Основные положения

Автомобильный двигатель во время эксплуатации неотвратимо теряет уровень работоспособности, поэтому необходимо проводить профилактические технические обслуживания. Их периодичность и объем должны свести до минимума число отказов при наименьших трудовых и денежных затратах с тем, чтобы обеспечить запланированный ресурс двигателя до капитального ремонта или списания. Для различных моделей автомобилей и двигателей разработаны технологические процессы технических обслуживаний на базе заводских инструкций, учитывающих специфику конструкции соответствующих машин.

Крупные автопредприятия располагают, как правило, специализированными постами и линиями для проведения отдельных видов обслуживания и текущего ремонта, а также планируют их периодичность. Тем не менее, здесь не исключены нарушения сроков и объемов проведения ТО и ТР, а тем более их качества. В большей степени возможность отклонений относится к мелким автопредприятиям, которые часто не располагают надлежащим техническим оснащением. Между тем соблюдение хотя бы самых элементарных требований, общих для всех автомобильных двигателей привело бы к повышению их надежности.

Снижение загрязненности внутренних полостей двигателя. Установлено, что абразивные частицы, попадающие внутрь двигателя, являются основной причиной изнашивания его деталей. Источниками попадания этих частиц в двигатель являются: стружка, пыль, остатки формовочной земли и т.п., оставшиеся в двигателе из-за неудовлетворительной чистки и мойки и небрежностей сборки на заводах-изготовителях или ремонтных предприятиях, загрязнения, которые попадают вместе с топливом и смазкой при заправках; пыль и грязь, проникающие во время работы вместе с воздухом, а также через различные неплотности. Помимо попаданий загрязнений извне, во время работы двигателя образуются вещества, усиливающие изнашивание: соединения серы и свинца, продукты окисления топлива и масла, вода в виде пара и конденсата, продукты износа. Пренебрежительное отношение к загрязнениям, попадающим в двигатель, может привести к увеличению износа отдельных деталей в 2…3 раза и, следовательно, к соответствующему снижению ресурса.

Содержание загрязнений может быть сведено до минимума благодаря соблюдению ряда правил, к которым относятся:

1. Аккуратная заправка топливом и маслом. Для заправки должны применяться совершенно чистые емкости. Топливо- и маслозаправочные патрубки перед заправкой должны тщательно протираться. При наличии сомнений в чистоте топлива его надо фильтровать. Загрязненное топливо вызывает износ приборов системы питания и самого двигателя. Особенно вредно отражается загрязнение топлива на надежности топливного насоса высокого давления у дизелей. При заправках топливом из бочек его надо отстаивать. Следует регулярно спускать отстой и промывать топливные баки.

2. Своевременный внимательный уход за фильтрами воздуха, масла и топлива. Многолетний опыт эксплуатации автомобильных двигателей убеждает, что состояние фильтров имеет решающее значение для обеспечения надежности. Тем не менее, на ремонтные заводы поступают двигатели с заклиненными роторами фильтров центробежной очистки масла, закоксованными и засмоленными фильтрующими элементами, с отстойниками, переполненными грязью и т.п. Очень мало внимания уделяется уходу за воздушными фильтрами. Следует учитывать, что смена фильтрующих элементов, промывка корпусов фильтров и уход за фильтрующими элементами, а также топливными баками, спуск отстоя должны производиться с учетом условий эксплуатации, а именно, в запыленных и других неблагоприятных случаях операции по уходу должны совершаться чаще.

2. Устранение всех неплотностей, где возможны подсос и проникновение пыли и грязи извне. Это относится, прежде всего, к местам соединения впускной трубы с сопрягаемыми деталями (воздушным фильтром, карбюратором, головкой блока), а также ко всем уплотнениям, через которые возможно попадание загрязнений.

Во внутренних полостях двигателей, оборудованных закрытой системой вентиляции, поддерживается небольшое разрежение, что может способствовать подсасыванию загрязнений через неплотности, в том числе через неисправные сальники.

При чрезмерном засорении фильтрующих элементов происходит повреждение картона и, как следствие, засасывание в двигатель совершенно неочищенного воздуха.

Соблюдение регулировок, предусмотренных техническими условиями. Зазор между торцом стержня клапана и соответствующей деталью привода (коромыслом, толкателем или кулачком в зависимости от конструкции механизма газораспределения) существенно влияет как на надежность двигателя, так и на протекание рабочего процесса.

