Обеспечение надежности автомобиля при конструировании и производстве

Возможность поддержания работоспособного технического состояния автомобиля в течение длительной эксплуатации обеспечивают конструктивными и технологическими мероприятиями при его создании. Конструкторы при проектировании, испытаниях и доводке, а технологи на стадии производства работают над улучшением всех свойств надежности автомобиля.

Конструктивные мероприятия включают разработку конструкций с наиболее работоспособными схемами при улучшенных условиях взаимодействия деталей в благоприятной и стабильной внутренней среде, требующих небольшого и удобного обслуживания. Эти мероприятия рассчитаны на определенный уровень технологии производства, обеспечивающей требуемую точность и стабильность размеров деталей, чистоту и прочность поверхности. Конструкция должна быть технологична, т. е. приспособлена к изготовлению на имеющемся оборудовании. Поэтому комплекс конструктивных и технологических мероприятий рассматривают совместно, выделяя мероприятия обеспечения надежности систем, агрегатов, деталей и их сопряжений.

Системы автомобиля конструируют сборочными единицами, поагрегатно: двигатель, карбюратор, насосы разного назначения, коробка передач, редуктор заднего моста и т. д.

Периоды процесса изнашивания после восстановления зазора повторяются до предельного износа, однако вследствие накопления повреждений незамененной деталью интенсивность изнашивания деталей может несколько возрастать;

наработка до замены запасной части, как правило, меньше ресурса детали из-за возрастания интенсивности изнашивания и несовпадения ресурсов деталей.

В течение длительной эксплуатации автомобиля на процесс изнашивания каждого сопряжения оказывает влияние большое количество переменных факторов, связанных с особенностями изготовления и условиями эксплуатации. Рассмотренная природа изнашивания показывает, что на интенсивность процессов влияют молекулярная структура и другие свойства материалов, точность выполнения деталей, наличие и качество масла, его чистота; нагрузочный, скоростной и тепловой режимы работы, агрессивность среды, конструкция узла. Поэтому при конкретных реализациях изнашивания деталей неизбежны существенные отклонения от рассмотренной схемы изнашивания: изменение количества замен деталей, изменение длительности периодов, изменение величин зазоров, и, как следствие, ресуров деталей.

Вместе с тем общие закономерности процессов изнашивания, усталости и коррозии деталей выявляют основные направления повышения их ресурсов и в целом обеспечения надежности автомобильных конструкций при изготовлении и эксплуатации.

Как правило, в сопряжение входят детали, различной стоимости и сложности, с различной интенсивностью изнашивания. В автомобилях таки-

ми сопряжениями являются: коленчатый вал и подшипники; распределительный вал и подшипники; цилиндры и поршневые кольца двигателя; тормозные барабаны и накладки колодок и т. д.

Схема типичного случая изменения зазора в течение пробега автомобиля до предельного износа деталей сопряжения представлена, где видны основные закономерности изменения зазора в сопряжении деталей:

изнашивание деталей и в периоды увеличивает зазор от номинального, полученного при сборке, до приработочного и предельного, соответствующего предельному износу быстроизнашивающейся детали;

интенсивность изнашивания деталей сопряжения, как правило, различна, поэтому быстроизнашиваемую деталь сопряжения заменяют на запасную часть, стремясь восстановить зазор примерно до номинального;

при значительном износе детали на пробеге автомобиля до замены детали для восстановления зазора целесообразно установить запасную часть не с номинальным, а с ремонтным размером; при этом, если деталь типа вал (поршень, поршневое кольцо), ремонтный размер должен быть больше номинального, а если типа отверстие (шатунные и коренные вкладыши) — меньше номинального.

Уменьшение приработочных износов достигается работой деталей в облегченных нагрузочных и скоростных режимах, применением специальных масел и усиленной очисткой их от продуктов износа. На период приработки деталей (в течение 1... 5 тыс. км) назначают режим обкатки автомобиля.

Период установившегося изнашивания характеризуется постоянной интенсивностью v = const и, следовательно, линейным возрастанием износа И при постоянном угле наклона а прямой на графике. В этот период, составляющий для различных деталей 60...500 тыс. км пробега автомобиля, происходят срабатывание и воссоздание примерно стабильных по величине микронеровностей поверхностей и постепенное накопление макроповреждений — изменение размеров и формы детали.

Износ увеличивает зазоры в сопряжениях деталей, что приводит к ухудшению условий смазывания и повышению динамических, ударных нагрузок; разрушаются специально обработанные износостойкие поверхностные слои. Интенсивность изнашивания повышается — наступает период аварийного изнашивания. Чтобы не допустить полного разрушения детали и всего сопряжения, предельный износ, соответствующий предельному состоянию детали, назначают на начало этого периода.

На работоспособность подвижных сопряжений решающее влияние оказывают зазоры между деталями, которые, как отмечалось выше, увеличиваются в процессе работы вследствие изнашивания деталей.