Двигатель каждого автомобиля представляет собою достаточно сложное устройство, от работы которого зависит комфорт Вашего передвижения. Поэтому очень важно своевременно производить обслуживание мотора и качественно выявлять возникающие неисправности, делать профилактику. Необходимо знать, что целесообразно регулярно, согласно регламенту, производить замену масла и топливного фильтра, это уже является залогом успеха долговечности мотора. Если же сделать это не вовремя, то происходит повышенный износ двигателя, что значительно быстрее приведет к его выходу из строя. Это возникает потому, что масло уже не способно в полной мере проявлять свои моющие способности и полноценно смазывать трущиеся части, а значит, в отдельный момент появляется сухое трение, а это приводит к задирам и разрушению тех деталей, которые имеют наивысшую нагрузку. Также сработанное масло должно проходить требуемую фильтрацию, чего не сможет обеспечивать не замененный фильтр. Так мелкие металлические частицы, включения, будут «налипать» на детали, что также быстрее приведет к сухому трению. Любому маслу, которое отработало свой срок службы, свойственно отлагать смолистые вещества, которые способны достаточно легко закупоривать каналы для прохождения масла в двигателе. По этой причине смазка не сможет в полном объеме поступить к парам трения, а значит, этот факт вызовет ускоренный износ деталей и даже к вероятному клину мотора. Аналогичные последствия могут быть и для мотора, в котором залито масло по своему типу и классу не соответствует конкретному двигателю.
Текущий ремонт, регулировка двигателя, должны производиться своевременно и квалифицированно. Если данные работы выполнены не правильно, ускоренного износа мотора не избежать. Можно привести яркий пример со «стучащим» распредвалом. В данной ситуации, вследствие возникшей проблемы, будет происходить значительное засорение масла металлическими частицами, продуктами стука. Другой пример – не правильная работа системы охлаждения, что может привести к раннему перегреву мотора. Запустив эту проблему, можно получить деформацию головки блока цилиндра по причине его перегрева, что, как правило, приводит к образованию в ней микротрещин.
Опытные автолюбители знают, что на долговечность мотора влияет стиль езды. Так более агрессивный, скоростной, спортивный стиль приведет к значительным оборотам вращающихся частей, а значит и скорому их выходу из строя вследствие износа. Указанные режимы уменьшат долговечность мотора до 30%. В холодное время суток, запуск мотора может быть серьезно осложнен. Данный факт вызван изменением вязкости мотора так, что провернуть коленвал становится очень и очень трудно. На помощь придет Вам теплый гаражный бокс, либо специальные устройства, рассчитанные на дистанционное включение и прогрев мотора, масляного картера. Сравнить износ мотора при запуске на холодную ниже 20 градусов можно сравнить с пробегом автомобиля более 500 км.
Не рекомендуется эксплуатировать автомобиль в зимнее время года, если он Вам необходим только на передвижение по короткому расстоянию. Причиной этому является появление отложений в смазке и появление конденсата, который привозит к «поражению» поршневой группы двигателя коррозией.
Если Вы чувствуете, что мотор работает не стабильно и, вероятнее всего, требуется ремонт, как же определить его объем, потребуется ли капиталка?
Здесь важно предварительно произвести диагностику по нескольким направлениям. Обнаружение низкого давления системы смазки двигателя, ярко выраженный стук в кривошипно-шатунной системе, скажет о повышенном износе вкладышей и шейки коленвала, возможный выход из строя подшипников скольжения. В этом случае проводят замеры биения шеек коленвала и величину износа цилиндровой группы, после чего уже принимаются соответствующие меры по ремонту.
Капитального ремонта Вам гарантированно не избежать, если после эксплуатации мотора произошло заклинивание двигателя, обрыв шатуна, разрушение поршневой группы, колец. Зачастую при таких симптомах большие повреждения получают цилиндры и коленвал.
Печальная история: от двигателя (нового, умеренно б/у или капитально отремонтированного) ожидали многих лет и многих сотен тысяч километров надежной и честной работы, а он в одночасье задымил, потерял мощность, стал капризничать при запуске, есть масло и в итоге встал.
Сейчас подавляющее большинство пользуется автомобилями, которые создавались в странах, на десятки лет опередивших нас в повальной автомобилизации населения. И построены эти автомобили на принципах, близких к тем, которые бытуют в авиации — ДИАГНОСТИКА ПО РЕГЛАМЕНТУ
.
Те, кто бывал за границей, знают, что там чаще всего люди приезжают в сервис с вопросом, посмотрите, все ли в порядке. Особенно это имеет место в Германии.
Двигатель. Что является наиболее частой причиной преждевременного износа двигателя?
2. Перегрев двигателя.
Накопление нагара — процесс постепенный. Причин много и все мы их разбирали. Для одним типов двигателей это более актуально, для других менее. Наиболее остро проблема стоит для двигателей с непосредственным впрыском топлива
Часто говорят, что двигатели стали менее надёжными. А я бы сформулировал иначе. Двигатели стали более требовательными и на нашем топливе и в наших условиях чистку от нагара надо делать раз в 10 тысяч, тогда и проблем не будет.
Кроме того, ошибки датчиков топливной аппаратуры, засорение воздушного фильтра и много другое сильно влияет на накопление нагара.
Перегрев. Это явление крайне редко возникает внезапно. Оно обычно «подкрадывается» очень постепенно в виде мелких подтеков антифриза, которые могут быть, как заметными и проявляться лужей под машиной, так и попаданием антифриза в камеру сгорания, которое чаще всего можно увидеть только эндоскопом через свечное отверстие.
«Вскрытие» нескольких двигателей с подобными симптомами на первый взгляд всегда дает более менее похожую картину — сильный износ цилиндро — поршневой группы. Однако, катастрофический износ далеко не всегда прямое следствие длительной и интенсивной эксплуатации. Нередко поршневая группа, а вместе с ней весь мотор умирают скоропостижно. В таких случаях крайне важно понять, что именно вызвало данный износ, с тем, чтобы при ремонте устранить причину. В ином случае ремонт превращается в бесконечное и бесперспективное устранение последствий.
Рассмотрим несколько характерных примеров:
Интенсивный износ в результате смывания топливом смазки со стенок цилиндров.
Ошибки в работе топливной аппаратуры, «льющая» форсунка, пропуски воспламенения или неточности в установке угла опережения впрыска приводят к образованию в надпоршневом пространстве избыточного количества несгоревшего топлива. Попадая на стенки цилиндров частички топлива смешиваются с масляной пленкой, существенно снижая ее смазывающие свойства. В результате в самой нагруженной верхней зоне цилиндра поршневые кольца поршневые кольца работают в условиях недостаточной смазки.
Существенный избыток топлива
Он способен полностью смыть масляную пленку, и условия работы колец в таком случае близки к режиму сухого трения. В таких случаях наблюдается интенсивный износ поршневых колец, с образованием характерной острой кромки. Гильза цилиндра в верхней зоне работы колец приобретает критический износ (около 0,2 мм) буквально за 500 — 800 км пробега. Юбка поршня на первоначальной стадии серьезно не страдает. Позднее на юбке поршня появляются характерные темные пятна с вертикальными рисками, обозначающие зоны трения в условиях недостаточной смазки. При исследовании под микроскопом на юбке поршня удается обнаружить внедренные частички продуктов износа поршневых колец. Масло двигателя «умершего» по вышеописанным причинам обычно имеет значительные примеси топлива. Так что вместе с чёрным дымом переобогащённого выхлопа в трубу вылетает не только сажа и не сгоревшая солярка, но и значительная часть ресурса мотора.
Быстрые и печальные последствия вызывает попадание в двигатель абразива.
Не трудно посчитать, что за каждую минуту работы безнаддувный дизель прокачивает через себя количество воздуха, равное произведению рабочего объема на 1/2 оборотов. Например V раб — 12 литров, обороты 2000 об/м, т.е. 12 м2 в минуту или 720 м3 в час. Достаточно весьма низкой концентрации твердых частиц в таком объеме потребляемого воздуха, чтобы накопившийся абразив буквально съел двигатель изнутри. Не аккуратная установка воздушного фильтра, неплотные хомуты, трещины в соединительных гофрах, возможность подсоса воздуха в двигатель мимо фильтра — все ведет к быстрой гибели мотора от «дорожного» абразива.
