|
|
Повышение требований к надежности
автомобилей, понижение расходов на их эксплуатацию является одним из основных
направлений развития современной автомобильной техники. Увеличение скоростей
автомобилей и их грузоподъемности, внедрение перспективных конструкторских
разработок, направленных на повышение надежности подвижного состава
автомобильного транспорта, безопасности его эксплуатации, снижение
металлоемкости, сопровождаются, как правило, уменьшением габаритов узлов и
ужесточением режимов работы смазочных материалов.
Доля смазочных работ в суммарных затратах на ТО-1
составляет 13,8...26,7%, а при ТО-2 — 12,7...28,6%. В условиях реальной
эксплуатации автомобилей колебание уровня затрат значительно шире и с учетом
обслуживания легковых автомобилей может изменяться в пределах 6,6.. 40% при
ТО-2 и 3,7...28% при ТО-! [19].
Задача снижения трудоемкости технического обслуживания
автомобилей по мере роста их парка становится все более актуальной.
В условиях обостряющейся конкуренции на мировом
автомобильном рынке сокращение потребности в техническом обслуживании для
конкретной модели автомобиля имеет не меньшее значение, чем мощность его
двигателя нлп другие эксплуатационные качества.
Положительное влияние на увеличение интервала между
проведением смазочных работ при техническом обслуживании современных
автомобилен и сокращение числа пресс- масленок в значительной мере оказало
применение количественного метода оценки эксплуатационной технологичности
автомобилей, разработанного SAE (общество автомобильных инженеров США) и
получившего широкое распространение в капиталистическом мире. Одно из его
основных требований к конструкции автомобилей — сокращение числа узлов
трения, требующих регулярной смазки. По этому методу смазочные операции
оценивались по многобалльной системе: наличие одной пресс-масленки на
автомобиле — 1 балл {высшая оценка), нескольких — 2 балла, большее число
пресс-масленок, как и применение специально оборудованных
солидолонагнетателей,— 20 баллов [30].
В СССР также ведутся большие работы по созданию
высококачественных автомобильных смазок, сокращению числа точек смазки и
увеличению сроков эксплуатации до пополнения узлов смазкой. Однако
рекомендуемые автозаводами максимальные пробеги до пополнения узлов,
смазываемых в процессе эксплуатации, сильно занижены и редко превышают
20...30 тыс.км., что приводит к перерасходу смазочных материалов. Анализ
динамики изменения числа пресс-масленок на отечественных автомобилях
показывает, что число точек смазки грузовых автомобилей все еще велико и на
некоторых моделях достигает 60 и даже превышает 100. В то же время на ряде
автомобилей, особенно легковых, внедрение закрытых подшипников и
герметизированных узлов позволило резко сократить число точек смазки, а
применение высококачественных автомобильных смазок, в том числе многоцелевых,
позволило увеличить интервал между смазочными операциями в 3—4 и более раз.
На грузовых, особенно большегрузных, автомобилях доля герметизированных
узлов, не требующих дозаправки смазкой в процессе эксплуатации, всегда была
и, вероятно, еще долго будет значительно ниже, чем на легковых автомобилях.
Напряженная эксплуатация в более тяжелых условиях, в частности при
использовании автомобилей в условиях бездорожья, приводит к более
интенсивному износу уплотнений. В таких условиях значительно труднее
обеспечить надлежащую rep. метизацию узлов, особенно при длительной
эксплуатации Поэтому наряду с узлами, не требующими пополнения смазкой, на
многих грузовых автомобилях некоторые узлы, условия работы которых особенно
тяжелы, снабжаются пресс-масленками и пополняются смазками в процессе
эксплуатации. Положительная роль герметизации узлои проявляется здесь в
значительном увеличении интервалом между проведением смазочных операций по
сравнению с узлами, уровень герметизации которых недостаточен.
В принципе, герметизации узла можно достичь г помощью
уплотнении, применения пластичных смазок с хорошими адгезионными свойствами
или того и другого вместе. В сущности, пластичная смазка в автомобильных
узлах трения традиционно использовалась для выполнения дву.ч основных функций
— смазывания поверхностей трения и герметизации узла.
Функция герметизации заключается в удержании подвижной
части смазки в зоне трения и в предотвращении попадания в нее абразивных
частиц, агрессивных агентов и влаги извне. Герметизирующая способность смазки
определяется ее реологическими свойствами (пределом прочности, вязкостью,
адгезией и т. д.) и особенностями узла трения: его размерами, конструкцией,
скоростью перемещения деталей подшипника качения или скольжения. Однако чем
менее защищен узел трения, тем большие требования предъявляются к
герметизирующей способности смазок. В этом случае достаточно эффективными
являются смазки, образующие защитные валики на осях, которые улавливают
загрязнения, проникающие через неплотности уплотнений.
