Влияние условий движения на техническое состояние автомобиля

1. Характеристика природно-климатических условий эксплуатации автомобилей

По природно-климатическим условиям эксплуатации ав­томобилей территория стран СНГ подразделяется на три гео­графические зоны: холодного климата, умеренного и жаркого.

Зона холодного климата наиболее обширна, занимает площадь 13,9 млн. Это- громадные территории Сибири и северных районов Европейской части России. Для этой зоны

характерны низкие абсолютные температуры воздуха зимой (-50°С и ниже),

низкая средняя температура самого холодного месяца (ниже - 20°С), продолжительность зимнего периода со снеговым покровом 200...280 дней в году, суровость климата некоторых районов. В холодной зоне находится полюс холода -поселок Оймякон (зафиксирована самая низкая температура -73°С). В зоне холодного климата, несмотря на то, что она за­нимает громадные территории, эксплуатируется относительно небольшое (в сравнении, например, с зоной умеренного клима­та) количество автомобилей. Однако по мере интенсивного промышленного и экономического освоения районов этой зоны, обладающих огромными природными богатствами, ко­личество автомобилей, работающих в ней, постоянно возрас­тает.

      Зона жаркого климата включает в основном районы Сред­ней Азии и Закавказья. Она занимает 1,7 млн. км². В зависимо­сти от температуры и влажности воздуха, высоты над уровнем моря эта зона подразделяется на три части: пустынную, суб­тропическую и высокогорную. Для пустынной, занимающей центральную и западную части Средней Азии, характерно сле­дующее: максимальные температуры атмосферного воздуха -до 45...48°С; нагревание поверхности дороги до 7О...8О°С; жаркое, сухое лето; большое количество пыли в воздухе; высокая плотность солнечной радиации; зима короткая и практически бесснежная.

Субтропические районы жаркой зоны (юго-западная часть Кавказа вдоль побережья Черного моря) отличают повышен­ная относительная влажность воздуха (до 80 %), обилие дож­дей. Высокогорная часть включает такие горные районы, в которых перевалы автомобильных дорог проходят на высоте более 2 000 м над уровнем моря. Она расположена в восточ­ной части Средней Азии и на Кавказе.

Зона умеренного климата заключена между зонами холод­ного и жаркого климата. Ее северной границей является изо­терма средних температур января -20°С, южной - изотерма средних температур самого жаркого месяца июля +26°С. Эта зона занимает территорию в 6,8 млн. км². Она густо заселена. В ней же сосредоточена и преобладающая часть автомобильного парка. По этой причине стандартные конструкции автомобилей разрабатываются с учетом максимальной приспособленности к осуществлению перевозок на территории именно этой зоны.

Особенности природно-климатических условий зон холод­ного и жаркого климата определяют целесообразность произ­водства автомобилей, предназначенных для эксплуатации в этих зонах.

2. Особенности эксплуатации и требования к конструкции автомобилей в условиях холодного климата

Специфика природно-климатических условий зоны холод­ного климата (низкие температуры окружающего воздуха, большая продолжительность зимнего периода со снеговым по­кровом, с заснеженными дорогами) обусловливает целый ряд особенностей эксплуатации автомобилей.

К ним, во-первых, следует отнести затрудненный пуск дви­гателей, особенно дизельных, при низких температурах окру­жающего воздуха. При пуске холодного двигателя в таких условиях, с одной стороны, имеет место значительное увеличе­ние сопротивления вращению коленчатого вала вследствие повышения вязкости масла в двигателе, с другой, уменьшение мощности, отдаваемой аккумуляторной батареей, вследствие падения напряжения на зажимах и уменьшения ее емкости из-за увеличения внутреннего сопротивления батареи и вязкости электролита. Это приводит к значительному уменьшению час­тоты вращения коленчатого вала при пуске, к ограничению возможности пуска двигателя стартером. При низких температурах и малой пусковой частоте вращения у карбюраторных двигателей из-за повышения вязкости бензина и уменьшения скорости движения воздушного потока во впускном трубопро­воде значительно ухудшается распыливание и испарение топ­лива, что ведет к ухудшению смесеобразования. Низкие температуры окружающего воздуха и малая пусковая частота вращения приводят также к ухудшению искрообразования в свечах зажигания вследствие резкого снижения напряжения во вторичной обмотке катушки зажигания. У дизельного двига­теля при низких температурах (в цилиндры поступает холодный воздух) и малой пусковой частоте вращения ухудшаются условия для достижения в конце такта сжатия необходимой для воспламенения топлива температуры воздуха. Кроме того, имеющее при этом место повышение вязкости топлива и уменьшение скорости его впрыска вызывают ухудшение распыливания топлива в цилиндрах дизеля. Все это затрудняет пуск холодного двигателя при низких температурах.

Пуск холодного двигателя сопровождается повышенным изнашиванием основных его рабочих деталей. Это имеет место по ряду причин: из-за поступления масла к трущимся поверх­ностям с некоторым запаздыванием после начала работы дви­гателя. По данным исследований, время задержки появления масла из коренного подшипника после начала работы насоса может составлять до 2 мин и более; из-за смывания масла со стенок цилиндра топливом, попадающим в цилиндр в жидком виде, что приводит к ухудшению смазки; из-за быстрого заг­рязнения масла, вызываемого неудовлетворительной его филь­трацией вследствие резкого снижения пропускной способности фильтров тонкой очистки в результате повышения вязкости смолистых веществ, отложившихся в них. При отрицательной температуре фильтр тонкой очистки пропускает масла в 20...30 раз меньше по сравнению с максимальной пропускной способностью при положительной температуре. Кроме того, возрастание при низких температурах вязкости масла приво­дит к повышению давления в системе и срабатыванию пере­пускного клапана фильтра грубой очистки, в результате чего, последний также выключается из работы. Прогревание же масла в поддоне картера двигателя при низких температурах окружающего воздуха происходит очень медленно.

При низких температурах значительно активизируется коррозия деталей цилиндропоршневой группы двигателя.