Опасность попадания технического абразива в мотор во время техобслуживания или ремонта.
Таким несчастьям одинаково может быть подвержен и трактор в пыльном поле и роскошный катер в нейтральных водах. Сколько раз приходилось наблюдать как стремление старательного владельца легковушки «полирнуть» шкуркой впускной коллектор, или грамотно и аккуратно притереть по плите корпусные детали карбюратора, приводит к почти мгновенной (200 — 500 км) гибели мотора. Удалить технический абразив «сполоснув бензинчиком» невозможно. В современной практике моторного ремонта само стремление что-либо притереть (например, клапаны) вызывает недоумение, но тем не менее, таким коварным путем частички абразива иногда ухитряются попасть в двигатель.
Дальше образуется следующая картина: твердые частицы попадая в зону трения вызывают интенсивный износ. Поршневые кольца интенсивно изнашиваются не только по радиальной толщине, но и по высоте. При этом максимальный износ получает первое компрессионное кольцо, так как именно оно подвергается воздействию твердых частиц в первую очередь. Интенсивный износ первого кольца по высоте появляется в результате накапливания твердых частиц в зазоре между кольцом и кольцевой канавкой поршня. Торцовые поверхности кольца быстро получают значительные отклонения от первоначальной геометрической формы и размеров. Стремительно увеличивающийся зазор вызывает интенсивное разбивание кольцевой канавки.
При попадании в двигатель абразива интенсивный износ рабочих поверхностей колец сопровождается образованием многочисленных вертикальных рисок. На кромках колец возникает микро облом или микрозаусенцы. Зона максимального износа цилиндров обычно находится ниже, чем в вышеописанном случае износа в результате избытка топлива и приходится примерно на середину рабочей высоты цилиндра. Рабочая зона юбки поршня получает повреждения в виде многочисленных вертикальных рисок, придающих юбке поршня матовый серый цвет. При исследовании под микроскопом на юбке поршня обнаруживаются внедрившиеся твердые частицы — убийцы мотора и виновники данного вида износа.
Количество таких включений на юбке поршня обычно не велико — всего лишь несколько точек на 1 см2, однако если учесть, что внедрилась в материал юбки поршня небольшая часть от всего попавшего в мотор абразива, а также учесть, что в среднем на 100 км пробега поршень совершает около 200 тыс. двойных ходов, то становится очевидно даже небольшое количество твердых вкраплений на юбке поршня однозначно указывает на абразивный характер интенсивного износа. Часто пресловутая ванночка с бензином, в которой вчера <сполоснули> притертый клапан, а сегодня механик другой смены промыл что-либо перед сборкой мотора и является истиной причиной <необъяснимых> износов.
Последним, и возможно самым наглядным индикатором наличия абразивного износа является
Характер повреждений поршневого пальца.
Судите сами: если палец имеющий поверхностную твер-дость обычно около 54:60 HRC за короткое время получил аномально большой износ, поворачиваясь в <алюминиевых> бобышках поршня, следовательно в зоне трения присутствовали частицы, значительно более твердые, чем сам материал поршневого пальца. На практике случалось, к сожалению, разбирать случаи и со злонамеренным нанесением в моторы порошков или пасты.
В этой ситуации. безусловным благом было бы создание серьезной специализированной научно-экспертной лаборатории. Но пока такой организации не создано транспортникам и ремонтникам во многих спорных ситуациях приходится разбираться самостоятельно.
Сами по себе дефекты в механической части двигателя, как известно, не появляются. Практика показывает: всегда есть причины повреждения и выхода из строя тех или иных деталей. Разобраться в них непросто, особенно, когда повреждены составляющие поршневой группы.
Поршневая группа — традиционный источник неприятностей, подстерегающих водителя, эксплуатирующего автомобиль, и механика, его ремонтирующего. Перегрев двигателя, небрежность в ремонте, — и пожалуйста, — повышенный расход масла, сизый дым, стук.
При «вскрытии» такого мотора неминуемо обнаруживаются задиры на поршнях, кольцах и цилиндрах. Вывод неутешителен — требуется дорогостоящий ремонт. И возникает вопрос: чем провинился двигатель, что его довели до такого состояния?
Двигатель, конечно, не виноват. Просто необходимо предвидеть, к чему приводят те или иные вмешательства в его работу. Ведь поршневая группа современного двигателя — «материя тонкая» во всех смыслах. Сочетание минимальных размеров деталей с микронными допусками и громадными силами давления газов, и инерции, действующими на них, способствует появлению и развитию дефектов, приводящих в конечном счете к выходу двигателя из строя.
Во многих случаях простая замена поврежденных деталей — не лучшая технология ремонта двигателя. Причина-то появления дефекта осталась, а раз так, то его повторение неминуемо.
Чтобы этого не случилось необходимо думать на несколько ходов вперед, просчитывая возможные последствия своих действий. Но и этого недостаточно — необходимо выяснить, почему возник дефект. А здесь без знания конструкции, условий работы деталей и процессов, происходящих в двигателе, как говорится, делать нечего. Поэтому, прежде чем анализировать причины конкретных дефектов и поломок, неплохо было бы знать…
Как работает поршень?
Поршень современного двигателя — деталь на первый взгляд простая, но крайне ответственная и одновременно сложная. В его конструкции воплощен опыт многих поколений разработчиков.
И в какой-то степени поршень формирует облик всего двигателя. В одной из прошлых публикаций мы даже высказали такую мысль, перефразировав известный афоризм: «Покажи мне поршень, и я скажу, что у тебя за двигатель».
Итак, с помощью поршня в двигателе решается несколько задач. Первая и главная — воспринять давление газов в цилиндре и передать возникшую силу давления через поршневой палец шатуну. Далее эта сила будет преобразована коленвалом в крутящий момент двигателя.
Решить задачу преобразования давления газов во вращательный момент невозможно без надежного уплотнения движущегося поршня в цилиндре. Иначе неминуем прорыв газов в картер двигателя и попадание масла из картера в камеру сгорания.
Для этого на поршне организован уплотнительный пояс с канавками, в которые установлены компрессионные и маслосъемные кольца специального профиля. Кроме того, для сброса масла в поршне выполнены особые отверстия.
Но этого мало. В процессе работы днище поршня (огневой пояс), непосредственно контактируя с горячими газами, нагревается, и это тепло надо отводить. В большинстве двигателей задача охлаждения решается с помощью тех же поршневых колец — через них тепло передается от днища стенке цилиндра и далее — охлаждающей жидкости. Однако в некоторых наиболее нагруженных конструкциях делают дополнительное масляное охлаждение поршней, подавая масло снизу на днище с помощью специальных форсунок. Иногда применяют и внутреннее охлаждение — форсунка подает масло во внутреннюю кольцевую полость поршня.
Для надежного уплотнения полостей от проникновения газов и масла поршень должен удерживаться в цилиндре так, чтобы его вертикальная ось совпадала с осью цилиндра. Разного рода перекосы и «перекладки», вызывающие «болтание» поршня в цилиндре, негативно сказываются на уплотняющих и теплопередающих свойствах колец, увеличивают шумность работы двигателя.
Удерживать поршень в таком положении призван направляющий пояс — юбка поршня. Требования к юбке весьма противоречивы, а именно: необходимо обеспечить минимальный, но гарантированный, зазор между поршнем и цилиндром как в холодном, так и в полностью прогретом двигателе.
Задача конструирования юбки усложняется тем, что температурные коэффициенты расширения материалов цилиндра и поршня различны. Мало того, что они изготовлены из различных металлов, их температуры нагрева разнятся во много раз.
Чтобы нагретый поршень не заклинило, в современных двигателях принимают меры по компенсации его температурных расширений.
Во-первых, в поперечном сечении юбке поршня придается форма эллипса, большая ось которого перпендикулярна оси пальца, а в продольном — конуса, сужающегося к днищу поршня. Такая форма позволяет обеспечить соответствие юбки нагретого поршня стенке цилиндра, препятствуя заклиниванию.