Наиболее опасно для выпускного клапана уменьшение зазора. В этом случае клапан начинает раньше открываться и позже закрыться. Время протекания горячих газов через малую щель между горелкой и седлом увеличивается, а время, когда клапан закрыт и должен охладиться, отдавая теплоту через седло в охлаждающую жидкость, сокращается. Уменьшенный зазор - наиболее частая причина подгорания рабочей фаски клапана. Уменьшение зазора приводит к изменению фаз газораспределения и увеличению угла перекрытия клапанов.

Холостой ход делается неустойчивым, появляется колебания двигателя на своей подвеске, уменьшается крутящий момент и возрастает путевой расход топлива.

Увеличение зазора приводит к появлению стука в механизме газораспределения. Опасаясь этого, водители часто уменьшают зазор. Делать это не следует, так как небольшое постукивание в механизме из-за некоторого увеличения зазора значительно менее опасно, чем уменьшенный зазор.

Для двигателей с искровым зажиганием существенное влияние на надежность оказывает зазор между контактами прерывателя.

Как увеличение, так и уменьшение зазора приводит к ослаблению энергии искры. При большом зазоре контакты в замкнутом стоянии находятся непродолжительное время, а при малом наоборот контакты размыкаются на короткое время.

Во втором случае может возникнуть опасность подгорания контактов прерывателя. В современных контактно-транзисторных системах зажигания долговечность контактов существенно повышена, однако это не исключает необходимость проверки зазора и наблюдения за состоянием контактов. Не следует забывать, что нарушение зазора приводит к изменению угла опережения зажигания, поэтому после регулировки зазора необходимо проверить установку этого угла. Техническое обслуживание распределителя зажигания следует производить на специальном стенде. При этом более точное регулирование обеспечивается проверкой не зазора, а угла замкнутого состояния контактов.

Крепеж и соединения. Как бы хорошо ни был собран двигатель, в процессе работы происходят обминание поверхностей под шайбами и головками болтов и вытяжка резьбы, в результате чего соединения ослабевают. Поэтому необходима их периодическая подтяжка, особенно в начальный период эксплуатации. Ослабление соединений приводит к тяжелым последствиям.

Весьма часто возникают повреждения деталей, имеющих неподвижное соединение, например, картера сцепления с блоком цилиндров, стартера с картером сцепления и др. Ослабление крепежа при этом усиливает изнашивание, что еще более ослабляет натяг в соединении. Далее могут наступить смятие поверхностей, поломка фланцев, крепежных бобышек и т.п.

Отсутствие герметичности трубопроводов в системе питания нередко приводит к пожару. Утечка охлаждающей жидкости и масла, помимо придания двигателю неопрятного вида, приводит к отказам из-за перегрева, выходу из строя подшипников и другим неисправностям.

Угол опережения зажигания и впрыска топлива. Исходный угол опережения зажигания в карбюраторном двигателе устанавливается на заводе и периодически проверяется в эксплуатации. Он автоматически поддерживается вблизи своего оптимального значения при увеличении нагрузки и снижении частоты вращения уменьшается и, наоборот, увеличивается, когда нагрузка падает, и частота вращения растет. В случае, когда исходный угол, указанный в руководстве по эксплуатации автомобиля, установлен неправильно или когда нарушается работа центробежного и вакуумного автоматов, момент зажигания отклоняется от наивыгоднейшего и происходит нарушение рабочего процесса в цилиндрах, вследствие чего ухудшаются выходные характеристики. При увеличении угла опережения зажигания от оптимального значения растет максимальное давление газов и увеличивается их температура, что приводит к увеличению нагрузки на детали и скорости изнашивания.

Увеличение угла опережения зажигания может вызвать детонационное горение, что не только снижает долговечность двигателя в 1,5 – 3 раза, но и может привести к аварийным дефектам (прогорание днища поршня, разрушение шатунных подшипников) и выходу из строя двигателя. Снижение угла опережения зажигания приводит к запаздыванию догорания топлива и, следовательно, к увеличению температуры стенок цилиндров и отработавших газов. Это также увеличивает износ и может привести к подгоранию выпускных клапанов. В обоих случаях увеличивается расход топлива и снижается мощность.

Изменение угла опережения впрыска топлива существенно влияет на протекание рабочего процесса в дизеле: изменяются максимальное давление газов, скорость нарастания давления, т.е. прирост давления газов на 1° поворота коленчатого вала, что определяет жесткость работы двигателя. Меняется также температура газов. Все это сказывается на износе деталей двигателя.

Техническое диагностирование двигателей. Надежность двигателя может быть существенно повышена, если своевременно предвидеть возможные отказы, для чего необходимо уметь определять его техническое состояние. Для этого используются методы и приемы технической диагностики.

