Часть 2 техника транспорта, обслуживание и ремонт

Раздел 8

Теоретические основы технического состояния автомобиля

Тема 8.1. Теория надежности автомобиля

Под надежностью автомобиля следует понимать его свойства сохранять эксплуатационно­-технические качества и безотказно выполнять свои функции при эксплуатации на протяжении установленного заводом-изготовителем (или нормативного) пробега.

Надежность - это комплексное свойство автомобиля, и оно подразделяется на более простые составляющие: безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость.

Основным критерием надежности является отказ, т. е. полная или частичная потеря рабо­тоспособности автомобилем из-за недопустимых отклонени'й показателей эксплуатационно-тех­нических качеств, а под безотказностью понимают свойство автомобиля непрерывно сохранять работоспособность в течение нормативного пробега или наработки в часах.

Под долговечностью автомобиля следует понимать срок безотказной работы с момента вы­пуска до предельного состояния, когда дальнейшая эксплуатация может привести к нарушению требований безопасности движения, резкому снижению эффективности эксплуатации, повы­шенному загрязнению окружающей среды и недопустимо большим затратам на восстановление работоспособности.

Ремонтопригодность заключается в легкости предупреждения и обнаружения неисправностей и устранения их путем проведения ТО и ремонта (ТОиР). Она характеризуется временем простоя в ТО и Ремонте, трудоемкостью и затратами на их проведение, включая стоимость запасных частей.

Под сохраняемостью обычно имеют в виду свойство автомобиля сохранять исправное и рабо­тоспособное состояние не только в процесс е эксплуатации, но и в течение всего возможного пери­ода хранения (включая консервацию) или транспортирования. При этом помимо технического состояния основных агрегатов и систем, большое внимание должно уделяться состоянию кузовов, рам и кабин, которые наиболее подвержены воздействию агрессивных атмосферных факторов.

Основной причиной, влияющей на надежность, является изнашивание деталей, узлов, аг­регатов и систем автомобиля, выражающееся в разрушении поверхностей сопряженных дета­лей, в нарушении их первоначальных геометрических форм, объема, веса и Т.Д. Изнашивание деталей может быть естественным (при соблюдении всех правил технической эксплуатации) и преждевременным (при нарушении этих правил). Возможны также и аварийные поломки, зависящие от конструкции, качества применяемых материалов и их механической и терми­ческой обработки, различных заводских дефектов и т. д.

Тема 8.2. Изменения технического состояния автомобиля в процессе

эксплуатации

8.2.1. Влияние сил трения

Одним из важнейших факторов, влияющих на процесс изнашивания, является воздействие сил трения между сопряженными деталями. Различают трение качения и скольжения. Рас­смотрим виды трения скольжения наиболее характерного для основных узлов и механизмов такого ответственного агрегата автомобиля, как двигатель. При пуске двигателя вал начинает вращаться и масло, подаваемое в узел трения масляным насосом, налипает на вал и переме­щается вниз в клинообразный зазор, где начинает уплотняться, причем чем выше вязкость и маслянистость масла, тем интенсивнее идет этот процесс (рис. 8.1) .

Рис. 8.1. Поперечный разрез шейки коленчатого вала

Когда частота вращения достигнет определенного значения, уплотненный слой масла переместится под вал и припод­нимет его. При дальнейшем увеличении частоты под валом стабилизируется так называемый масляный клин, а вал при работе находится как бы во взвешенном состоянии. Естественно, что износ при этом будет минимальный.

Таким образом, наиболее благоприятным против изнашивания является жидкостное трение, для получения которого необходимо соблюдение следующих условий:

• между валом и подшипником должен быть нормальный за­зор, достаточный для образования масляного клина;

• вязкость масла и подача масляного насоса должны соответс­твовать определенным значениям;

• масло должно подаваться в наименее нагруженную зону узла трения;

• частота вращения коленчатого вала должна быть не ниже определенной нормы.

Если частота вращения вала не достигла нужного значения (например, при частоте холостого хода двигателя), то масляный клин будет неустойчивым, вал будет периодически касаться подшипника (наблюдается как бы подергивание двигателя) - такой вид трения называется полужидкостным. При пуске же двигателя вал лежит на основании подшипника, между ними находится лишь тончайший слой масла, поэтому в момент начала вращения вала износ будет максимальным. Такой вид трения, самый неблагоприятный, называется граничным.

Особенно неблагоприятны условия эксплуатации в зимнее время года, когда поступление масла в узлы трения еще более затруднено при пуске холодного двигателя, что приводит к повышенно­му износу. Один пуск холодного двигателя при низких температурах, по данным исследований, равен по степени износа десяткам километров пробега в нормальных условиях.

Трение в механизмах колесных тормозов и сцеплений, когда полностью отсутствует какая ­либо смазка, называется сухим.

В остальных узлах трения автомобиля, где не предусмотрен подвод масла под давлением, ­между шестернями газораспределения, шестернями коробок перемены передач и главных пе­редач, в различных шлицевых соединениях, в карданных и рулевых шарнирах и т.д. - будет происходить граничное трение.

8.2.2. Физическое старение деталей

Помимо сил трения, существенное влияние на изменение технического состояния автомобиля оказывают усталость и коррозия, которые являются как самостоятельными процессами старения, так и составляющими при изнашивании.

Усталость - это процесс разрушения детали под действием многократно повторяющихся знакопеременных нагрузок, причем чем больше они превышают предел выносливости материала детали, тем интенсивнее идет процесс. При этом большая часть разрушений связана с образова­нием усталостных трещин.

Коррозия - процесс разрушения материалов вследствие физико-химического взаимодействия с внешней средой, поэтому коррозионные поражения металлов и начинаются с поверхности.