Во-вторых, в ряде случаев в юбку поршня заливают стальные пластины. При нагревании они расширяются медленнее и ограничивают расширение всей юбки.
Использование легких алюминиевых сплавов для изготовления поршней — не прихоть конструкторов. На высоких частотах вращения, характерных для современных двигателей, очень важно обеспечить низкую массу движущихся деталей. В подобных условиях тяжелому поршню потребуется мощный шатун, «могучий» коленвал и слишком тяжелый блок с толстыми стенками. Поэтому альтернативы алюминию пока нет, и приходится идти на всяческие ухищрения с формой поршня.
В конструкции поршня могут быть и другие «хитрости». Одна из них — обратный конус в нижней части юбки, призванный уменьшить шум из-за «перекладки» поршня в мертвых точках. Улучшить смазку юбки помогает специальный микропрофиль на рабочей поверхности — микроканавки с шагом 0,2-0,5 мм, а уменьшить трение — специальное антифрикционное покрытие. Профиль уплотнительного и огневого поясов тоже определенный — здесь самая высокая температура, и зазор между поршнем и цилиндром в этом месте не должен быть ни большим (возрастает вероятность прорыва газов, опасность перегрева и поломки колец), ни маленьким (велика опасность заклинивания). Нередко стойкость огневого пояса повышается анодированием.
Все, что мы рассказали, — далеко не полный перечень требований к поршню. Надежность его работы зависит и от сопряженных с ним деталей: поршневых колец (размеры, форма, материал, упругость, покрытие), поршневого пальца (зазор в отверстии поршня, способ фиксации), состояния поверхности цилиндра (отклонения от цилиндричности, микропрофиль). Но уже становится ясно, что любое, даже не слишком значительное, отклонение в условиях работы поршневой группы быстро приводит к появлению дефектов, поломкам и выходу двигателя из строя. Чтобы в дальнейшем качественно отремонтировать двигатель, необходимо не только знать, как устроен и работает поршень, но и уметь по характеру повреждения деталей определить, почему, к примеру, возник задир или…
Почему прогорел поршень?
Анализ различных повреждений поршней показывает, что все причины дефектов и поломок делятся на четыре группы: нарушение охлаждения, недостаток смазки, чрезмерно высокое термосиловое воздействие со стороны газов в камере сгорания и механические проблемы.
Вместе с тем многие причины возникновения дефектов поршней взаимосвязаны, как и функции, выполняемые его различными элементами. Например, дефекты уплотняющего пояса вызывают перегрев поршня, повреждения огневого и направляющего поясов, а задир на направляющем поясе ведет к нарушению уплотнительных и теплопередающих свойств поршневых колец.
В конечном счете это может спровоцировать прогар огневого пояса.
Отметим также, что практически при всех неисправностях поршневой группы возникает повышенный расход масла. При серьезных повреждениях наблюдаются густой, сизый дым выхлопа, падение мощности и затрудненный запуск из-за низкой компрессии. В некоторых случаях прослушивается стук поврежденного поршня, особенно на непрогретом двигателе.
Иногда характер дефекта поршневой группы удается определить и без разборки двигателя по указанным выше внешним признакам. Но чаще всего такая «безразборная» диагностика неточна, поскольку разные причины нередко дают практически один и тот же результат. Поэтому возможные причины дефектов требуют детального анализа.
Нарушение охлаждения поршня — едва ли не самая распространенная причина появления дефектов. Обычно это происходит при неисправности системы охлаждения двигателя (цепочка: «радиатор-вентилятор-датчик включения вентилятора-водяной насос») либо из-за повреждения прокладки головки блока цилиндров. Во всяком случае, как только стенка цилиндра перестает омываться снаружи жидкостью, ее температура, а вместе с ней и температура поршня, начинают расти. Поршень расширяется быстрее цилиндра, к тому же неравномерно, и в конечном итоге зазор в отдельных местах юбки (как правило, вблизи отверстия под палец) становится равным нулю. Начинается задир — схватывание и взаимный перенос материалов поршня и зеркала цилиндра, а при дальнейшей работе двигателя происходит заклинивание поршня.
После остывания форма поршня редко приходит в норму: юбка оказывается деформированной, т.е. сжатой по большой оси эллипса. Дальнейшая работа такого поршня сопровождается стуком и повышенным расходом масла.
В некоторых случаях задир на поршне распространяется на уплотнительный пояс, завальцовывая кольца в канавки поршня. Тогда цилиндр, как правило, выключается из работы (слишком мала компрессия), а говорить о расходе масла вообще трудно, поскольку оно будет просто вылетать из выхлопной трубы.
Недостаточная смазка поршня чаще всего характерна для пусковых режимов, особенно при низких температурах. В подобных условиях топливо, поступающее в цилиндр, смывает масло со стенок цилиндра, и возникают задиры, которые располагаются, как правило, в средней части юбки, на ее нагруженной стороне.
Двухсторонний задир юбки обычно встречается при длительной работе в режиме масляного голодания, связанного с неисправностями системы смазки двигателя, когда количество масла, попадающего на стенки цилиндров, резко уменьшается.
Недостаток смазки поршневого пальца — причина его заклинивания в отверстиях бобышек поршня. Такое явление характерно только для конструкций с пальцем, запрессованным в верхнюю головку шатуна. Этому способствует малый зазор в соединении пальца с поршнем, поэтому «прихваты» пальцев чаще наблюдаются у относительно новых двигателей.
Чрезмерно высокое термосиловое воздействие на поршень со стороны горячих газов в камере сгорания — частая причина дефектов и поломок. Так, детонация приводит к разрушению перемычек между кольцами, а калильное зажигание — к прогарам.
У дизелей чрезмерно большой угол опережения впрыска топлива вызывает очень быстрое нарастание давления в цилиндрах («жесткость» работы), что также может вызвать поломку перемычек. Такой же результат возможен и при использовании различных жидкостей, облегчающих запуск дизеля.
Днище и огневой пояс могут повреждаться при слишком высокой температуре в камере сгорания дизеля, вызванной неисправностью распылителей форсунок. Аналогичная картина возникает и при нарушении охлаждения поршня — например, при закоксовывании форсунок, подающих масло к поршню, имеющему кольцевую полость внутреннего охлаждения. Задир, возникающий на верхней части поршня, может распространяться и на юбку, захватывая поршневые кольца.
Механические проблемы, пожалуй, дают самое большое разнообразие дефектов поршневой группы и их причин. Например, абразивный износ деталей возможен как «сверху», из-за попадания пыли через рваный воздушный фильтр, так и «снизу», при циркуляции абразивных частиц в масле. В первом случае наиболее изношенными оказываются цилиндры в верхней их части и компрессионные поршневые кольца, а во втором — маслосъемные кольца и юбка поршня. Кстати, абразивные частицы в масле могут появиться не столько от несвоевременного обслуживания двигателя, сколько в результате быстрого износа каких-либо деталей (например, распредвала, толкателей и др.).
Редко, но встречается эрозия поршня у отверстия «плавающего» пальца при выскакивании стопорного кольца. Наиболее вероятные причины этого явления — непараллельность нижней и верхней головок шатуна, приводящая к значительным осевым нагрузкам на палец и «выбиванию» стопорного кольца из канавки, а также использование при ремонте двигателя старых (потерявших упругость) стопорных колец. Цилиндр в таких случаях оказывается поврежденным пальцем настолько, что уже не подлежит ремонту традиционными методами (расточка и хонингование).
Иногда в цилиндр могут попадать посторонние предметы. Такое чаще всего происходит при неаккуратной работе во время обслуживания или ремонта двигателя. Гайка или болт, оказавшись между поршнем и головкой блока, способны на многое, в том числе и просто «провалить» днище поршня.
Рассказ о дефектах и поломках поршней можно продолжать очень долго.
Электроника.
Тут все проявляется чаще всего ещё более ярко. Большая часть отказов в начале проявляется в виде ошибок, которые стираются и человек уезжать успокоенным. Но практика показала, что любое, самое незначительное отклонение от нормы является признаком некой тенденции. Можно долго не обращать внимание на лёгкие «тычки» коробки, которые легко устраняются перепрошивкой или в крайнем случае, профилактикой платы. Но достаточно быстро это приведёт к необходимости переборка коробки.