Поэтому в условиях низких температур при пуске двигате­ля имеет место интенсивное (во много раз больше, чем при нормальном тепловом режиме) коррозионно-механическое из­нашивание его деталей.

При эксплуатации автомобилей в условиях низких темпе­ратур возникают серьезные затруднения с поддержанием нор­мального теплового режима двигателя, особенно при работе с частыми остановками для погрузки - разгрузки и по другим причинам. При низких температурах значительно возрастает изнашивание деталей двигателя. Переохлаждение агрегатов трансмиссии приводит к застыванию масла в них, ухудшению Условий смазывания рабочих поверхностей, увеличению изна­шивания деталей.

Возможное при низких температурах замерзание жидкости в системах охлаждения двигателя, отопления кабины, кузова, электролита в аккумуляторной батарее может приводить к размораживанию блока двигателя, разрыву бачков и трубок радиатора, баков батареи. В условиях низких температур на­много выше вероятность отказов топливной системы дизелей. Их причиной могут быть ледяные и воздушные пробки в тру­бопроводах, которые образуются вследствие скопления мел­ких кристалликов льда при замерзании воды, находящейся в дизельном топливе. Парафины, содержащиеся в топливе, при этом превращаются в студенистую массу, которая может заби­вать топливные фильтры, топливопроводы, что также является причиной отказов. В условиях низких температур снижается также надежность гидравлического тормозного привода из-за возможного застывания некоторых тормозных жидкостей. При температурах ниже -45°С теряют свою эластичность, стано­вятся хрупкими и разрушаются шины, детали из резины (саль­ники, резиновые шланги гидропривода тормозов и т.д.), пластмассовые детали трескаются, твердеют, теряют свои ка­чества консистентные смазочные материалы. При особо низ­ких температурах (-6О...-7О°С) изменяются физические и механические свойства металлов, что вызывает частые полом­ки деталей. По подсчетам специалистов, количество поломок и аварий, изнашивание деталей стандартной техники на Севе­ре в 3... 5, а иногда в 8... 10 раз больше, чем в условиях уме­ренного климата.

При эксплуатации автомобилей в зоне холодного климата  имеет место ухудшение их топливной экономичности. Основные  причины возрастания расхода топлива: увеличение времени  пуска и прогрева двигателя; работа двигателя при пониженной температуре жидкости в системе охлаждения; по­вышенная вязкость масла в агрегатах трансмиссии, что ведет к значительным потерям мощности на ее прокручивание; по­вышенное сопротивление движению по заснеженным дорогам.

При перевозке грузов значительно усложняется возмож­ность обеспечения их сохранности вследствие того, что мно­гие из грузов при остывании, замерзании теряют необходимые свойства, снижается их качество. Низкие температуры значи­тельно ухудшают условия работы водителя, поездки пассажиров. Затрудняется работа водителя также вследствие снижения видимости дороги из-за запотевания и обмерзания стекол ка­бины, частых при температуре ниже -40°С туманов, при дви­жении по заснеженным и обледенелым дорогам. Чрезвычайно усложняются возможности обнаружения и устранения отказов в пути, особенно в системах питания и зажигания из-за неболь­ших размеров деталей приборов этих систем.

Особенности эксплуатации автомобилей в условиях холод­ного климата определяют ряд требований к их конструкции, обеспечивающих надежность и безопасность эксплуатации автомобилей, надлежащие условия работы водителя, комфор­табельность поездки пассажиров.Для эффективной и безопасной эксплуатации автомобилей в районах Севера технически и экономически целесообразны модификации этих автомобилей в северном исполнении. Авто­мобили должны надежно работать при безгаражном хранении в диапазоне температур окружающего воздуха от +40°С до - 60°С и относительной его влажности до 98 % при +25°С и бо­лее низких температурах. Особое внимание должно уделяться обеспечению надежного легкого пуска двигателя при низких температурах, определяющего в общем случае готовность к движению. В условиях низких температур это приобретает чрезвычайно важное значение, характеризуя безопасность экс­плуатации автомобиля. Согласно ОСТ 37.001.052-87 «Требо­вания к пусковым качествам автомобильных двигателей», предельные температуры надежного пуска холодного двигате­ля, а также пуска двигателя при применении системы предпус­кового подогрева и время подготовки двигателя к принятию нагрузки не должны превышать значений, приведенных в табл. 2.1 и 2.2.

Таблица2.1.

Предельная температура надежного пуска холодного двигателя и время его подготовки к принятию нагрузки

*Пуск  двигателей с применением устройств облегчения пуска; при использовании электрофакельного устройства(ЭФУ) по ТУ 37.003.741-80 допускается повышение предельной температуры надежного пуска: для дизелей с камерой в поршне- до минус

25 С, а для дизелей с камерой в поршне и турбонаддувом- до минус 22 С при вязкости масла и сорте топлива , указанных в таблице.

** Для карбюраторных двигателей автомобилей многоцелевого исполнения предельная температура надежного пуска холодного двигателя не ниже -50 С.

Примечание

 Для карбюраторных двигателей автомобилей ГАЗ-52 и ЗАЗ-968 предельная температура надежного пуска без применения устройств облегчения пуска – минус 15 а с применением устройств облегчения пуска-минус 25 С при вязкости масла и сорте топлива, указанных в таблице.

Таблица 2.2.

Предельная температура надежного пуска холодного двигателя с

системой предпускового подогрева и время его подготовки к

принятию нагрузки

* Пуск двигателя с применением устройств облегчения пуска холод­ного двигателя.

Надежность пуска двигателей автомобилей, предназна­ченных для эксплуатации в условиях низких температур, мо­жет обеспечиваться применением системы предпускового подогрева, использованием соответствующих топлив и масел, специальных устройств для обеспечения пуска холодного дви­гателя, системы теплоизоляции и подогрева аккумуляторных батарей.

