Старение автомобилей и их составных частей

Урок 1,2

РАЗДЕЛ I. ОСНОВЫ АВТОРЕМОНТНОГО ПРОИЗВОДСТВА

ГЛАВА 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО РЕМОНТУ АВТОМОБИЛЕЙ

Старение автомобилей и их составных частей

Старениемназывается процесс необратимого изменения его свойств и (или) состояния, обусловленного структурными превраще­ниями, химическими изменениями в материалах, из которых изготов­лены детали, а также постепенным накоплением в элементах конст­рукции автомобиля микро и макро повреждений при эксплуатации.

Процессы старения всегда связаны со временем.

При эксплуатации автомобиля имеют место физическое изна­шивание деталей, потеря усталостной прочности их материала, происхо­дят изменения, связанные с коррозией, потерей жесткости, структурные изменения и химические превращения в металлах, потеря некоторых свойств (например, упругости, пластичности и др.).

В связи с этим необходимо знать законы старения, устанавливающие зависимость повреждений от времени. Например, толщины изношенного слоя, остаточного прогиба при деформации детали, площади или глубины повреж­денного коррозией слоя в зависимости от наработки. Использование этих закономерностей позволяет прогнозировать потерю рабо­тоспособного состояния автомобилем и его составными частями. Старение детали происходит в результате воздействия нескольких разрушительных процессов и является результатом воз­действия большого числа факторов.

Изнашиваниемназывается процесс отделения материала с поверхности твердого тела и (или) увеличения его остаточной де­формации при трении, проявляющийся в постепенном измене­нии размеров и (или) формы тела. Износ является результатом изнашивания и определяется в установленных единицах (толщи­ны слоя, объема, массы).

Процесс изнашивания обычно происходит в три стадии. На ста­дии 1 (рис. 1.1) идет приработка сопряженных поверхностей дета­лей, занимающая небольшой отрезок времени /„• При этом износ h

Рис. 1.1. Зависимость износа h и ско­рости dh/dt изнашивания от времени работы

изменяется нелинейно, скорость изнашивания вы­сокая, но постепенно убывает. Стадия // являет­ся наиболее продолжи­тельной и характеризует­ся стабильностью процес­са. Скорость изнашивания в этом случае небольшая и постоянная. Стадия III— ускоренное изнашивание, характеризующееся резко возрастающей скоростью изнашивания. Причиной этого является изменение условий тре­ния из-за изменения размеров и формы трущихся поверхностей.

Деформация детали может быть обратимой (упругой) и необра­тимой, т. е. остаточной. Если возникающие напряжения в материале детали меньше предела его упругости, то будет иметь место главным образом упругая деформация. Однако упру­гая деформация может сопровождаться и остаточной деформаци­ей, например, при повышенных температурах. Остаточная де­формация изменяет размеры и конфигурацию детали, что приводит к снижению долговечности двигателя в целом.

Разрушение приводит к полному расчленению детали. Разруше­ния бывают вязкими, хрупкими и усталостными.

Вязкое разрушение происходит от касательных напря­жений вследствие значительной пластической деформации. Плос­кость разрушений расположена под углом к направлению прило­жения нагрузки и совпадает с направлением действия касатель­ных напряжений.

Хрупкое разрушение происходит под действием нормаль­ных напряжений. Ему предшествует незначительная пластическая деформация, и плоскость разрушения оказывается перпендикуляр­ной направлению приложения нагрузки

Усталостное разрушение деталей является результатом многократного приложения нагрузок и происходит при напряжени­ях, значительно меньших, чем в случае однократного нагружения.

Коррозияпредставляет собой разрушение металлов вследствие химического или электрохимического взаимодействия их с корро­зионной средой.

Эрозия и кавитациявозникают при действии на металл потока жидкости, движущейся с большой скоростью. На поверхностях де­талей образуются пятна, полосы, вымоины. Таким повреждениям подвергаются детали си­стемы охлаждения двигателя, крылья кузова, воспринимающие со стороны колес поток воды, песка и мелких камней. Кавитационное повреждение металла происходит тогда, когда нарушается непрерывность потока жидкости и образуются кавитационные пу­зыри. Такому разру­шению часто подвергаются детали системы охлаждения двигате­ля, гильзы цилиндров, посадочные пояски блоков цилиндров под гильзу, патрубки и др.

Предельным состояниемавтомобиля и его составных частей на­зывается состояние, при котором их дальнейшее применение по назначению недопустимо или нецелесообразно, либо восстанов­ление их невозможно или нецелесообразно. Так, например, необ­ходимость смены масла в картерах агрегатов связана с достижени­ем маслами предельного состояния при изменении их смазываю­щих свойств; выполнение регулировочных работ обусловливается достижением предельных зазоров в сопряжениях; замена или ре­монт детали диктуется износом хотя бы одной ее рабочей поверх­ности до предельного размера.