Ошибки в газораспределении часто являются признаком износа цепи, шестерен, а потом кончаются переборкой мотора на сотни тысяч рублей. Такие работы, как замена ремня ГРМ вообще должны проводится «в автоматическом режиме» до пробега 80 тысяч. Что бывает при обрыве знают все.
Имея возможность сравнивать то, сколько расходуют на содержание автомобилей те, кто не выключил в своем сознании старый алгоритм подхода к содержанию автомобиля и тех, кто «приезжает на диагностику», могу сказать, что расходы первых в сумме за время обладания автомобилем примерно на 30-50% обычно больше, чем у вторых.
Правила очень просты и вытекают из особенностей работы поршневой группы и причин появления дефектов. Тем не менее, многие водители и механики забывают о них, что называется, со всеми вытекающими последствиями.
Хотя это и очевидно, но при эксплуатации все-таки необходимо:
- содержать в исправности системы питания, смазки и охлаждения двигателя, вовремя их обслуживать,
2. излишне не нагружать холодный двигатель,
3. избегать применения некачественного топлива, масла и несоответствующих фильтров и свечей зажигания.
При ремонте необходимо добавить и неукоснительно выполнять еще несколько правил. Главное, на наш взгляд, — нельзя стремиться к обеспечению минимальных зазоров поршней в цилиндрах и в замках колец. Эпидемия «болезни малых зазоров», когда-то поразившая многих механиков, все еще не прошла. Более того, практика показала, что попытки «поплотнее» установить поршень в цилиндре в надежде на уменьшение шума двигателя и увеличение его ресурса почти всегда заканчиваются обратным: задирами поршней, стуками, расходом масла и повторным ремонтом. Правило «лучше зазор на 0,03 мм больше, чем на 0,01 мм меньше» работает всегда и для любых двигателей.
Остальные правила традиционны:
качественные запасные части,
правильная обработка изношенных деталей,
тщательная мойка и аккуратная сборка с обязательным контролем на всех этапах.
Изначально умные люди ставили двухрядную цепь и сдвоенные шестерни. Нагрузка на каждый зуб и звено цепи была маленькая и проблемы цепей не было в природе.
Сейчас под лозунгом снижения веса и металлоемкости, а также экологии, двигатели стали такими, как мы их видим.
После 120 тысяч пробега надо менять поголовно не дожидаясь ухода меток и обрыва или перескока.
Уход метки от нормы хоть на миллиметр- причина для замены.
Андрей Гончаров, эксперт рубрики «Ремонт автомобилей»
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
- Введение
- 1.1 Абразивное изнашивание
- 1.2 Усталостное изнашивание
- 1.3 Изнашивание при заедании
- Заключение
Введение
В процессе эксплуатации автомобиля в результате воздействия на него целого ряда факторов (воздействие нагрузок, вибраций, влаги, воздушных потоков, абразивных частиц при попадании на автомобиль пыли и грязи, температурных воздействий и т. п.) происходит необратимое ухудшение его технического состояния, связанное с изнашиванием и повреждением его деталей, а также изменением ряда их свойств (упругости, пластичности и др.). изнашивание гидроэрозионный абразивный
Изменение технического состояния автомобиля обусловлено работой его узлов и механизмов, воздействием внешних условий и хранения автомобиля, а также случайными факторами. К случайным факторам относятся скрытые дефекты деталей автомобиля, перегрузки конструкции и т. п.
Основными постоянно действующими причинами изменения технического состояния автомобиля при его эксплуатации являлся изнашивание, пластические деформации, усталостные разрушения, коррозия, а также физико-химические изменения материала деталей (старение).
1. Виды разрушения металлических поверхностей
Чтобы эффективно управлять процессами изменения технического состояния машин и обосновывать мероприятия, направленные на снижение интенсивности изнашивания деталей машин, следует в каждом конкретном случае определять вид изнашивания поверхностей. Для этого необходимо задать следующие характеристики: тип относительного перемещения поверхностей (схему фрикционного контакта); характер промежуточной среды (вид смазочного материала или рабочей жидкости); основной механизм изнашивания.
В сопряжениях машин существуют четыре типа относительного перемещения рабочих поверхностей деталей: скольжение, качение, удар, осцилляция (перемещение, имеющее характер относительных колебаний с амплитудой в среднем 0,02-0,05 мм).
По виду промежуточной среды различают изнашивание при трении без смазочного материала, при трении со смазочным материалом, при трении с абразивным материалом. В зависимости от свойств материалов деталей, смазочного или абразивного материала, а также от их количественного соотношения в сопряжениях в процессе работы возникают разрушения поверхностей различных видов.
Изнашивание разделяют на следующие виды: механическое (абразивное, гидро и газоабразивное, эрозионное, гидро и газоэрозионное, кавитационное, усталостное, изнашивание при заедании, изнашивание при фреттинге); коррозионно-механическое (окислительное, изнашивание при фреттинг-коррозии); изнашивание при действии электрического тока (электроэрозионное).
Механическое изнашивание возникает в результате механических воздействий на поверхность трения.
Коррозионно-механическое изнашивание является следствием механического воздействия, сопровождаемого химическим и (или) электрическим взаимодействием материала со средой.
Электроэрозионным называют эрозионное изнашивание поверхности в результате воздействия разрядов при прохождении электрического тока. В машинах этот вид изнашивания встречается в элементах электрооборудования в генераторах, электромоторах, а также в электромагнитных пускателях.
В реальных условиях работы сопряжений машин наблюдаются одновременно несколько видов изнашивания. Однако, как правило, удается установить ведущий вид изнашивания, лимитирующий долговечность деталей, и отделить его от остальных, сопутствующих видов разрушения поверхностей, которые незначительно влияют на работоспособность сопряжения.
Механизм основного вида изнашивания определяют путем изучения изношенных поверхностей. Наблюдая характер проявления износа поверхностей трения (наличие царапин, трещин, следов выкрашивания, разрушение пленки оксидов) и зная показатели свойств материалов деталей и смазочного материала, а также данные о наличии и характере абразива, интенсивности изнашивания и режиме работы сопряжения, можно достаточно полно обосновать заключение о виде изнашивания сопряжения и разработать мероприятия по повышению долговечности машины.
1.1 Абразивное изнашивание
Абразивным называют механическое изнашивание материала в результате в основном режущего или царапающего действия на него абразивных частиц, находящихся в свободном или закрепленном состоянии. Абразивные частицы, обладая более высокой, чем металл, твердостью, разрушают поверхность деталей и резко увеличивают их износ. Этот вид изнашивания является одним из наиболее распространенных. В дорожных машинах более 60 % случаев износа имеют абразивный характер. Такое изнашивание встречается в деталях шкворневых соединений, открытых подшипниках скольжения, деталях рабочих органов дорожных машин, деталях ходовых частей и др.
Основным источником попадания абразивных частиц в сопряжения машин является окружающая среда. В 1 м3 воздуха содержится от 0,04 до 5 г пыли, на 60...80 % состоящей из взвешенных частиц минералов. Большинство частиц имеют размеры d = 5... 120 мкм, т.е. соизмеримы с зазорами в сопряжениях дорожных машин. Основные составляющие пыли: диоксид кремния SiО2, оксид железа Fe2О3, соединения Al, Са, Mg, Na и других элементов.
При определении вида изнашивания элементов машин необходимо отличать от гидро- и газоабразивного изнашивания эрозионное, гидрогазоэрозионное и кавитационное изнашивание.
Эрозионным называют механическое изнашивание поверхности в результате воздействия потока жидкости и (или) газа.
Гидроэрозионное (газоэрозионное) изнашивание - это эрозионное изнашивание в результате воздействия потока жидкости (газа).
Кавитационным называется гидроэрозионное изнашивание при движении твердого тела относительно жидкости, при котором пузырьки газа захлопываются вблизи поверхности, что создает местное повышение давления или температуры. Изнашивание этого вида наиболее часто встречается в элементах трубопроводов и в коллекторах при отсутствии абразивных частиц в рабочей жидкости или газе. Для дорожных и строительных машин эрозионные виды изнашивания не характерны.
