Підвищення ресурсу двигуна

Для збільшення ресурсу деталей проводять заходи, що підвищують надійність автомобіля.

Їх ділять на 3 групи:

– конструкторські

– технологічні

– експлуатаційні

Конструкторські методи підвищення зносостійкості, що впливають на першопричину передчасного виходу деталей з ладу, є найбільш переважними.

Напрямки конструкторських методів зміцнення і підвищення ресурсу двигуна :

– вибір оптимальних матеріалів, допусків, шорсткості, мастила;

– захист швидкозношуваних поверхонь від зовнішнього середовища або послаблення її впливу;

– зменшення вібрацій окремих деталей і вузлів автомобіля.

Абразивний знос є основною причиною виходу з ладу деталей автомобіля. В першу чергу це пов’язано з попаданням пилу на тертьові поверхні карданної передачі, підвіски, переднього моста, рульового управління. Якщо для захисту двигуна від пилу на автомобілі передбачаються спеціальні фільтри та інші пристосування, то вкладиші, опори, пальці і втулки вушок ресорного вузла абсолютно не захищені. Так само йдуть справи з деталями карданної передачі, сальникові ущільнення яких не забезпечують необхідної герметизації. Потрапляють під сальник абразивні частинки впроваджуються в м’яку основу ущільнення і шаржируют тверду поверхню хрестовини карданного валу, руйнуючи її. Аналогічний характер зношування спостерігається на тертьових поверхнях фланців провідної шестерні, різних вузлів коробки передач та інших деталей. Протипилові ущільнення, які застосовують у рульовому керуванні автомобіля, під впливом оточуючого середовища та поганого обслуговування порівняно швидко втрачають свої якості, що призводить до підтікання мастила, потрапляння пилу і, як наслідок, швидкого зносу деталей. Тому поліпшення захисту таких вузлів тертя є досить ефективним засобом підвищення їх довговічності. Так, наприклад, застосування ущільнень в шкворневых вузлах автомобілів ГАЗ-53А при ТО-2 або капітального ремонту передніх мостів дозволило збільшити працездатність шкворневых вузлів з 50 тис. до 200 тис. км.

Конструктору необхідно прагнути до найбільш сприятливому взаємодії деталей, раціонального додатком діючих навантажень.

Для зменшення можливості попадання абразивних частинок в зону тертя рекомендується використовувати мінімальний радіус закруглення фасок на кромці стикуючих деталей з мінімальною шорсткістю тертьових поверхонь. Ефективною перешкодою для проникнення абразивних частинок є застосування захисних козирків, лабіринтових ущільнень. Відомо, наприклад, що використання останніх в шарнірах литий гусениці дозволило підвищити зносостійкість пальців і втулок в 2,5 рази. Дослідження шарнірів, відкритих для доступу пилу, показали слабку залежність лінійного зносу цих деталей від їх діаметра. Більшою мірою інтенсивність зношування залежить від довжини контактуючих поверхонь. Лінійний знос обернено пропорційний квадрату довжини шарніра. Отже, збільшення довжини шарніра призведе до підвищення зносостійкості вхідних в неї деталей. Істотним резервом збільшення зносостійкості тих чи інших вузлів і деталей може бути зміна характеру тертя в сполученні. Застосування підшипників кочення, наприклад, в рульовій колонці автомобіля МАЗ-6422 запобігає виникненню схоплювання (заклинювання) тертьових поверхонь.

Однак традиційно сформованих конструкціях автомобіля застосування конструкторських методів важко, а часто й зовсім неможливо.

До експлуатаційних факторів, що впливають на зносостійкість деталей і вузлів, відносяться дотримання режимів технічного обслуговування і експлуатації, кваліфікація ремонтно-обслуговуючого персоналу, якість виконуваних їм робіт та матеріалів, що застосовуються при технічному обслуговуванні та ремонті автомобілів.

Зносостійкість окремих деталей і вузлів автомобіля в значній мірі визначається технологією їх виробництва. Серед різноманіття технологічних факторів, що впливають на зносостійкість, слід виділити якість матеріалу деталі (особливо її поверхневого шару), шорсткість поверхонь тертя, точність розмірів і геометричної форми деталей, відповідність розмірів деталей, виробів та вузлів, якість монтажу, балансування, обкатування, випробування і доведення.

Якість матеріалу деталі залежить від дотримання технології її виробництва на всіх стадіях виготовлення: від отримання необхідного за хімічним складом металу до режимів остаточної механічної і зміцнюючої обробки, що забезпечує необхідні фізико-механічні властивості.

Дослідженнями, результати яких знайшли своє відображення у ГОСТах, різних рекомендаціях, встановлені оптимальні значення шорсткості поверхні практично для кожного сполучення автомобіля. Відступ від цих значень призводить до погіршення умов прироблення і, як наслідок, скорочення ресурсу деталей.

Великий вплив на зносостійкість деталей надають точність вихідних розмірів і відхилення від геометричної форми. Неточне виготовлення швидкозношуваних деталей викликає значне зростання питомих навантажень, що приводить до видавлювання мастила, зарубин, схоплювання поверхонь, що труться. Особливо це стосується погано контрольованих і метрологічно не забезпечених технологічних процесів виготовлення зовнішніх і внутрішніх сферичних поверхонь деталей рульового управління. Підвищенням точності виготовлення деталей автомобіля досягається і зменшення вихідних зазорів до оптимальної величини. Основним же фактором для отримання потрібного поєднання фізико-механічних характеристик є застосування технологічних методів зміцнення поверхонь, що труться. Однак, незважаючи на існування різноманітних процесів поверхневого зміцнення, автомобільні заводи країни найчастіше обмежуються застосуванням гарту струмами високої частоти і цементації.

Таким чином, хоча використання конструкторських методів підвищення зносостійкості є кращим, а застосування експлуатаційних заходів дозволяє знизити інтенсивність зношування, основний резерв підвищення ресурсу швидкозношуваних деталей автомобіля знаходиться в області технології їх виготовлення.

Існуючі різноманітні технологічні способи зміцнення поверхневих шарів швидкозношуваних деталей машин можна представити у вигляді схеми.

Для вибору раціональних методів зміцнення швидкозношуваних деталей, що лімітують надійність автомобіля, необхідно знати сутність, механізм і можливості найбільш поширених в машинобудуванні способів обробки поверхневих шарів. Методи поверхневого пластичного деформування (ППД), загартування струмами високої частоти, термо – і електромеханічна обробка (ТМО і ЕМО), цементація, азотування, борирование, нітроцементація й інші методи хіміко-термічної обробки, а також електролітичні і хімічні способи отримання зносостійких шарів детально викладені у вітчизняній літературі. Тому зупинимося на одержали поширення в останні роки способи зміцнення поверхонь нанесенням твердих зносостійких матеріалів, методи лазерного, електронно-променевого зміцнення і деяких інших.

2