1.2 Основные дефекты деталей и узлов автомобиля

Основной причиной выхода из строя машин 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 аварийные поломки, зависящие от конструкции, качества применяемых материалов, их механической и термической обработки, различных заводских дефектов и т. д.

Одним из важнейших факторов, влияющих на процесс изнашивания, является воздействие сил трения между сопряженными деталями. Наиболее благоприятным против изнашивания является жидкостное трение, для получения которого необходимо соблюдение следующих условий:

- между трущимися поверхностями деталей должен быть зазор, достаточный для образования «масляного клина»;

- вязкость масла и его подача должны соответствовать определенным значениям;

- масло должно подаваться в наименее нагруженную зону узла трения.

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 начинаются с поверхности, на границе металл–газовая (или жидкая) среда [3, 9].

Основой теории трения и износа деталей служит классификация видов изнашивания для сопряженных пар трения. Различают три основных вида изнашивания: механическое, молекулярно-механическое и коррозионно-механическое [5].

Механическое изнашивание подразделяется на три вида: абразивное; вследствие пластических деформаций; при хрупком разрушении.

Абразивное изнашивание возникает в результате режущего или царапающего действия твердых частиц, находящихся между поверхностями трения. Абразивными частицами могут быть не только частицы, попадающие в узлы трения снаружи, но и частицы продуктов износа деталей и нагара, образующиеся внутри агрегатов автомобиля.

Изнашивание вследствие пластических деформаций заключается в перемещении поверхностных слоев детали под действием значительных нагрузок. Это приводит к изменению размеров и форм без потери массы детали (например, деформирование круглых деталей с образованием эллипсообразной формы).

Изнашивание при хрупком разрушении заключается в том, что поверхностный слой металла одной из сопряженных деталей под действием сил трения, пластической деформации и больших знакопеременных нагрузок, приводящих к наклепу, упрочняется и становится чрезвычайно хрупким, что приводит к его разрушению путем выкрашивания отдельных частиц.

Молекулярно-механическое изнашивание вызывается молекулярным взаимодействием между тесно сближенными поверхностями металлов, которое приводит к прочному «схватыванию» и «сращиванию» их в местах контакта, т. е. происходит процесс диффузии.

При значительных нагрузках и отсутствии масляной пленки между трущимися поверхностями интенсивность этого процесса резко возрастает (происходит адгезионное изнашивание). При начале движения деталей происходит нарушение молекулярных связей с последующими различными видами разрушения поверхностей – происходит перенос металла с одной детали на другую.

Коррозионно-механическое изнашивание происходит при сочетании коррозии и механического изнашивания, описанного выше [5, 7].