汽車技術狀況變化及影響因素

蘇建成

(安徽蚌埠汽車士官學校裝備保障系，安徽蚌埠 233011)

汽車技術狀況變化及影響因素

蘇建成

(安徽蚌埠汽車士官學校裝備保障系，安徽蚌埠 233011)

分析了汽車技術狀況變化的原因及規律，闡述了汽車技術狀況變化的影響因素，從而可以在使用中預防零部件的早期損壞。

汽車零部件；技術狀況；正確使用

Abstract:The causes and change rule of technical condition of vehicle were analyzed. The influence factors of technical condition of vehicle were expounded. So early damage in use can be prevented.

Keywords:Vehicle components; Technical condition; Correct use

0 引言

汽車是由上萬個具有不同功能的零件、總成裝配而成的整體，各總成、機構和零件狀況的綜合，形成了汽車的技術狀況。在汽車運行過程中，零部件會逐步喪失原有技術性能和要求，從而引起汽車技術狀況變差。了解汽車零件性能變化的進程，進而控制汽車的技術狀況，使汽車的技術狀況處于規定的水平。

1 汽車技術狀況變化原因

汽車是由許多零部件組成的，在使用過程中，其技術狀況會隨行駛里程增加和運用時間增多而逐漸變化。導致變化的主要原因有：相互摩擦零件間產生自然磨損；與有害物質相互接觸的零件被腐蝕；零件長期在交變載荷作用下產生疲勞；零件在外載荷、溫度、殘余應力作用下產生變形；橡膠及塑料等非金屬制品零件和電氣元件因長時間工作而老化等。

2 汽車技術狀況變化規律

汽車技術狀況變化的規律是指汽車技術狀況與行駛里程或時間的關系。研究汽車技術狀況變化規律是為了能夠掌握它，并采取相應的措施降低零件磨損速度，延長其使用壽命。

2.1 汽車零部件損壞率特性曲線

運用數理統計和可靠性理論來分析汽車、總成和零件損壞率特性，它遵循“浴盆曲線”變化規律。如圖1所示。曲線劃分為3個階段：

(1)早期損壞階段。使用初期，零部件的損壞率較高，經過-個周期使用后，損壞率下降。即損壞率是時間或行駛里程

的減函數。技術狀況的變化取決于零件設計質量、制造工藝水平和材料力學性能。對汽車各零部件所用原材料及其制造工藝加強檢驗和質量控制，可以減少或剔除這種早期損壞的產品，降低早期損壞率。

(2)隨機損壞階段。經過早期損壞階段，損壞率減小，零件的工作進入隨機損壞階段。這時不但損壞率很小，并且大體上是一個常數。在這個時期，零件所發生的損壞大部分與其強度和所承受的負荷有關，損壞是偶然發生的。

(3)耗損損壞階段。零件經過長期使用后，由于疲勞或磨損等原因，其強度和物理性能下降，損壞率上升，即損壞率是時間的增函數。在這個階段中，零件所發生的損壞多屬于老化、疲勞等性質。對汽車及時進行檢查、維護和調試是延緩零件耗損損壞的有效措施。

上述3個階段如圖1所示，橫坐標是時間或行駛里程，縱坐標是(瞬時)損壞率，由于形狀像一個澡盆，所以通常稱為浴盆曲線。

2.2 汽車技術狀況變化特性

汽車技術狀況的變化規律按發生的過程，可分為兩大類：一類是變化過程具有確定的形式，即具有必然的變化規律，其變化過程可以用一個(或n個)時間t確定的函數來描述；另一類是變化過程沒有確定的變化形式，沒有必然的變化規律，對其變化過程獨立地重復進行多次觀察所得的結果是不相同的，呈現出不確定性，但大量重復觀察的結果又具有統計規律。前者稱為汽車技術狀況隨行程的變化過程，后者稱為汽車技術狀況隨機變化過程。

2.2.1 汽車技術狀況隨行程變化過程

汽車大部分機構、零件的技術狀況變化都有一定規律，都隨運行里程的延續而變化，即屬于隨行的變化過程。這類變化過程的特點是：初始狀況En隨行程依次平穩而單調地變化至極限狀況E0，如圖2所示。因此，在原則上，通過及時的維修措施，可以防止發生故障，同時由于技術狀況變化的單調性又為預測故障的發生提供了可能。汽車零件磨損、間隙的變化、冷卻系和潤滑系中沉淀物積聚、機油消耗率及機油中的機械雜質含量等，均是按照這個規律變化。

汽車技術狀況隨行程的變化過程可用n次多項式或冪函數兩種函數進行描述。

n次多項式：

y=a0+a1L+a2L2+…+anLn

式中：y為技術狀況參數值；

L為汽車行程；

a0為技術狀況參數的初始值；

a1，a2，…，an為表征y與L關系的系數。

冪函數：

y=a0+a1Lb

式中：a1，b為技術狀況對數變化速率和特性的系數。

多項式能精確反映技術狀況變化的規律性，但由于關系系數的數目太多，確定它們的數值又太復雜，因此增加了應用多項式的難度。實踐證明：當用上述多項式計算技術狀況參數值時，僅用前4項計算，其結果已足夠準確；而對制動蹄與制動鼓間的間隙、離合器踏板自由行程等參數的變化規律，用線性函數描述就足夠準確了。

