Техническое обслуживание легкового автомобиля

Введение

    Автомобильный транспорт играет существенную роль в транспортном комплексе страны, регулярно обслуживая почти 3 млн. предприятий  и организаций всех форм собственности, крестьянских и фермерских хозяйств и предпринимателей, а также население  страны. В 2000 г. автомобильный парк России достиг 28 млн. ед., причем более 85% легковых и грузовых автомобилей и автобусов  принадлежат гражданам на условиях личной собственности. Согласно данным Министерства транспорта Российской Федерации, численность субъектов, осуществляющих автотранспортную деятельность, превысила 370 тыс., из них 61% - предприятия и 39% - физические лица. Согласно оценкам, вклад автомобильного транспорта в перевозки грузов составляет 75-77%, а пассажиров (без индивидуального легкового) - 53-55%. Регулярными автомобильными перевозками (основными в пассажирских перевозках) охвачено 1,3 тыс. городов и 78,9 тыс. сельских населенных пунктов. Общее число автобусных маршрутов протяженностью 1,9 млн. км превысило 32 тыс., из них 30% - городские, 49% - пригородные, 21% - междугородные и международные.

    Особенности и преимущества автомобильного транспорта, предопределяющие достаточно высокие  темпы развития, связаны с мобильностью и гибкостью доставки грузов и  пассажиров "от двери до двери", "точно в срок" и соблюдением  при необходимости расписания. Эти  свойства автомобильного транспорта во многом определяются уровнем работоспособности  и техническим состоянием автомобилей  и парков, зависящими, во-первых, от надежности конструкции автомобилей, во-вторых, от мер по обеспечению их работоспособности в процессе эксплуатации и от условий последней.

    При этом, если надежность конструкции автомобилей закладывается на этапах проектирования и производства, то наиболее полное использование потенциальных возможностей обеспечивается этапом технической эксплуатации, а, следовательно, работоспособность автомобилей и парков обеспечивается подсистемой технической эксплуатации автомобилей.

    Таким образом, несмотря на постоянный технический  прогресс в области автомобилестроения, создания технологического оборудования по техническому обслуживанию и ремонту  подвижного состава автомобильного транспорта, а также разработки новых  обоснованных подходов к эксплуатации и ее условиям проблема разработки целостной системы технической эксплуатации автомобилей является актуальной. 

    Изменение технического состояния  автомобиля в процессе эксплуатации, понятие  надежности.

    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.).

    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).

    Изнашивание - это процесс разрушения и отделения  материала с поверхностей деталей  и (или) накопление остаточных деформаций при их трении, проявляющийся в  постепенном изменении размеров и (или) формы взаимодействующих  деталей.

    Износ - это результат процесса изнашивания  деталей, выражающийся в изменении  их размера, формы, объема и массы.

    Различают сухое и жидкостное трение. При  сухом трении трущиеся поверхности  деталей взаимодействуют непосредственно  друг с другом (например, трение тормозных  колодок о тормозные барабаны или диски или трение ведомого диска сцепления о маховик). Данный вид трения сопровождается повышенным износом трущихся поверхностей деталей. При жидкостном (или гидродинамическом) трении между трущимися поверхностями  деталей создается масляный слой, превышающий микронеровности их поверхностей и не допускающий их непосредственного контакта (например, подшипники коленчатого вала в период установившегося режима работы), что  резко сокращает износ деталей. Практически при работе большинства  механизмов автомобиля вышеуказанные  основные виды трения постоянно чередуются и переходят друг в друга, образуя  промежуточные виды.

    Основными видами изнашивания являются абразивное, окислительное, усталостное, эрозионное, а также изнашивание при заедании, фретинге и фретинг-коррозии.

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

    Окислительное изнашивание происходит в результате воздействия на трущиеся поверхности  сопряженных деталей агрессивной  среды, под действием которой  на них образуются непрочные пленки окислов, которые снимаются при  трении, а обнажающиеся поверхности  опять окисляются. Данный вид изнашивания  наблюдается на деталях цилиндропоршневой  группы двигателя, деталях цилиндров  гидропривода тормозов и сцепления.

    Усталостное изнашивание состоит 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 и  изношенный слой. Данный вид изнашивания  возникает на беговых дорожках колец  подшипников качения, зубьях шестерен и 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 (газa, жидкости, абразива) различают газовую, кавитационную, абразивную и электрическую эрозию

    Газовая эрозия состоит в разрушении материала  детали под действием механических и тепловых воздействий молекул  газа. Газовая эрозия 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 и ее разрушению. Таким повреждениям подвержены детали двигателя, контактирующие с охлаждающей жидкостью: внутренние полости рубашки охлаждения блока цилиндров, наружные поверхности гильз цилиндров, патрубки системы охлаждения.