1.2 Усталостное изнашивание
Усталостным называется механическое изнашивание в результате усталостного разрушения при повторном деформировании микрообъемов материала поверхностного слоя. Такое изнашивание наблюдается в большинстве сопряжений дорожных машин в качестве сопутствующего вида изнашивания. Оно возникает как при трении качения, так и при трении скольжения.
Процесс усталостного изнашивания обычно связан с многократно повторяющимися циклами напряжений в контакте качения или скольжения. В процессе взаимодействия поверхностей в их верхних слоях возникают поля напряжений. Схема распределения напряжений при контакте цилиндра с плоскостью, рассчитанная методом конечных элементов. В процессе трения на рабочей поверхности деталей возникают максимальные напряжения сжатия, а по глубине материала детали распространяются направленные касательные напряжения т с максимумом на некотором расстоянии от точки контакта.
Интенсивность усталостного изнашивания определяется следующими факторами: наличие остаточных напряжений и поверхностных концентраторов напряжений (оксидов и других крупных включений, дислокаций); качество поверхности (микропрофиль, загрязнения, вмятины, царапины, задиры); распределение нагрузки в сопряжении (упругие деформации, перекос деталей, зазор); вид трения (качения, скольжения или качения с проскальзыванием); наличие и тип смазочного материала.
Существуют две модели процесса усталостного изнашивания материала. Большое распространение в настоящее время получила теория усталостного изнашивания, разработанная группой ученых под руководством И.В. Крагельского. Согласно этой теории частицы износа с поверхности трения могут отделяться и без внедрения микровыступов одной детали в поверхностные слои другой детали сопряжения. Изнашивание может происходить вследствие усталости микрообъемов материала, возникающей под действием многократных сжимающих и растягивающих усилий.
Усталостное изнашивание наиболее часто наблюдается в условиях высоких контактных нагрузок при одновременном качении и проскальзывании одной поверхности по другой. В таких условиях работают, например, зубчатые колеса, тяжело нагруженные шестерни и подшипники качения, зубчатые венцы. Усталостное изнашивание рабочих поверхностей деталей сопровождается повышением уровня шума и вибрации по мере увеличения износа.
Усталостное изнашивание материала может быть умеренным и прогрессирующим. Обычное умеренное изнашивание для большинства пар трения не является опасным, и детали, имеющие усталостные повреждения, могут использоваться длительное время. Прогрессирующее изнашивание возникает при высоких контактных напряжениях, сопровождается интенсивным разрушением поверхности и может привести к поломке деталей (например, зуба шестерни).
При интенсивном абразивном изнашивании рабочих поверхностей их разрушение происходит быстрее, чем образование усталостных трещин, поэтому, как правило, в таких случаях питтинг не наблюдается.
Усталостное изнашивание также проявляется и при взаимодействии деталей из эластомерных материалов. Упругие свойства этих материалов позволяют воспроизводить шероховатость противолежащей твердой поверхности в процессе скольжения, что, в свою очередь, приводит к многократному циклическому нагружению материала. Если выступы неровностей твердой поверхности имеют закругленную форму и не вызывают абразивного изнашивания, то повреждение может возникнуть в подповерхностных слоях эластомера под действием повторяющихся напряжений сжатия, растяжения и знакопеременных касательных напряжений. Этот усталостный механизм вызывает изнашивание относительно малой интенсивности, которая существенно возрастает при действии циклических напряжений в течение длительного времени.
1.3 Изнашивание при заедании
Изнашивание при заедании происходит в результате схватывания, глубинного вырывания материала, переноса его с одной поверхности трения на другую и воздействия возникших неровностей на сопряженную поверхность. Изнашивание этого вида является одним из наиболее опасных и разрушительных. Оно сопровождается прочным соединением контактирующих участков поверхностей трения. В процессе трения относительное перемещение поверхностей приводит к вырыву частиц металла одной поверхности и наволакиванию их на другую более твердую поверхность.
В механизме изнашивания при заедании важную роль играет атомно-молекулярное взаимодействие материалов деталей, возникающее при сближении поверхностей. В отличие от изнашивания других видов, для которых требуется определенное время на развитие процесса и накопление разрушительных повреждений, при заедании разрушение поверхности наступает достаточно быстро и приводит к тяжелым формам повреждений (задиры и раковины).
Процесс образования металлических связей зависит от свойств сопряженных поверхностей (их природы, твердости), а также от методов их обработки. При наличии оксидных пленок на поверхности металлов процесс заедания зависит также от свойств этих оксидов. Защитные пленки, прочно соединяющиеся с основным металлом и способные быстро восстанавливаться при разрушении, препятствуют схватыванию металлов.
Изнашивание при заедании металлов происходит вследствие нарушения правила положительного градиента механических свойств по глубине в условиях трения без смазочного материала или при недостаточном его количестве. При трении качения в условиях граничной смазки также наблюдается изнашивание, вызванное схватыванием материалов и заеданием. Схватывание происходит при местном разрыве смазочной пленки и установлении металлического контакта. Это возможно не только при прекращении подачи смазочного материала, но и вследствие общей перегрузки сопряжения, резкого повышения температуры масла в поверхностных слоях, местных температурных вспышек и т.д.
Изнашивание при заедании чаще всего встречается в зубчатых зацеплениях. По способности противостоять заеданию в одних и тех же условиях нагружения зубчатые передачи всех типов можно расположить в следующем порядке: цилиндрические передачи с внутренним и внешним зацеплением; конические передачи с прямыми, косыми и спиральными зубьями; гипоидные и винтовые передачи, имеющие самую низкую противозадирную стойкость. Это объясняется тем, что у гипоидных и винтовых передач наибольшее скольжение зубьев отмечается в зацеплении. Изнашивание при заедании встречается также в шариковых и роликовых подшипниках, в тяжело нагруженных опорах качения.
1.4 Коррозионно-механическое изнашивание
Коррозионно-механическое изнашивание характеризуется процессом трения материала, вступившего в химическое взаимодействие со средой. При этом на поверхности металла образуются новые, менее прочные химические соединения, которые в процессе работы сопряжения удаляются с продуктами изнашивания. К коррозионно-механическому изнашиванию относят окислительное изнашивание и изнашивание при фреттинг-коррозии.
Окислительным называют изнашивание, при котором основное влияние на разрушение поверхности оказывает химическая реакция материала с кислородом или окисляющей окружающей средой. Оно возникает при трении качения со смазочным материалом или без него. Скорость окислительного изнашивания невелика и составляет 0,05...0,011 мкм/ч. Процесс активизируется с повышением температуры, особенно во влажной среде.
Изнашиванием при фреттинг-коррозии называется коррозионно-механическое изнашивание соприкасающихся тел при малых колебательных относительных перемещениях. Этот вид изнашивания отличается от изнашивания при фреттинге механического изнашивания соприкасающихся тел при малых колебательных относительных перемещениях. Основное отличие заключается в том, что изнашивание при фреттинге происходит в отсутствие окисляющей окружающей среды без проявления химической реакции материалов деталей и продуктов изнашивания с кислородом. Учитывая это, нетрудно провести аналогию в механизмах развития изнашивания при фреттинге и фреттинг-коррозии.
Изнашивание при фреттинге и фреттинг-коррозии обычно происходит на сопряженных поверхностях валов с напрессованными на них дисками колес, муфтами и кольцами подшипников качения; на осях и ступицах колес; на опорных поверхностях пружин; на затянутых стыках, пригнанных поверхностях шпонок и пазов; на опорах двигателей и редукторов. Необходимым условием возникновения фреттинг-коррозии является относительное проскальзывание сопряженных поверхностей, которое может быть вызвано вибрацией, возвратно-поступательным перемещением, периодическим изгибом или скручиванием сопряженных деталей. Фреттинг-процесс сопровождается схватыванием, окислением, коррозией и усталостным разрушением микрообъемов.
