Причиныизменениятехнического состояния

 

Впроцессеэксплуатацииавтомобильвзаимодействует сокру- жающейсредой, аегоэлементывзаимодействуютмеждусобой. Этовзаимодействиевызывает нагружениедеталей,ихвзаимные перемещения,вызывающиетрение,нагрев,химическиеи другие преобразованияи,какследствие,изменениев процессеработы физико-химическихсвойствиконструктивныхпараметров:состо- янияповерхностей,размеровдеталейиихвзаимногорасположе- ния,зазоров,электрическихидругихсвойств.

Работоспособностьавтомобиля(иего элементов)зависитот всех видоввоздействий,оказывающихвлияниенаеготехничес- коесостояниевкаждыймомент«жизненного»цикла:

механических (статические,динамические нагрузки отвзаи- модействиясвнешнейсредой);

тепловых(температураокружающеговоздуха,теплообразова-

ниеприрабочихпроцессах);

электромагнитных;

.химических(коррозияотпродуктовсгораниятопливаидругих

эксплуатационныхматериалов);

атмосферных(атмосфернаякоррозия).

Причины,вызывающие изменение технического состояния

автомобиля,могутбытьразделенынадвегруппы:случайныеи постоянногодействия(рис.1.2).

Случайные(стохастические) изменения могутвозникатьвре-

зультатенепрогнозируемых поломок вследствиенеправильной

эксплуатации,некачественногохраненияиобслуживания,нека-

чественныхкомплектующих,атакжеврезультатедорожно-транс- портногопроисшествия(ДТП).

Причинами постоянного (монотонного) изменения техническо- госостояниямогугявляться:износ,коррозия,старениеинакоп-

лениеотложений.

Причиныизменениятехническогосостояния

 

 

Случайные Поломки ДТП

Постоянного действия Изнашивание Коррозия

Усталостьметалла

 

 

Старениематериала

 

 

Накоплениеотложений

 

 

Рис.1.2.Классификация причинизменениятехническогосостояния элементовавтомобиля

 

 

· Износ- степеньизменения размеровивесадеталей..Онзави- ситотматериаладетали (еефизико-химических свойств), харак- теравзаимодействия деталей(родаивидатрения, геометриикон- такта, макро- имикрогеометрии поверхностей трения, посадки сопряженных деталей), нагрузки (статической, динамической), химического воздействия, продолжительности воздействия.

Структурнымпроявлением износаявляется изнашивание.Из-

нашиванием называются процессы постепенного изменения веса иразмеров элементов автомобиля, возникающие вследствиетре- ниясопряженных деталей.

Внешнее трение (или просто трение) естьявление сопротив- ления относительному перемещению, возникающему междудву- мятелами взонахсоприкосновения поверхностей покасатель-

нымкним(рис.1.3).

Изнашивание делитсянамеханическое, молекулярно-механи- ческоеикоррозионно-механическое (рис.1.4).

Механическое изнашивание возникает врезультатемеханиче-

ских воздействий иподразделяется на абразивное, эрозионное,

кавитационное иизнашивание прифреттинге.

Абразивноеизнашивание ­ наиболеераспространенный видме-

ханического изнашивания.Причинойабразивногоизнашивания является попаданиеабразивных частицнатрущиесяповерхности.

Абразивныечастицы могутбытьвнешнего (песок, пыль)ивнут- реннего (продуктыизноса - стружка,сколы,механическая пыль) происхождения.Чащеобегруппычастицучаствуютвпроцессеиз-

носаодновременно.Припопаданииабразивныхчастицнатрущие-

1 1

1 Трение 1

!

,.Граничное 1 r

(полусухоеили Жидкостное

Сухое(внешнее)

полужидкое)(внутреннее)

 

 

Непосредственное соприкосновение без смазки.Молекулярное сцепление(втормоз- номбарабане)

 

 

Засчетадсорбции ипритяжениямо- лекул(шарико- подшипники)

Притолщинемасляного слоябольшемикронеров- ностей- засчетперемеще- ниямолекулвслоемасла (подшипники коленчатого вала)

 

 

Рис.1.3.Классификация видовтрения

 

сяповерхностипроисходитрезание,царапаньеиразрушениепо- верхностисотделением продуктовизноса,которые,всвоюоче- редь,увеличиваютинтенсивностьизноса.Примеромабразивного износаявляетсяизнашиваниетормозныхколодокавтомобиля.

Разновидностьюабразивногоизносаявляетсягидро-и газоаб- разивноеизнашивание, котороевозникаетврезультатедействия твердыхчастиц,взвешенныхвжидкости(газе)иперемещающихся относительноизнашивающегосятела.

Другимивидамимеханическогоизнашивания являются:

•эрозионное (гидро­, газоэрозионное) изнашивание материала,про-

исходящееврезультатевоздействияпотокажидкостии(или)газа

надеталь;

 

Основныевидыизнашивания вэлементах автомобиля

 

 

Механическое

 

 

Абразивное

 

 

Эрозионное, кавитационное,

Молекулярно- механическое

 

Адгезионное

Коррозионно- механическое

 

 

Электрохимиче- скаякоррозия

фреттинг,пласти-

Химическая

ческоготечения

Заедание

коррозия

 

Рис.l.4.Классификация видовизнашивания

• кавитационное изнашивание, происходящеепридвижениитвер- доготелаотносительно жидкости (разновидность гидроэрозион- ногоизнашивания);·

• изнашиваниеприфреттинге­ видмеханическогоизнашива- ниясоприкасающихся телвусловияхмалыхотносительных (ко-

лебательных) перемещений (наклеп, выкрашивание).