Для предпускового индивидуального подогрева двигате­лей используются встроенные предпусковые подогреватели типа П или ПЖБ, работающие на бензине, или типа ПЖД - на дизельном топливе. Они обеспечивают одновременный разог­рев охлаждающей жидкости в системе охлаждения и масла в картере. Применение индивидуальных подогревателей особенно эф­фективно при температурах наружного воздуха ниже -30°С. При -12°С...-30°С для облегчения пуска холодные двигате­лей эффективно использовать приспособления для впрыска легковоспламеняющейся пусковой жидкости.

Для снижения сопротивления провертыванию коленчатого вала двигателя при пуске необходимо применять специальные зимние масла с пологой вязкостно-температурной характерис­тикой, с температурой застывания до -(60...70) °С. Для сокра­щения времени прогрева двигателя при пуске должна быть предусмотрена возможность временного отключения вентиля­тора. Аккумуляторные батареи для сохранения необходимой емкости должны иметь теплоизоляцию и регулируемый обо­грев от работающего двигателя или других источников тепло­вой энергии. Имея степень заряженности 75 %, они должны обеспечивать надежный пуск двигателя без предварительного подогрева с применением средств облегчения его после 24-часовой стоянки автомобиля на открытом воздухе.

С целью снижения изнашивания деталей двигателя в период пуска желательно предусматривать в его конструкции воз­можность ввода масла под давлением в масляную магистраль за 1.. .2 мин до пуска двигателя, а также в период его прогрева.

Система охлаждения двигателей должна иметь теплорегулирующий комплекс, обеспечивающий поддержание нормаль­ного теплового состояния двигателя на всех режимах работы температурах наружного воздуха с учетом того, что в зимнее время часть теплоты должна отводиться в систему отопления кабины , а также пассажирского салона у автобусов. Этот комплекс включает автоматически регулируемое утепление

радиатора (жалюзи или сплошные шторки), термо­стат, устройство для автоматического отключения вентилято­ра при понижении температуры охлаждающей жидкости,

утеплительные чехлы капота или передней стенки кабины (при бескапотной компоновке). Применение последних позволяет сохранять тепло при неработающем двигателе, что очень важ­но для сокращения времени его пуска и прогрева после непро­должительной стоянки. Способность двигателя сохранять тепло характеризуется средней скоростью остывания жидко­сти в нижних точках системы охлаждения. Она не должна пре­вышать 0,75°С в минуту в интервале температур жидкости от 85°С до 20°С при температуре наружного воздуха -55...-60°С и при отсутствии ветра.

Для обеспечения безотказной работы агрегатов, механиз­мов и систем автомобиля при эксплуатации в условиях низких температур необходимо применение зимних видов топлив, сма­зочных материалов, технических жидкостей, обладающих не­обходимыми вязкостно-температурными свойствами и не теряющих их при температурах до -70°С.

С целью повышения безотказности работы системы пита­ния дизелей целесообразно использовать систему подогрева топлива, что может быть осуществлено за счет теплоты отра­ботавших газов или в специальном теплообменнике за счет теплоты охлаждающей жидкости.

Резинотехнические изделия, в том числе шины, тормозные шланги, изделия из пластмасс и других неметаллических мате­риалов, должны быть морозостойкими, сохранять заданные рабочие свойства при температуре окружающего воздуха до - 70°С. Металлические детали автомобилей должны изготав­ливаться из хладостойкого металла.

Особую важность представляют требования к конструк­ции, направленные на обеспечение удобства использования автомобиля и в первую очередь на создание необходимых условий работы водителя и комфортабельности поездки пасса­жиров.

Размеры и расположение сидений должны быть такими чтобы обеспечивалась возможность работы водителя и ком­фортабельность поездки пассажира в зимней или полярной одежде.

Кабины и пассажирские салоны таких автомобилей должны иметь улучшенную теплоизоляцию и надежное уплотнение дверных, оконных проемов.

Эффективность теплоизоляции и уплотнения оценивается средней скоростью остывания воздуха в кабине и пассажир­ском салоне при закрытых дверях и окнах, выключенном дви­гателе и неработающей системе отопления. Этот параметр должен быть не более 0,5°С в минуту для кабин и пассажир­ских салонов особо малых автобусов и не более 0,35°С в ми­нуту для пассажирских салонов остальных автобусов.

Система отопления кабины и пассажирского салона в ком­плексе с их теплоизоляцией должны обеспечивать как при дви­жении автомобиля, так и на остановках установившийся тепловой режим: не ниже +10°С на уровне поясницы водителя и сидящих пассажиров, а также в зоне ног водителя на уровне 100 мм от пола и не ниже +5°С в зоне ног пассажиров. Для городских автобусов в пассажирском салоне должно быть не менее +8°С на уровне поясницы сидящих пассажиров и не ниже -2°С на уровне 100 мм от пола.

Система отопления должна обеспечивать прогрев кабины и пассажирского салона до температуры не ниже 0°С на уров­не поясницы сидящих пассажиров за время не более 30 мин.

В целях недопущения запотевания и обледенения стекол кабины при работающей системе отопления как на стоянке, так и при движении автомобиля должны предусматриваться двойное остекление или пленочный электрообогрев стекол. При этом конструкция двойного остекления должна обеспечи­вать возможность опускания стекол дверей, а также пользова­ния поворотными стеклами вентиляции. Конструкция системы отопления кабины и пассажирского салона во избежание скопления токсичных веществ в них должна предусматривать забор воздуха снаружи. Только на период прогрева пассажир­ского салона автобуса без пассажиров допускается забор воздуха из салона.

При эксплуатации автомобилей в суровых условиях Си­бири и Крайнего Севера отказ двигателя или зависимой от него системы отопления автомобиля в случае значительного удаления его от населенных пунктов может представлять серь­езную опасность для жизни людей. Поэтому автомобили, за исключением предназначенных для работы в городах или ис­пользования в технологическом цикле при малой длине ездки, должны быть оборудованы резервной системой отопления. Эта система должна надежно работать как при движении, так и на стоянке и поддерживать температуру воздуха на уровне пояс­ницы сидящих пассажиров и в зоне ног водителя не ниже 0°С в течение 10 ч при стоянке автомобиля с неработающим двига­телем.