В результате фреттинг-коррозии предел выносливости поверхности уменьшается в 3-6 раз. На поверхностях деталей в местах сопряжений образуются натиры, налипания металла, вырывы, раковины, а также поверхностные микротрещины. Отличительным признаком износа вследствие фреттинг-коррозии является наличие на поверхностях трения раковин, в которых сосредоточены спрессованные оксиды, имеющие специфическую окраску. В отличие от изнашивания других видов при фреттинг-коррозии продукты изнашивания в основной своей массе не могут выйти из зоны контакта рабочих поверхностей деталей.
Изнашивание при фреттинг-коррозии влечет за собой нарушение размерной точности соединения (если часть продуктов изнашивания находит выход из зоны контакта) либо заедание и заклинивание разъемных соединений (если продукты изнашивания остаются в зоне трения). Для фреттинг-коррозии характерны низкая скорость (около 3 мм/с) относительного перемещения поверхностей и путь (0,025 мм) трения, эквивалентный амплитуде колебаний, при частоте колебаний до 30 Гц и выше; локализация повреждений поверхности на площадках действительного контакта вследствие малых относительных смещений; активное окисление
При взаимодействии эластомерных материалов с металлическими деталями также наблюдается явление схватывания. Эластомер изнашивается, если коэффициент трения между ним и твердой поверхностью достаточно велик, а прочность эластомера на разрыв мала. Если поверхностные слои материала находятся в состоянии максимальной деформации, то в направлении, перпендикулярном к направлению скольжения, появляется царапина или небольшая трещина. Далее происходит постепенное вырывание части упругого материала эластомера, находящегося в состоянии схватывания с твердой поверхностью. При этом слой эластомера, отделяемый от поверхности, скручивается в ролик и образует частицу износа. Интенсивность изнашивания эластомера в этом случае существенно зависит от температуры, нагрузки и вида смазочного материала. Подбирая смазочный материал с учетом внешних условий и упругих свойств эластомера, можно полностью исключить этот вид изнашивания.
Процесс изнашивания при фреггинг-коррозии в условиях трения без смазочного материала можно разделить на три этапа.
Первый этап сопровождается разрушением выступов и оксидных пленок вследствие циклически повторяющихся колебательных относительных перемещений контактирующих поверхностей под действием высоких нагрузок. Происходят процессы упрочнения материалов и пластического деформирования выступов микронеровностей, вызывающие сближение поверхностей. Сближение поверхностей вызывает молекулярное взаимодействие и схватывание металла в отдельных точках контакта. Разрушение вследствие усталости выступов и узлов схватывания порождает продукты изнашивания, часть которых окисляется. Для этого этапа характерен повышенный износ с монотонно убывающей скоростью изнашивания.
На втором этапе в поверхностных слоях накапливаются усталостные повреждения. В зоне трения формируется коррозионно-активная среда под действием кислорода воздуха и влаги. Между поверхностями создается электролитическая среда, интенсифицирующая процесс окисления металлических поверхностей и их коррозионное разрушение. Для этого этапа характерны стабилизация процесса изнашивания, уменьшение скорости изнашивания по сравнению со скоростью изнашивания на первом этапе.
На третьем этапе вследствие усталостных коррозионных процессов разупрочненные поверхностные слои металлов начинают интенсивно разрушаться с постепенно возрастающей скоростью. Процесс имеет коррозионно-усталостный характер разрушения.
Интенсивность разрушения поверхностей при фретгинг-коррозии зависит от амплитуды и частоты колебаний, нагрузки, свойств материалов деталей и окружающей среды.
2. Основные причины износов и повреждений кузовов
Износ и повреждения кузовов могут быть вызваны различными причинами. В зависимости от причины возникновения неисправности делятся на эксплуатационные, конструктивные, технологические и возникающие из-за неправильного хранения и ухода за кузовом.
В процессе эксплуатации элементы и узлы кузова испытывают динамические нагрузки напряжениям от изгиба в вертикальной плоскости и скручивания, нагрузки от собственной массы, массы груза и пассажиров.
Износу кузова и его узлов способствуют также значительные напряжения, которые возникают в результате колебания кузова не только при движении его по неровностям и возможных толчков и ударов при наезде на эти неровности, но и вследствие работы двигателя и погрешностей в балансировке вращающихся узлов шасси автомобиля (в особенности карданных валов), а также в результате смещения центра тяжести в продольном и поперечном направлениях.
Нагрузки могут быть восприняты кузовом полностью, если автомобиль не имеет рамы шасси, или частично при установке кузова на раму.
Исследования показали, что переменные по величине напряжения действуют на элементы кузова в процессе эксплуатации автомобиля. Эти напряжения вызывают накопление усталости и приводят к усталостным разрушениям. Усталостные разрушения начинаются в районе накопления напряжений.
В кузовах автомобилей, поступающих в капитальный ремонт, встречаются две основные группы повреждений и неисправностей: повреждения, появляющиеся в результате нарастания изменений в состоянии кузова.
К ним относится естественный износ, возникающий в процессе нормальной технической эксплуатации автомобиля, вследствие постоянного или периодического воздействия на кузов таких факторов, как коррозия, трение, загнивание деревянных деталей, упругие и пластические деформации и др..; неисправности, появление которых связано с действием человека и являются следствием конструктивных недоработок, заводских недоделок, нарушения норм ухода за кузовом и правил технической эксплуатации (в том числе и аварийные), некачественного ремонта кузовов.
Кроме нормального физического износа, при эксплуатации автомобиля в тяжелых условиях или в результате нарушения норм ухода и профилактики может возникнуть ускоренный износ, а также разрушение отдельных частей кузова.
Характерными видами износа и повреждений кузова в процессе эксплуатации автомобиля являются коррозия металла, возникающая на поверхности корпуса под действием химических или электромеханических воздействий; нарушение плотности заклепочных и сварных соединений, трещины и разрывы; деформация (вмятины, перекосы, прогибы, коробление, выпучины).
Коррозия -- основной вид износа металлического корпуса кузова.
В металлических деталях кузова чаще всего встречается электрохимический тип коррозии, при котором происходит взаимодействие металла с раствором электролита, адсорбируемого из воздуха, и которая появляется в результате как прямого попадания влаги на незащищенные металлические поверхности кузова, так и в результате образования конденсата в его межобшивочном пространстве (между внутренними и наружными панелями дверей, бортов, крыши и т.д.). Особенно сильно развивается коррозия в местах, труднодоступных для осмотра и очистки в небольших зазорах, а также в отбортовках и загибах кромок, где периодически попадающая в них влага может сохраняться длительное время.
Так, в колесных нишах может собираться грязь, соль и влага, стимулирующие процесс развития коррозии; днище кузова недостаточно стойко к воздействию факторов, возбуждающих коррозию. На скорость коррозии большое влияние оказывает состав атмосферы, ее загрязненность различными примесями (выбросами промышленных предприятий, такими, как двуокись серы, образующаяся в результате сжигания топлива; хлористый аммоний, попадающий в атмосферу вследствие испарения морей и океанов; твердые частицы в виде пыли), а также температура окружающей среды и др. Твердые частицы, содержащиеся в атмосфере или попадающие на поверхность кузова с полотна дороги, вызывают также абразивный износ металлической поверхности кузова. С повышением температуры скорость коррозии возрастает (в особенности при наличии в атмосфере агрессивных примесей и содержания влаги).
Зимние покрытия дорог солью для удаления снега и льда, а также работа автомобиля на морских побережьях приводят к увеличению коррозии автомобиля.
Коррозионные разрушения в кузове встречаются также в результате контакта стальных деталей с деталями, изготовленными из некоторых других материалов (дюралюминия, каучуков, содержащих сернистые соединения, пластмассовыми на основе фенольных смол и другими, а также в результате контакта металла с деталями, изготовленными из очень влажного пиломатериала, содержащего заметное количество органических кислот (муравьиную и др.).
Так, исследования показали, что при контакте стали с поли-изобутиленом скорость коррозии металла в сутки составляет 20 мг/м2, а при контакте этой же стали с силиконовым каучуком -- 321 мг/м2 в сутки.
Этот вид коррозии наблюдается в местах постановки различных резиновых уплотнителей, в местах прилегания к кузову хромированных декоративных деталей (ободков фар и т. д.).
