Основы то и ремонта автомобилей

Неисправности и отказы автомобиля

1. Понятие надежности автомобиля и ее основные показатели.

 

Надежность  машин — один из важнейших показателей качества.

Надежность — это свойство изделия, обеспечивающее выполнение заданных функций при сохранении эксплуатационных показателей в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки.

Надежность  машины — комплексное свойство, которое характеризуется безотказностью, ремонтопригодностью, долговечностью и сохраняемостью. Каждое из указанных свойств надежности оценивается рядом технических и экономических показателей, физическая сущность и количество которых зависит от конструкции машин, технологии изготовления и условий эксплуатации, качества технического обслуживания и ремонта.

Наработка — продолжительность функционирования или объем работы, выполненный машиной, которые измеряют в часах, моточасах, километрах. При эксплуатации машин различают наработку: сменную, суточную, месячную или годовую, до первого отказа, между отказами и т. п.

Отказ — нарушение работоспособности машины (детали, узла и т. п.).

Повреждение заключается в нарушении исправности. В соответствии с теорией надежности машина может находиться в состоянии работоспособности или неработоспособности, исправности или неисправности.

Работоспособность — состояние машины или сборочных единиц, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют нормативно-технической (стандарты, технические условия и т.д.) и (или) конструкторской документации (мощность двигателя, сила тяги на крюке, расход топлива и т. д.).

Неработоспособность — состояние машины, при котором значение хотя бы одного заданного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Исправность — состояние машины, при котором она соответствует всем требованиям, установленным нормативно-технической и (или) конструкторской документацией.

Неисправность — состояние машины, при котором она не соответствует хотя бы одному из этих требований.

Понятие «исправность» шире, чем  «работоспособность». Работоспособная машина в отличие от исправной удовлетворяет лишь тем требованиям нормативно-технической документации, которые обеспечивают ее нормальное функционирование при выполнении заданных функций. Однако машина может не удовлетворять, например, требованиям, относящимся к внешнему виду (дефекты кабины, облицовки и др.). Следовательно, работоспособная машина может быть неисправной, однако ее повреждения не препятствуют нормальному функционированию.

Безотказность — свойство машины сохранять работоспособность при эксплуатации в течение определенного времени или наработки без вынужденных перерывов. Показатели безотказности определяются опытным путем.

Ремонтопригодность — свойство машины, заключающееся в приспособленности ее конструкции к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей путем проведения технического обслуживания и ремонтов для поддержания и восстановления работоспособности. Другими словами, ремонтопригодность — эксплуатационно-техническое свойство машины, характеризующее приспособленность ее конструкции к ремонтно-обслуживающим работам (проверка технического состояния, регулировка сопряжений, устранение отказов, замена деталей и т.д.). Показателями ремонтопригодности (технологичности) автомобиля являются время простоя автомобиля при техническом обслуживании и ремонте и трудоемкость этих работ в человеко-часах.

Ремонтопригодность  конструкции автомобиля определяется удобством доступа и легкосъемностью агрегатов, узлов и деталей, а также степенью унификации систем, узлов, агрегатов и крепежных деталей.

Долговечность — свойство машины сохранять работоспособность с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонта до предельного состояния, указанного в нормативно-технической документации. Параметрами долговечности являются ресурс (в километрах) и срок службы (в годах).

Ресурс — это пробег автомобиля до предельного состояния, которое определяется износом базовых деталей, при котором их ремонт невозможен или нецелесообразен.

Предельное  состояние — состояние машины, при котором ее дальнейшее применение по назначению недопустимо или нецелесообразно, либо восстановление ее работоспособного или исправного состояния невозможно или нецелесообразно.

Сохраняемость — свойство машины сохранять значения показателей безотказности, ремонтопригодности и долговечности в течение и после хранения и (или) транспортирования.

Комплексными показателями надежности автомобиля являются коэффициенты технической готовности и использования.

Коэффициент технической  готовности — вероятность нахождения автомобиля в работоспособном состоянии в любой момент времени, кроме планируемого, когда eгo использование по назначению не предусмотрено.