Изнашивание прифреттингепроисходитвследствиевибраций

контактирующих поверхностей или периодических деформаций

деталей. При этом видекоррозионно-механического изнашива- нияимеетместоинтенсивное абразивное разрушение.

Различаютследующиетипыкоррозионных разрушенийметал- ла (рис. 1.5): равномерное (а), коррозия пятнами (6), коррозия язвами (в), коррозия точками (г), коррозионное растрескивание (д), подповерхностная коррозия (е).Дляпрочностидеталейособо опасны коррозия точками икоррозионное растрескивание.

Молекулярно-механическое изнашивание делитсянаадгезион- ноеиизнашивание призаедании.

Адгезионноеизнашивание( адгезия - взаимное сцепление кон-

тактирующих телподдействием молекулярных сил),возникаю-

щеев зонахконтактаповерхностей интенсивного молекулярного (адгезионного) взаимодействия, связано спереносом материала иобразованием прослоек. Врезультатемогутпроизойтизаедание иотказсопряжения.

Изнашивание призаедании происходит врезультатесхватыва- ния,глубинного вырывания материала, переносаегос одной поверхности трения надругуюивоздействия возникших неров-

ностейнасопряженную поверхность.

При коррозионно-механическом изнашивании вследствие.окис-

ления металлакислородом всопряженных элементахобразуется тонкий слойоксидажелеза(ржавчины),которыйзатемудаляется

 

 

 

а б в

 

 

 

гд е

 

Рис.1.5.Типыкоррозионныхразрушений:

а­ равномерное; б­ коррозияпятнами; в­ коррозияязвами; г­ коррозия точками; д­ коррозионноерастрескивание; е­ подповерхностнаякоррозия

с поверхноститрениятрущимисячастями.Таккакустойчивость окисленнойповерхности(ржавчины)кизносузначительнониже, чемунеокисленной поверхности, тоинтенсивностьизнашива- ния врезультатепостоянного контакта сокислителем (напри- мер,с водой)повышается.Притрениикаченияизначительных деформацияхвповерхностныхслояхлегчепроникаеткислороди окисляетметалл.

Коррозия представляетсобойагрессивноевоздействиесредына детали,приводящеекокислениюметаллаиуменьшениюегопроч-

ности,изменениюегохарактеристикиразрушению,атакжеухуд- шениювнешнеговида. Коррозияметаллов(сплавов)можетвоз- никатьвследствиеэлектрохимическогоилихимическоговоздей-

ствиявнешнейсреды.

Электрохимичес кая корроз ия возникаетвводныхра- створахкислот,щелочей,солейивовлажнойатмосфере.

Химическая коррозия возникаетврезультатевзаимо- действия металласо средой (кислородом, водородом,азотом), т.е.атомыметалла(сплава)непосредственносоединяютсяхими- ческойсвязьюсатомамиокислителей.

Кдругим постояннодействующимпричинамизменениятех- ническогосостояния элементовавтомобиляотносятсястарение материалаинакоплениеотложений.

Старениематериалаопределяетсяизменением егосвойствот

времени ипотерейтехническихиэксплуатационных качествв

независимостиот возникающихпричинизменениятехнического состоянияэлемента.Вбольшейстепениэтосвойствоотноситсяк

неметаллическимчастямавтомобиля.

Накоплениеотложений существенновлияетнаресурсработы элементаавтомобиля.Отложениеможетпроявлятьсяввиденаки-

пи(системаохлаждения),нагара(свечисистемызажигания), на- носа (система смазки), изменяя геометриюэлемента и, таким образом,изменяяеготехническиехарактеристики. В некоторых случаяхнакопление отложенийможетслужитьпричинойотказ- ногосостоянияэлемента.

Врезультатеперечисленныхвоздействийухудшаетсяфункцио- нированиеэлементовавтомобиля,уграчиваетсяихработоспособ- ность(поломка,износ,деформация, обрывит.п.).Наиболееча- стонарушениеработоспособностиобусловленоразрушениемаг- реrатов(узлов)иихэлементов, приводящимкпотереэксплуата- ционныхкачествиработоспособностимашин.Обычноповрежде- ниявозникаютв томслучае,когдавнешниевоздействияпревы- шают допустимыйуровень.Разрушенияиповрежденияметалли- ческихдеталейиихсопряжений возникаютвследствиефизиче- скихихимическихвоздействий.

Прифизическомвоздействиивозникаютследующиевидыраз- рушенийиповреждений:

 

· деформация- изменениеформиразмеровдеталиподна- грузкой.Приэтом,еслидетальпослепрекращениядействияна- грузкивновьприобретаетпрежниеразмерыиформу,тоговорят об упругойдеформации, впротивномслучае- о пластической. Пла- стическаядеформацияпроисходитподдействиемсиловыхнагру- зок,превышающихпределтекучести(приизгибе,кручении,ра- стяженииисмятииповерхностей);

· хрупкоеразрушение происходитбезпредварительнойдефор- мацииивызываетсянормальныминапряжениями;

· вязкое разрушение происходитпризначительнойдеформа- циикасательныминагрузками;

· усталостное разрушение (рам,валов,пружин,рессор,шату-

новидругихдеталей)имеетместоприциклическихнагрузках,

связаноспластическойдеформациейиприводиткполнойпоте-

реработоспособностиэлемента;

· тепловое разрушение (головкиблокацилиндров,поршней, выпускныхколлекторов)происходитврезультатезначительных нагреваний,приводякразрушениюсозданнойструктурымате-

риалов,т.е.кутратепервоначальныхэксплуатационныхсвойств;

• оплавление некоторыхдеталей(электродысвечей,контакты прерывателейит.д.)появляетсяприэлектромагнитных воздей-

ствиях,когдавследствиеискровыхразрядовчастицыпереносятся саноданакатод.