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) изменениямогутвозникатьвре-
зультатенепрогнозируемых поломок вследствиенеправильной
эксплуатации,некачественногохраненияиобслуживания,нека-
чественныхкомплектующих,атакжеврезультатедорожно-транс- портногопроисшествия(ДТП).
Причинамипостоянного (монотонного) изменениятехническо- 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 изнашиваниевозникает 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 |
| ! |
(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 изнашиваниеделитсянаадгезион- 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 призаеданиипроисходит врезультатесхватыва- ния,глубинного вырывания материала, переносаегос одной поверхности трения надругуюивоздействия возникших неров-
ностейнасопряженную поверхность.
Прикоррозионно-механическом изнашиваниивследствие.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.
Коррозияпредставляетсобойагрессивноевоздействиесредына 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 обупругойдеформации,впротивномслучае- опластической.Пла- стическаядеформацияпроисходитподдействиемсиловыхнагру- зок,превышающихпределтекучести(приизгибе,кручении,ра- стяженииисмятииповерхностей);
· хрупкоеразрушениепроисходитбезпредварительнойдефор- мацииивызываетсянормальныминапряжениями;
· вязкое разрушениепроисходитпризначительнойдеформа- циикасательныминагрузками;
· усталостное разрушение(рам,валов,пружин,рессор,шату-
новидругихдеталей)имеетместоприциклическихнагрузках,
связаноспластическойдеформациейиприводиткполнойпоте-
реработоспособностиэлемента;
· тепловое разрушение(головкиблокацилиндров,поршней, выпускныхколлекторов)происходитврезультатезначительных нагреваний,приводякразрушениюсозданнойструктурымате-
риалов,т.е.кутратепервоначальныхэксплуатационныхсвойств;
• оплавлениенекоторыхдеталей(электродысвечей,контакты прерывателейит.д.)появляетсяприэлектромагнитных воздей-
ствиях,когдавследствиеискровыхразрядовчастицыпереносятся саноданакатод.