Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ЛЕКЦИЯ 2.Влияние конструкции автомобильных силовых агрегатов с позиции обеспечения их технической эксплуатации.
1. Классификация отказов агрегатов
Отказы и неисправности автомобиля можно классифицировать по различным признакам в зависимости от поставленной задачи.
По источнику возникновения отказы автомо биля можно разделить на конструктивные, технологические, экс плуатационные и износовые.
Конструктивный отказ возникает в результате нарушения установленных правил и (или) норм конструирования. Может быть неудачно выбрана конструктивная схема автомобиля и его агрегатов, неизвестны условия эксплуатации, плохо защищены детали от попадания абразивов, влага и т. д. Технологические отказы возникают вследствие неправильно назначенной техно логии изготовления детали, некачественного материала, низкой культуры производства и т. д. Эксплуатационные отказы — следствие неправильной эксплуатации автомобиля или его эле ментов, нарушения режимов ТО и других факторов. Естествен ное изнашивание и старение металлов или других материалов вы зывают износовые отказы.
В условиях автотранспортных предприятий количество экс плуатационных отказов можно значительно уменьшить соблю дением правил погрузки и выгрузки грузов; правильной регу лировкой агрегатов, механизмов и систем; применением автоэкс плуатационных материалов в соответствии с инструкциями за водов-изготовителей и т. п.
По характеру процесса отказы автомобиля делят на постепенные и внезапные. Отказ, которому предшествует по степенное изменение какого-либо параметра или свойства, назы вают постепенным (например, поломка коренного листа рес соры в результате накопления усталостных повреждений), а от каз, возникновение которого практически возможно в любой период эксплуатации (зависит только от случайных факторов),— внезапным (например, прокол шины).
Многие внезапные отказы являются таковыми лишь по форме возникновения, и их прогнозирование зависит от уровня знаний специалиста, контрольно-диагностических средств и экономичес кой целесообразности их применения. Поэтому в группе внезап ных отказов целесообразно выделить подгруппу условно-внегап-ных отказов, возникающих в результате такого постепенного изменения параметров технического состояния, которое в данный период изучено недостаточно и не может быть зафиксировано су ществующими приборами и методами. К этой группе относятся та же неисправности и отказы, фиксация которых в процессе экс плуатации по экономическим причинам нецелесообразна. Уста новлено, что около половины отказов относятся к постепенным, из которых 60...65 % непосредственно зависят от регулярности и качества ТО. Количество условно-внезапных отказов состав ляет около 20 %. Группа условно-внезапных отказов является резервом профилактических воздействий, все шире применяемых по мере совершенствования конструкции автомобилей и исполь зования эффективных контрольно-диагностических средств.
По последствиям отказы делятся на безопасные и опас ные для жизни и здоровья людей. Примерами опасных отказов на автомобильном транспорте могут служить отказы рулевого уп равления, тормозов, а безопасных—двигателя, коробки передач.
Для анализа взаимной связи отказов важное значение приоб ретает их деление на зависимые и независимые. Независимый отказ элемента не обусловлен повреждением или отказом другого элемента объекта, а зависимый отказ элемента обусловлен. Примером зависимых отказов могут служить последствия выкрашивания зуба одной из шестерен коробки передач автомобиля. Вследствие этого могут выйти из строя сопряженная шестерня, погнуться валы, разрушиться подшипники и картер коробки пе редач.
2. Изменение технического состояния двигателя в процессе эксплуатации
На автомобилях устанавливают тепловые двигатели внутреннего сгорания поршневого типа. Двигатель авто мобиля состоит из нескольких самостоятельных механиз мов и систем, которые обеспечивают процесс преобразо вания тепловой энергии в механическую работу. Основ ной процесс преобразования одного вида энергии в другой происходит в кривошипно-шатунном механизме двигателя, который является основой двигателя. По тех ническому состоянию кривошипно-шатунного механизма определяют, нужен ли капитальный ремонт двигателя. Чаще всего в двигателе выходит из строя кривошипно-шатунный механизм.
Кривошипно-шатунный механизм состоит из под вижных и неподвижных деталей. К неподвижным дета лям относятся цилиндры с головками, картер двигателя и картер маховика, к подвижным — поршни с поршневы ми кольцами и пальцами, шатуны, коленчатый вал
и маховик.
Быстрее всего изнашивается сопряжение коленчатый вал — нижняя головка шатуна, и его техническое состоя ние (увеличенный зазор) часто является причиной ремон та.
При увеличении износа в нижней головке шатуна уве личиваются ударные нагрузки, разрушаются подшипни ки, нарушается поверхность шатунной шейки коленчато го вала, появляются стуки и снижается давление масла в магистрали.
Коленчатый вал воспринимает усилия от шатуна и передает их маховику, а последний — агрегатам сило вой передачи. Коленчатый вал нагружен периодически действующими силами от давления газов, силами инер ции и центробежными силами, которые вызывают в нем деформации скручивания, изгиба, сжатия и растяжения. Вращается коленчатый вал в подшипниках скольжения, установленных в блоке двигателя.
Сопряжение подшипник - коренная шейка коленчато го вала — одно из наиболее ответственных сопряжении двигателя и часто наравне с цилиндропоршневой груп пой определяет годность двигателя к дальнейшей экс плуатации. При увеличении зазора в этом сопряжении увеличиваются ударные нагрузки, разрушаются подшип ники, нарушается смазка, появляются стуки и снижается давление масла в смазочной системе. Непосредственного влияния на рабочие характеристики двигателя колен чатый вал не оказывает, но его состояние определяет не обходимость капитального ремонта двигателя.