Под диагностированием любой машины, в том числе и автомобильного двигателя, подразумевается процесс определения его технического состояния в целом, а также состояния его узлов и систем. На основании технического диагностирования представляется возможным управлять надежностью, прогнозировать надежность и повышать ее. Внедрение технического диагностирования двигателей в условиях их эксплуатации на автомобилях весьма перспективно с точки зрения экономии топливно-смазочных материалов, снижения потребности в запасных частях, контроля и снижения токсичности отработавших газов и своевременности технического обслуживания и ремонта. В настоящее время научные основы диагностики двигателя разрабатываются с привлечением термодинамики, газодинамики, теории теплообмена, виброакустики, теории вероятностей, электроники и других наук. Они позволяют производить диагностирование на основании исследований двигателя без разборки сопряжении и прогнозировать ресурс его дальнейшей безотказной работы.

Возможности диагностирования во многом зависят от приспособленности объекта к диагностированию, наличия средств диагностирования, а также обоснованности параметров, которые определяются в процессе диагностирования и по которым судят о состоянии объекта.

К параметрам диагностирования предъявляются требования чувствительности, стабильности, однозначности, информативности. Параметры диагностирования делятся на структурные и функциональные.

Структурные характеризуют внутренние изменения в объекте, например кинематику элементов, изменение размеров и форм деталей и поверхностей трения, трещины, поломки и т.п.

Функциональные параметры и показатели являются следствием структурных изменений объекта и проявляются внешне как диагностические симптомы внутренних изменений, например расход масла на угар, давление масла и др.

Возможность непосредственной оценки изменения структурных параметров двигателей без их частичной или полной разборки крайне ограничена, поэтому целесообразно использовать для диагностирования функциональные параметры. В связи с этим следует различать прямые и косвенные параметры. Их отличие заключается в способе или методе получения информации об изменении параметра.

Прямой - это параметр, получаемый непосредственным измерением. Например, при разборке можно определить размеры деталей и оценить зазор, т.е. степень изношенности. Таким образом, мы получили непосредственное значение структурного параметра. По измерению давления масла мы можем лишь косвенно судить о степени изношенности деталей. Таким образом, косвенный это такой параметр, который служит для оценки изменения других, как правило, структурных параметров состояния двигателя.

Согласно нормативно-технической документации, должно оцениваться изменение структурных параметров, для чего при диагностировании двигателя проверяются прямые или соответствующие им косвенные параметры. К прямым параметрам относятся эффективная мощность, давление масла, удельный расход топлива, содержание компонентов отработавших газов, дымность отработавших газов дизелей и др. Косвенными диагностическими параметрами являются изменение частоты вращения коленчатого вала при последовательном отключении цилиндров, характеристики шума и вибрации, угловое ускорение коленчатого вала при увеличении его частоты вращения без нагрузки.

При диагностировании цилиндро-поршневой группы к прямым диагностическим параметрам отнесены зазоры между поршнем и кольцом по высоте канавки, в стыках поршневых колец и между цилиндром и поршнем в верхнем поясе. Косвенными параметрами являются также характеристики вибраций, количество прорвавшихся в картер газов или давление их в картере, расход подаваемого в цилиндры сжатого воздуха, расход масла на угар, содержание окиси углерода в отработавших газах, давление газов в конце такта сжатия, количественный и качественный состав элементов износа в масле, дымность отработавших газов.

При диагностировании кривошипно-шатунного механизма к прямым параметрам отнесены зазоры в подшипниках коленчатого вала, во втулке поршневой головки шатуна, осевой зазор в коренных подшипниках. Косвенными параметрами являются большинство из перечисленных при диагностировании цилиндро-поршневой группы параметров, а также свободный ход поршня относительно оси коленчатого вала.

К прямым диагностическим параметрам механизма газораспределения относятся зазоры между направляющими втулками клапана и его стержней, в подшипниках распределительного вала, между клапаном и приводом клапана. Косвенными параметрами являются содержание компонентов в отработавших газах, разрежение во впускном трубопроводе, шумы и вибрации в механизме. Свои прямые и косвенные диагностические параметры имеют также системы питания, смазки, охлаждения, зажигания и электрооборудования. Информация о техническом состоянии систем может быть получена по следующим параметрам: перепаду давления на фильтре, уровню осадка в роторе центрифуги, времени выбега ротора центрифуги после полной остановки двигателя, характеру изменения температуры охлаждающей жидкости двигателя, перепаду температур на входе и выходе из радиатора, скорости падения давления сжатого воздуха в системе охлаждения при проверке герметичности и ряду специфических параметров системы зажигания - характеристик электрического напряжения первичной и вторичной цепи и др.

