Причины изменения технического состояния автомобилей в процессе эксплуатации: изнашивание, пластическая деформация, усталостное разрушение, коррозия

Изменение технического состояния обусловлено работой узлов механиз­мов, случайными причинами, а также воздействием внешних условий ра­боты и хранения автомобиля. К слу­чайным причинам относятся скрытые дефекты, перегрузки конструкции и т. п.

Основными постоянно действую­щими причинами изменения техниче­ского состояния деталей и автомоби­ля в целом являются изнашивание, пластические деформации, усталост­ные разрушения, коррозия; физико­химические изменения материала деталей. Процесс изнашива­ния возникает под действием трения, зависящего от материала и качества обработки поверхностей, смазки, нагрузки, скорости относительного перемещения поверхностей и тепло­вого режима работы сопряжения. Из­нашивание — это процесс разруше­ния и отделения материала с поверх­ности детали и (или) накопления ее остаточной деформации при тре­нии, проявляющейся в постепенном изменении размеров и формы дета­лей. Результат изнашивания, опре­деляемый в установленных едини­цах (например, мкм/км), называется износом. Обычно в практике ТЭА выделяют абразивное, усталостное, коррозион- но-эрозионное, окислительное, электроэрозионное, а также изнашива­ние при заедании, фретинге и фретинг-коррозии.

Пластические деформации и раз­рушения. Такие повреждения свя­заны с достижением или превыше­нием пределов текучести или проч­ности соответственно у вязких (сталь) или хрупких (чугун) материалов. Обычно этот вид разрушений являет­ся следствием либо ошибок при рас­четах, либо нарушений правил экс­плуатации (перегрузки, неправиль­ное управление автомобилем, дорожно-транспортные происшествия и т. п.). Иногда пластическим дефор­мациям или разрушениям предшест­вует механическое изнашивание, при­водящее к изменению геометрических размеров и сокращению запасов прочности детали.

Усталостные разрушения. Этот вид разрушений возникает при цикличе­ском приложении нагрузок, превы­шающих предел выносливости метал­ла детали. При этом происходят постепенное накопление и рост уста­лостных трещин, приводящие при оп­ределенном числе циклов нагруже­ния к усталостному разрушению деталей.

Коррозия. Это явление происходит вследствие агрессивного воздействия среды на детали, приводящего к окислению (ржавению) металла и, как следствие, к уменьшению проч­ности и ухудшению внешнего вида. Основными, активными агентами внеш­ней среды, вызывающими коррозию, являются соль, которой посыпают дороги зимой, кислоты, содержа­щиеся в воде и почве, а также ком­поненты, входящие в состав отрабо­тавших газов автомобилей, и их химические соединения. Коррозия главным образом поражает детали кузова, кабины, рамы. Для деталей кузова, расположенных снизу, кор­розия сопровождается абразивным изнашиванием в результате воздей­ствия на поверхность при движении автомобиля абразивных частиц — песка, гравия. Сильно способствует коррозии сохранение влаги на металлических поверхностях, в том числе под слоем дорожной грязи, что особенно характерно для всякого рода скрытых полостей и ниш.

 

 

Факторы, обуславливающие изменение ТСА, его агрегатов и систем в процессе эксплуатации и хранения: конструкция, качество материалов и обработки деталей, качество ТСМ, условия эксплуатации, качество ТО и Р.

В различных условиях эксплуатации показатели надежности автомобилей будут различными. Выделяют следующие факторы, влияющие на интенсивность изменения технического состояния автомобилей (рис. 1.6): производственные, условия эксплуатации, эксплуатационно-производственные.
Производственные факторы влияния на изменение технического состояния автомобиля включают в себя: конструктивные особенности данной марки автомобиля; однородность производства (характеризуется рассеиванием сроков изнашивания одних и тех же деталей); надежность.
Условия эксплуатации включают дорожные условия, условия и интенсивность движения, природно-климатические, сезонные условия, агрессивность окружающей среды.

Эксплуатационно-производственные факторы определяют влияние реального технического состояния автомобиля и эффективности системы поддержания в технически исправном состоянии автомобиля на интенсивность изменения характеристик его элементов. Под эксплуатационно-производственными понимаются такие факторы, как возраст и связанное с ним реальное техническое состояние автомобиля, качество применяемых эксплуатационных материалов (топлив, масел, жидкостей), квалификация водителя, а также факторы, характеризующие уровень качества технического обслуживания и ремонта.

Условия эксплуатации, при кото­рых используется автомобиль, влия­ют на режимы работы агрегатов и деталей, ускоряя или замедляя изме­нение параметров их технического состояния. В разных условиях экс­плуатации реализуемые значения по­казателей надежности автомобилей будут различаться, что скажется и на показателях эффективности тех­нической эксплуатации. Учет условий эксплуатации необходим при опреде­лении потребности в ресурсах (пер­сонал, производственно-техническая база, запасные части и материалы). При эксплуатации автомобилей раз­личают: дорожные условия; условия движения; природно-климатические и сезонные условия; транспортные условия (или условия перевозки).

Дорожные условия определяют режим работы автомобиля. Они ха­рактеризуются технической катего­рией дороги (всего пять категорий), видом и качеством дорожного покры­тия, определяющих сопротивление движению автомобиля, элементами дороги в плане и про­филе (шириной дороги, радиусами закруглений, уклоном подъемов и спусков). В свою очередь, режим ра­боты автомобиля влияет на надеж­ность и другие свойства автомобиля и его агрегатов. Износ и разрушение дорожного по­крытия, по данным ИКТП, сокраща­ют надежность автомобиля на 14— 33%.