В кабинах и пассажирских салонах должна обеспечивать­ся чистота воздуха, отвечающая требованиям действующих санитарных норм. Не допускается попадание снежной пыли, влаги через уплотнения, а также через системы отопления и вентиляции.

В целях обеспечения хорошей видимости автомобилей их окрашивают в яркие цвета: оранжевый, красный, желтый.

Повышенные требования предъявляются к такому свой­ству, как безотказность агрегатов, механизмов, систем авто­мобиля, особенно приборов системы зажигания, питания, контрольно-измерительных и освещения. Желательно наличие приборов-дублеров, вводимых в работу в случае отказа ос­новного.

Для обеспечения сохранности грузов, которые при низких температурах могут изменять свои свойства, должно быть предусмотрено утепление, обогрев кузовов. Систему обогрева должны иметь также кузова самосвалов, чтобы не допускать примерзания к ним перевозимых сыпучих грузов, что затрудняет их разгрузку.

3 Особенности эксплуатации и требования к конструкции автомобилей в условиях жаркого климата

3.1. Пустынные районы

Специфика природно-климатических условий зоны жарко­го климата (высокая температура воздуха; резкие ее колеба­ния в течение суток: за 8 ч - до 25°С; низкая относительная влажность: при температуре 40°С - около 10 %; высокая сол­нечная радиация) обусловливает ряд особенностей эксплуата­ции автомобилей. При эксплуатации в пустынных районах стандартных автомобилей имеет место существенное ухудше­ние таких их эксплуатационных качеств, как скоростность, топливная экономичность, надежность, безопасность, удоб­ство использования.

Высокие температуры воздуха, особенно при движении автомобиля с большой нагрузкой и малой скоростью, вызыва­ют частые перегревы двигателя. Этому способствует также то, что воздух в двигатель у стандартных автомобилей поступа­ет из подкапотного пространства, где он нагревается в жаркое время до 8О...1ОО°С. В результате существенно ухудшаются показатели эффективности работы двигателя. При температу­ре наружного воздуха выше 40°С мощность двигателя умень­шается почти на 12 %, а расход топлива увеличивается на 17,5 %. Кроме того, значительно повышается содержание ток­сичных компонентов в отработавших газах.

Перегрев приборов системы электрооборудования (ка­тушки зажигания, реле-регулятора, аккумуляторной батареи), особенно интенсивный при размещении последних в подкапот­ном пространстве, приводит к нарушению режима их работы, более частым отказам.

Высокая температура окружающего воздуха, а также ин­тенсивное солнечное облучение вызывают переход легких фракций бензина в топливопроводах из жидкого в парообраз­ное состояние. Это приводит к тому, что к карбюратору пода­ется смесь топлива в жидкой фазе и его паров. При этом рабочая смесь, поступающая в цилиндры двигателя, оказыва­ется обедненной настолько, что может вызвать перебои в работе двигателя или даже прекращение его работы. Парооб­разование в системе питания зависит от давления в ней, темпе­ратуры ее деталей и склонности бензина к испарению. Чем ниже давление, тем благоприятнее условия для парообразова­ния. Самое низкое давление в топливной системе имеет место во всасывающем тракте и особенно над диафрагмой бензона­соса во время впуска топлива. Именно для этого места паро­образование топлива характерно в наибольшей степени. Давление же над диафрагмой зависит от взаимного располо­жения топливного бака и насоса, гидравлического сопротив­ления топливопроводов.

Высокие температуры приводят к плавлению консистент­ных смазочных материалов и вытеканию их из негерметизированных узлов, повышению давления нагретого воздуха в картерах агрегатов трансмиссии и вследствие этого течи мас­ла через сальники, прокладки.

В некоторых узлах (спидометрах, стеклоочистителях) из-за высыхания смазочного материала происходит интенсивное изна­шивание деталей, что влечет за собой снижение их надежности.

Высокие температуры вызывают снижение вязкости тор­мозной жидкости и подтекание ее, образование паровых про­бок в гидравлическом приводе тормозов и отказ тормозов.

Высокие температуры и солнечное облучение отрицатель­но сказываются на работоспособности и сроке службы деталей из резины, пластмассы и других материалов. Вследствие высокого нагрева

(до 7О...8О°С) при движении по раскаленным дорогам  интенсивно  изнашиваются  шины.  В  2...3  раза сокращается срок службы ремней вентилятора. Быстро выходят из строя резиновые втулки амортизаторов, уплотнения дверных проемов и стекол. Детали из пластмассы теряют свою форму, размягчаются, обивочные материалы, лакокрасочные покрытия выгорают.

Высокая запыленность воздуха приводит к интенсивному изнашиванию двигателей (особенно деталей цилиндропоршневой группы), деталей подвески, рулевого управления, кар­данной передачи и др. Вследствие высокой температуры окру­жающего воздуха, сильной запыленности ухудшаются условия работы водителей, снижается комфортабельность по­ездки пассажиров.

Особенности эксплуатации автомобилей в условиях пус­тынных районов жаркой зоны определяют рад требований к их конструкции.

Это касается в первую очередь приспособленности двига­теля к работе в этих условиях. В целях предотвращения его перегрева, снижения показателей эффективности целесообраз­ны такие меры конструктивного характера, как: применение герметичной системы охлаждения с расширительным бачком; организация забора воздуха в систему питания не из подкапот­ного пространства, а снаружи; использование масляного радиатора; применение топливных насосов повышенной про­изводительности; установка насоса и топливопроводов, исключающая нагрев их от двигателей или прямыми солнеч­ными лучами, а также сводящая к минимуму гидравлическое сопротивление всасывающей ветви топливопровода (лучшим решением является установка насоса в топливном баке, при этом всасывающая ветвь топливопровода вообще отсутствует); применение бензинов, имеющих высокую температуру 10 %-ной точки, более высокую детонационную стойкость.