Особое внимание заслуживают методы диагностирования двигателей, при которых не требуется сложной аппаратуры по косвенным параметрам - расходу масла на угар, прорыву газов, падению давления масла, субъективной оценке шумности, изменению состава отработавших газов и теплового состояния двигателя.

В настоящее время разработано большое число методов и приборов диагностирования двигателей, его систем и механизмов и имеется обширная литература, посвященная этой проблеме, так как техническая диагностика при правильном применении снижает трудоемкость технического обслуживания и ремонта и дает экономический эффект. Особое значение имеет оценка предельного технического состояния двигателей, поскольку нередки случаи преждевременного направления их в капитальный ремонт.

Ремонт и надежность. Автомобильная промышленность постоянно увеличивает надежность автомобилей за счет выпуска новых моделей и модернизации уже выпускаемых. Тем не менее, это не исключает необходимость ремонта. Кроме того, увеличивается парк машин. Все это вместе взятое вызывает рост потребности в запасных частях. Выпуск их тоже все время растет, но спрос не удовлетворяется. Необходимость восстановления изношенных деталей очевидна. Однако нужен не любой ремонт, а такой, который обеспечил бы, по меньшей мере, 80%-ное восстановление ресурса двигателя в целом и его деталей.

На качество ремонта и, следовательно, надежность отремонтированного двигателя влияют все службы, участвующие в производственном процессе.

К основным причинам, вследствие которых требуемый ресурс не обеспечивается, относятся:

· небрежность при сборке, выражающаяся в установке загрязненных

деталей, перекосах, несоблюдении заданных в ТУ усилий затяжки;

· недостаточное метрологическое обеспечение производства (из-за

отсутствия необходимого мерительного инструмента имеют место отклонения в размерах и в других параметрах деталей);

· несоблюдение зазоров и натягов в соединениях вследствие

отклонений в размерах деталей и погрешностей при сборке (например, из-за ошибок при селективной сборке);

· отклонения геометрических и физических параметров

поверхностного слоя деталей.

Существенное влияние на качество ремонта оказывает организация труда и всего производственного процесса.

Предохранение деталей двигателей от загрязнений, соблюдение технических условий сборки. Наличие абразивных загрязнений - главная причина износа трущихся пар. Один из путей попадания их в двигатель - производственная грязь, заносимая при капитальном ремонте.

Мойка и чистка деталей на авторемонтном производстве являются особенно важными составными частями технологического процесса, так как ремонтный фонд, поступающий в производство, обычно сильно загрязнен. Современные весьма эффективные моющие и чистящие средства и оборудование позволяют обеспечить приемлемую чистоту деталей перед контролем, сортировкой и после механической обработки перед сборкой. Качество очистки и мойки деталей можно проверить, если после обкатки автомобиля слить масло из картера двигателя через фильтр, например, через чистую белую салфетку. Оставшиеся на ней стружка и грязь покажут источники загрязнения. Плохая мойка обнаруживает себя также вкраплениями загрязненных частиц в антификционный слой вкладышей.

Часто причинами загрязнений являются грязные ветошь, рукавицы или перчатки, непрофильтрованные моечные растворы, банки с грязным керосином и другие очевидные источники, на которые мало обращают внимание. Иногда пыль и песок попадают через открытые фрамуги. Опрятность самих рабочих (чистота халатов и рабочей одежды), порядок на рабочих местах имеют решающее значение. Иногда возникает необходимость в дополнительных моечных операциях.

Мойка как минимум должна быть трехстадийной: снаружи и внутри при снятом картере с выпариванием двигателя перед ремонтом; чистка и мойка отдельных деталей с прочисткой и продувкой каналов; мойка деталей после механической обработки перед сборкой, не считая мойки, обезжиривания и других предусмотренных технологических операций, необходимых, например, перед гальваническими покрытиями.

Метрологическое обеспечение. В современном ремонтном производстве все чаще применяются совершенное оборудование и инструмент. Однако мерительной технике уделяется мало внимания. Несмотря на то, что заводы и цехи специализируются на ремонте двигателей определенных моделей и, следовательно, выполняют однотипные повторяющиеся операции, часто используется лишь универсальный мерительный инструмент. Это приводит к повышению трудоемкости, снижает точность контроля, затрудняет проверку самого мерительного инструмента.

