Надежность автомобиля

Повышение ресурса двигателя

Повышение ресурса двигателя

Для увеличения ресурса деталей проводят мероприятия повышающие надежность автомобиля.

Их делят на 3 группы:

- конструкторские

- технологические

- эксплуатационные

Конструкторские методы повышения износостойкости, влияющие на первопричину преждевременного выхода деталей из строя, являются наиболее предпочтительными.

Направления конструкторских методов упрочнения и повышения ресурса двигателя :

- выбор оптимальных материалов, допусков, шероховатости, смазки;

- защита быстроизнашивающихся поверхностей от внешней среды или ослабление ее воздействия;

- уменьшение вибраций отдельных деталей и узлов автомобиля.

Абразивный износ является основной причиной выхода из строя деталей автомобиля. В первую очередь это связано с попаданием пыли на трущиеся поверхности карданной передачи, подвески, переднего моста, рулевого управления. Если для предохранения двигателя от пыли на автомобиле предусматриваются специальные фильтры и другие приспособления, то вкладыши, опоры, пальцы и втулки ушек рессорного узла совершенно не защищены. Так же обстоят дела с деталями карданной передачи, сальниковые уплотнения которых не обеспечивают необходимой герметизации. Попадающие под сальник абразивные частицы внедряются в мягкую основу уплотнения и шаржируют твердую поверхность крестовины карданного вала, разрушая ее. Аналогичный характер изнашивания наблюдается на трущихся поверхностях фланцев ведущей шестерни, различных узлов коробки передач и других деталей. Противопылевые уплотнения, применяемые в рулевом управлении автомобиля, под воздействием окружающей среды и плохого обслуживания сравнительно быстро теряют свои качества, что приводит к подтеканию смазки, попаданию пыли и, как следствие, быстрому износу деталей. Поэтому улучшение защиты таких узлов трения является весьма эффективным средством повышения их долговечности. Так, например, применение уплотнений в шкворневых узлах автомобилей ГАЗ-53А при ТО-2 или капитальном ремонте передних мостов позволило увеличить работоспособность шкворневых узлов с 50 тыс. до 200 тыс. км.

Конструктору необходимо стремиться к наиболее благоприятному взаимодействию деталей, рациональному приложению действующих нагрузок.

Для уменьшения возможности попадания абразивных частиц в зону трения рекомендуется использовать минимальный радиус закругления фасок на кромке стыкующихся деталей с минимальной шероховатостью трущихся поверхностей. Эффективным препятствием для проникновения абразивных частиц является применение ограждающих козырьков, лабиринтных уплотнений. Известно, например, что использование последних в шарнирах литой гусеницы позволило повысить износостойкость пальцев и втулок в 2,5 раза. Исследования шарниров, открытых для доступа пыли, показали слабую зависимость линейного износа этих деталей от их диаметра. В большей степени интенсивность изнашивания зависит от длины контактируемых поверхностей. Линейный износ обратно пропорционален квадрату длины шарнира. Следовательно, увеличение длины шарнира приведет к повышению износостойкости входящих в него деталей. Существенным резервом увеличения износостойкости тех или иных узлов и деталей может быть изменение характера трения в сопряжении. Применение подшипников качения, например, в рулевой колонке автомобиля МАЗ-6422 предотвращает возникновение схватывания (заклинивания) трущихся поверхностей.

Однако в традиционно сложившихся конструкциях автомобиля применение конструкторских методов затруднительно, а часто и вовсе невозможно.

К эксплуатационным факторам, влияющим на износостойкость деталей и узлов, относятся соблюдение режимов технического обслуживания и эксплуатации, квалификация ремонтно-обслуживающего персонала, качество выполняемых им работ и материалов, применяемых при техническом обслуживании и ремонте автомобилей.

Износостойкость отдельных деталей и узлов автомобиля в значительной степени определяется технологией их производства. Среди многообразия технологических факторов, влияющих на износостойкость, следует выделить качество материала детали (особенно ее поверхностного слоя), шероховатость поверхностей трения, точность размеров и геометрической формы деталей, соответствие размеров сопрягаемых изделий и узлов, качество монтажа, балансировки, обкатки, испытаний и доводки.

Качество материала детали зависит от соблюдения технологии ее производства на всех стадиях изготовления: от получения необходимого по химическому составу металла до режимов окончательной механической и упрочняющей обработки, обеспечивающей необходимые физико-механические свойства.

Исследованиями, результаты которых нашли свое отражение в ГОСТах, различных рекомендациях, установлены оптимальные значения шероховатости поверхности практически для каждого сопряжения автомобиля. Отступление от этих значений приводит к ухудшению условий приработки и, как следствие, сокращению ресурса деталей.

Большое влияние на износостойкость деталей оказывают точность исходных размеров и отклонения от геометрической формы. Неточное изготовление быстроизнашивающихся деталей вызывает значительное возрастание удельных нагрузок, приводящее к выдавливанию смазки, задирам, схватыванию трущихся поверхностей. Особенно это касается плохо контролируемых и метрологически не обеспеченных технологических процессов изготовления наружных и внутренних сферических поверхностей деталей рулевого управления. Повышением точности изготовления деталей автомобиля достигается и уменьшение исходных зазоров до оптимальной величины. Основным же фактором для получения нужного сочетания физико-механических характеристик является применение технологических методов упрочнения трущихся поверхностей. Однако, несмотря на существование разнообразных процессов поверхностного упрочнения, автомобильные заводы страны чаще всего ограничиваются применением закалки токами высокой частоты и цементации.

Таким образом, хотя использование конструкторских методов повышения износостойкости является предпочтительным, а применение эксплуатационных мероприятий позволяет снизить интенсивность изнашивания, основной резерв повышения ресурса быстроизнашивающихся деталей автомобиля находится в области технологии их изготовления.

Существующие разнообразные технологические способы упрочнения поверхностных слоев быстроизнашивающихся деталей машин можно представить в виде схемы.

Для выбора рациональных методов упрочнения быстроизнашивающихся деталей, лимитирующих надежность автомобиля, необходимо знать сущность, механизм и возможности наиболее распространенных в машиностроении способов обработки поверхностных слоев. Методы поверхностного пластического деформирования (ППД), закалки токами высокой частоты, термо- и электромеханическая обработка (ТМО и ЭМО), цементация, азотирование, борирование, нитроцементация и другие методы химико-термической обработки, а также электролитические и химические способы получения износостойких слоев подробно изложены в отечественной литературе. Поэтому остановимся на получивших распространение в последние годы способах упрочнения поверхностей нанесением твердых износостойких материалов, методах лазерного, электронно-лучевого упрочнения и некоторых других.

Добавить комментарий