    Электроэрозионное изнашивание проявляется в эрозионном изнашивании поверхностей деталей  в результате воздействия разрядов при прохождении электронного тока, например, между электродами свечей зажигания или контактами прерывателя.

    Абразивная  эрозия возникает при механическом воздействии на поверхности деталей  абразивных частиц, содержащихся в  потоках жидкости (гидроабразивная  эрозия) и (или) газа (газообразная эрозия), и наиболее характерна для наружных деталей 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 задиров на рабочих поверхностях деталей, к их заклиниванию и разрушению. Такое изнашивание происходит при возникновении местных контактов между трущимися поверхностями, на которых вследствие чрезмерных нагрузок и скорости, а также недостатка смазки происходит разрыв масляной пленки, сильный нагрев и "сваривание" частиц металла. Типичный пример - заклинивание коленчатого вала и проворот вкладышей при нарушении работы системы смазывания двигателей. Изнашивание при фретинге - это 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 изнашивание при фретинг-корозии. Такое изнашивание может происходить, например, в местах контакта вкладышей шеек коленчатого вала и их постелей в блоке цилиндров и крышках подшипников.

    Пластические  деформации и разрушение деталей  автомобилей связаны с достижением  или превышением пределов текучести  или прочности соответственно у  пластичных (сталь) или хрупких (чугун) материалов деталей. Данные повреждения  обычно являются следствием нарушения  правил эксплуатации автомобиля (перегрузкой, неправильным управлением, а также  дорожно-транспортным происшествием). Иногда пластическим деформациям деталей  предшествует их изнашивание, приводящее к изменению геометрических размеров и снижению запаса прочности детали.

    Усталостное разрушение деталей возникает при  циклических нагрузках, превышающих  предел выносливости металла детали. При этом происходит постепенное  образование и рост усталостных  трещин, приводящих при определенном числе циклов нагрузки к разрушению детали. Такие повреждения возникают, например, у рессор и полуосей при  длительной эксплуатации автомобиля в экстремальных условиях (длительные перегрузки, низкие или высокие температуры).

    Коррозия  возникает на поверхностях деталей  в результате химического или  электрохимического взаимодействия материала  детали с агрессивной окружающей средой, приводящего к окислению (ржавлению) металла и как следствие  к уменьшению прочности и ухудшению  внешнего вида деталей. Наиболее сильное  коррозирующее воздействие на детали автомобиля оказывают соли, используемые на дорогах в зимнее время, а также  отработавшие газы. Сильно способствует коррозии сохранение влаги на металлических  поверхностях, что особенно характерно для скрытых полостей и ниш.

    Старение - это изменение физико-химических свойств материалов деталей и  эксплуатационных материалов в процессе эксплуатации и при хранении автомобиля или его частей под действием  внешней среды (нагрев или охлаждение, влажность, солнечная радиация). Так, в результате старения резинотехнические  изделия теряют эластичность и растрескиваются, у топлива, масел и эксплуатационных жидкостей наблюдаются окислительные  процессы, изменяющие их химический состав и приводящие к ухудшению их эксплуатационных свойств.

    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).

    Основными мероприятиями, уменьшающими темпы  износа деталей при эксплуатации автомобиля являются: своевременные  контроль и замена защитных чехлов, а также замена или очистка  фильтров (воздушных, масляных, топливных), препятствующих попаданию на трущиеся поверхности деталей абразивных частиц; своевременное и качественное выполнение крепежных, регулировочных (регулировка клапанов и натяжения цепи двигателя, углов установки колес, подшипников ступиц колес и т. п.) и смазочных (замена и доливка масла в двигателе, коробке передач, заднем мосту, замена и добавка масла в ступицы колес и т. п.) работ; своевременное восстановление защитного покрытия днища кузова, а также установка подкрылков, защищающих арки колес.

    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. Автомобиль в процессе эксплуатации может находится в одном из следующих состояний: исправном, неисправном, работоспособном, неработоспособном (непредельном) и предельном.

    Исправным называют такое состояние автомобиля, при котором он соответствует  всем требованиям нормативно-технической  документации. Если автомобиль не соответствует  хотя бы одному требованию нормативно-технической  документации, то он считается неисправным.

    Работоспособным состоянием называют такое состояние  автомобиля, при котором он соответствует  лишь тем требованиям, которые характеризуют  его способность выполнять заданные (транспортные) функции, т. е. автомобиль работоспособен, если он может перевозить пассажиров и грузы без угрозы безопасности движения. Работоспособный  автомобиль может быть неисправным, например иметь пониженное давление масла в смазочной системе двигателя, ухудшенный внешний вид и т. п. При несоответствии автомобиля хотя бы одному из требований, характеризующих его способность выполнять транспортную работу, он считается неработоспособным.

    Переход автомобиля в неисправное, но работоспособное  состояние называется повреждением (нарушение исправного состояния), а  в неработоспособное состояние - отказом (нарушение работоспособного состояния).