Непосредственное влияние на рабочие характеристики двигателя оказывает техническое состояние и в первую очередь износ деталей цилиндропоршневой группы — ци линдров, поршневых колец и поршней. Неисправность этих деталей также определяет необходимость ремонта
двигателя.
Признаками необходимости ремонта двигателя являются увеличенный расход масла на доливки, дымле-ние из сапуна (прорыв газов в картер), резко увеличенный расход топлива, резкое снижение мощности двигателя и трудности запуска зимой.
В процессе нормальной эксплуатации постепенно на растают износы деталей кривошипно-шатунного меха низма, но с определенным темпом. Номинальные значе ния структурных параметров для этого механизма устанавливают заводы-изготовители. По абсолютной величине номинальные значения зазоров в подшипниках коленчатого вала — 0,025 — 0,09 мм, в замке поршневых колец — 0,3—0,6 мм.
Номинальные значения зазоров у новых двигателей разных марок различаются незначительно: у двигателей с большими деталями и зазоры несколько больше. Мало различаются величины зазоров шатунных и коренных шеек коленчатого вала каждого двигателя.
Предельные значения зазоров (структурных параме тров) в сопряжениях кривошипно-шатунного механизма установлены менее точно, чем номинальные. Это объяс няется различными условиями и требованиями, которые следует учитывать при определении предельных величин зазоров и различным подходом к определению их.
Предельные значения зазоров в кривошипно-шатун-ном механизме автомобильных двигателей с учетом раз личных источников приводятся в табл. 1.
Таблица 1.
Предельные зазоры в сопряженнях кривотипно-шатунных механизмов отечественных автомобильных двигателей
|
Марка двигателя |
Радиальный зазор между шейкой ко ленчатого вала и подшипником, мм |
Зазор в замке поршневых колец (тепловой зазор), мм |
Износ цилиндров максимальный, мм |
|||
|
коренным |
шатун ным |
компрес сионных |
масло-съемных |
по диа метру |
на овал |
|
|
ГАЗ-53А ЗИЛ-130 ЯМЗ-236 (238) |
0,25 0,12-0,15 0,27 |
0,15 0,1-0,12 0,2 |
2-4,5 2-3,5 1,2 |
- 2 1,2 |
0,35-0,4 0,3-0,4 0,5-0,55 |
0,15-0,2 0,15-0,2 0,1 |
Примечание. Точность обработки цилиндров на заводе-изго товителе высокая: отклонение от номинального диаметра размера цилиндра должно быть не более 0,012 мм, конусность и оваль ность — не более 0,020 мм.
Цилиндры двигателей внутреннего сгорания изнаши ваются по ходу поршня и окружности неравномерно, что видно из рис. 2. То же самое можно сказать об износе шеек коленчатых валов; износ их показан на рис. 3. В по перечном сечении шейки имеют эллипсность, а по дли не — конусность как результат неравномерного действия сил при работе двигателя. Большое влияние на неравно мерность износа шеек коленчатого вала оказывает сма зочная система. Наиболее распространенная величина эллипсности шеек коленчатых валов двигателей ГАЗ и ЗИЛ, поступаю щих в ремонт, составляет 0,04— 0,08 мм.
Поршневые кольца изнашива ются неравномерно: верхнее компрессионное, воспринимаю щее почти всю нагрузку от продук тов сгорания, изнашивается значи тельно больше остальных. Увели ченный износ компрессионного верхнего кольца приводит к про пуску газов из надпоршневого пространства в картер двигателя.
Замена поршневых -колец при незначительных износах цилинд ров (0,20—0,30 мм «на конус» и около 0,1 мм «на овал»), практи куемая как текущий ремонт, может улучшить рабочие характеристики двигателя — уменьшить расход масла и прорыв газов в картер, несколько уменьшить расход топ лива и повысить мощность дви гателя. Однако менять поршне вые кольца рекомендуется не более
1—2 раз, поскольку при износе цилиндров, близком к предельно му, новое поршневое кольцо не может приспособиться к искаженной форме цилиндра, сле довательно, не улучшит герметичность этого сопряжения.
Контролировать изменение структурных параметров в процессе эксплуатации автомобиля без разборки двига теля в настоящее время пока практически невозможна. Поэтому определять техническое состояние сопряжении кривошипно-шатунного механизма двигателя целесо образнее методами технической диагностики, измеряя диагностические параметры (прорыв газов в картер, сту ки, прокачивание
|
Рис2.Характер износа цилиндров двигателей: I – в плоскости , параллелбной оси коленчатого вала, II – в плоскости , перпендикулярной оси коленчатого вала, III – средний износ |
масла, утечку воздуха и другие пара метры), которые более доступны и отражают состояние кривошипно-шатунного механизма. |
Рис. 3. Характер износа шатунных шеек и подшипников коленчатого вала двигателя:
а - шатунная шейка, б - шатунный подшипник (вкладыш)
Газораспределительный механизм служит для свое временного впуска в цилиндры двигателя свежего заряда (горючей смеси в карбюраторном двигателе и воздуха в дизеле) и выпуска из цилиндров отработавших газов. Распределительный механизм должен обеспечить наилуч шее наполнение цилиндров двигателя, наиболее полную очистку цилиндров и надежную изоляцию внутреннего пространства цилиндров от окружающей среды.