Условия движения характеризуют­ся влиянием внешних факторов на режим движения и, следовательно, на режим работы автомобиля и его агрегатов.

Условия перевозки наряду со ско­ростью движения характеризуются длиной груженой ездки, коэффи­циентом использования пробега, коэффициентом использования гру­зоподъемности, коэффициентом использования прицепов, родом перевозимого груза.

Природно-климатические условия характеризуются температурой окру­жающего воздуха, влажностью, вет­ровой нагрузкой, уровнем солнечной радиации и некоторыми другими па­раметрами.Природно-климатические условия влияют на тепловые и дру­гие режимы работы агрегатов и со­ответственно на их техническое со­стояние и надежность.

Сезонные условия связаны с коле­баниями температуры окружающего воздуха, изменением дорожных усло­вий по времени года, с появлением ряда дополнительных факторов, влия­ющих на интенсивность изменения параметров технического состояния автомобилей, например пыли летом, влаги и грязи осенью и весной.

Агрессивность окружающей среды связана с повышенной коррозионной активностью воздуха, свойственной ряду прибрежных морских районов. Такие условия вызывают интенсив­ную коррозию деталей автомобиля, увеличивая трудоемкость ТО и ТР и потребность в запасных частях около 10 %. При этом ресурс автомо­биля и периодичность ТО также со­кращаются. Агрессив­ной окружающей средой является для автомобиля и химический груз.

На интенсивность изменения пара­метров технического состояния авто­мобилей оказывает влияние также качество применяемых эксплуата­ционных материалов — топлив, масел, жидкостей — качество запасных частей, квалификация пер­сонала и другие факторы. Например, в равных условиях эксплуатации водители, обладающие более высо­ким профессиональным мастерством обеспечивают при увели­чении скорости движения автобусов более благоприятные условия пере­возки для пассажиров, а также ре­жимы работы агрегатов и механиз­мов. Это приводит к сокращению числа отказов и увеличению ресурсов агрегатов.

 

Классификация отказов

Классификация отказов необходи­ма для выявления их причин и раз­работки мер по предупреждению и устранению. Существует несколько квалификационных признаков, глав­ные из которых сводятся к следую­щим.

По влиянию на работоспособность объекта различают отказы его эле­ментов и отказы, вызывающие не­исправность или отказ объекта в це­лом. Например, перегорание лампы плафона вызывает отказ лампы (элемента), но не автомобиля, а от­каз тормозной системы или рулевого управления является одновременно и отказом автомобиля, так как при этом нельзя продолжать движение.

По источнику возникновения раз­личают отказы: конструкционные,возникающие вследствие несовер­шенства конструкции; производст­венные, являющиеся следствием на­рушения или несовершенства техно­логического процесса изготовления или ремонта изделия; эксплуатационные, вызванные нарушением дейст­вующих правил (например, перегруз­кой автомобиля, применением нере­комендуемых топлив или смазочных материалов, несвоевременным прове­дением технического обслуживания и т. п.). На последнюю группу отказов (около 40—50 %) эксплуа­тация может влиять непосредст­венно.

По связи с отказами других эле­ментов различают зависимые и неза­висимые отказы. Зависимым назы­вается отказ, обусловленный отказом или неисправностью других элемен­тов изделия. Независимый отказ та­кой обусловленности не имеет.

Примером зависимого отказа мо­гут служить задиры зеркала цилинд­ра двигателя из-за разрушения поршневого кольца или отказ акку­муляторной батареи из-за неисправ­ности реле-регулятора. Пример неза­висимого — прокол шины на дороге.

По характеру (закономерности) возникновения и возможности про­гнозирования различают постепен­ные и внезапные отказы. Постепен­ные отказы возникают в результате плавного изменения показателей

технического состояния объекта, ча­ще всего вследствие изнашивания. Для постепенных отказов характе­рен последовательный переход изде­лия из начального исправного состояния в состояние отказа через ряд промежуточных состояний. Особенность постепенных отказов заключается, во-первых, в том, что они в принципе могут быть предот­вращены в результате своевременно­го выполнения ТО. Вторая их особен­ность состоит в монотонности изме­нения технического состояния, что создает предпосылки для его прогно­зирования. На постепенные отказы приходится от 40 до 70 % всех отка­зов. На автомобилях также встречает­ся особый, так называемый переме­жающийся отказ, отличающийся тем, что многократно возникает и само­устраняется. Такой отказ, например, может возникнуть при ослаблении крепления электрического контакта.

По частоте возникновения (нара­ботке) для современных автомобилей различают отказы с малой наработ­кой (3—4 тыс. км), средней (до 12—16 тыс. км) и большой (свыше 12—16 тыс. км). Следует иметь в виду, что наработки между отказа­ми существенно сокращаются при увеличении пробега автомобиля с на­чала эксплуатации.

По трудоемкости устранения отка­зы можно разделить на требующие малую (до 2 чел-ч), среднюю (2— 4 чел-ч) и большую (свыше 4 чел-ч) трудоемкость восстановления авто­мобиля.

По влиянию на потери рабочего времени автомобиля отказы подраз­деляют на устраняемые без потери рабочего времени, т. е. при ТО или в нерабочее (межсменное) время, и отказы, устраняемые с по­терей рабочего времени.