К появлению коррозии на поверхности деталей кузова приводит также контактное трение, имеющее место при одновременном воздействии коррозионной среды и трения, при колебательном перемещении двух поверхностей металла относительно друг друга в коррозионной среде. Этим видом коррозии подвержены двери по периметру, крылья в местах присоединения их к корпусу болтами и другие металлические части кузова.
При окраске автомобилей может иметь место загрязнение тщательно подготовленных к окраске поверхностей кузова влажными руками и загрязненным воздухом. Это при недостаточно качественном покрытии также приводит к коррозии кузова.
Процесс коррозии кузовов происходит либо равномерно на значительной площади (поверхностная коррозия представлена на рисунке 1), либо разъедание идет в толщу металла, образуя глубокие местные разрушения -- раковины, пятна в отдельных точках поверхности металла (точечная коррозия показана на рисунке 2).
Рисунок 1 - Поверхностная коррозия на крыле автомобиля.
Рисунок 2 - точечная коррозия на автомобиле.
Сплошная коррозия менее опасна, чем местная, которая приводит к разрушению металлических частей кузова, утрате ими прочности к резкому снижению предела коррозионной усталости и к коррозионной хрупкости, характерной для облицовки кузова.
В зависимости от условий работы, способствующих возникновению коррозии, детали и узлы кузова могут быть подразделены на имеющие открытые поверхности, обращенные к полотну дороги (низ пола, крылья, арки колеса, пороги дверей, низ облицовки радиатора), на имеющие поверхности, которые находятся в пределах объема кузова (каркас, багажник, верх пола), и на имеющие поверхности, которые образуют закрытый изолированный объем (скрытые части каркаса, низ наружной облицовки дверей и др.).
Трещины корпуса возникают при ударе вследствие нарушения технологии обработки металла корпуса (ударная многократная обработка стали в холодном состоянии), плохого качества сборки при изготовлении или ремонте кузова (значительные механические усилия при соединении деталей), в результате применения низкого качества стали, влияния усталости металла и коррозии с последующей механической нагрузкой, дефектов сборки узлов и деталей, а также недостаточно прочной конструкции узла.
Трещины могут образовываться в любой части или детали металлического корпуса, но наиболее часто -- в местах, подверженных вибрации.
На рисунке 3 показаны основные повреждения кузова на примере автомобиля ГАЗ - 24.
Рисунок 3 - Повреждения, встречающиеся в кузове автомобиля ГАЗ-24 «Волга»
1 -- трещины на брызговике; 2 -- нарушение сварного соединения распорки или брыз говика с лонжероном рамы; 3 -- трещины на распорке; 4 -- трещины на панели передка и брызговиках передних колес; 5 трещины на стойках ветрового окна; 6 -- глубокие вмятины на панели стойки ветрового окна; 7 -- перекос проема ветрового окна; 8 -- отрыв кронштейна переднего сиденья; 9 -- трещины на кожухе основания кузова; 10 -- нарушение сварных соединений деталей кузова; 11 -- погнутость водосточного желоба; 12 -- вмятины на наружных панелях, закрытых деталями с внутренней стороны, неровности оставшиеся после правки или рихтовки-13 -- местная коррозия в нижней части заднего окна; 14 -- отрыв стоек задка в местах крепления или трещины на стойках; 15 и 16 -- местные коррозии ручья крышки багажника; 17 -- отрыв кронштейна замка багажника; 18 -- местная коррозия в задней части основания кузова; 19 -- вмятины на нижней панели задка кузова в местах крепления задних фонарей; 20 -- местная коррозия в нижней части брызговика- 21 -- налет коррозии и другие мелкие механические повреждения; 22 -- местная коррозия арки колеса; 23 -- погнутость брызговика заднего крыла; 24 -- нарушение сварного.шва в соединении брызговика с аркой; 25, 32 -- трещины на основании в местах крепления сидений; 26 -- местная коррозия на стойке задней двери и на основании кузова. захватывающая усилитель заднего лонжерона; 27 -- трещины на основании кузова в местах крепления кронштейнов задних рессор и другие; 28 -- вмятины на панели стойки и погнутость центральной стойки; 29 -- отрыв держателей пластин фиксатора и петли двери кузова; 30 -- местная коррозия в нижней части средней стойки боковины; 31 -- местная коррозия и трещины лонжеронов основания кузова; 33 -- перекосы дверных проемов кузовов; 34 -- сплошная коррозия порогов основания; 35 -- вмятины на лонжеронах основания кузова (возможны разрывы); 36 -- срыв резьбы на пластинах крепления фиксатора и петель двери; 37 -- отрыв крышки фиксатора двери; 38 -- вмятины (возможно с разрывами) на панели боковины кузова; 39 -- местная коррозия в нижней части передней стойки; 40 -- нарушение антикоррозионного покрытия; 41 -- отрыв гай-кодержатслей; 42 --погнутость поперечины № 1; 43 -- трещины на щитке передка в местах крепления распорки; 44 -- отрыв кронштейна крепления передка буфера; 45 -- трещины на щитке радиатора; 46 -- местная коррозия на раскосе усилителя; 47 -- трещины в местах крепления лонжерона; 48 -- ослабление заклепочного соединения кронштейна; 49 -- выработка отверстий под палец серьги рессоры и переднего кронштейна крепления задней рессоры; 50 -- отрыв усилителя лонжерона основания кузова; 51 -- износ отверстия крепления амортизатора; 52 -- трещины в местах крепления кронштейнов топливного бака; 53 -- вмятины с острыми углами или разрывами на нижней панели; 54 -- сплошная коррозия на нижней панели задка; 55 -- трещины в местах крепления амортизаторов; 56 -- трещины на кожухе карданного вала
Разрушения сварных соединений в узлах, детали которых соединены точечной сваркой, а также в сплошных сварных швах кузова могут произойти из-за некачественной сварки или воздействия коррозии и внешних сил: вибрации корпуса под действием динамических нагрузок, неравномерного распределения грузов при погрузке и выгрузке кузовов.
Данные разрушения представлены на рисунке 4.
Рисунок 4 - Разрушение сварных соединений под воздействием коррозии
Износ в результате трения встречается в деталях арматуры, осях и отверстиях петель, обивке, в отверстиях заклепочных и болтовых соединений.
Вмятины и выпучины в панелях, а также прогибы и перекосы в кузове появляются вследствие остаточной деформации при ударе или некачественно выполненных работ (сборки, ремонта и т. п.).
Концентрация напряжений в соединениях отдельных элементов корпуса в проемах для дверей, окон, а также на стыках элементов большой и малой жесткости может служить причиной разрушения деталей, если они не усилены.
В конструкциях кузовов обычно предусматриваются необходимые жесткие связи, усиления отдельных участков дополнительными деталями, выдавливанием ребер жесткости.
Однако в процессе длительной эксплуатации кузова и в процессе его ремонта могут выявиться отдельные слабые звенья в корпусе кузова, которые требуют усиления или изменения конструкции узлов во избежание появления вторичных поломок.
Заключение
На изменение технического состояния автомобиля существенное влияние оказывают условия эксплуатации: дорожные условия (техническая категория дороги, вид и качество дорожного покрытия, уклоны, подъемы спуски, радиусы закруглений дорога), условия движения (интенсивное городское движение, движение по загородным дорогам), климатические условия (температура окружающего воздуха, влажность, ветровые нагрузки, солнечная радиация), сезонные условия (пыль летом, грязь и влага осенью и весной), агрессивность окружающей среды (морской воздух, соль на дороге в зимнее время, усиливающие коррозию), а также транспортные условия (загрузка автомобиля).
В результате выполнения реферата были изучены основные виды разрушений кузова автомобиля автомобиля.
К ним относятся такие разрушения как усталостное изнашивание и коррозионно- механическое изнашивание.
Для уменьшения коррозии деталей автомобиля и в первую очередь кузова необходимо поддерживать их чистоту, осуществлять своевременный уход за лакокрасочным покрытием и его восстановление, производить противокоррозионную обработку скрытых полостей кузова и других подверженных коррозии деталей.
Для предотвращения усталостных разрушений и пластических деформаций следует строго соблюдать правила эксплуатации автомобиля, избегая его работы на предельных режимах и с перегрузками.