Для обеспечения необходимого уровня надежности авто­мобиля в целом, его агрегатов, узлов необходимо: применение более эффективной системы очистки воздуха, подаваемого в двигатель, в частности двухступенчатой фильтрации (фильтр типа «циклон» на первой ступени и масляно-инерционный на второй); использование более надежной пылезащиты всех сма­зываемых узлов; применение тугоплавких (с температурой плавления не ниже 1О5...11О°С) смазочных материалов для трудногерметизируемых узлов, невысыхающих для смазывания приборов (стеклоочистителей, спидометров и др.); повышение герметичности картеров агрегатов; применение теплостойкой резины при изготовлении шин, различных резиновых изделий; использование термостойких пластмасс при изготовлении раз­личных деталей, теплостойких клеевых композиций, лакокрасочных покрытий, стойких против выгорания обивочных ма­териалов и др.

Для автомобилей, предназначенных к эксплуатации в пус­тынных районах жаркой зоны, необходимо применение тор­мозных жидкостей с необходимыми вязкостными свойствами при высоких (до +50°С) температурах, не склонных к образо­ванию при повышении температуры паровых пробок.

Для обеспечения надлежащих условий работы водителя и комфортабельности поездки пассажиров необходимы: защита кабины водителя и пассажирского салона от проникновения пыли, горячего воздуха из подкапотного пространства, отра­ботавших газов, паров топлива; оборудование кабины и сало­на системой кондиционирования воздуха; термоизоляция крыши кузова пассажирского автомобиля и кабины грузового от действия солнечных лучей, а также кабины и пассажирско­го салона от двигателя; окрашивание кузова и кабины, осо­бенно их крыш, в светлые тона и т.д.

3.2. Субтропические районы

Эксплуатация автомобилей в этих районах имеет те же особенности, что и в пустынных районах жаркой зоны, и, кро­ме того, свои специфические. Высокая относительная влаж­ность воздуха вызывает уменьшение коэффициента избытка воздуха в цилиндрах двигателя, что ведет к ухудшению его мощностных показателей и топливной экономичности. При этом повышенная влажность всасываемого в цилиндры воздуха способствует снижению склонности рабочей смеси к детонации, чем компенсируется требование повышения октанового числа топлива в связи с повышением температуры попадаю­щего в цилиндры воздуха.

Вследствие  высокой влажности воздуха интенсифицируются процессы коррозии деталей автомобиля, особенно кузова легковых автомобилей и автобусов, кабины и крыльев грузо­вых. Постоянная смена сухого времени года и периодов дож­дей приводит к тому, что пыль, проникшая в различные механизмы (подъема стекол, дверные запоры и т.д.), насыщает­ся влагой, затем снова высыхает. Образовавшиеся в результате этого твердые отложения в механизмах приводят к отказам в их работе.

В связи с изложенным следует отметить некоторые допол­нительные требования к конструкции автомобилей, предназ­наченных для эксплуатации в субтропических районах: учет влияния влажности воздуха на эффективную мощность двига­теля и расход топлива; надежная антикоррозионная защита металлических деталей автомобиля, подверженных коррозии; надежная влагоизоляция проводов высокого напряжения сис­темы зажигания (так как влага, сконденсированная внутри них, будет приводить к перебоям в работе двигателя или оста­новке его и затруднительному пуску) и др.

3.3. Высокогорные районы

В связи с тем, что в высокогорных районах строительство развитой сети железных дорог, аэродромов вызывает серьез­ные трудности, основной объем перевозок здесь осуществляется автомобильным транспортом. Условия эксплуатации автомо­билей в горных районах имеют свои особенности, обусловлен­ные, с одной стороны, спецификой дорог, с другой - большой высотой над уровнем моря.

Для дорог высокогорных районов характерны длительные крутые подъемы и спуски протяженностью до 15...20 км с ук­лонами продольного профиля до 110... 120 %о. В плане для гор­ных дорог характерны частые (до 10... 15 на 1 км пути) крутые (с радиусом кривизны до 15...20 м) повороты. При строитель­стве перевальных участков, когда уклон местности по прямому направлению превышает предельно допустимый продольный, прибегают к развитию трассы дороги по склонам, устраивая сложные закругления - серпантины, углы поворота которых Достигают 180°.

На горных дорогах в пределах сравнительно коротких Участков вследствие влияния вертикальной зональности (изме­нения климатических условий по мере возвышения над уров­нем моря) и экспозиции склонов по отношению к сторонам света в значительной степени могут различаться природные Условия: от летнего климата у подножия горы до зимнего в

зоне вечных снегов. Температура воздуха в горах понижается в среднем на 0,5°С на каждые 100 м подъема. Имеют место значительные суточные колебания температур. По мере воз­вышения над уровнем моря годовое количество осадков, вы­падающих в горах, увеличивается в среднем на 40...60 мм на каждые 100 м высоты, достигая максимума в зоне интенсивно­го образования облаков. Летом в горах выпадают ливневые дожди.

С высотой в горах уменьшается давление воздуха и его плотность. Поэтому работа автомобилей в специфических высокогорных условиях отличается рядом особенностей.

