Скорость износа деталей автомобилей

Причины износа деталей автомобиля

Виды, методы и системы ремонта автомобилей

При эксплуатации автомобили подвергаются различным внешним воздействиям, под влиянием которых их надежность снижается из-за появления неисправностей. В результате этого рабочие процессы в автомобиле либо нарушаются, либо становятся невозможными.

Характеристика вредных процессов, вызывающих потерю работоспособности автомобиля

При эксплуатации автомобилей процессы, вызывающие повреждения и разрушения деталей, именуют вредными. Повреждение детали – это частичная потеря ею служебных свойств. Разрушение – это всякий протекающий в материале или на его поверхности процесс, приводящий невозможности выполнения деталью заданных функций. К вредным процессам относятся: изнашивание рабочих поверхностей деталей вследствие трения, разрушение повреждение деталей под действием различных нагрузок (пластическое деформирование, излом, усталость металла, тепловое и электроэрозионное разрушение), под действием химически активных сред (химическая и электрохимическая коррозия потеря сообщенных детали служебных свойств (размагничивание и др.), полностью ликвидировать вредные процессы нельзя. Замедлить их протекание можно путем проведения технического обслуживания и текущих ремонтов.

Виды изнашивания деталей автомобиля

Изнашивание – это процесс постепенного изменения размеров и формы. тела при трении, проявляющийся в отделении с поверхности материала и в его остаточной деформации. Износ обычно выражается в линейных единицах, а иногда – в единицах массы.

Виды трения

Сухое трение. Это трение движения двух твердых тел без смазки на соприкасающихся поверхностях. Оно может быть получено в чистом виде в условиях абсолютного вакуума, т.е. при отсутствии воздействия окружающей среды. В практике к условиям сухого трения несколько приближается работа звеньев гусениц на песчаном сухом грунте.

Граничное трение – это. трение .движения двух твердых тел, имеющих на своих поверхностях незначительный слой смазочного материала (порядка 0,1 мкм), обладающего свойствами, отличающимися от объемных свойств жидкостей при жидкостном трении.

Жидкостное трение – явление сопротивления относительному перемещению, возникающее между двумя трущимися телами, разделёнными слоем смазочного материала, в котором проявляются его объемные свойства.

Виды изнашивания

Изнашивание подразделяется на три основные группы:

Механическое изнашивание подразделяют на абразивное и усталостное.

Абразивное изнашивание – это процесс, при котором трущиеся поверхности разрушаются в результате царапающего или режущего действия твердых тел или частиц. Разновидностью абразивного изнашивания является гидро- и газоабразивное изнашивание, когда износ происходит в результате воздействия твердых частиц, увлекаемых соответственно потоком жидкости или газа. Разновидность механического изнашивания – кавитационное изнашивание поверхности при относительном движении твердого тела в жидкости в условиях кавитации. Гидравлический удар образует каверны диаметром 0,1 – 1,2 мм.

Усталостное изнашивание поверхности трения или отдельных ee участков является следствием многократного деформирования микрообъемов материала, приводящего к возникновению трещин и от делению с поверхностного слоя частиц материала. Основной показатель усталостного изнашивания – глубина деформируемого слоя на поверхности трения. Усталостное изнашивание возможно как при трении качения, так и при трении скольжения и зависит от удельного давления в сопряжении, свойств материала детали и частоты циклов нагрузки.

Молекулярно-механическое изнашивание подразделяют на адгозионное и избирательный перенос.

Адгезионное изнашивание происходит в связи с возникновением на отдельных участках контактирующих поверхностей молекулярных (адгезионных) взаимодействий, силы которых превосходят прочность связей поверхностного слоя материала с основным материалом детали. К адгезионному изнашиванию склонны пары с металлическими поверхностями. Адгезионное изнашивание выражается в глубинном вырывании материала и переносе его с одной поверхности на другую, что приводит, как правило, к заеданию деталей.

Изнашивание в условиях избирательного переноса также характеризуется атомарными явлениями в зоне контакта и наблюдается, например, при трении металлополимерных пар, когда полимер переносится на поверхность металла, образуя на ней мономолекулярный слой. Образование в данном случае прослойки благоприятно сказывается на фрикционных характеристиках пары и приводит к резкому уменьшению интенсивности изнашивания.

Коррозионно-механическое изнашивание подразделяют на окислительное и изнашивание при фреттинг-коррозии.

Окислительное изнашивание возникает при наличии на поверхности трения защитных пленок, образовавшихся в результате взаимодействия материала детали с кислородом. Возникновение оксидных пленок не исключает, а ускоряет усталостное разрушение материала, так как в результате взаимодействия кислорода и металла образуются слои с повышенной хрупкостью, ускоряющей разрушение материала.

Изнашивание при фреттинг-коррозии происходит в процессе малых колебательных относительных перемещений контактирующих металлических поверхностей в результате периодических деформаций или вибраций элементов конструкции. Этот вид изнашивания характерен для поверхностей деталей в неподвижных соединениях, воспринимающих вибрационные нагрузки (например, наружные поверхности наружных колец шарико- и роликоподшипников, поверхности отверстий в корпусах подшипников, в заклепочных соединениях, работающих при вибрационной нагрузке и др.).

Основные характеристики изнашивания деталей автомобиля

Линейный износ U – это изменение размера детали (образца) в результате изнашивания в направлении, перпендикулярном поверхности трения.

Скорость изнашивания g=dU/dt – отношение износа к времени изнашивания. По скорости изнашивания можно судить о долговечности детали.

Интенсивность изнашивания j = dU/dS отношение износа к пути трения, на котором происходило изнашивание, или к объёму выполненной работы, например, к наработке машины в кубических метрах вынутого грунта (если это экскаватор).

Износостойкость – свойство оказывать сопротивление изнашиванию при определенных условиях трения. Износостойкость оказывался величиной, обратной скорости или интенсивности изнашивания.

Относительная стойкость – отношений износостойкости данного материала и материала, принятого за эталон, при их изнашивании в одинаковых условиях.

Источник статьи: http://seite1.ru/obzory-i-sovety/prichiny-iznosa-detalej-avtomobilya/.html

Классификация видов изнашивания и их характеристика

Причины изменения технического состояния автомобилей

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 агрессив ной 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 цилин-дропоршневой 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 изнашиваниезаключается 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-абразивпая 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 задиров, 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 проворот 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).

Коррозияявляется 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, влата, 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:

Источник статьи: http://helpiks.org/8-17553.html