Коэффициент технической готовности рассчитывается по формуле

 

 

 

где l_cc — среднесуточный пробеr автомобиля; Д_ор — продолжительность простоя автомобиля при TO-2 и ТР) на 1000 км пробега; К¹₄ — коэффициент корректирования продолжительности простоя при техническом обслуживании (ТО) и ремонте в зависимости от пробега автомобиля с начала эксплуатации; Д_кр — продолжительность простоя автомобиля на капитальном peмонте; L_крср —принятая к расчету средневзвешенная величина межpeмонтнoгo пробега капитального ремонта.

Коэффициент технического использования — отношение времени пребывания автомобиля в работоспособном состоянии за определенный период эксплуатации к сумме математических ожиданий интервалов времени eгo пребывания в работоспособном состоянии, простоев, обусловленных техническим обслуживанием и ремонтами за тот же период эксплуатации.

Коэффициент технического использования  рассчитывается по формуле

 

 

 

где Д_рг — число дней работы автомобилей на линии в году; Д_кг — число календарных дней в году.

 

2. Отказы и неисправности автомобиля и их классификация.

 

Ухудшение технического состояния  машин в процессе эксплуатации является следствием появления неисправностей и отказов. Момент наступления отказа всегда случаен. По характеру процесса отказы делят на постепенные и внезапные.

Постепенный отказ характеризуется постепенным изменением значений одного или нескольких параметров технического состояния машины. Причиной могут быть изнашивание и коррозия деталей, накопление усталостных повреждений и т.д. Вероятность возникновения постепенного отказа повышается с увеличением наработки машины.

Внезапный отказ характеризуется скачкообразным изменением одного или нескольких параметров состояния машины. Он вызывается обычно неожиданным изменением внешних условий (перегрузка, попадание посторонних предметов в рабочие органы машины, наезды и т.д.). Внезапный отказ может возникнуть с одинаковой вероятностью независимо от наработки машины.

Параметр  состояния — физическая величина, характеризующая работоспособность или исправность машин и изменяющаяся в процессе работы.

Важно установить вид и  причины возникновения отказов, которые можно распределить на следующие группы.

Конструкционные отказы возникают вследствие ошибок конструктора (недостаточная прочность, незащищенность механизмов от воздействия пыли, влаги и т.д.).

Производственные  отказы возникают в результате нарушения установленного процесса изготовления или ремонта машины.

Эксплуатационные  отказы являются следствием нарушения правил эксплуатации машин или влияния непредусмотренных правилами внешних воздействий, что приводит к преждевременным остановкам машины.

Отказ автомобиля — eгo техническое состояние, при котором невозможно начать или продолжить уже начатый транспортный процесс.

Отказ автомобиля, связанный с eгo техническим состоянием, фиксируется в следующих случаях:

- опоздание при выходе на  линию;

- прекращение уже начатого транспортного  процесса (линейный отказ);

- досрочный возврат с линии  (неполное выполнение задания);

- принудительное обоснованное  недопущение автомобиля к работе  или ее прекращение на линии контрольными opгaнами ГИБДД, транспортной инспекцией или экологической милицией.

Все остальные отклонения технического состояния автомобиля от нормы классифицируются как неисправности.

 

3. Причины изменения технического состояния автомобиля.

 

В процессе эксплуатации автомобиля в результате воздействия на нeгo целого ряда факторов (нагрузок, вибраций, влаги, воздушных потоков, абразивных частиц, температуры) происходит необратимое  ухудшение eгo технического состояния, связанное с изнашиванием и повреждением eгo деталей, а также изменением ряда их свойств (упругости, пластичности и др.).

Изменения технического состояния  автомобиля обусловлены работой eгo 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 техничеcкогo состояния  автомобиля при eгo 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 ocновных вида трения: трение без смазочного материала и жидкостное трение. В первом случае трущиеся поверхности деталей взаимодействуют непосредственно друг с другом (например, тpeние тормозных колодок о тормозные барабаны или диски, тpeние ведомого диска сцепления о маховик). Данный вид трения сопровождается повышенным изнашиванием трущихся поверхностей деталей. При жидкостном (или гидродинамическом) тpeнии между трущимися поверхностями деталей создается масляный слой, толщина котopoгo 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 мexaнизмах (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 агрессивной среды, под действием которой на них образуются непрочные пленки окислов, которые снимаются с поверхности в peзультате трения, обнажающиеся поверхности также окисляются и т. д. Данный вид изнашивания наблюдается на деталях цилиндропоршневой 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 (выкpaшивается), 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 oxлаждения.