Вследствиe частых крутых поворотов, затяжных подъемов и спусков на горных дорогах имеют место следующие особенности работы автомобилей:

-> максимальные скорости движения грузовых автомоби­лей составляют 40...50 км/ч, легковых - 50...60 км/ч;

-> значительную часть времени автомобили работают на понижающих ступенях коробки передач, ускоряющая переда­ча используется редко;

-> вследствие работы на форсированных режимах при дви­жении на затяжном подъеме имеет место перегрев двигателей. Этому способствует и то, что при малой скорости движения ухудшается охлаждение двигателя из-за снижения интенсивно­сти встречного потока воздуха;

-> значительно ухудшается топливная экономичность ав­томобилей. Это является следствием повышенного расхода топлива при движении на подъемах, невозможности использо­вания при движении под уклон потенциальной энергии, накоп­ленной при подъеме, так как при этом, исходя из соображений безопасности движения, водитель часто тормозит, что ведет к преобразованию большей части накопленной энергии (до 75 %) в тепловую энергию в тормозах, которая затем рассеи­вается в окружающую атмосферу. Возрастает расход топлива также вследствие увеличения сопротивления качению на кру­тых поворотах, количество которых на горных дорогах велико;

-> на затяжных спусках имеют место частые и длительные торможения вследствие необходимости снижения скорости при движении под уклон до 10... 15 и даже до 5 км/ч, что приводит к перегреву тормозов. Тормозные накладки нагреваются до 300...350°С, тормозные барабаны - до 28О...ЗОО°С. Это вле­чет за собой значительное снижение эффективности торможе­ния вследствие уменьшения коэффициента трения и интенсивное изнашивание тормозных накладок. У автомоби­лей с пневмоприводом тормозов вследствие повышения расхо­да воздуха при спусках и уменьшения производительности компрессора из-за снижения плотности воздуха на высоте час­то не хватает воздуха для торможения;

-> при остановках на крутых подъемах или спусках авто­мобили, особенно тяжелые грузовые и автопоезда, могут спол­зать или скатываться под уклон. Это происходит при недостаточно надежно работающем ручном тормозе (скатыва­ние) или на скользкой дороге (сползание);

 на горных дорогах интенсивнее изнашиваются шины ,что объясняется частыми торможениями, передачей больших крутящих моментов ведущими колесами при движении на подъем, проскальзыванием шин на поворотах с малыми радиусами, а также наличием на поверхности дорожного покрытия мелких осколков скальных пород;

-> для горных дорог характерно ухудшение комфорта­бельности поездки пассажиров, в частности из-за больших бо­ковых кренов автомобиля на крутых поворотах;

-> усложняется управление автомобилем из-за недостаточ­ной видимости дороги на поворотах, необходимости часто и быстро вращать рулевое колесо, пользоваться тормозами и т.д. Особенно сложно управлять автомобилем в ночное время, так как на крутых поворотах водитель не видит дорогу вслед­ствие недостаточного угла рассеивания света фар;

-> увеличивается возможность бокового заноса под дей­ствием центробежных сил, действующих на автомобиль при движении на повороте.

Уменьшение плотности воздуха на больших высотах при­водит к снижению мощности двигателей вследствие уменьше­ния наполнения цилиндров и ухудшения процесса сгорания в результате падения давления в конце сжатия (табл. 3.1).

Таблица 3.1.

Изменение показателей работы автомобиля в зависимости от высоты над уровнем моря

Динамический  фактор автомобиля при работе его на перевале Памирского тракта Ак-Байтал, находящегося на высоте 4800м над уровнем моря, составляет лишь 44% номинального.

Снижение плотности воздуха с увеличением высоты над уровнем моря приводит также к уменьшению массы воздуха, проходящего через радиатор системы охлаждения двигателя, что является еще одной причиной перегрева двигателей и за­кипания воды в них. Кипение воды в открытой системе охлаж­дения двигателя может происходить и при нормальном нагрузочном и тепловом режиме двигателя по причине низкой плотности воздуха на больших высотах, так как при этом тем­пература кипения воды снижается (см. табл. 3.3). Уменьшение плотности воздуха на больших высотах является существен­ной причиной ухудшения топливной экономичности двигате­лей. Это происходит вследствие переобогащения рабочей смеси (в карбюраторных двигателях) из-за малой плотности воздуха, снижения мощности при движении на подъем.

Переобогащение рабочей смеси отрицательно сказывается на сроках службы двигателей, так как топливо при этом сгора­ет не полностью, смывает масляную пленку со стенок цилинд­ров, разжижает масло, уменьшая его вязкость и смазывающую способность, что ведет к ускоренному изнашиванию деталей.

Для обеспечения высокопроизводительной, экономичной и безопасной работы автомобилей в специфических высокогор­ных условиях необходима приспособленность их конструкции к эксплуатации в этих условиях.

Для обеспечения нормального теплового режима работы двигателя при движении автомобиля на затяжных подъемах и спусках необходимы следующие меры. С одной стороны, при­менение усиленной замкнутой системы охлаждения с расшири­тельным бачком, что должно способствовать предотвращению перегрева двигателя при работе на форсированных режимах ^при движении на подъем, с другой - наличие термостата и жа­люзи для предотвращения переохлаждения двигателя на за­тяжных спусках.

В целях повышения мощности двигателя и улучшения топ­ливной экономичности при работе автомобилей на большой высоте целесообразно применение нагнетателей воздуха в цилиндры двигателя, высотной корректировки состава рабочей смеси или подачи топлива, позволяющих устранять переобо­гащение смеси. При этом корректоры должны работать в автоматическом режиме в зависимости от высоты.

При назначении параметров двигателя и расчете транс­миссии следует исходить из того, что в рассматриваемых усло­виях из соображений безопасности движения могут быть реализованы максимальные скорости в пределах 60 км/ч для грузовых автомобилей и 70...80 - для легковых. Двигатель и трансмиссия (ее передаточные числа) должны обеспечивать преодоление на прямой передаче преобладающих подъемов (до 70 %о), на передаче, предшествующей прямой, подъемов до 90... 110 %о, на более низких передачах - максимальных подъе­мов (до 160 %о), а на ускоряющей - движение с максимальной скоростью и преодоление подъемов до 30 %о. Коробка передач должна рассчитываться на длительную работу на понижаю­щих передачах.