Список использованных источников
1 Основы работоспособности технических систем учеб. для вузов В.А. Зорин Академия, 2009. - 206 с.
2 Надежность транспортных средств "Основы теории надежности и диагностики" / В. И. Рассоха. - Оренбург: Изд-во ОГУ, 2000. - 100 с.
3 Надежность мобильных машин / К.В. Щурин; М-во образования и науки Рос. Федерации.: ОГУ, 2010. - 586 с.
4 Повышение долговечности транспортных машин: учеб. пособие для вузов / В. А. Бондаренко [и др.]. - М. : Машиностроение, 1999. - 144 с.
5 Основы теории надежности автотранспортных средств: учеб.-метод. рук. для студентов заоч. формы обучения специальностей "150200, 230100" / В. И. Рассоха. - Оренбург: ОГУ, 2000. - 36 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Методы формирования системы технического осмотра (ТО) и ремонта. Износ и изнашивание сопряженных деталей. Классификация видов изнашивания. Коэффициент технической готовности как основной показатель работы службы АТП. Экономико-вероятностный метод ТО.
контрольная работа , добавлен 08.04.2010
Конструкция колесной пары. Типы колесных пар и их основные размеры. Анализ износов и повреждений колесных пар и причины их образования. Неисправности цельнокатаных колес. Производственный процесс ремонта. Участок приемки отремонтированных колесных пар.
курсовая работа , добавлен 10.04.2012
Производственная характеристика депо. Структура, состав, производственная характеристика ремонтного отделения или участка. Схема расположения оборудования ремонтного отделения. Детали и узлы электроподвижного состава. Устранение износов и повреждений.
отчет по практике , добавлен 07.01.2014
Теория изнашивания. Демонтаж и монтаж машин в условиях эксплуатации. Оборудование, применяемое при монтажно-демонтажных работах. Порядок регистрации тракторов при постановке на учёт и снятии с учёта. Составление годового плана техобслуживания и ремонта.
контрольная работа , добавлен 15.04.2009
Параметры рабочего тела и количество горючей смеси. Процесс впуска, сжатия и сгорания. Индикаторные параметры рабочего тела. Основные параметры и литраж двигателя автомобиля. Расчет поршневого кольца карбюраторного двигателя. Расчет поршневого пальца.
курсовая работа , добавлен 15.03.2012
Дефекты кузовов и кабин. Технологический процесс ремонта кузовов и кабин. Ремонт неметаллических деталей кузовов. Качество ремонта автомобилей. Незначительные прогибы на пологих лекальных поверхностях, видимые при боковом освещении. Вмятины.
курсовая работа , добавлен 04.05.2004
Износ поверхностного слоя, изменение свойств материала, формы, размеров и веса детали. Технологический процесс ремонта машин в сельском хозяйстве. Восстановление гильзы цилиндра двигателя автомобиля ЗИЛ-130, с применением передовых форм и методов ремонта.
курсовая работа , добавлен 24.03.2010
Формирование вариационного ряда значений износов вала сцепления трактора. Составление статистического ряда износов, определение опытной и накопленной вероятности. Построение графиков, гистограммы и полигона опытного распределения значений износа.
контрольная работа , добавлен 11.01.2014
Сведения об устройстве современных автомобильных кузовов. Кузова легковых автомобилей. Предназначение, строение и работа. Особенности эксплуатации. Структура технологического процесса ремонта кузовов. Основные неисправности. Элементы и приспособления.
дипломная работа , добавлен 31.07.2008
Принципы организации технического обслуживания и ремонта машин, технология их проведения, разработка мероприятий по совершенствованию. Технологический процесс приема и выдачи автомобиля УАЗ-469 и ЗМЗ-402, процесс разборки на узлы и детали данных машин.
1. Номинальный. (УСИЛЕННЫЙ) Пробег 0-15 тыс.км. Езда в городском режиме (едем - стоим) нарушает температурный баланс системы охлаждения, приводя к неравномерному расширению трущихся деталей. Происходит очень быстрая притирка пар трения с потерей металла, образованием задиров.
2. Текущий. (ДОПУСТИМЫЙ) Пробег 15-60 тыс.км.
Автомобиль стал динамичен. Прошла приработка - притирка! Но появился расход масла. Накопившиеся отложения (закоксовка) под кольцами образуют довольно серьезные задиры на цилиндрах. А что мы сделали для уменьшения трения?
Эксплуатация авто в городском режиме (едем - стоим) напоминает езду на коньках по асфальту, а не по льду. Главная функция масла - отводить до 80% тепла от поршня, на поверхности которого при t 1200ºС (бензин) сгорает рабочая смесь. Масло теряет вязкость от высокой температуры. А для разделения трущихся поверхностей требуется прочная маслянная пленка.
3. Критический. (ПРЕДЕЛЬНЫЙ) Пробег 60-120 тыс.км. Накопившейся нагар (кокс) под кольцами и в канавках не позволяют им амортизировать. Пригорают кольца, клапана. Резко увеличивается расход масла. Создаётся прямой контакт колец с поверхностью цилиндра. Стираются хоны, износ идет катастрофически.
Вовремя проведенная видеодиагностика позволяет на 70% восстановить двигатель программами безразборного ремонта, в 4-10 раз дешевле и не прибегая к кап. ремонту.4. Запредельный. Пробег свыше 120 тыс.км. Двигатель теряет более 70 граммов металла. Лавинообразные отложения снижают все параметры: давление, "компрессию". Требуется кап. ремонт с дефектовкой деталей. После кап. ремонта обязательно обработка супротек + молекулярный ворс, для увеличения ресурса в 2-3 раза.
Своевременно обнаруженный износ на 2 или 3 этапе ресурса двигателя - легко устраняется с помощью 3-х ступенчатой раскоксовки с применением Супротека и молекулярного ворса - без кап. ремонта.Как происходит износ:
Полный износ - это потеря двигателем более 70 граммов металла
1. Частые запуски при ночном прогреве
2. Неправильная обкатка нового или капитально отремонтированного двигателя в режиме высокого гидродинамического трения (езда в натяг при высоких нагрузках). Всему виной - городские пробки
3. Перегрев двигателя. В 99% случаях перегрев происходит из-за плохого отвода тепла - внутреннего перегрева. Приборная доска не констатирует такой перегрев
4. Закоксовка - главный фактор Как происходит этот процесс Тяжелые фракции углеводородов несгоревшего топлива и лаковые отложения масла приобразуются в более вязкие, а под действием t - в твердые. Трудноудаляемые смолисто коксовые образования (нагар) способны за счет лаковых преобразований масла, прилипать к поверхности металла и забивать полости.
В 3-4 раза ускоряют закоксовку масла:- содержащие полимерные загустители
- имеющие высокую сульфатную зольность - свыше 1,2%
-имеющие низкую tº вспышки - менее 210ºС
Маслосъемные кольца соскабливают нагар вместе с маслом с поверхности цилиндра, при этом часть нагара удаляется в фильтр, часть откладывается на внутренней поверхности двигателя, другая часть забивает канавки поршневых колец, при этом теряется подвижность.
Возникшая закоксовка:
1. увеличивает расход масла
2. уменьшает надпоршневое давление (степень сжатия)
3. прорывающие газы в картер очень быстро окисляют масло, оно темнеет и теряет свои функции
Главные негативные физические явления,
разрушающие двигатель, создающие износ:
- Флотация
- разрушение и патеря металла
- Кавитация
- "глючит" система охлаждения
- Помпаж
- неустойчивая работа двигателя (плавают обороты)
- Бризантное состояние
-
детонация, перегрев
- Футировка
- образование очень прочного нагарообразования на поршнях
Проведение досрочной диагностики в новых и пробежных автомобилях, дальнейшее сервисное обслуживание в нашем центре, позволит сэкономить время и деньги.
При постановке на сервисное обслуживание (первую замену масла и диагностику в нашем центре):1. Выдается дисконтная карта на бесплатную интерактивную диагностику
2. Карта дает право на промывку и раскоксовку топливной системы, очистку инжектора со скидкой 3-7% .