Билет №1
Изнашивание деталей. Виды изнашивания.
Изнашивание — это процесс разрушения и отделения материала с поверхностей деталей и (или) накопление остаточных деформаций при их трении, проявляющийся в постепенном изменении размеров и (или) формы взаимодействующих деталей.
Износ — это результат процесса изнашивания деталей, выражающийся в изменении их размера, формы, объема и массы.
Различают сухое и жидкостное трение. При сухом трении трущиеся поверхности деталей взаимодействуют непосредственно друг с другом (например, трение тормозных колодок о тормозные барабаны или диски или трение ведомого диска сцепления о маховик). Данный вид трения сопровождается повышенным износом трущихся поверхностей деталей. При жидкостном (или гидродинамическом) трении между трущимися поверхностями деталей создается масляный слой, превышающий микронеровности их поверхностей и не допускающий их непосредственного контакта (например, подшипники коленчатого вала в период установившегося режима работы), что резко сокращает износ деталей. Практически при работе большинства механизмов автомобиля вышеуказанные основные виды трения постоянно чередуются и переходят друг в друга, образуя промежуточные виды.
Основными видами изнашивания являются абразивное, окислительное, усталостное, эрозионное, а также изнашивание при заедании, фретинге и фретинг-коррозии.
Абразивное изнашивание является следствием режущего или царапающего воздействия попавших между трущимися поверхностями сопряженных деталей твердых абразивных частиц (пыль, песок). Попадая между трущимися деталями открытых узлов трения (например, между тормозными колодками и дисками или барабанами, между листами рессор и т.п.), твердые абразивные частицы резко увеличивают их износ. В закрытых механизмах (например, в кривошипно-шатунном механизме двигателя) данный вид трения проявляется в значительно меньшей степени и является следствием попадания в смазочные материалы абразивных частиц и накопления в них продуктов износа (например, при несвоевременной замене масляного фильтра и масла в двигателе, при несвоевременной замене поврежденных защитных чехлов и смазки в шарнирных соединениях и т. п.).
Окислительное изнашивание происходит в результате воздействия на трущиеся поверхности сопряженных деталей агрессивной среды, под действием которой на них образуются непрочные пленки окислов, которые снимаются при трении, а обнажающиеся поверхности опять окисляются. Данный вид изнашивания наблюдается на деталях цилиндро-поршневой группы двигателя, деталях цилиндров гидропривода тормозов и сцепления.
Усталостное изнашивание состоит в том, что твердый поверхностный слой материала детали в результате трения и циклических нагрузок становится хрупким и разрушается (выкрашивается), обнажая лежащий под ним менее твердый и изношенный слой. Данный вид изнашивания возникает на беговых дорожках колец подшипников качения, зубьях шестерен и зубчатых колес.
Эрозионное изнашивание возникает в результате воздействия на поверхности деталей движущихся с большой скоростью потоков жидкости и (или) газа, с содержащимися в них абразивными частицами, а также электрических разрядов. В зависимости от характера процесса эрозии и преобладающего воздействия на детали тех или иных частиц (газа, жидкости, абразива) различают газовую, кавитационную, абразивную и электрическую эрозию.
Газовая эрозия состоит в разрушении материала детали под действием механических и тепловых воздействий молекул газа. Газовая эрозия наблюдается на клапанах, поршневых кольцах и зеркале цилиндров двигателя, а также на деталях системы выпуска отработавших газов.
Кавитационная эрозия деталей происходит при нарушении сплошности потока жидкости, когда образуются воздушные пузырьки, которые, разрываясь вблизи поверхности детали, приводят к многочисленным гидравлическим ударам жидкости о поверхность металла и ее разрушению. Таким повреждениям подвержены детали двигателя, контактирующие с охлаждающей жидкостью: внутренние полости рубашки охлаждения блока цилиндров, наружные поверхности гильз цилиндров, патрубки системы охлаждения.
Электроэрозионное изнашивание проявляется в эрозионном изнашивании поверхностей деталей в результате воздействия разрядов при прохождении электронного тока, например, между электродами свечей зажигания или контактами прерывателя.
Абразивная эрозия возникает при механическом воздействии на поверхности деталей абразивных частиц, содержащихся в потоках жидкости (гидроабразивная эрозия) и (или) газа (газоабразивная эрозия), и наиболее характерна для наружных деталей кузова автомобиля (арки колес, днище и т. п. ).