Применение универсального инструмента требует определенного навыка и обычно занимает много времени. Поэтому рабочие и наладчики не выполняют иногда весь объем контрольных операций. Все это в конечном итоге не исключает попадания на сборку дефектных деталей автомобильных двигателей.

В современном основном и ремонтном производстве двигателей должен применяться специализированный инструмент для контроля гладких цилиндрических поверхностей, резьб, линейных размеров, отклонений от формы (цилиндричности, плоскостности, прямолинейности), отклонений от расположения поверхностей (соосностей, параллельности, перпендикулярности, пересечения осей), шероховатости поверхностей, твердости (в том числе микротвердости поверхностного слоя), нарушений сплошности (трещин).

Кроме того, необходимы контрольные установки для проверки дисбаланса, массы деталей кривошипно-шатунного механизма, герметичности водяных рубашек, систем смазки и топливоподачи, клапанов, измерения объема камер сгорания.

Тщательный анализ всего технологического процесса с точки зрения его метрологического обеспечения и реализации необходимых мероприятий не только повышает качество деталей, но и снижает трудоемкость. Важнейшей составной частью повышения качества ремонта является создание на предприятиях специализированных метрологических подразделений.

Зазоры и натяги в соединениях. Из плохих деталей невозможно собрать хороший двигатель, но из хороших деталей можно собрать плохой двигатель, если не соблюдать зазоры и натяги в соединениях. Их обеспечение достигается либо полной взаимозаменяемостью, либо селективным подбором. Например, такое ответственное сопряжение, как шейка коленчатого вала - вкладыши подшипника - постель в блоке цилиндров, полностью взаимозаменяемо. Для этого шейка вала, вкладыши и постели должны иметь точные размеры в пределах установленных допусков. В других случаях сборка осуществляется подбором деталей. Например, подбираются поршни к гильзам (цилиндрам), поршневые пальцы к поршням и шатунам. Для этого детали сортируются на группы. Кроме того, при подборе поршней к гильзе для некоторых двигателей требуется проверка зазора путем протягивания ленты-щупа с определенным усилием.

Наблюдения за качеством сборки показывают, что эти условия иногда нарушаются. Между тем наличие отклонений от этих требований не может обеспечить выпуск надежного двигателя. Коленчатый вал, например, часто проворачивается в подшипниках с большим усилием, и уже во время обкатки происходит задир вкладышей. Поршни, наоборот, стучат и уже заведомо могут иметь сокращенный ресурс. Подшипник водяного насоса быстро ослабевает и проворачивается в корпусе или, наоборот, сидит слишком туго. Шарики в нем перекатываются с трудом, и на дорожках вскоре образуется питтинг. Из-за повышенного зазора между шестеренками и корпусом масляного насоса не развивается нужное давление в системе смазки.

Частой причиной несоблюдения зазора после ремонта является повторное использование деталей с большими износами без применения каких-либо восстановительных операций. Здесь также имеет место нарушение установленных посадок. Например, коробку передач (КП) устанавливают в картер сцепления с изношенным посадочным отверстием. При этом нарушается соосность первичного вала КП с его опорным подшипником в коленчатом вале, что служит причиной преждевременных износов ведомого диска сцепления деталей КП.

Качество поверхности. Изнашивание деталей двигателя связано с истиранием ничтожного по сравнению со всей его массой материала поверхностного слоя. Поэтому в конечном итоге именно качество рабочих поверхностей деталей определяет их долговечность.

Параметры качества поверхности делятся на геометрические и физические.

Шероховатость - совокупность неровностей поверхности с относительно малым шагом на базовой длине l.

В стандарте нормируются: высота неровностей профиля R_z, среднее арифметическое отклонение профиля R_a, наибольшая высота неровностей R_max, средний шаг неровностей профиля S_m, средний шаг неровностей профиля по вершинам S и относительная опорная длина профиля t_p. От исходной шероховатости рабочих поверхностей зависит качество посадки, как с зазором, так и с натягом. Из-за чрезмерной шероховатости при натяге срезаются микровыступы и ослабевает посадка. Повышенная шероховатость также противопоказана для качественной приработки, поскольку при этом уменьшается площадь фактического контакта, повышается давление, нарушается режим жидкостной смазки и из-за схватывания микровыступов есть опасность возникновения задиров. Если в результате механической обработки получена заданная чертежом шероховатость, то последующая приработка происходит быстро и устанавливается оптимальная высота неровностей.

