В процессе эксплуатации

ТЕМА 2.1.

«Основы обеспечения работоспособности автомобилей»

Основные причины изменения технического состояния автомобилей

в процессе эксплуатации.

Основной причиной изменения технического состояния автомобиля является изнашивание деталей его механизмов в результате трения.

Трение – это механическое сопротивление, возникающее при относительном перемещении двух соприкасающихся деталей в плоскости их касания, при наличии силы, которая прижимает одну деталь к другой.

Различают два основных вида трения:

1 Трение качения;

2 Трение скольжения.

Трение качения – возникает в результате качения при перемещении одного тела по поверхности другого.

Трение скольжения – скольжение при перемещении одного тела относительно другого.

Трение скольжения может быть:

1 Сухим (при отсутствии между трущимися деталями смазки);

2 Жидкостным (имеется малый слой);

3 Граничным (когда трущиеся поверхности разделяются тончайшим слоем масла)

Промежуточными видами трения являются:

1 Полусухое;

2 Полужидкостное

Помимо сил трения существенное влияние на техническое состояние автомобиля оказывает:

1 Усталость;

2 Коррозия;

3 Старение материалов;

4 Деформации

Усталость – это процесс разрушения детали под действием многократно повторяющихся нагрузок.

Коррозия – процесс разрушения материалов вследствие физико-химического взаимодействия с внешней средой.

Изнашивание – процесс разрушения поверхностного слоя сопряженных деталей при относительном их перемещении.

Износ – это результат процесса изнашивания, выражающийся в изменении размеров, формы, объема и веса сопряженных деталей.

Факторы изнашивания.

На величину и характер износа, и процесс изнашивания влияет много факторов:

1 химико-физические свойства материала, деталей;

2 качество трущихся поверхностей;

3 величина удельного давления и скорость относительного перемещения;

4 температура деталей;

5 качество и количество смазки, и способ ее подвода

Различают три основных вида изнашивания:

1 Механическое;

2 Молекулярно-механическое;

3 Коррозионно-механическое

Механическое изнашивание подразделяется на три вида:

1 абразивное;

2 вследствие пластических деформаций;

3 при хрупком разрушении

Абразивное изнашивание возникает в результате режущего или царапающего действия твердых частиц, находящихся между поверхностями трения.

Эти частицы, попадают извне или являются частицами продуктов износа деталей и нагара, образующихся внутри агрегатов автомобиля. Причем, когда твердые частицы взвешены в жидкости (масле), такое изнашивание называется гидроабразивным.

Примером абразивного изнашивания служит открытое сопряжение, в которое проникает пыль, грязь: шкворни, рессорные пальцы, соединения рулевых тяг.

Изнашивание вследствие пластических деформаций происходит под действием значительных нагрузок на детали и сопровождается изменением размеров без потери их веса.

Например, деформирование круглых деталей с образованием элипсообразной формы.

Изнашивание при хрупком разрушении состоит в том, что поверхностный слой металла одной из сопряженных деталей в результате трения и пластической деформации наклепывается, становится хрупким, что приводит к его разрушению путем выкрашивания отдельных частиц.

Молекулярно-механическое изнашивание происходит в результате молекулярного сцепления материалов трущихся деталей (приводит к прочному «схватыванию» и «сращиванию» в местах контакта).

Это изнашивание может быть между трущимися поверхностями сопряженных деталей вследствие их неравномерностей (следы обработки) при наличии выступающих частиц могут иметь местные контакты (в процессе приработки механизмов), в местах, где произошло разрушение масляной пленки вследствие высокого давления (нагрузок) и высоких скоростей.

Коррозионно-механическое изнашивание происходит при сочетании коррозии и механического изнашивания.

Подобное изнашивание наблюдается в цилиндро-поршневой группе двигателя за счет серной, сернистой и органических кислот, попадающих на поверхности деталей (цилиндры, шейки коленвала и др.), а также в результате конденсации влаги из воздуха.

Большинство деталей механизма автомобиля подвергается совокупному воздействию различных видов изнашивания, зависящих от конструктивно-технологических и эксплуатационных факторов.

Общая закономерность изнашивания сопряженных деталей в зависимости от времени их работы или от величины пробега автомобиля может быть представлена графиком или диаграммой, по горизонтали которой отложен пробег в километрах (или часах работы), а по вертикали – величина износа деталей в миллиметрах.

Рисунок 1. Закономерность изнашивания сопряженных деталей в зависимости от времени их работы или от величины пробега автомобиля

А – зона приработки;

Б – зона нормальной работы;

В – зона прогрессирующего износа и аварийных поломок;

Sн – нормальный (заводской) зазор;

Sпр – зазор в конце приработки; Sпр. доп. – предельно допустимый зазор

Кривые показывают интенсивность нарастания износа каждой детали по мере увеличения пробега (или часов работы) подвижного состава, а расстояние между кривыми – зазор в сопряжении Sн – нормальный (заводской) зазор.

I Область (фаза) А – соответствует периоду первоначального изнашивания (приработки). В зоне приработки трущиеся детали как бы приспосабливаются друг к другу (происходит усадка материала), при этом имеющиеся на поверхности трения микронеровности вначале быстро (с большой скоростью), а затем медленно сглаживаются.

В результате зазор между сопряженными деталями увеличивается и достигает величины Sпр (Sпр > Sн). При этом продукты износа в большом количестве попадают в масло, постоянно загрязняя его. Поэтому в период обкатки предусмотрена замена масла в двигателе автомобиля через короткий период 3000-4000 км.

II Область Б характеризуется более плавным нарастанием износа. Эта область характеризуется процессом установившегося изнашивания, т.е. нормальной работы сопряжения или область допустимого износа, зазор между деталями равен Sпр. Следует сказать, что сопряженные детали имеют различную интенсивность изнашивания и соответственно форму кривых износа. Например, коренные и шатунные вкладыши, изготовлены из более мягкого, пористого материала и изнашиваются гораздо быстрее, чем шейки валов. Именно поэтому рекомендуется заменять вкладыши на пробеги в 70-80 тыс. км. Это позволяет значительно продлить срок работы валов без ремонта.

III Область В характеризует резкое нарастание износов и представляет собой зону прогрессирующего износа. В этой области детали работают с зазорами выше предельно допустимых, в результате ухудшаются условия смазки, увеличиваются ударные нагрузки (сопровождаемые повышенным шумом при работе), резко увеличивается изнашивание деталей, а иногда это приводит к аварийным поломкам. Поэтому зону В называют зоной аварийных поломок.

Интенсивность изнашивания можно уменьшить за счет:

1 Чистоты механической обработки деталей;

2 Применением специальных масел с присадками;

3 Режима приработки;

4 Соблюдением оптимальных режимов технической эксплуатации

Исследования НИИАТ, показали, что только одна разборка и сборка агрегата без какого-либо ремонта и обезличивания деталей снижает срок службы на 25-30%.

Повышенное изнашивание деталей в этом случае вызвано изменением затяжки креплений, величины установившихся зазоров, нарушения соосности взаимосвязанных частей, искажением формы деталей из-за монтажных напряжений и др.

Следовательно, разборка должна проводиться только в случае крайней необходимости.