Изнашивание при заедании происходит в результате схватывания, глубинного вырывания материала деталей и переноса его с одной поверхности на другую, что приводит к появлению зади-ров на рабочих поверхностях деталей, к их заклиниванию и разрушению. Такое изнашивание происходит при возникновении местных контактов между трущимися поверхностями, на которых вследствие чрезмерных нагрузок и скорости, а также недостатка смазки происходит разрыв масляной пленки, сильный нагрев и «сваривание» частиц металла. Типичный пример — заклинивание коленчатого вала и проворот вкладышей при нарушении работы системы смазывания двигателей.
Изнашивание при фретинге — это механическое изнашивание соприкасающихся поверхностей деталей при малых колебательных движениях. Если при этом под воздействием агрессивной среды на поверхностях сопряженных деталей возникают окислительные процессы, то происходит изнашивание при фретинг-коррозии. Такое изнашивание может происходить, например, в местах контакта вкладышей шеек коленчатого вала и их постелей в блоке цилиндров и крышках подшипников.
Пластические деформации и разрушение деталей автомобилей связаны с достижением или превышением пределов текучести или прочности соответственно у пластичных (сталь) или хрупких (чугун) материалов деталей. Данные повреждения обычно являются следствием нарушения правил эксплуатации автомобиля (перегрузкой, неправильным управлением, а также дорожно-транспортным происшествием). Иногда пластическим деформациям деталей предшествует их изнашивание, приводящее к изменению геометрических размеров и снижению запаса прочности детали.
Усталостное разрушение деталей возникает при циклических нагрузках, превышающих предел выносливости металла детали. При этом происходит постепенное образование и рост усталостных трещин, приводящих при определенном числе циклов нагрузки к разрушению детали. Такие повреждения возникают, например, у рессор и полуосей при длительной эксплуатации автомобиля в экстремальных условиях (длительные перегрузки, низкие или высокие температуры).
Коррозия возникает на поверхностях деталей в результате химического или электрохимического взаимодействия материала детали с агрессивной окружающей средой, приводящего к окислению (ржавлению) металла и как следствие к уменьшению прочности и ухудшению внешнего вида деталей. Наиболее сильное коррозирующее воздействие на детали автомобиля оказывают соли, используемые на дорогах в зимнее время, а также отработавшие газы. Сильно способствует коррозии сохранение влаги на металлических поверхностях, что особенно характерно для скрытых полостей и ниш.
Старение — это изменение физико-химических свойств материалов деталей и эксплуатационных материалов в процессе эксплуатации и при хранении автомобиля или его частей под действием внешней среды (нагрев или охлаждение, влажность, солнечная радиация). Так, в результате старения резинотехнические изделия теряют эластичность и растрескиваются, у топлива, масел и эксплуатационных жидкостей наблюдаются окислительные процессы, изменяющие их химический состав и приводящие к ухудшению их эксплуатационных свойств.
Неисправности КШМ и способы их устранения.
КШМ имеет следующие неисправности: постороние стуки и шумы, падение мощности двигателя, повышеный расход масла, перерасход топлива, появление дыма в оттработавших газах.
Стуки и шумы в двигателе возникают в результате повышенного износа его деталей и увелечение зазоров между сопряженными деталями.
При изнашивании поршня и цилиндра, а также при увелечении зазора между ними возникает звонкий металический стук, хорошо прослушиваем при работе холодного двигателя. Резкий металлический стук на всех режимах работы двигателя свидетельствует об увулечении зазора между поршневым пальцем и втулкой головки шатуна. Усиление стука при резком увеличении частоты вращения коленчатого вала свидетельствует об изнашивании вкладышей коренных или шатуных подшипников, причем стук более глухого тона характерен при изнашивании вкладышей коренных подшипников. Резкий непрекращающийся стук в двигателе, сопровождающийся падением давления масла, свидетельствует о выплавлении подшипников. Шумы и стуки прослушиваются с помощью стетоскопа.
Снижение мощности двигателя вызывается умкньшением компрессии в результате: нарушения уплотнения прокладки головки цилиндров при слабой или неравномерной затяжке гаек крепления или повреждения прокладки, пригорание колец в канавках поршня вследствие отложения смолистых веществ и нагара; изнашивания, поломки или потери упругости колец; изнашивания стенок цилиндров.