В связи с влиянием шероховатости поверхностей на изнашивание особое значение приобрела так называемая маслоемкость поверхности, т.е. способность резервировать некоторый объем масла, который может быть подан на поверхность трения, чтобы предотвратить так называемое масляное голодание. При чрезмерно гладкой поверхности может иметь место сухое или граничное трение, так как на такой поверхности не удерживается масляная пленка. Одним из способов повышения маслоемкости поверхностей является создание специального микрорельефа путем вибрационного накатывания, методом электрохимической обработки и др. Для повышения маслоемкости поверхности гильз цилиндров некоторых конструкций рекомендуется осуществлять на них накатку канавок или производить плосковершинное хонингование.

Обеспечению заданной в технических условиях шероховатости в ремонтной практике часто не уделяется достаточного внимания. Ремонтные предприятия пытаются компенсировать этот недостаток длительной приработкой. Однако одной приработкой в период обкатки и в процессе эксплуатации не удается получить оптимальное состояние поверхности деталей, если после механической обработки имелись существенные отклонения.

Особое значение с точки зрения приработки и изнашивания деталей имеет направление перемещения детали. При сухом трении и высоких давлениях параллельное направление следов может способствовать заеданию, а при граничном трении при малой шероховатости - увеличению износа. Таким образом, для каждой поверхности трения существует некоторое оптимальное значение исходной шероховатости, зависящее от материала детали, технологии ее обработки и условий работы сопряжения. Параметры микрогеометрии обычно устанавливаются экспериментально.

К параметрам, характеризующим макрогеометрию детали, относятся: цилиндричность, плоскостность, профиль продольного сечения, волнистость. К геометрическим параметрам относятся также взаимное расположение поверхностей - параллельность, перпендикулярность, соосность, торцовое биение и др. Терминология и методы измерений этих параметров изложены в нормативно-технической документации. На протяжении всего периода эксплуатации происходит непрерывное изменение макрогеометрии деталей под влиянием статических и динамических нагрузок, изнашивания и других факторов. Искажение геометрической формы вызывает повышенное и неравномерное изнашивание, схватывание и задиры деталей.

Важной геометрической характеристикой является волнистость. Она представляет собой совокупность более или менее регулярно повторяющихся и близких по размерам неровностей, образующих рельеф поверхности, расстояния между которыми значительно превышают их высоту. Они рассматриваются на участке, длина которого превышает базовую длину, принятую для измерения шероховатости. В большинстве случаев волнистость является следствием вибраций системы "станок - приспособление - деталь" при чистовых операциях обработки деталей. Независимо от причин образования волнистость влияет на взаимное расположение поверхностей деталей в узлах трения и на зазоры в сопряжениях и может оказать значительное влияние на снижение их надежности.

Оценку физических свойств принято производить на основе сопоставления верхнего слоя и сердцевины детали. Различие в этих слоях структуры, твердости, остаточных напряжений, химического состава и других факторов характеризует износостойкость, поверхностную прочность, а также сопротивляемость коррозии деталей. Физические параметры большинства поверхностей в ходе ремонта сохраняются теми, которые обеспечил завод-изготовитель. Исключение составляют те поверхности, которые в ходе ремонта подвергаются наплавке и покрытиям. Здесь ремонтный завод имеет возможность превзойти те физические свойства поверхности, которые получаются на заводе-изготовителе, и обеспечить более высокую надежность.

Внутренние напряжения. При ремонте многих деталей производятся заварки и наплавки. Из-за неизбежной неравномерности нагрева возникает неоднородность структуры детали. В ней появляется внутренние напряжения. Во время эксплуатации двигателей эти напряжения выравниваются (релаксация напряжений), что приводит к изменению геометрических размеров. Поэтому должны быть приняты меры к снижению внутренних напряжений и выравниванию структуры путем термической обработки, например, отпуска или старения. Снижению напряжений способствует также вибро- и ультразвуковая обработки.

Установление обратных связей. Расширение научных исследований в области технологии ремонта. Повышение надежности отремонтированных двигателей немыслимо без изучения их поведения в эксплуатации. Эта обратная связь должна воздействовать на ход производства.

Изучение информации о надежности двигателей должно быть организовано на научной основе в соответствии с нормативно-технической документацией и приведенными рекомендациями. Для улучшения первичной информации и ее обработки должны быть выделены специалисты, знакомые с основами теории надежности, технологии и организации ремонтного производства и эксплуатацией автомобилей и двигателей. На основе изучения показателей надежности разрабатываются рекомендации по совершенствованию ремонтного производства.

Следует учесть, что изучение информации о надежности отремонтированных двигателей должно вестись отдельно от двигателей, не проходивших ремонта, в противном случае информация будет неоднородной.