Неисправности газораспределительного механизма автомобильного двигателя составляют всего 7% общего количества неисправностей, но влияние этого механизма на работу двигателя очень большое.
Газораспределительный механизм состоит из клапа нов, направляющих втулок клапанов, клапанных пружин, толкателей, распределительного вала и привода его. На иболее изнашиваемые детали механизма — клапаны (ра бочая фаска — поверхность, герметизирующая полость цилиндра), их направляющие и толкатели. На рабочие характеристики двигателя большое влияние оказывает состояние рабочей фаски и тепловой зазор между стерж нем клапана и толкателем, который можно регулировать.
Клапаны выдерживают большую температурную на грузку (головка выпускного клапана нагревается до 900 °С, а впускного - до 400 °С). ударную нагрузку, кор-родирующее действие кислот, щелочей и серы, которые имеются в топливе и масле, подвергаются эрозии (ско рость газа, проходящего через клапан, достигает 150—1600 м/с) и работают практически в условиях сухого трения.
Герметичность прилегания головки клапана к седлу в блоке цилиндров обеспечивается соответствующей обработкой этих поверхностей, а для того чтобы избе жать неполной посадки клапана в седло при нагреве кла пана и некотором искажении деталей механизма, устана вливается тепловой зазор между толкателем и стержнем клапана. Величина этого зазора в процессе эксплуатации может уменьшаться или увеличиваться. Уменьшается ве личина зазора (номинальная величина 0,2—0,25 мм) в ре зультате износа седла и большого утопления клапана в головку или блок цилиндров, а также в результате самопроизвольного нарушения регулировки этого зазора. При уменьшенном зазоре клапан не полностью садится в седло и герметичность цилиндра нарушается. При уве личении зазора увеличиваются ударные нагрузки на это сопряжение. Сильный, ясно слышимый стук клапанов появляется при увеличении зазора до 0,45—0,50 мм, что можно считать предельной величиной. Зазор измеряют щупом, не разбирая механизм.
В результате выработки рабочей фаски и седла, под-горания фаски, перекоса головки клапана из-за износа направляющей клапана или деформации стержня клапа на и при уменьшенном тепловом зазоре в газораспреде лительном механизме нарушается герметичность посадки клапана в седло. Иногда клапан не садится в седло, пото му что теряет подвижность в направляющей втулке (за диры, коробление, обильное нагарообразование, перегрев и попадание посторонних частиц — нагара). Для опреде ления состояния клапанов существует несколько спосо бов, позволяющих определить их герметичность, которая выражается диагностическими параметрами. Негерметич ность клапанов влияет на рабочие характеристики двига теля. При значительной негерметичности сильно сни жается величина давления в конце такта сжатия и при такте расширения, что уменьшает мощность двигателя, затрудняет пуск, увеличивает расход топлива. Кроме то го, при негерметичности впускного клапана воспламенен ная смесь попадает в систему питания, а при негерметич ности выпускного клапана свежая смесь при такте сжатия поступает в выпускной тракт, скапливается в глу шителе, вызывая взрывы. Негерметичность клапанов и износы цилиндропоршневой группы двигателя ухуд шают рабочие характеристики двигателя, поэтому кон тролю технического состояния этих деталей уделяется так много внимания и диагностирование их осуществ ляется наиболее совершенными методами.
При эксплуатации автомобиля двигатель работает в различных нагрузочных, температурных, динамических и других условиях. Изнашивание деталей происходит в каждый период неравномерно, и это обязывает диагно стов осуществлять планомерный контроль за состоянием двигателя с учетом изменившихся условий эксплуатации;
Условия эксплуатации оказывают решающее влияние на сроки службы машин и деталей, при неблагоприятных условиях машина может быть выведена из строя в очень короткий срок.
К неблагоприятным условиям относятся тяжелые до рожные условия, сравнительно короткие пробеги с часты ми пусками и продолжительными остановками двигате ля, безгаражное хранение, несвоевременный текущий ре монт и уход за механизмами.
Установлено, что большая партия автомобилей с дви гателями ЗИЛ, работавшая на коротких рейсах с боль шими простоями, без утеплительных капотов, через четыре месяца работы вышла из строя вследствие силь ного износа цилиндров двигателей.
3. Изменение технического состояния силовой передачи автомобиля в процессе эксплуатации
При своевременном смазывании агрегатов силовой передачи изменение технического состояния ведущего моста, карданной передачи, раздаточной коробки и ко робки перемены передач главным образом зависит от дорожных условий и характера вождения автомобиля (в первую очередь квалификации водителя). На изменение технического состояния механизма сцепления основное влияние оказывают дорожные условия, нагрузочный ре жим, квалификация водителя и качество регулировок.
Нагрузка на карданную передачу при движении на первой передаче может превышать максимальный крутя щий момент двигателя более чем в 3 раза, на задней передаче в 4, а при резком торможении в 6—8 раз. Эти нагрузки воспринимает и сцепление, которое является своеобразным амортизатором и за счет пробуксовки дисков поглощает часть энергии, изнашиваясь при этом. Такое увеличение крутящего момента может вызвать вы сокое контактное давление на поверхностях деталей и разрушение шестерен, коробок передач и главных пере дач, крестовин и подшипников карданного вала, полу осей, шпилек фланцев полуосей и других деталей силовой передачи.
