发动机快速磨合的优化工艺

发动机快速磨合的优化工艺

冯岩王刚杨鑫

冯岩王刚杨鑫

保定长城内燃机制造有限公司河北省保定市072650

摘要：发动机是汽车的心脏，现代汽车发动机的零件在生产过程中受加工精密程度和装配过程影响会存在误差，因此在发动机正式交付使用之前就要经过一个快速的磨合过程，虽然这种快速磨合的时间通常都非常短，但是通过短期的磨合过程来实现常规的调试和运转，能够有效提高发动机的性能，延长发动机使用寿命，避免新车在使用初期出现发动机故障。本文就从实际的发动机装配和磨合的工作经验出发，提出发动机快速磨合工艺的几种改进办法。

关键词：：汽车发动机；快速磨合；优化工艺

发动机在交付使用之前必须要经过磨合，快速磨合的过程能够使得摩擦表面的负荷随之增加，使得摩擦表面的峰值点被逐渐的打磨平滑，并且通过磨合在摩擦表面形成一个能够适应正常工作负荷而不受损的支撑表面，从而提高发动机的性能。关于发动机在生产的过程中进行快速磨合的研究已经逐渐的成熟，而且根据实际的效果我们得知快速磨合能够有效的延长发动机的寿命，是保证新车在使用初期发动机避免拉缸的重要手段，为此很多汽车生产厂商都对发动机快速磨合的过程进行了研究，制定了快速磨合的规范化操作，本文就从实际的工作经验出发，结合对国内外先进技术的参考，提出发动机快速磨合的优化工艺。

一、发动机快速磨合的影响因素及要求

影响发动机快速磨合的因素有很多，早期提高磨合工艺的主要方式是通过改进磨合剂来实现的，而随着机械制造工艺以及科技的不断发展，很多发达的汽车工业国家开始对于磨合的过程有了更加精密的测量，并从微观的角度研究磨合过程中摩擦面的微观变化，探索快速磨合的过程。快速磨合的过程是在一定的控制下完成对发动机活塞环的初步磨损过程，磨损过程中的影响因素有很多，那么关于发动机快速磨合的优化工艺也主要围绕这些影响因素进行优化和改进，根据H.B.等学者的研究结果，我们从理论上分析了影响发动机快速磨合效果的几个主要方面：

1.缸套表面的微观形貌是影响磨损的重要方面，发动机生产过程中严格的控制缸套表面加工质量能提高磨损的效果；

2.活塞环的形状和外观设计能够在快速磨合过程中减少对缸套表面的擦伤；

3.材料特性也会影响到磨合的效果；

4.清洁度要求，适当的选择合理添加剂能够在磨合的过程中减少套缸和摩擦面之间颗粒物的含量，提高发动机快速磨合的效果。

二、发动机快速磨合优化工艺的思考

1、控制快速磨合的载荷与转速

由于快速磨合是在新发动机刚刚装配完成以后就开始的，在发动机进行快速磨合的时候，各零件在电机的带动下进行充分的接触，导致各接触面的摩擦应力非常的高，加上润滑油的成膜条件差，因此对于发动机快速磨合的过程来说，磨合的载荷和转速不当会造成发动机早期的损坏。我们从工作中也知道，很多生产线的装配和磨合的技术人员，由于载荷和转速控制不当造成的发动机损坏现象较为常见。那么如何控制快速磨合过程中的载荷和转速呢？具体的操作如下：因为我们所讨论的快速磨合是出厂之前进行的冷磨合阶段，是在外部电机的带动下进行的，没有燃油燃烧带来的热量，因此发动机处于冷机的状态被称作冷磨合阶段。这个阶段的主要目的是为了在可控的范围能完成对摩擦面的凸起部分的磨损，增大发动机零件之间的接触面积，改善接触的表面以适应发动机的实际工作需求。冷磨合阶段的转速不能过高也不能过低，过高的话会减少摩擦面的接触时间，使得摩擦表面的微凸起没有充足的接触时间从而延长磨合时间，而且早期的磨合如果转速过高的话还可能导致摩擦表面的温度增加，从而导致磨损量的增加，我们从实际的工作中对于汽车发动机快速磨合的磨损量进行了统计，如图1中曲线3所示。并且根据实际的工作经验，规范了转速的要求。具体为初期的转速选择为0.15-0.22n（n为发动机的额定转速），逐渐的提升并且使得最终的转速控制在0.35-0.48n之间。由于早期的快速磨合会由于摩擦面的凸起部分产生很多磨屑，所以要进行及时的清除。

2、控制快速磨合的时间

发动机的磨合时间并没有一个固定的标准，不同类型和材质的发动机根据性能要求以及生产工艺的要求磨合时间是不同的。由于零件材料、机械制造工艺、性能要求的区分，发动机快速磨合的各个阶段摩擦面的微观形态变化也有着一定的区别，因此必须控制好快速磨合的磨合时间，使得磨合的过程中各个摩擦副的时间保持统一，综合考虑提高快速磨合的效果。

3、选择恰当的润滑剂和添加剂

发动机快速磨合的过程毕竟不可能是完全的液体润滑的过程，需要对磨合的过程进行一定的控制，从而达到快速磨合的目的，因此为了提高快速磨合的效率和质量，必须选择添加合适的保护剂和辅助剂，软化剂和添加剂的加入能够很好的提高发动机快速磨合的效果。而脂类、石蜡等都属于摩擦改进剂，为了提高发动机磨合的效果，我们采用了TLT快速磨合剂，这种磨合添加剂属于二硫化物，其主要的特点是耐高温、抗氧化、抗腐蚀，并且还具备清洁分散的效果，而且能够抑制快速磨损的过量磨损效果，提高发动机的效率。

4、改进缸套表面加工工艺

除了对于发动机磨合过程中基本条件的控制外，我们还对缸套表面的加工方法进行改进，对于发动机缸套表面的加工方法改进的主要思路是对缸套表面微观形貌的控制，在满足了材料、形位公差控制、清洁等前提下对发动机缸套进行小平顶珩磨也是一种改进方法，原因在于利用小平顶珩磨不仅能够进一步完善缸套表面接触的面积，还可以形成足够的空隙给润滑油提供足够的贮油空间，有利于润滑油膜的形成，从而提高发动机快速磨合的效果。因为珩磨过的发动机缸套表面粗糙度值非常低，故可确保快速磨合的实现效率和质量。当然发动机快速磨合的过程控制仍然需要注意磨合时间、转速、载荷等常规量的控制，由于前期的磨损率较高，因此相应的应该对磨合的荷载进行调整，从而全面的减少发动机快速磨损的时间。而改进缸套表面加工工艺之后，发动机的快速磨合之后的功率获得了很大的提升，油耗也降低，说明该工艺对于发动机快速磨合的过程能够起到很好的优化作用。

结语：发动机快速磨合过程非常重要，而错误的磨合方法和操作可能会对发动机造成非常大的危害，我们从实际的汽车装配和磨合工作经验出发，并且在对发动机缸套加工的工艺进行了充分的研究后，对发动机快速磨合的工艺进行了优化，通过对时间、转速、载荷以及缸套表面加工工艺的过程进行详细的阐述，对发动机快速磨合的工艺过程进行了一定的规范和优化。并且也对发动机制造过程中涉及到快速磨合的相关操作进行相应的规范，通过实验证明，改进后的标准和规范能够提高发动机快速磨合的效果，降低发动机的磨合时间，避免了快速磨合过程对发动机的损害。

参考文献：

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