Результаты исследований надежности автомобилей и двигателей, проводимых соответствующими лабораториями, дают ценный материал по совершенствованию основного и ремонтного производства.

Проведение исследований в области ремонтного производства с последующей типизацией технологических процессов является важнейшим условием повышения надежности отремонтированных двигателей.

Профилактические замены деталей. Детали двигателя, как правило, имеют разную долговечность. Например, вкладыши подшипников и поршневые кольца изнашиваются быстрее, чем сопряженные с ними шейки валов и гильзы. Профилактическая замена этих деталей может продлить ресурс двигателя до капитального ремонта. В случае если при замене снимается головка блока или вынимается коленчатый вал, целесообразно произвести также притирку клапанов, очистку деталей от нагара, в коленчатом валу произвести очистку полостей в шатунных шейках. Комплекс этих операций можно назвать углубленным текущим или средним ремонтом. Такой ремонт экономически выгоден даже с учетом того, что профилактическая замена приводит к некоторому недоиспользованию ресурса детали.

Для проведения профилактической замены необходимо знать наработку отдельных деталей до отказа. Такой информацией располагают заводы автомобильной промышленности и многие эксплуатирующие организации.

Наиболее эффективным оказывается ремонт методом профилактических замен деталей или их групп при экономически оптимальных вариантах замен, оцениваемых по технико-экономическому критерию оптимальности. Такой метод назван поэлементно-групповым. Рекомендации по этому методу вошли в нормативные документы Госстандарта.

Прогнозирование надежности двигателей. Прогнозирование в применении к надежности двигателей - это научное направление, изучающее предвидение или предсказание изменения технического состояния двигателя и определение продолжительности его безотказной работы с определенной степенью вероятности.

Использование методов прогнозирования при разработке технического задания на двигатель позволяет управлять его надежностью на стадии проектирования. Прогнозирование применяется для определения остаточного ресурса двигателей, их технического состояния, числа ремонтов и технических обслуживании, расхода запасных частей и решения других задач в области надежности.

Прогнозирование показателей надежности может производиться по разнообразным параметрам (например, по усталостной прочности, динамике процесса изнашивания, по виброакустическим показателям, содержанию элементов износа в масле, показателям стоимости и трудовых затрат и т. д.).

Современные методы прогнозирования подразделяют на три основные группы.

1. Методы экспертных оценок, сущность которых сводится к обобщению, статистической обработке и анализу мнений специалистов. Последние обосновывают свою точку зрения на собственном опыте, литературных данных, анализе состояния конкретных объектов и т.п.

2. Методы моделирования, базирующиеся на основных положениях теории подобия и состоящие из формирования модели объекта исследования, проведения экспериментальных исследований и пересчета полученных значений с модели на натуральный объект. Например, путем проведения ускоренных испытаний, а затем с помощью коэффициентов ускорения или графиков определяется долговечность в реальных условиях эксплуатации.

3. Статистические методы, из которых наибольшее применение находит метод экстраполяции. В его основе лежат закономерности изменения прогнозируемых параметров во времени. Для описания этих закономерностей подбирают по возможности простую аналитическую функцию с минимальным числом переменных.

Так, путем статистической обработки определяют предельные значения какого-либо параметра, который служит диагностическим признаком технического состояния двигателя, например, прорыв картерных газов или расход масла. На основе этого прогнозируется остаточный ресурс. Полученный результат следует рассматривать как вероятностную категорию, т.е. действительный ресурс может колебаться вокруг полученной величины. Самым простым, хотя и приближенным методом расчета, является так называемое линейное прогнозирование, когда изменение параметра в зависимости от наработки принимается линейным.

Прогнозирование надежности может производиться по износу двигателя. В этом случае для описания динамики процесса изнашивания целесообразно применять уравнение полинома третьей степени.

Эффективность прогнозирования устанавливают по изменению показателя надежности в результате внедрения тех или иных рекомендованных средств ее повышения.

Определение потребности в запасных частях. Почти на все детали автомобилей и двигателей определенной модели создаются нормы расхода запасных частей на капитальный и текущий ремонты.

Нормы разрабатываются из расчета годовой потребности на 100 автомобилей. Основой для определения нормативов являются показатели надежности (средний ресурс детали до замены или списания и среднее квадратическое отклонение этих величин), показатели использования машин (среднегодовой пробег, срок службы до списания, т.е. амортизационный пробег), показатели надежности деталей автомобильных двигателей после замены в процессе ремонта.