Копрессию в цилиндрах двигателя проверяют от руки или компрессометром. Для проверки комрессии от руки вывертувают свечи зажигания,за исключением свечи проверяемого цилиндра. Вращая коленчатый вал пусковой рукоядки, по сопротивлению проворачиванию судят о комрессии. Так же проверяют компрессию и в остальных цилиндрах.
Для проверки компрессии комрессометром следует прогреть двигатель, вывернуть свечи, полностью открыть дроссельную и воздушную заслонки. установить резиновый наконечник комрессометра в отверстие свечи и пропустить коленчатый вал на 8...10 оборотов. О комресси судят по показателям комрессометра. После проворачивания коленчатого вала в исправном цилиндре компрессия должна быть 0,70 ... 0,78 МПа. Таким образом нужно последовательно проверять компрессию в каждом цилиндре.
Повышеный расход масла, перерасход топлива и дымный выпуск отработавших газов серого цвета (при нормальном уровне масла в карбюраторе) обычно появляются при залегании поршневых колец или их изнашивания. Залегание колец можно устранить без разборки двигателя, для чего в каждый цилиндр горячего двигателя заливают на ночь через отверстие для свечей зажигания по 20 г смеси равных частей денатурированного спирта и керосина. Утром двигатель следует пустисть, дать проработать 10...15 мин, остановить и заменить масло.
Отложение нагара на днищах поршней и камере сгорания снижает теплопроводность, что вызывает перегрев двигателя, падение его мощности и повышение расхода топлива. Для удаления нагара необходимо слить жидкость из системы охлаждения, снять приборы, укрепленные на головке цилиндров, и отвернув гайки, осторожно отделить головку цилиндров, не повредив прокладку. Если прокладка приклеилась к блоку или головке цилиндров, ее следует отделить тупым ножем или широкой тонкой металлической полоской.
Нагар удаляют деревянными скребками или скрепками из мягкого металла. чтобы не повредить днище поршней или стенки камеры сгорания. Удаляя нагар, следует закрывать чистой ветошью соседние цилиндры. Нагар снимаеться легче, если его размягчить, положить на него ветошь, смоченную керосином.
При установке прокладки головку цилиндров нужно натереть порошкообразным графитом.
Ремонт сцепления.
Ремонт сцепления состоит в снятии его с автомобиля, проверке состояния деталей, замене изношенных деталей и установке сцепления на автомобиль. Необходимость снятия сцепления с автомобиля для ремонта возникает, когда восстановить его нормальную работу регулировкой привода не удается.
Снятие сцепления производится после отсоединения от картера сцепления тросового привода на переднеприводных автомобилях либо рабочего цилиндра гидравлического привода (на автомобилях с классической схемой компоновки) и снятия коробки передач.
На переднеприводных автомобилях картер сцепления снимается вместе с коробкой передач, поскольку он составляет с ней единый узел (в картере сцепления автомобилей ВАЗ-2108 и ЗАЗ-1102 установлены подшипники валов коробки передач). Причем на автомобиле ЗАЗ-1102 для снятия коробки передач и сцепления необходимо снять с автомобиля весь силовой агрегат.
Коробка передач автомобиля ВАЗ-2105 также снимается с картером сцепления.
У автомобиля ИЖ-21251 картер сцепления снимается после отъединения от него коробки передач.
После снятия картера сцепления с вилкой (валом) и подшипником его включения необходимо ослабить и отвернуть болты крепления кожуха сцепления к маховику, предварительно пометив положение кожуха сцепления с нажимным диском на маховике, чтобы при последующей сборке установить его на прежнее место, сохраняя тем самым балансировку данного узла. Отворачивать болты необходимо крест-накрест по диагонали и производя по одному обороту, чтобы избежать деформации кожуха. После отворачивания болтов снять кожух с нажимным диском в сборе и ведомый диск сцепления. При необходимости производится отъединение от вилки и снятие подшипника выключения сцепления, а также отъединение от картера сцепления вилки (вала) выключения сцепления.
Проверка состояния деталей сцепления включает в себя проверку картера сцепления с вилкой и подшипником выключения сцепления, нажимного и ведомого дисков.
Проверка картера сцепления заключается в тщательном его осмотре с целью выявления трещин, а также следов повышенного износа отверстий. При наличии трещин, проходящих через центрирующее или более чем одно установочное отверстие, или трещины, захватывающей более половины периметра сечения приливов с установочными отверстиями, а также при износе отверстий больше допустимого картер подлежит замене.