件，同时增设气缸套，并清除活塞环中的残余积碳。

②采用细砂纸清除汽车发动机气缸内壁表层附着的各种杂质，同时进行气缸壁表层清洁操作。

③将活塞调至下止点，采用自修复材料对气缸表层进行均匀涂抹。

④装配气缸盖。

⑤后续维修步骤同2.2。

4 总结

综上所述，应用金属磨损自修复技术进行汽车发动机维修，可有效解决发动机磨损故障、金属磨损故障和水箱缺水引发的拉缸故障问题，具有减振、降噪、环保、高效的应用优势，因此广受青睐。