1.4. Причины изменения технического состояния автомобиля

В процессе эксплуатации автомобиля в результате воздейст­вия на него целого ряда факторов (нагрузок, вибраций, влаги, воздушных потоков, абразивных частиц, температуры) происхо­дит необратимое ухудшение его технического состояния, связан­ное с изнашиванием и повреждением его деталей, а также изме­нением ряда их свойств (упругости, пластичности и др.).

Изменения технического состояния автомобиля обусловлены работой его узлов и механизмов, воздействием внешней среды, факторов, связанных с условиями работы и хранения автомоби­ля, а также случайных факторов, к которым относятся скрытые дефекты деталей автомобиля, перегрузки и т. п.

Основными постоянными причинами изменения техниче­ского состояния автомобиля при его эксплуатации являются из­нашивание, пластические деформации, усталостные разруше­ния, коррозия деталей, а так же физико-химические изменения материала деталей (их старение).

Изнашивание — процесс разрушения и отделения материала с поверхностей деталей и (или) накопление в них остаточных де­формаций, проявляющихся в постепенном изменении размеров и (или) формы деталей.

Износ — результат процесса изнашивания деталей, выражаю­щийся в изменении их размера, формы, объема и массы. Причи­ной изнашивания деталей является трение. Различают два ос­новных вида трения: трение без смазочного материала и жидко­стное трение. В первом случае трущиеся поверхности деталей взаимодействуют непосредственно друг с другом (например, тре­ние тормозных колодок о тормозные барабаны или диски, тре­ние ведомого диска сцепления о маховик). Данный вид трения сопровождается повышенным изнашиванием трущихся поверх­ностей деталей. При жидкостном (или гидродинамическом) тре­нии между трущимися поверхностями деталей создается масля­ный слой, толщина которого превышает микронеровности по­верхностей и не допускает их непосредственного контакта (например, подшипники коленчатого вала в период установив­шегося режима работы), что значительно снижает изнашивание деталей. При работе большинства механизмов автомобиля эти виды трения постоянно чередуются.

Классификация видов изнашивания и их характеристика

Изнашивание может быть абразивное, окислительное, уста­лостное, эрозионное, а также изнашивание при заедании.

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 (например, между тормозными колодками и дисками или барабанами, между листами рессор и т. п.), твердые абразивные частицы резко увеличивают их изнашивание. В закрытых меха­низмах (например, в кривошипно-шатунном механизме двигате­ля) данный вид трения наблюдается значительно реже и являет­ся следствием попадания в смазочные материалы абразивных частиц и накопления в них продуктов изнашивания (например, при несвоевременной замене масляного фильтра и масла в дви­гателе, поврежденных защитных чехлов и смазочного материала в шарнирных соединениях).

Окислительное изнашивание происходит в результате воздей­ствия на трущиеся поверхности сопряженных деталей агрессивной среды, под действием которой на них образуются непроч­ные пленки окислов, которые снимаются с поверхности в ре­зультате трения, обнажающиеся поверхности также окисляются и т. д. Данный вид изнашивания наблюдается на деталях цилиндропоршневой группы деталей двигателя, цилиндров гидропри­вода тормозных механизмов и сцепления.

Усталостное изнашивание заключается 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 слой. Дан­ный вид изнашивания возникает на беговых дорожках колец подшипников качения, зубьях 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 и т. д.) раз­личают газовую, кавитационную, абразивную, электрическую эрозию и т. д.

Газовая эрозия представляет собой разрушение материала де­тали под действием механических и тепловых воздействий моле­кул газа и 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. Такому изнашиванию подвержены де­тали двигателя, контактирующие с охлаждающей жидкостью: внутренние полости рубашки охлаждения блока цилиндров, наружные поверхности гильз цилиндров, патрубки системы ох­лаждения.

Электроэрозионное изнашивание заключается в эрозионном изнашивании поверхностей деталей в результате воздействия электрических разрядов, возникающих, например, между элек­тродами свечей зажигания или контактами прерывателя.

Абразивная эрозия возникает при механическом воздействии на поверхности деталей абразивных частиц, содержащихся в жидкостях (гидроабразивная эрозия) и (или) газе (газо-абразивная эрозия). Наиболее часто она наблюдается на наружных дета­лях 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 на ра­бочих поверхностях деталей задирав, и становится причиной за­клинивания и разрушения деталей. Такое изнашивание происхо­дит при возникновении местных контактов между трущимися поверхностями, на которых вследствие чрезмерных нагрузок и скорости движения, а также недостатка смазочного материала происходит разрыв масляной пленки, сильный нагрев и «свари­вание» частиц металла. В результате этого, например, происхо­дит заклинивание коленчатого вала и поворот вкладышей при нарушении работы смазочной системы двигателя.

Изнашивание при фретинге — 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 коррозия. Данный вид изнашива­ния может происходить, например, в местах контакта вклады­шей шеек коленчатого вала и их постелей в блоке цилиндров и крышках подшипников.

Пластическая деформация — остаточная деформация без мак­роскопических нарушений сплошности материала, образующая­ся в результате воздействия силовых факторов. Пластическая де­формация — остаточная деформация после снятия нагрузок.

Усталостное разрушение возникает при циклических нагруз­ках, превышающих предел выносливости материала: возникают макроскопические нарушения сплошности материала, образуют­ся трещины, приводящие к разрушению детали. Усталостное разрушение наблюдается у рессор и полуосей при длительной эксплуатации автомобиля в экстремальных условиях (продолжи­тельные перегрузки, экстремальные температуры окружающей среды).

Коррозия является результатом химического или электрохи­мического воздействия агрессивной средой на поверхность дета­ли, приводящего к окислению металла. Причиной коррозии де­талей автомобилей являются соли, используемые на дорогах в зимнее время года, отработавшие газы, содержащие большое ко­личество вредных веществ, влага, скапливающаяся в скрытых полостях и нишах.

Старение — изменение физико-химических свойств материа­лов под действием кислорода, света, теплоты, радиации и других факторов. Так, в результате старения резинотехнические изделия теряют эластичность и растрескиваются. Топлива, смазочные и другие эксплуатационные материалы окисляются, в результате чего изменяется их химический состав и ухудшаются эксплуата­ционные свойства.

На техническое состояние автомобиля существенное влия­ние оказывают следующие факторы:

• дорожные условия (категория дороги, величина уклонов, число и радиусы поворотов);

• условия движения (интенсивность движения, скорость);

• климатические условия (температура окружающей среды, влажность, ветра, солнечная радиация);

• окружающая среда (морской воздух, антигололедные по­крытия дорог);

• условия эксплуатации (загруженность). Мероприятиями, уменьшающими изнашивание деталей ав­томобиля, являются:

• своевременная смена защитных чехлов и фильтров;

• проверка крепежных соединений и своевременное выпол­нение регулировочных работ (регулировка клапанов и на­тяжения цепей, установки колес, подшипников ступиц ко­лес и т. п.);

• смазочные работы (замена и доливка масла);

• восстановление защитного покрытия днища кузова.

Для уменьшения коррозии кузова автомобиля необходимо поддерживать чистоту и следить за состоянием лакокрасочного покрытия, своевременно восстанавливать его и выполнять про­тивокоррозионную обработку скрытых полостей.

Для предотвращения усталостных разрушений и пластиче­ских деформаций следует строго соблюдать правила эксплуата­ции автомобиля, не допускать его работы на предельных режи­мах и перегрузок.

В процессе эксплуатации автомобиль может быть:

• исправным;

• неисправным;

• работоспособным;

• неработоспособным.