35. Износ деталей

Все дефекты автомобильных деталей можно разделить на три группы: конструктивные, производственные и эксплуатационные. К конструктивным дефектам относятся те, которые являются следствием ошибок, допущенных на этапе конструирования автомобиля. Производственные дефекты — это дефекты, возникшие в результате ошибок при изготовлении или ремонте транспортного средства. Что касается эксплуатационных дефектов, то они возникают либо по причине неправильного технического обслуживания, либо из-за естественного износа.

Причиной возникновения естественного износа деталей является постоянное трение между прилегающими поверхностями, а также усталость поверхностного слоя материалов. Естественный износ подразделяется на три вида: механический, молекулярно-механический и коррозионно-механический.

В свою очередь, механический износ включает в себя следующие группы износов.

Хрупкое разрушение.

Оно свойственно тем деталям, которые в процессе эксплуатации транспортного средства испытывают на себе ударные нагрузки. В частности, хрупкое разрушение свойственно рабочим поверхностям головок клапанов: они под воздействием мощных пружин ударяются часто и с большой силой.

Пластическая деформация.

Она возникает по причине воздействия существенных нагрузок на детали. Проявлением пластической деформации является то, что размер детали изменяется, но ее вес остается прежним. Чтобы было понятней, представьте себе знакомый с детства пластилин: когда вы его сминаете — происходит пластическая деформация. Что касается автомобиля, то пластической деформации подвергается, например, антифрикционный слой в подшипниках скольжения.

Абразивный износ.

Он появляется по причине царапающего или срезающего воздействия твердых посторонних частиц (пыли, грязи, продуктов износа — мельчайших опилок, стружки, и т.п.) между соприкасающимися и трущимися поверхностями. Наиболее характерный пример абразивного износа — это износ поршней, цилиндров, деталей поршневой группы.

Усталостный износ.

Многие знакомо такое физическое понятие, как «усталость металла». Данное явление возникает при длительной и сильной нагрузке на металл. Например, усталость металла можно наблюдать у железнодорожных рельсов, которые постоянно подвергаются мощному давлению со стороны проходящих поездов. Именно этим явлением и вызван усталостный износ деталей и механизмов в современных автомобилях. Например, он может возникнуть при трении качения; часто ему подвержены зубья шестерен, а также рабочие поверхности подшипников качения.

36. Процессы, приводящие к потери автомобилем работоспособности

В работающем автомобиле наряду с рабочими возникают и развиваются различные вредные, разрушительные процессы, под влиянием которых уровень рабочих процессов снижается, а технико-эксплуатационные качества автомобиля ухудшаются. Рабочие процессы в машине протекают в период ее функционирования, в то время как вредные процессы — в период всего времени ее существования.

К вредным процессам можно отнести изнашивание рабочих поверхностей деталей, усталость металла, вибрации узлов и механизмов, внутренние напряжения в деталях, различные виды коррозии, старения и др. Вредные процессы могут происходить под влиянием погрешностей в машине, например от неуравновешенности вращающихся масс, нарушения взаимного расположения деталей в узлах и механизмах, несоблюдения продолжительности или вообще отсутствия старения литых заготовок корпусных деталей и др., и под действием внешних условий — нарушения нагрузочного режима, температурных влияний окружающей среды и т. п. По скорости протекания вредные процессы делятся на три группы: быстропротекающие, средней скорости и медленные. К быстропротекающим процессам относятся вибрация узлов, изменение сил трения в подвижных сопряжениях, колебания рабочих нагрузок и другие подобные процессы, оказывающие влияние на взаимное положение деталей и узлов и искажающие цикл работы машины. В противоположность быстродействующим процессам, периодичность изменения которых измеряется долями секунды, медленные процессы могут длиться дни и месяцы. К ним относятся изнашивание деталей, усталость металла, коррозия и т. п.

Климатические условия эксплуатации в отношении температуры окружающей среды и самой машины, влажности среды, длительность изменения которых может измеряться минутами и часами, относятся к процессам средней скорости.

На скорость протекания вредных процессов оказывает влияние «обратная связь», существующая между состоянием самой машины и вредными процессами. Так, например, износ рабочих поверхностей деталей подвижных сопряжений приводит к росту зазора, что в ряде сопряжений вызывает повышение динамической нагрузки и интенсивность изнашивания (шейки коленчатых валов – вкладыши и др.).

Внутренние напряжения в литых корпусных деталях, например блоках цилиндров, не подвергавшихся старению, вызывают деформацию блока и нарушение соосности гнезд под вкладыши коренных подшипников, благодаря чему интенсивность изнашивания деталей кривошипно-шатунного механизма повышается и возрастает вероятность искажения геометрической формы деталей.

Развитие вредных процессов ведет к росту параметра потока отказов и снижению надежности автомобиля.

Устранить полностью вредные процессы не представляется возможным. Однако замедлить интенсивность их проявления не только можно, но и необходимо. В процессе эксплуатации это достигается проведением технического обслуживания и текущего ремонта. Благодаря этому протекание рабочих процессов улучшается, а уровень вредных процессов снижается и проявление их происходит в допустимых пределах.

Вредные процессы относятся к области случайных событий, характерной особенностью которых является рассеивание параметров их значений. До капитального ремонта работоспособность автомобиля поддерживается благодаря проведению текущих ремонтов автомобилей, научной основой организации и технологии которых, на наш взгляд, должна стать теория восстановления. Работоспособность автомобиля, несмотря на возрастающее количество проводимых текущих ремонтов, со

временем постепенно снижается, трудоемкость же их проведения увеличивается из-за появления все большего числа дефектов и неисправностей, приводящих к отказам. Когда уровень вредных процессов резко возрастает, выходя за допустимые пределы, а рабочие процессы перестают нормально функционировать, автомобиль утрачивает работоспособность и его эксплуатация становится технически невозможной или экономически нецелесообразной. В этом случае автомобиль подлежит капитальному ремонту или списанию после неоднократных капитальных ремонтов.

Для управления вредными процессами и уменьшения их отрицательного действия на работоспособность автомобиля необходимо рассмотреть сущность физических явлений, которыми эти процессы сопровождаются.