Нормы расходов периодически корректируются с учетом проведенных заводом-изготовителем мероприятий по повышению надежности деталей, а также по данным их фактического расхода. Нормы расхода запасных частей разрабатываются коллективом специалистов заводов-изготовителей, научно-исследовательских институтов, производящих и потребляющих отраслей, плановых и снабженческих органов. В условиях автопредприятия потребное число запасных частей подсчитывается по нормам для соответствующей модели автомобиля.

Первоочередными задачами являются дальнейшее повышение долговечности лимитирующих деталей, развитие методов диагностирования, повышение ремонтопригодности двигателей, качества ремонта и технического обслуживания и прогнозирования надежности, что должно быть предметом специальной программы. Ее реализация будет способствовать решению технико-экономических, социальных, психологических и других вопросов взаимодействия в системе «человек - машина – среда», в том числе повышению безопасности движения автомобильного транспорта, его экологических показателей и экономической эффективности.

Вопросы для самоконтроля:

1. Поясните, что называется системами массового обслуживания.

2. Перечислите основные элементы системы массового обслуживания.

3. Поясните, как классифицируются системы массового обслуживания?

4. Поясните условия функционирования системы массового обслуживания.

5. Перечислите показатели оценки механизации производственных процессов.

6 Перечислите основные причины при ремонте, вследствие которых требуемый ресурс изделия не обеспечивается.

7. Поясните понятие метрологическое обеспечение ремонтного производства.

8. Перечислите параметры, характеризующие макрогеометрию детали.

9. Поясните понятие шероховатость поверхности.

10. В чем заключается сущность профилактической замены деталей?

Список литературы

1. Аринин, И.Н. Техническая эксплуатация автомобилей. /И.Н. Аринин, С.И. Коновалов, Ю.В. Баженов. – Изд. 2-е. – Ростов н/Д: Феникс, 2007.

2. Малкин, В.С. Основы эксплуатации и ремонта автомобилей.

/ В.С.Малкин, Ю.С. Булгаков. – М.: Академия, 2007.

3. Техническая эксплуатация автомобилей: Учебник для вузов / Е.С. Кузнецов [и др.]. – М.: Наука, 2001.

4. ГОСТ Р 53480-2009. Надежность в технике. Термины и определения. - М.: Изд-во стандартинформ, 2010.

5. ГОСТ Р 51709-2001. Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки. - М.: Изд-во стандартов, 2002.

6. ГОСТ 20911-89. Техническая диагностика. Термины и определения. - М.: Изд-во стандартов, 1989.

7. ГОСТ 27518-87. Диагностирование изделий. Общие требования. - М.: Изд-во стандартов, 1988.

8. Гурвич, И.Б. Эксплуатационная надежность автомобильных двигателей / И.Б. Гурвич - М.: Транспорт, 1994.

9. Борц, А.Д. Диагностика технического состояния автомобиля /А.Д. Борц - М.: Транспорт, 1979.

10. Авдонькин, Ф.Н. Теоретические основы технической эксплуатации автомобилей: закономерности усталостных разрушений деталей в процессе эксплуатации автомобилей: учеб. пособие для вузов/ Ф.Н. Авдонькин; М-во науки, высш. шк. и техн. политики РФ, Саратов. политех. ин-т. – Саратов: [б. и.], 1992.

Оглавление

Введение…….……………………………………………………………………3

Раздел 1. Основы теории надежности….…………………………………………23

1.1. Основные определения теории надежности…………………………………23

1.2. Понятие о старении и восстановлении машин и их составных

частей..………………………………………………………………………………29

Раздел 2. Основные показатели и характеристики надежности………………..33

2.1.Качественные и количественные характеристики надежности……………..32

2.2. Факторы, влияющие на надежность изделия...………………………………36

2.3. Надежность как основной показатель качества автомобиля………………..41

Раздел 3. Системы управления надежностью…………………………………….46

3.1. Методы статистического анализа состояния изделий, средства и методы контроля состояния………………………………………………………………...47

3.2. Стратегии и системы обеспечения работоспособности……...…………….54

Раздел 4. Основы диагностики……………………………….……………………58

4.1. Диагностические параметры технического состояния машин и их составных частей…………………………………………………………………...58

4.2. Методы диагностики в системе поддержания технического состояния автомобилей ……………………………………..………………………………..62

4.3. Классификация методов диагностики технического состояния…………...69

Раздел 5. Контроль технического состояния и надежность…………………….74

5.1. Стратегии и системы контроля технического состояния…………..………74

5.2. Понятие о надежности транспортного процесса…………………………….80

Список литературы..……………….…………..…………………………………..85

Оглавление..………………………………………………………………………128

Дата добавления: 2014-11-29