Отказы автомобилей
Исходя из характера проявления, их подразделяют на частичные (мелкие, текущие), полные, внезапные и постепенные.
Частичные отказы связаны с нагаром на электродах свечи, ослаблением натяжения ремня вентилятора, плохой регулировкой карбюратора и т.п. Эти отказы нс отражаются на работоспособности автомобиля и устраняются при ежедневном осмотре, а также в процессе ТО автомобиля.
Полные отказы приводят к неработоспособности автомобиля и требуют его ремонта. Причиной таких отказов является постепенное накопление неисправностей деталей, узлов и механизмов, в результате чего становится невозможной дальнейшая нормальная эксплуатация автомобиля.
Внезапные отказы проявляются в виде значительных деформаций или поломок деталей в результате пиковых нагрузок. Наиболее часто ломаются детали, работающие при знакопеременных нагрузках и к тому же имеющие дефекты или повреждения. Одна из причин внезапных отказов — проявление растягивающих остаточных напряжений, возникающих, например, при шлифовании шеек коленчатых валов, при выполнении восстановительных процессов. Причиной внезапного отказа может быть также низкое качество запасных частей и отдельных узлов, например рессор, амортизаторов, а также грубое нарушение правил технической эксплуатации, приводящее к различным аварийным поломкам.
Постепенные отказы возникают вследствие износа деталей, коррозии и низкого предела выносливости металла деталей. Отказы этого вида в процессе эксплуатации автомобиля приводят к ухудшению его технического состояния: зазоры в сопряжениях увеличиваются до значений, превышающих допустимые, например в паре «шейка коленчатого вала — вкладыш»; резко снижается качество смазки трущихся пар, что может вызвать ее схватывание; нарушается начальное взаимное расположение осей сопряженных деталей; изменяются свойства поверхностных слоев металла; появляются следы коррозии и т.п. Наличие постепенных отказов можно заметить непосредственно по поведению автомобиля во время движения: появляется дополнительная вибрация, стук, снижается мощность двигателя, уменьшается пробег до очередного ТО и т.д.
Дефекты деталей
Условно разделим их на следующие группы: износ, коррозионные и эрозионные разрушения, механические повреждения, деформации (старение, релаксация) и изгибы.
Износ относится к наиболее часто встречающимся дефектам. Поскольку причины изнашивания бывают самые разные, то и связанные с ним повреждения деталей могут быть разнообразными. Так, при отсутствии должного уплотнения абразивная пыль попадает между контактирующими поверхностями, в результате чего возникает абразивное изнашивание. Рабочие поверхности деталей покрываются многочисленными рисками и царапинами, которые в итоге повышают коэффициент трения данной пары и увеличивают удельное давление. В ряде случаев, например при заедании поршня в цилиндре, на поверхности цилиндра образуются задиры в виде глубоких и широких полос.
При значительных контактных нагрузках, вызывающих усталостные разрушения в виде чешуйчатого отслаивания металла, на рабочих поверхностях образуются ямки, ухудшающие работоспособность данной пары трения. Примерами могут служить беговые дорожки подшипников качения, зубья тяжело нагруженных шестерен коробок передач и задних мостов, вкладыши коленчатых валов и т.п.
В результате одновременного воздействия усталостного и механического изнашивания рабочие части деталей, например шлицы полуосей, подвергаются смятию.
Коррозионные и эрозионные разрушения проявляются, например, в виде раковин, образующихся при выгорании металла под воздействием горячих газов (на фасках выпускных клапанов, глушителях); происходит окисление и отслаивание поверхностных слоев металла (детали рам и кабин грузовых автомобилей, подвески кузова легковых автомобилей, оперения и т.д.).
Механические повреждения деталей являются результатом воздействия целого ряда неблагоприятных факторов: пиковых нагрузок, ударов, вибраций, внутренних остаточных напряжений и усталости. К механическим повреждениям относятся трещины, поломки, деформации в виде коробления, изгиба и скручивания. Трещины наблюдаются в деталях рам, блоках цилиндров, картерах коробок передач и задних мостов. Причиной их возникновения являются нагрузки, превышающие допустимые уровни, удары и вибрации. Возникновение трещин, а нередко и поломок деталей, работающих при знакопеременной нагрузке, происходит из-за усталости металла. Это имеет место в листах рессор, деталях рамы, коленчатых валах и шатунах. Потеря упругости витых пружин, например, у автомобилей ВАЗ также вызывается усталостью металла. Однако следует отметить, что ссылка на усталость металла никак нс может служить оправданием для заводов-изготовителей, ибо они обязаны устанавливать на автомобили детали, имеющие достаточный запас прочности на весь установленный максимальный пробег.
Деформация деталей вызывает нарушение взаимного расположения базовых поверхностей, приводит к несоосности деталей и непараллельности плоскостей, что препятствует высококачественной сборке любого узла. Если режим термообработки корпусной детали был нарушен или эта деталь нс была подвергнута старению, то остаточные напряжения начинают непредсказуемо изменяться (снижается их уровень), деформируя всю деталь. Влияние остаточных напряжений проявляется нс сразу, а спустя некоторое время после начала работы изделия, причем особенно существенно при значительных вибрационных нагрузках.
Изгибы (появление кривизны) происходят под действием больших изгибающих моментов и динамических нагрузок в таких деталях, как коленчатые валы, шатуны, лонжероны рам, балки передних осей и т.п.
Перечисленные дефекты деталей, как правило, накапливаются, и если их общее воздействие становится значимым, то они вызывают частичный или полный отказ автомобиля.