В механизме сцепления в процессе эксплуатации авто мобиля бывают износ и поломка фрикционных накладок ведомых дисков, изменение величины свободного хода педали привода сцепления, износ выжимного подшипни ка, нарушение регулировки отжимных рычагов, ослабле ние нажимных и демпферных пружин, замасливание ди сков. Неисправности механизма сцепления вызывают его пробуксовку, неполное выключение, резкое включение. Эти неисправности затрудняют включение передач и мо гут быть причиной дорожно-транспортных происше ствий. Внешним признаком неисправности сцепления является величина свободного хода педали привода, ко торая определяется зазором между выжимными рычаж ками и выжимным подшипником и в процессе эксплуата ции уменьшается. Уменьшение свободного хода пе дали привода сцепления происходит в результате изно- . са рабочих дисков и отхода нижних концов отжимных рычажков в сторону выжимного подшипника. Если ры чажки упрутся в подшипник, диски не будут прижаты, и сцепление будет пробуксовывать. Начальный сво бодный ход педали привода сцепления устанавливается 30—40 мм, а предельная величина 10—15 мм.
Опасна не только пробуксовка, но и неполное выклю чение сцепления («сцепление ведет»). Обе эти неисправно сти не гарантируют безопасную работу автомобиля. Диагностирование технического состояния сцепления проводят как по ходу автомобиля, так и на стендах с применением приборов.
В процессе эксплуатации автомобиля в коробке пере мены передач изменяется люфт в зацеплениях шестерен (результат износа зубьев), сгибаются валы и вилки, изна шиваются подшипники и нарушается соосность валов, происходит самовыключение передач под нагрузкой, из нашиваются замки, становятся негерметичными уплотне ния и появляются трещины корпуса. Многие из перечис ленных неисправностей обнаруживаются в процессе работы автомобиля и при визуальном осмотре. Диагно стирование коробки передач проводят для определения люфта в зацеплении шестерен на каждой передаче, фик сируемого на вторичном валу коробки.
У новых обкатанных автомобилей люфт на раз личных передачах 2,5 — 6° (наименьший — на первой пере даче, наибольший — на прямой). Предельные значения люфта — от 5 до 15°.
В процессе эксплуатации автомобиля в карданной передаче изменяются следующие параметры: зазоры — в шлицевых соединениях, между шипами крестовины и игольчатыми подшипниками, между обоймами иголь чатых подшипников и отверстиями в вилках, а также це лостность карданного вала, его геометрическая форма и крепление. При диагностировании механические повре ждения и прочность креплений проверяют визуально и с помощью гаечного ключа, а зазоры в сопряжениях — по суммарному угловому люфту с помощью специально го прибора — люфтомера. Эксплуатация автомобиля не допустима, если карданный вал сильно вибрирует или имеет повреждения. Суммарный угловой люфт кардан ной передачи не должен превышать 2°, а биение кардан ного вала — 1—1,2 мм.
В ведущем мосту автомобиля возрастает зазор в за цеплении шестерен, шлицевых соединений, подшипниках. В первую очередь изменяется зазор в зацеплении шесте рен главной передачи. У новых автомобилей он дости гает 5—8°, у автомобилей, требующих ремонта, 65—70°.
Повышенный износ деталей главной передачи проис ходит из-за недостатка или несвоевременной смены смазки и регулировки зазоров. По этим причинам изна шивание главной передачи может увеличиться в 5—10 раз и за короткое время привести к преждевременным аварийным поломкам.
Подшипники и шестеренчатые механизмы заднего моста, работающие с определенными зазорами, подвер жены ударным нагрузкам (особенно при резком трогании с места, резком торможении без выключения сцепления). Ударные нагрузки вызывают вибрацию деталей и задне го моста в целом. Энергия удара в подшипниках и ше стернях, а следовательно, и амплитуда вибраций пропор циональна величине зазора, количеству и величине надлома, сколов и трещин в элементах сопряженных пар. Для диагностирования этих деталей применяют при боры, измеряющие угловой люфт, осевое перемещение ведущей шестерни и виброакустические сигналы.
Определение технического состояния зубчатых пере дач виброакустическими методами дает хорошие резуль таты : они позволяют без разборки и быстро контролиро вать изменение параметров главной передачи. Например, при увеличении зазора в подшипниках ведущей шестерни (который устанавливается с натягом) до величины 0,8—0,85 мм увеличиваются виброакустические сигналы в 2 раза, а трещина с надломом кромки подшипника уве личивает этот сигнал в 3—4 раза.
Техническое состояние агрегатов силовой передачи по люфтам определяется раздельно (по каждому агрегату) и по суммарному люфту, имеющему место в агрегатах силовой передачи от коробки передач до ведущего коле са. Этот суммарный люфт, измеряемый по ободу колеса, для новых автомобилей (номинальная величина) соста вляет 18—25°, предельный — 43-45°.
4. Основные отказы и неисправности механической трансмиссии
Неисправности трансмиссии. Характерными неисправностями сцепления являются неполное его включение (пробуксовка ведомых дисков), неполное выключение (сцепление «ведет») и резкое включение сцеяления. Неполное выключение сцепления затрудняет переключение передач. При неполном включении ведо мый диск нагревается и быстро отказывает в работе, а связь двига теля с ведущими колесами теряется, что может привести к аварии.