對于因汽車零件磨損所引起的技術狀況參數變化規律，采用冪函數進行描述。如曲軸箱竄氣隨行程的變化過程。

2.2.2 汽車技術狀況隨機變化過程

汽車技術狀況隨機變化過程受汽車使用條件、駕駛員的操作水平、機件材質的不均勻性、隱蔽缺陷等隨機因素的影響，沒有確定的變化形式，技術狀況參數的變化率和變化特性沒有必然的變化規律。機件進入故障狀況的行程是-個隨機變量，與故障前的狀況無關。機件承受的載荷超過規定的允許標準，容易產生損傷或損壞，損傷量迅速超過極限值，導致進入故障狀況。技術狀況參數的這種躍變性是隨機變化過程的特點，當給定汽車技術狀況參數極限值時，汽車技術狀況達到極限數值的行程將是各種各樣的。

3 汽車技術狀況變化的影響因素

在汽車技術狀況的變化過程中，盡管影響因素復雜，但零件磨損的影響是主要的，是具有代表性的。

3.1 固有缺陷對汽車技術狀況的影響

(1)設計不合理。設計汽車時整車及各總成、機構和零部件不科學、不合理而使汽車零件磨損。

(2)材料質量差。汽車材料選用(硬度、強度及耐磨性)不當、材質差，而使汽車零件耗損。

(3)工藝不規范。汽車零件在制造、裝配、磨合和實驗過程中，未嚴格按技術規范進行而造成汽車零件耗損。

3.2 使用條件對汽車技術狀況的影響

汽車的運行條件和使用水平等直接對汽車技術狀況產生影響。

(1)道路條件的影響。道路狀況和斷面形狀等決定了汽車及總成的工況(如載荷、速度、傳遞的扭矩、曲軸轉速、換擋次數，以及道路不平所引起的動載荷等)，從而決定汽車零部件和機構的磨損過程，影響汽車的工作能力。例如，一擋的磨損量最大，直接擋的磨損量最小，而且每個擋都有一個磨損量最小的行駛速度。在不平道路或等外級道路上行駛時，油耗將增加50%，輪胎磨損大約增大兩倍。在山區或丘陵地區的道路上行駛時，平均技術速度將會降低20%以上，油耗增加15%。在細砂路面上運行，由于離路面2 m高空內的含塵量過多，對汽車零件磨損也有明顯的影響。

(2)運行條件的影響。市區行駛汽車經常處于以頻繁起步、加速、減速、制動和停車為主的典型的非穩定工況下，使零件的磨損較穩定工況大大加劇。環境溫度過高和過低，極易惡化汽車的運行條件，加速零件的腐蝕，從而導致磨損增加。

(3)維修水平的影響。及時高質量地依照維護周期、作業項目、技術要求，對汽車定期進行維護保養，是保持汽車完好技術狀況、減少汽車零件磨損、延長汽車使用壽命的關鍵。例如，對變形的基礎件不進行整形修理，不能恢復主要要素的形位公差；維修技術陳舊和維修檢測設備簡陋等不能適應汽車維修業的發展；汽車維修行業的管理水平落后、從業人員技術素質低與技術法規觀念淡薄等，都嚴重地制約汽車維修質量的提高?？傊?，維修質量依賴于維修人員的技術素質、先進的技術設備和汽車配件的質量等。

(4)駕駛技術的影響。在車輛技術狀況相同的條件下，駕駛技術高低對機件的使用壽命影響很大：①要正確的車輛起步；②合理控制好發動機溫度；③規劃好合理的車速；④選擇合適的擋位；⑤正確地利用好滑行。

(5)載荷與行駛速度的影響。載荷的大小影響汽車零件的磨損。汽車的載荷應按制造廠規定的額定標準裝載。如果超載，零件的磨損速度將迅速上升。汽車拖載總質量增加時，各總成的磨損量均增大，其中以發動機最為顯著，變速器和主減速器磨損量隨汽車拖載總質量增加而增加，由于低速擋使用次數多，各總成負荷大，其中以離合器的磨損最甚。

當汽車行駛速度過高時，發動機處在高轉速狀態，活塞的平均移動速度增高，氣缸磨損加大；低速時，機件潤滑不良，因而磨損也同樣加劇。高速行駛還將引起輪胎發熱，使其磨損增加；對制動器的影響，主要是常需急速制動，因此，高速行駛汽車在急速制動時，制動蹄片的磨損量迅速增加。

加速滑行行駛和穩定速度行駛相比，其發動機磨損量要增加25%～30%。加速終了的速度越高，速度變化范圍越大，發動機的磨損量則越大。為了減少機件磨損，必須控制行駛速度，正確選擇擋位，要求用中速行駛。

(6)燃料、潤滑油品質量的影響。汽油品質的影響主要是以餾分溫度、辛烷值和含硫量來表示；柴油中重餾分過多、黏度、十六烷含硫量品質的好壞對發動機磨損影響也很大；質量好的油品能保證發動機潤滑良好、減少磨損、延長發動機使用壽命、延長換油周期、減輕維護和修理的頻度和難度。

【1】 徐寅生.汽車技術使用[M].蚌埠：汽車士官學校，2013.

【2】 張家璽.汽車技術使用理論與實踐[M].北京：海潮出版社，2008.

【3】 李春亮.軍用車輛技術使用[M].蚌埠：汽車士官學校，2011.

【4】 汪時武.汽車技術使用技能與組訓法[M].蚌埠：汽車士官學校，2013.

ChangeandInfluencingFactorsofTechnicalConditionofVehicle

SU Jiancheng

(Anhui Bengbu Automobile Academy, Bengbu Anhui 233011,China)

2014-07-22

蘇建成(1963—)，副教授，從事汽車使用與性能測試的教學及研究工作。E-mail：sjc.6301@163.com。