Особенности и характер загрязнений транспортных средств

 

 

Подвижному составу автомобильного транспорта — автомобилям, автопоездам, автобусам приходится работать в различных дорожных условиях как в черте города, так и на загородных маршрутах, по дорогам с твердым покрытием и грунтовым, при различных погодных условиях — в сухую и сырую погоду, в летнее и зимнее время. От перечисленных условий зависит степень загрязнения автомобилей. Особенно загрязняются автомобили снизу. Даже в сухую погоду детали, узлы, агрегаты и их сочленения, обращенные к поверхности дороги, покрываются слоем пыли и грязи.

В сырую погоду на нижних поверхностях автомобиля остаются загрязнения, содержащие меньше песка и больше органических, глинистых и других примесей, усиливающих силы сцепления загрязнений с наружными поверхностями деталей шасси. Загрязнения грузовых автомобилей зависят еще и от рода перевозимого груза. Все поверхности автомобиля покрываются мельчайшими частицами материалов в смеси с дорожной пылью, образующими прочно связанную пленку с большими силами сцепления.

Все многообразие загрязнений автомобильной техники условно разделяют на 12 групп, наименование и характеристики которых приведены в табл. 5.1.

По химическому составу загрязнения на объектах ремонта подразделяются: на органические (масляные и жировые отложения, пленки лакокрасочных покрытий, консервационные смазки); неорганические (накипь, дорожная грязь, продукты коррозии); смешанные (нагары, лаки, консистентные смазки, производственные загрязнения). В табл. 5.2 приведены основные объекты очистки и виды загрязнений автомобилъной техники, а в табл. 5.3 дана оценка наиболее характерных загрязнений. В табл. 5.4 приведены составы загрязнений на деталях автомобильных двигателей, поступающих после эксплуатации в ремонтные предприятия.

Загрязнения агрегатов, сборочных единиц и деталей включают в себя наружные отложения, остатки смазочных материалов, углеродистые отложения, продукты коррозии, накипь и остатки старых лакокрасочных покрытий. Эти загрязнения различны по своей природе, а поэтому различны и способы их удаления с поверхностей. Они обладают высокой адгезией и прочно удерживаются на поверхности деталей.

 

Таблица 5.1

Классификация и характеристика загрязнений автомобильной техники

 

 

Наружные отложения можно разделить на пылегрязевые и масляно-грязевые. Пылегрязевые отложения образуются из-за содержания в атмосферном воздухе определенного количества пыли. Ее концентрация вблизи транспортных средств достигает 0,05...0,50 г/см2 при дисперсности 5... 30 мкм. При увеличении концентрации пылевьгх частиц возрастает их коагуляция и оседание на металлических поверхностях. Этому процессу также способствует пленка влаги. Масляно-грязевые отложения возникают при попадании дорожной грязи и пыли на поверхности деталей, загрязненных маслом. В среднем значение адгезии наружных отложений к поверхности деталей составляет 0,05...0,20 кгс/см2.

 

Таблица 5.2

Объекты очистки и основные виды загрязнений

 

 

Загрязнения от остатков топливно-смазочных материалов (ТСМ) и продуктов их преобразования являются наиболее распространенными. При эксплуатации автомобилей смазочные материалы претерпевают значительные изменения, вызываемые процессами «старения» — окисления и полимеризации. Это могут быть продукты неполного сгорания топлива, окисления, деструкции углеводородов, полимеризации, конденсации и коагуляции углеводородных и гетероорганических соединений, а также продукты коррозии и биоповреждения металлов в среде ТСМ (рис. 5.1).

 

Таблица 5.3

Характерные загрязнения автомобилей

 

 

 

Вид загрязнения	Деталь (узел) автомобиля	Толщина слоя загрязнений, мм, не более	Площадь загрязнений поверхности, %, не более	Предел прочности при сжатии, МПа
автомобиля	двигателя
Дорожно-почвенные отложения	Детали ходовой части, рамы, кузова, кабины			—	3-30
Масляно-грязевые отложения	Наружная поверхность двигателя и коробки передач
Масла и смазка	Детали коробки передач и трансмиссии
Лакокрасочные покрытия	Кабина, кузов, рама, крылья
Продукты коррозии	Рама, детали шасси, кабина, кузов
Накипь	Рубашка охлаж­дения блока цилиндров и головки цилиндров
Асфальтено-смолистые отложения	Щеки коленчатого вала, шатуны, картер блока цилиндров
Нагар	Головка цилиндров, выпускной трубопровод, клапан выпускной

 

Конечными продуктами процессов, указанных на рис. 5.1, являются сажа, нагар, асфальтено-смолистые вещества, лаки, карбены, карбоиды и др. Сажа и нагар накапливаются в основном в камерах сгорания, на форсунках, в выпускном тракте двигателя. Другие загрязнения образуются в топливных и масляных трубопроводах, на фильтрах и других местах.