Неполное включение (пробуксовка) сцепления может быть вы звано отсутствием свободного хода педали (муфты выключения) сцепления, износом, короблением или замасливанием фрикционных накладок дисков, поломкой или ослаблением нажимных пружин и оттяжной пружины муфты выключения сцепления. Свободный ход педали привода сцепления зависит от зазора между нижними концами рычагов выключения сцепления и опорным (выжимным) подшипником. При изнашивании фрикционных накладок ведомого диска этот зазор уменьшается, уменьшается свободный ход педали, и сцепление начинает пробуксовывать.
Неполное выключение сцепления возможно при увеличении свободного хода педали (муфты выключения) сцепления, коробле нии или перекосе дисков, заедании ведомых дисков, поломке фрикционных накладок. Необходимый ход муфты выключения сцепле ния у автомобиля ЗИЛ-4331 может быть нарушен при попадании воздуха в гидросистему, утечке рабочей жидкости, разрушении ре зинового уплотнительного кольца толкателя поршня главного ци линдра.
Резкое включение сцепления происходит при заедании муфты выключения сцепления на ведущем валу коробки передач, потере упругости или поломке нажимных пружин, износе или задире рабо чих поверхностей нажимного диска или маховика, износе фрикцион ных накладок ведомого диска или ослаблении заклепок.
Нагрев деталей, шумы, вибрация и рывки происходят из-за износа, разрушения или недостаточной смазки выжимного подшип ника. ослабления заклепок накладок ведомого диска, увеличен ного зазора в -сопряжении ступицы ведомого диска и шлицев ведущего вала коробки передач. Появление шипящего звука вы сокого тона свидетельствует о неисправности подшипника.
Неисправности коробок передач вызывают повышенный шум при их работе и переключении, самопроизвольное выклю чение или затрудненное включение передач, чрезмерный нагрев и вибрацию. У автомобиля ЗИЛ-4331 может не переключаться делитель.
Повышенный шум возникает при износе шестерен, подшипни ков и синхронизаторов, увеличении осевого зазора ведомого и ве дущего валов, недостаточном количестве или загрязнении масла.
Самопроизвольное выключение передач вызывается износом зубьев шестерен, потерей упругости пружин фиксаторов, износом блокирующих колец синхронизатора или поломкой его пружины.
Затрудненное переключение передач может быть при износе подшипников и шлицевых соединений, деформации рычага переклю чения передач или вилок привода переключения передач.
Перегрев коробки передач возникает из-за недостаточного уров ня масла, износа сальников, ослабления крепления крышек кар тера коробки передач или разрушения подшипников.
Причинами отказа делителя могут быть неисправность бло ка клапанов механизма управления делителем, а также засорение воздухопроводов и клапанов.
Неисправности карданной передачи проявляются в вибрации и стуках. Вибрацию вызывают ослабления крепления деталей, деформации и дисбаланс карданных валов. Стуки в карданной передаче возникают из-за увеличения зазоров в шлицевых соеди нениях, между шипами крестовины и игольчатыми подшипника ми, между обоймами игольчатых подшипников и отверстиями в вилках.
Неисправности главной передачи и дифференциала также со провождаются вибрацией и стуками, возникающими при увели чении зазоров в зацеплении шестерен, в шлицевых соединениях, в подшипниках в результате их изнашивания. Скорость изнаши вания увеличивается при несвоевременных регулировочных рабо тах и смене масла.
Способы выявления неисправ ностей трансмиссии. Исправность сцепления проверяют при рабо тающем двигателе. Выжав педаль сцепления, поочередно переклю чают передачи. Если включение передач затруднено и сопровож дается скрежетом, сцепление пол ностью не выключается. Включе ние сцепления проверяют, затя нув ручной тормоз. Включают высшую передачу и плавно от пускают педаль сцепления, одно временно нажимая на педаль уп равления дроссельными заслонка ми. Если двигатель остановится, сцепление исправно. Продолже ние работы двигателя указывает на неполное включение (пробук совку) сцепления. Пробуксовка также проявляется при движении автомобиля. При проверке сцепления также могут обнаружиться резкое его включение, чрезмерный нагрев деталей, шумы, вибрации и рывки при включении.
Исправность коробки передач проверяют на ходу автомобиля. При диагностировании определяют суммарный угловой люфт в кинематической цепи от ведущего до ведомого вала, замеряемый люфтомером. Люфт увеличивается в результате изнашивания де талей коробки передач и увеличения зазоров в сопряжениях. У но вых обкатанных автомобилей суммарный угловой люфт коробки на различных передачах составляет 2,5...6° (наибольший на пря мой передаче). Люфт от 5 до 15° свидетельствует о необходимости ремонта коробки передач.
Техническое состояние карданной передачи проверяют, поворачивая карданный вал руками в одну и дру гую стороны до выбора люфта или с помощью люфтомера. При наличии люфта карданная передача нуждается в ремонте. На дежность затяжки болтов крепления фланцев карданов, кронштей на опоры промежуточного карданного вала к раме и крышек иголь чатых подшипников карданов проверяют при помо щи гаечного ключа, одновременно подтягивая до отказа слабо затянутые болты. Характерным признаком неисправностей кар данной передачи являются стуки, хорошо прослушиваемые при трогании автомобиля с места и при резком изменении режима дви жения.