Ряд конструктивных мер должен обеспечивать необходи­мый уровень безопасности автомобиля. Это применение уси­ленных тормозных механизмов, рассчитанных на длительное торможение без перегрева и снижения эффективности дей­ствия, обеспечение эффективного охлаждения тормозных на­кладок и барабанов; использование тормозов-замедлителей, обеспечивающих возможность надежного торможения на кру­тых спусках и позволяющих разгрузить при этом колесные тормоза; применение компрессоров тормозной системы с пнев­моприводом повышенной производительности; снабжение гру­зовых автомобилей средней и большой грузоподъемности и автопоездов противооткатным устройством типа «горный упор», предотвращающим скатывание или сползание автомобилей вниз при остановках на крутых подъемах; снабжение автомобилей с пневматическим приводом тормозов аварий­ным тормозным устройством; применение гидроусилителей  рулевого управления; повышение прочности каркаса кузова автобуса и другие дополнительные меры, обеспечивающие как и пассивную безопасность. Автобусы, предназначенные для эксплуатации в горных условиях, снабжаются например, электродинамическим тормозом-замедлителем, про­тивооткатным устройством, ремнями безопасности для водите­лей и всех пассажиров, в кузове предусмотрена только одна дверь для пассажиров.

В конструкции «горных» автомобилей должны быть предусмотрены меры, улучшающие удобство их использования.

Подвеска, например, должна иметь более высокую угловую жесткость для недопущения большого бокового крена кузова на крутых поворотах, вызывающего неприятные ощущения у пассажиров. Способствуют облегчению управления автомо­билем усилители рулевых управлений. Необходимо примене­ние фар, обеспечивающих большой угол рассеивания света в горизонтальной плоскости перед автомобилем, чтобы води­тель мог хорошо видеть дорогу на крутых поворотах при дви­жении в ночное время.

В зоне жаркого климата в связи с ограниченными возмож­ностями развития железнодорожного, водного транспорта роль автомобильного возрастает.

Недостаточная приспособленность конструкций стандарт­ных автомобилей к работе в этих условиях в значительной мере снижает эффективность автоперевозок и безопасность движения. Поэтому целесообразен выпуск специализирован­ных автомобилей в южном и горном исполнении, конструкция которых обеспечивала бы получение наибольшего эффекта в увеличении производительности подвижного состава и сниже­нии себестоимости перевозок, уменьшении расхода топлива, обеспечении безопасности движения, облегчении труда води­телей, улучшении комфортабельности поездки пассажиров.

Режимы технического обслуживания автомобиля ЗИЛ-130

1 Организация проведения ТО и ТР автомобилей.

1.1. Система технического обслуживания и ремонта техники, основные положения

Для предупреждения повышенного и преждевременного изнашивания и других разрушений деталей, а также для обеспечения нормального технического состояния и высокопроизводительной экономичной работы машин в течение всего периода эксплуатации служит система технического обслуживания и ремонта машин.

Система технического обслуживания и ремонта машин предусматривает комплекс работ, направленных на обеспечение или восстановление необходимого технического состояния и работоспособности машин в течение всего периода эксплуатации. Эта система включает в себя следующие элементы: техническое обслуживание, текущий и капитальный ремонт.

Техническое обслуживание -- это комплекс обязательных, планомерно проводимых работ по поддержанию работоспособности или исправности машин в период их эксплуатации, хранения и транспортирования. Оно предусматривает обкаточные, очистные, контрольные, диагностические, регулировочные, смазочные заправочные, крепежные и монтажно-демонтажные работы, а также работы по консервации машин и их составных частей.

Виды технического обслуживания и их периодичность устанавливает разработчик-изготовитель машины по согласованию с заказчиком и потребителем в соответствии с действующими стандартами.

1.2. Виды и периодичность технических обслуживаний и ремонтов автомобилей.

В России на автомобильном транспорте используется "Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта". Положением о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта установлены следующие виды технического обслуживания и ремонта: ежедневное техническое обслуживание (ЕТО), первое техническое обслуживание (ТО-1), второе техническое обслуживание (ТО-2), сезонное техническое обслуживание (СТО), текущий ремонт, капитальный ремонт и технический осмотр. Ежедневное техническое обслуживание выполняют 1 раз в смену после работы автомобиля на линии или перед выездом его на линию. Основное назначение ЕТО -- общий контроль, направленный на обеспечение безопасности движения, поддержание внешнего вида автомобиля и его заправка.

Первое и второе технические обслуживания проводят через определенные пробеги автомобилей, устанавливаемые в зависимости от дорожных условий эксплуатации (табл. 1). Основное назначение ТО-1 и ТО-2 -- снижение интенсивности изнашивания деталей и поддержание автомобилей в работоспособном состоянии.

Текущий ремонт автомобилей не регламентируют определенным пробегом, его выполняют по потребности при ТО-1 и ТО-2, то есть без принятой периодичности. При текущем ремонте устраняют возникающие отказы и неисправности. Он способствует выполнению установленных норм пробега до капитального ремонта при минимальных простоях. Дорожные условия эксплуатации всех автомобилей разделены на пять категорий. Для автомобилей, работающих в сельском хозяйстве, периодичность технического обслуживания и ремонта определяют с учетом четырех категорий дорожных условий эксплуатации, характеристика которых следующая: вторая категория дорожных условий эксплуатации -- автомобильные дороги с битумоминеральным, щебеночным, гравийным и дегтебетонным покрытием; третья категория дорожных условий эксплуатации -- автомобильные дороги с твердым покрытием и грунтовые дороги, обработанные вяжущими материалами; четвертая категория дорожных условий эксплуатации -- грунтовые дороги, укрепленные или улучшенные местными материалами; пятая категория дорожных условий эксплуатации -- естественные грунтовые дороги.

 Таблица 1 периодичность технического обслуживания подвижного состава автомобильного транспорта без прицепа

При работе автомобилей в дорожных условиях второй категории периодичность пробега номерных технических обслуживании и ремонта автомобилей увеличивают на 10%, а в условиях четвертой и пятой категорий снижают соответственно на 12 и 25%. Кроме того, при работе автомобильного транспорта в условиях жаркого и сухого климата нормы пробега уменьшают на 10%, а в условиях холодного климата, где средняя температура в январе колеблется от --20 до --35°С, их снижают на 25%.