Загрязнения по фазовому состоянию могут быть как твердыми, так и жидкими.

 

Таблица 5.4

Состав загрязнений на деталях автомобильных двигателей

 

 

 

Двигатель	Деталь (узел)	Содержание, %
органических веществ	неорганических веществ	воды
ЯМЗ-236	Блок цилиндров	78,5	4,7	9,8
Толкатель	54,5	44,5	1,0
Головка цилиндров	31,9	68,1	—
Клапан выпускной	31,2	68,8	—
Блок цилиндров	90,4	6,0	3,6
ЯМЗ-238	Коромысло клапана	58,4	40,1	1,5
КамАЗ-740	Клапан выпускной	29,4	70,6	—
Головка цилиндров	32,0	68,0	—

 

Асфальтено-смолистые вещества имеют переходную структуру — от смолообразного до твердого фазового состояния. Карбены и карбоиды является продуктами глубокого преобразования ТСМ и представляют собой твердые вещества с высокой поверхностной активностью. Эти продукты прочно удерживаются на поверхности.

Нагар — это продукт неполного сгорания топлива; откладывается на стенках камеры сгорания, клапана, днище поршня. По структуре нагар может быть плотным, рыхлым и пластичным. Химический состав и внешний вид нагаров неоднороден и зависит от качества и состава применяемых топлив и масел. Нагар может включать 80...85% карбенов и карбоидов, 4...7% асфальтенов, 6...14% смол и 1...5 % золы. Нагар обладает высокой механической прочностью и хорошей адгезией к поверхности детали.

Лаки — продукты глубокого преобразования ТСМ — состоят преимущественно из карбенов и карбоидов, связанных преобразованными нейтральными смолами, гидроксикислотами, асфальте -нами. Внешне они представляют собой тонкую прочную пленку, которая образуется в зоне поршневых колец, части шатуна, а также на юбке и внутренних стенках поршня. Как правило, они образуются в зонах воздействия высоких температур на углеводороды масел и топлива, а также в зонах, в которых нет сгорания, но температуры находятся на пределе сгорания углеводородов. Определяющим процессом образования лаков является тонкослойное окисление ТСМ.

 

Осадки — сгустки, которые откладываются на стенках картеров, щеках коленчатых валов, распределительных шестернях, масляных насосах и в маслопроводах. Они состоят из продуктов сгорания и физико-химического изменения топлива и масла, механических примесей, продуктов износа деталей и воды. Осадки не растворяются в масле и обладают большой плотностью. На 40... 80 % осадки состоят из масел и смол: карбены, карбоиды и зола составляют 10...30%. Осадками загрязнено 50...70% поверхности деталей двигателей и проявляются в двух зонах: высокотемпературной (на деталях цилиндро-поршневой группы) и низкотемпературной (в картере двигателя).

Продукты коррозии получаются в результате химического или электрохимического разрушения металлических деталей под действием внешних факторов. При этом на поверхности деталей образуется пленка красновато-бурового цвета гидроаксидов металлов (на алюминиевых деталях пленка имеет серовато-белый цвет гидрата оксидов алюминия). Факторами, обуславливающими коррозию, являются влага, коррозионно-активные продукты ТСМ, внешние условия. В окончательном виде продукты коррозии представляют собой комбинированные сложные составы, включающие также продукты преобразования ТСМ, механические примеси и продукты износа.

Накипь образуется в системе водяного охлаждения двигателя при эксплуатации. Откладываясь на стенках рубашек охлаждения Двигателя и радиатора, накипь затрудняет теплообменные процессы и нарушает нормальную работу двигателя. Образование накипи происходит за счет содержания в воде в растворенном состоянии солей кальция и магния, т. е. жесткостью воды, которые при нагревании воды до 70...90°С разлагаются и отлагаются на деталях системы охлаждения. Продуктами накипи являются в основном карбонаты кальция и магния, сульфаты и силикаты. Также в системе охлаждения образуются илистые охлаждения вследствие попадания в систему механических примесей.