Исправность главной передачи и дифференциала проверяют на ходу. При движении автомобиля со скоростью 30...60 км/ч с включенной передачей (но не накатом) прослушивают шум шесте рен. Наличие шума свидетельствует о неправильном зацеплении шестерен, когда пятно контакта смещено в сторону широкой части зубьев ведомой шестерни. Если шум шестерен про является при торможении двигателем, это говорит о смещении пятна контакта зацепления в сторону узкой части зубьев ведомой шестерни. Работа ведущего моста с непрерывным } своем» шестерен главной передачи может быть при большом из носе или повреждении зубьев шестерен, ослаблении крепления, при износе подшипников, недостаточном уровне масла в картере главной передачи или малой вязкости масла. Износы могут быть определены при помощи приборов для измерения углового люфта и осевого перемещения ведущей шестерни.
5. Основные оказы и неисправности автомотической трансмиссии
Если Вы привыкли ездить на автомобиле с ручным управлением, резко переключая скорости, лихо тормозя, закручивая на виражах, то на авто мобиле с автоматической коробкой так ездить нельзя. Автомат предназна чен для спокойной езды в городе, где интенсивное движение и много свето форов. При напряженной, резкой езде увеличиваются зазоры в муфтах фрик ционных дисков, планетарных шестернях и в самом дифференциале. Внача ле удары и толчки при переключении будут малоощутимы, но со временем они будут более чувствительны. Восстановить плавное переключение мож но, только отремонтировав коробку. Недолго прослужит автомат, если при движении вперед Вы, не дождавшись остановки автомобиля, будете пере ключать рычаг на заднюю скорость, при этом машина резко тормозит и едет назад. Еще хуже, когда Вы делаете это на скорости 60-80 км, нечаянно пере путав позицию Д с позицией R. Так же опасно переключение рычага на ско рости с повышенной, передачи на пониженную 1 или 2. Вы не только може те вывести из строя автомат, но и пострадать сами.
Ускоряющая передача (овердрайв) начинает работать тогда, когда дви гатель прогреется до определенной температуры и автомобиль наберет оп ределенную скорость. Не зная этого, водитель полагает, что неисправна муфта этой передачи или неисправности электрической схемы.
Автомобилям с автоматической коробкой передач категорически про тивопоказана буксировка других автомобилей с таким же или большим весом. Если Вы забуксовали на плохой дороге, то знайте, что, дергаясь впе ред и назад в течение 5-10 мин.. Вы не выбрались из ямы, дальнейшая бук совка чревата поломкой автомата. В этом случае разумнее будет обратиться за помощью, а если помощи ждать неоткуда, то необходимо дать автомату остыть.
После этого попытаться, помогая двигателем, подвинуть машину ру ками, буксуя как можно меньше, следя за нагревом коробки. При езде по плохой дороге необходимо быть особенно внимательным, чтобы не пробить и не помять поддон. У некоторых марок машин поддоны - без надлежащей защиты и очень уязвимы.
Внутри поддона находится клапанный механизм переключения скоро стей с трубками, которые при ударе могут погнуться, перекрыв подачу мас ла в муфты сцепления. Без необходимого давления при буксовке начнет рас сыпаться фрикционный слой дисков, забивая пыльцой фильтр, что в свою очередь уменьшит и без того малое давление масла. Удары поддона чреваты не только смятием трубок, фильтра, пробоинами, но и сдвигом коробки от носительно корпуса машины, что приведет к нарушению фиксации всех ско ростей. Особенно это будет заметно при запуске двигателя на паркере или на нейтральной скорости. Двигая рычаг в малых пределах вперед и назад, Вы будете ловить точку, в которой машина начнет заводиться. Знайте - эта неисправность связана со смещением коробки передач при ударе поддона или небольшой аварии. В главе 12 Вы узнаете как устранить этот дефект.
Водители машин, с электронным блоком ЭБУ, в случае неоднократ ных сбоев в переключении скоростей при наличии масла в коробке не менее нормы, должны прекратить все поездки и обратиться к специалисту для про верки электроники, управляющей переключением скоростей. Иначе все фрик ционные диски в автомате могут рассыпаться, и ремонт всего агрегата будет стоить очень дорого.
Электронный блок все равно придется менять или ремонтировать: от ремонтированный автомат с неисправным блоком работать не будет.
Перечень неисправностей в АКП, связанных с работой гидротрансформатора (ГТ).
Гидротрансформатор в автомате так же, как в механической коробке фрикционный диск, служит для сцепления двигателя с главным валом ко робки. Сцепление в ГТ происходит за счет большого давления масла, созда ваемого масляным насосом. В гидротрансформатор масло поступает по ма гистрали. Насосное колесо ГТ соединено с маховиком коленчатого вала. Вал турбинного колеса соединен с валом коробки передач, который связан с фрик ционными муфтами и планетарными шестернями. ГТ насажен на шлицы валов масляного насоса и турбины, поэтому при установке следует обра щать особое внимание на положение ГТ в картере.
В связи с тем, что ГТ заварен и разборке не подлежит, обнаружить неисправность в нем очень трудно. Если машина буксует при движении впе ред и назад, то возможно:
• увеличены зазоры за счет износа подшипников между реактором и насосным колесом, а также и турбинным колесом.
• расстопорились лепестки вентиляторов насосного и турбинного колеса.
• проскальзывание одностороннего подшипника реактора;
Эти неисправности ГТ можно определить, не снимая его с машины, испытывая автомобиль на предмет буксовки. Когда же автомобиль ни взад ни вперед не едет а стоит на месте и Вы чувствуете как включаются муфты то это у Вас следующий дефект:
• срезаны шлицы в турбинном колесе.