1.3 Организация контроля качества проведения ТО и ТР

Контроль качества проведения ТО и ТР является частью производственного процесса. Конечной целью контроля является предупреждение брака и повышение качества выполняемых работ. Объективными показателями качества работ являются продолжительность безотказной работы автомобиля на линии после ТО и ремонта. Основные функции контроля качества ТО и ТР подвижного состава возлагаются на отдел технического контроля (ОТК). Специалисты ОТК на большинстве предприятий основное внимание уделяют проверке технического состояния автомобиля при выпуске на линию и возврате на предприятие, а также контролю качества работ, выполняемых непосредственно на автомобиле.

После выполнения ТО-1 и ТО-2 контролируется не только качество работы, но и выполнение принятого перечня операций. Контроль осуществляется визуально, с применением переносных приборов, а также с помощью имеющегося оборудования для диагностики. Применение средств диагностики позволяет при минимальных затратах времени объективно оценить качество выполняемых работ и готовность автомобиля к выпуску на линию.

1.4. Документация, принимаемая при проведении ТО и ТР автомобилей

Основным первичным документом является листок учёта ТО и ТР. В нём отражается время выполнения работ, фамилии исполнителей и оформляются подписи лиц, ответственные за выполненную работу. На основании листка учёта и ряда дополнительных сведений заполняется лицевая карта на каждый автомобиль, в которой отражаются сведения о количестве технических воздействий, простоев и ежедневном пробеге. Эти документы дают представление о том, как часто ремонтируется автомобиль, почему и где он простаивает, какие агрегаты и как часто ремонтировать.

Анализ этих данных даёт возможность оценить качество обслуживания и ремонта в целом и по конкретным агрегатам, узлам и системам. Для точного анализа используют также сведения по учёту опозданий, простоев, возвратов с линии по причинам, относящимся к работе конкретных участков. Эти сведения фиксируют в специальной карточке. Данные по ТР агрегатов, узлов и систем, закреплённых, за участками систематизируют также в отдельном документе.

Мастер производственного участка организует производственный процесс и отвечает за своевременное выполнение всех работ по ТО и ремонту закреплённых за участком агрегатов, узлов и систем. Он обеспечивает свой участок оборотными агрегатами, запасными частями, материалами, инструментами, организует распределение рабочих, контролирует качество работ.

2 Порядок выполнения работ по ТО-1 ЗИЛ-130

Содержание работ 2.1. По автомобилю 2.1.1 Осмотреть автомобиль, проверить состояние кабины, кузова и его отсеков, стёкол, зеркал заднего вида, противосолнечных козырьков, оперения, регистрационных знаков, механизмов дверей, капота, буксирного устройства. 2.1.2 Проверить действие стеклоочистителя, действие системы отопления и обогрева стёкол, звукового сигнала.  2.1.3 Проверить осмотром герметичность системы: а) Смазки б) Питания в) Охлаждения 2.1.4 Проверить состояние и натяжение приводных ремней. 2.1.5 Проверить крепление деталей выпускного тракта (коллектора, приёмная труба, глушитель). 2.1.6  Проверить крепление двигателя. 2.1.7 Проверить действие оттяжной пружины и свободный ход педали сцепления. 2.1.8 Проверить в действии механизм переключения передач на неподвижном автомобиле. 2.1.9 Проверить люфт в шарнирах и шлицевых соединениях карданной передачи, состояние и крепление промежуточной опоры и опорных пластин игольчатых подшипников. 2.1.10 Проверить герметичность соединений редукторов мостов. 2.1.11  Проверить герметичность системы усилителя рулевого управления. 2.1.12 Проверить крепление фланцев полуосей. 2.1.13 Проверить крепление и шплинтовку гаек шаровых пальцев, сошки, рычагов поворотных цапф, стопорных гаек. 2.1.14 Проверить люфт рулевого колеса и шарниров рулевых тяг.  2.1.15 Проверить затяжку гаек клиньев карданного вала рулевого управления. 2.1.16 Проверить люфт подшипников ступиц колёс  2.1.17 Проверить компрессор: визуального внешнее состояние, работу на слух и создаваемое давление по манометру. 2.1.18 Проверить состояние и герметичность трубопроводов и приборов тормозной системы. 2.1.19 Проверить эффективность действия тормозов. 2.1.20 Проверить шплинтовку пальцев тормозных камер, свободного и рабочего хода педали тормоза. 2.1.21 Проверить тормозной кран пневматического привода тормозов. 2.1.22 Проверить исправность привода и действие стояночного тормоза. 2.1.23 Проверить осмотром состояние рамы, узлов и деталей подвески, буксирного устройства. 2.1.24 Проверить крепление стремянок и пальцев рессор, крепления колёс. 2.1.25  Проверить состояние шин и давление воздуха в них, удалить посторонние предметы, застрявшие в протекторе. 2.1.26 Проверить состояние и действие замков, петель и ручек дверей кабины и кузова. 2.1.27 Проверить крепление кузова к раме шасси, держателя запасного колеса. 2.1.28 Проверить крепление крыльев, подножек, брызговиков. Осмотреть поверхности кабины, кузова (надстройки), при необходимости зачистить места коррозии и нанести защитное покрытие. 2.1.29 Проверить осмотром состояние приборов системы питания, их крепления и герметичность соединений. 2.1.30 Проверить и при необходимости отрегулировать содержание окиси углерода СО в отработанных газах. Очистить АКБ от пыли, грязи, следов электролита, прочистить вентиляционные отверстия, проверить крепление и надёжность контактов наконечников проводов с выводными штырями, проверить уровень электролита.  2.1.31 Проверить действие звукового сигнала, ламп щитка приборов, освещения и сигнализации, контрольно-измерительных приборов, фар, подфарников, задних фонарей, стоп сигнала и переключателя света, приборов электрооборудования системы отопления. 2.1.32 Проверить крепление генератора и стартера, состояние их контактных соединений. 2.1.33 Проверить крепление прерывателя-распределителя, протереть контакты прерывателя платяной тканью. 2.1.34  Проверить надёжность крепления гибкого вала к спидометру и к коробке передач. 2.1.35 Проверить правильность опломбирования спидометра и его привода.