• срезаны шлицы вала реактора.
Сняв ГТ и слив с него масло, можно визуально определить в каком состоянии находятся шлицы реактора и турбинного колеса, а заодно прове рите подшипник муфты свободного хода который крутится только в одну сторону.
• При встряхивании ГТ внутри раздается металлический звон. Это значит. что расстопорились лепестки вентиляторов насосного или турбинного колеса;
• При проверке подшипник крутится как в одну, так и в другую сторону, не вращая с собой диск реактора.
Если Вы сняли автомат и слив из ГТ масло, обнаружили эти неисправ ности, то Вам следует заменить ГТ. Если же Вы не нашли видимых неисп равностей, то лучше обратиться к специалисту по ремонту коробок-автома тов для проверки ГТ.
6. Системы диагностирования технического состояния агрегатов.
Техническое состояние объекта диагноза определяют с помощью контрольно-диагностических средств. Взаимодействие между собой объекта диагноза и контрольно-диагностических средств составляет систему диагноза. Это взаимодействие представляет собой процесс подачи на объект диагноза многократных воздействий (входных сигналов) и многократное изменение и анализ ответов (выходных сигналов) объекта на эти воздействия. Воздействия на объект могут поступать от контрольно-диагностических средств или внешних (по отношению к системе диагноза) сигналов, определяемых рабо чим алгоритмом функционирования объекта.
Рис. 4.3. Функциональные схемы систем диагноза технического состояния автомобиля
В зависимости от способа функционирования воздействия на объект различают системы функционального и тестового диагно зов. Обобщенные функциональные схемы этих систем показаны на рис. 4.3.
Всистемах функционального диагноза воз действия, поступающие на основные входы объекта, заданы его ра бочим алгоритмом функционирования (рис. 4.3, а). Эти воздействия будем называть рабочими. Системы функционального диагноза ис пользуются в основном для проверки правильности функциониро вания и поиска неисправностей наиболее ответственных агрегатов, узлов и систем автомобиля, нарушающих нормальное функциони рование. Эти системы работают, когда автомобиль применяется по назначению. Они могут использоваться и в режимах имитации функ ционирования объекта. В этом случае должна быть обеспечена ими тация рабочих процессов. Такое использование систем функциональ ного диагноза целесообразно при наладке и ремонте объекта.
Наибольшее распространение получили системы функциональ ного диагноза, когда автомобиль используется по назначению. Так, водителю современного автомобиля поступает информация о давле нии масла в главной магистрали двигателя, температуре охлажда ющей жидкости, включении указателей поворотов автомобиля и ме ханизма блокировки межосевого дифференциала, готовности к работе электрофакельного подогревателя, падении давления ниже определенного предела в баллонах контуров пневматического тор мозного привода тормозных механизмов передних и задних колес раздельно, уровне топлива в баках, частоте вращения коленчатого вала, давлении воздуха в контурах пневматического тормозного привода механизмов рабочей тормозной системы и т. п. Эти сигналы дают возможность немедленно реагировать на нарушение правиль ности функционирования объекта (заменять отказавшие узлы и де тали, переходить на другой режим функционирования, производить несложные регулировки и т. п.), во многих случаях обеспечивать выполнение заданного объема работы и тем самым увеличивать эф фективность использования автомобиля. С другой стороны, они дают возможность наиболее полно использовать богатый опыт во дителей при решении задач оптимального управления техническим состоянием автомобилей для наиболее эффективного их применения.
Дальнейшее развитие системы функционального диагноза пре дусматривает предоставление водителю информации об основных эксплуатационных характеристиках автомобиля: топливной эконо мичности, динамичности, тормозной эффективности, уровне загряз нения окружающей среды. Наиболее важным требованием, предъяв ляемым к системам функционального диагноза, является возмож ность управления режимами движения автомобиля с целью полу чения максимальной топливной экономичности при обеспечении безопасности перевозочного процесса.
В системах тестового диагноза воздействия на объект поступают от контрольно-диагностических средств (рис. 4.3,6). Состав и последовательность подачи этих воздействий выбирают из условий эффективности организации процесса диагноза. Воздействия в системах тестового диагноза называют тестовыми. В результате тестового диагноза решаются задачи проверки и поиска неисправ ности, проверки работоспособности. Системы тестового диагноза работают, как правило, когда автомобиль не применяется по пря мому назначению. Использование систем тестового диагноза при работающем объекте также возможно, но при этом тестовые воздей ствия могут быть только такими, которые не мешают нормальному функционированию объекта.
Ответы объекта на тестовые и рабочие воздействия поступают на средства диагноза. Ответы могут сниматься как с основных выхо дов объекта, т. е. с выходов, необходимых для применения объекта по назначению, так и с дополнительных выходов, организованных специально для диагноза. Эти основные и дополнительные выходы называют контрольными точками. От того, насколько контроль ные точки позволяют быстро и просто получить информацию, во многом зависит эффективность диагностирования.
Порядок, правила, методы и способы подачи воздействий, изме рение и анализ ответов объекта осуществляются контрольно-диаг ностическими средствами с помощью алгоритмов диагноза.
Система диагностирования, которая включает объект диагноза и применяемые для этой цели контрольно-диагностические средства, относится, по существу, к системам контроля. Однако специфика технической диагностики заключается в направленности ее методов .на определение технического состояния автомобиля и отдельныхь его агрегатов как сложной системы, находящейся в эксплуатации, с выявлением необходимости восстановления утраченной работо способности. При контроле обычно ограничиваются рассмотрением исследуемой системы как единого целого. При диагностике рас сматриваются система в целом и ее элементы, так как состояние системы — это функция состояния ее Отдельных элементов.
Диагностирование включает в себя совокупность операций контроля, выполняемых в определенной последовательности. Поня тие «контроль» более общее, чем понятие «диагностика». Диагности ка может быть процедурой контроля, но не всякая контрольная операция является операцией диагностики.
7. Классификация и характеристика методов и средств диагностирования
Методы и средства диагностирования автомобилей служат для имитации режимов их работы, измерения диагностических парамет ров и постановки диагноза. Они создаются соответственно диагно стируемому механизму, видам диагностических параметров и техно логическому назначению. На рис. 35 показана классификация методов и видов диагностирования автомобилей на автотранспорт ных предприятиях.
По видам измеряемых диагностических параметров методы диаг ностирования подразделяются на две группы: функциональные, со ответствующие параметрам рабочих процессов или параметрам эф фективности объекта диагностирования (мощность, тормозной путь, расход топлива и др.), и локальные, соответствующие параметрам процессов, сопутствующих функционированию объекта (нагрев, ви брация, состав отработавших газов) или же структурным, геометри ческим параметрам (зазоры, люфты, смещения).
Первая группа методов и средств предназначается главным об разом для определения работоспособности объекта в целом, т. е. общего (комплексного) диагностирования. Если окажется, что рабо-. чие параметры объекта не соответствуют нормам, то диагностирова ние углубляют, определяя причины неисправностей его элементов. при помощи локальных методов. Локальные методы и средства обеспечивают поэлементное диагностирование.
Различают стендовые и портативные диагностические средства. На автотранспортных предприятиях применяют: стенды для диагно стирования тяговых качеств автомобиля, стенды для диагностирова ния тормозов, стенды для диагностирования ходовой части и комби нированные стенды.
К портативным средствам диагностирования относятся приборы, обеспечивающие диагностирование: по изменению вибро акустических параметров (этот метод применяют для проверки двигателя, агрегатов трансмиссии, топливной аппаратуры дизелей); по периодически повторяющимся процес сам или циклам (для определения при помощи стробоскопиче ской лампы угла установки зажигания, для диагностирования при помощи осциллографа работы приборов системы зажигания, аморти-. заторов, дисбаланса колес и др.); п о тепловому состоянию, т. е. температуре, скорости и месту нагрева (для диагностирования подшипников, редукторов); погерметичности рабочих объемов (для определения технического состояния цилиндро-поршневой группы двигателя по компрессии и утечкам воздуха, шин, системы охлаждения); по параметрам масла, топлива, отработавших газов (для. диагностирования механизмов двигателя и его систем по концентрации продуктов износа и крем ния, для контроля топливной системы по содержанию в отработав ших газах окиси углерода); по геометрическим парамет рам (для диагностирования механизмов переднего моста, транс миссии, рулевого управления, клапанов).
Применение тех или иных методов и средств диагностирования существенно зависит от их технологического назначения. На авто транспортных предприятиях для управления технологическими про цессами обслуживания и ремонта применяют специализированное диагностирование, а для управления объемами и качеством опера ций обслуживания — совмещенное. В первом случае средства диаг ностирования размещаются обособленно от постов обслуживания и ремонта, а во втором территориально совмещаются с ними.
Рис. 35. Классификация видов и методов диагностирования автомобилей на автотранспортных предприятиях:
а—по диагностическим параметрам; б—по технологическому назначению и глубине;
в — по виду применяемых средств; г — по способу применения
Специализированное диагностирование может применяться для проверки механизмов, обеспечивающих безопасность движения большого потока автомобилей. В этом случае целесообразно ис пользовать быстродействующие автоматизированные средства об щего диагностирования. Для относительно малых потоков диагно стируемых автомобилей применяют методы и средства углублен ного, поэлементного диагностирования, в определенной мере связанного с операциями обслуживания и ремонта.
Принципиально важное значение приобретает классификация методов и средств диагностирования по схеме их применения: в стационарных условиях или в движении. Стационарное диагности рование обеспечивает техническое обслуживание и ремонт автомо билей в производственных помещениях автотранспортных пред приятий. Ходовое диагностирование осуществляется во время движения автомобиля при помощи встроенных датчиков и измери тельных приборов непрерывного контроля или же при помощи переносных приборов, таких, как расходомер топлива, десселеро-метр и др. Пока еще ходовое диагностирование развито слабо вследствие низкой контролепригодности автомобилей.
Основные требования к методам и средствам диагностирования: достоверность измерений, надежность, технологичность и экономич ность. В свою очередь, достоверность измерений характеризуется точностью, воспроизводимостью и чувствительностью, надежность-безотказностью, долговечностью и ремонтопригодностью средств, технологичность — сложностью, трудоемкостью и универсальностью процессов диагностирования, а экономичность—стоимостью технических средств, затратами на их эксплуатацию и эффектом от применения.
Перечисленные требования связаны между собой и зависят от целей и объекта диагностирования. Поэтому методы и средства диагностирования следует оценивать прежде всего комплексно, по экономическому критерию, а затем в целях сравнения и выбора по техническим свойствам: метрологическим, технологическим, надеж ностным, эргономическим и др.