Наиболее эффективно пластичная смазка препятствует
проникновению загрязнений в зону трения узла тогда, когда она применяется
совместно с многокромочными или лабиринтными уплотнениями, заполняя объем
между кромками. С ростом числа кромок резко сокращается количество абразивных
частиц, проникающих в узел, а износостойкость уплотнений резко возрастает. С
уплотнениями такого типа исключительно хорошо работают литиевые и
комплексные, особенно алюминиевые смазкн. Однако многокромочные и лабиринтные
уплотнения по конструктивным и иным соображениям устанавливаются пока не на
всех автомобильных узлах. Следует иметь в виду, что плотная набивка узла
смазкой не только не улучшает герметизации узла, но приводит к прямо
противоположному результату, так как при этом в узле возникает циркуляция
смазки, которая переносит абразивные частицы в зону трения. Поэтому
количество смазкн, закладываемой в узел, должно быть оптимальным.
Смазка не в состоянии полностью заменить уплотнения, чем и
объясняется неэффективность открытых или недостаточно герметизированных узлов
устаревших моделей автомобилей и массовый переход к закрытым и
герметизированным узлам преимущественно с несменяемой смазкой.
Применение высокоэффективных уплотнений позволяет в
значительной мере освободить смазку от функции герметизации узла и создать
благоприятные условия для обеспечения надежной его работы. Одновременно
необходимо иметь в виду, что надежная смазка узла в течение всего времени его
эксплуатации может быть обеспечена только при наличии уплотнения, не
разрушающегося в процессе работы. Известно, например, что уплотнения со
скользящим контактом часто выходят из строя быстрее, чем подшипники. Если в
этом случае уплотнение не будет заменено, то рабочие поверхности подшипника
преждевременно выйдут из строя из-за проникновения внешних загрязнений. Б
ходе испытаний, проведенных на ряде большегрузных автомобилей, установлено,
что нормальная работа подшипников ступиц колес при одноразовой заправке
смазкой литол-24 обеспечивает пробег не менее 40...50 тыс.км, а в ряде
случаев до 100 тыс.км. Однако из-за недостаточной износостойкости и
надежности уплотнений периодичность смены смазки в этих узлах в зависимости
от модели автомобиля установлена 24...38 тыс.км, т. е. дозаправка
предусматривается через 2—3 ТО-2. Аналогичный результат дает применение
смазок литол-24 и ШРБ-4 в герметизированных шарнирах рулевого привода и
реактивных тяг. Влияние эффективности уплотнений на периодичность пополнения
смазкой узлов видно из результатов испытаний смазки литол-24 в шлицевых
соединениях автомобилей «Урал»: для более надежно герметизированных шлицевых
соединений передних и задних валов установлен срок пополнения смазкой через
72, а для менее защищенных шлицев промежуточных и средних валов — через 6
тыс.км {в первом случае сроки смены смазки увеличены в 8, а во втором — в 2
раза).
Автомобильные узлы трения обычно работают в сильно
загрязненной среде, поэтому требования, предъявляемые к уплотнениям для них,
достаточно жесткие. Так, уплотнения должны прежде всего обеспечивать
герметичность узлов
в рабочем диапазоне температур, давлений, скоростей
скольжения. Они должны быть совместимыми с пластичной смазкой, обладать
высокой износостойкостью, быть мало ч\ во витальными к биению валов и
изменению размеров узла и одновременно просты в изготовлении и монтаже.
В автомобильных узлах, смазываемых пластичными смаз- камн,
применяются следующие типы уплотнений: для вра- щающихся валов подшипников
качения ступиц, карданных шарниров и т. д.'— радиального типа, а для
подшипников скольжения с перемещающимися в одной-двух плоскостях пальцами,
втулками, шлицевыми соединениями и т. п.— различного типа кольцевые
уплотнители и чехлы. Типичные конструкции радиальных уплотнений состоят из
трех основных элементов: уплотняющего элемента из эластичного материала,
выступающего в сторону уплотняемой полости, часть которого называется кромкой
или усовой частью манжеты; металлической арматуры или корпуса, придающих
манжете необходимую жесткость; пружинного элемента, создающего радиальное
усилие на уплотнительную кромку и прижимающего ее к валу. Высокую степень
герметизации обеспечивают двухкромочные конструкции радиальных уплотнений (
25), Это объясняется тем, что пылезащитная кромка двухкромочного радиального
уплотнения является дополнительным уплотняющим элементом и предохраняет
основную манжету от попадания пыли, а также служит емкостью для смазки
поверхности вращающегося вала в зоне работы уплотнительной кромки манжеты.
Уплотнение такой конструкции, показанной па 25,а, способно обеспечить герметичность
при скоростях скольжения до 15...20 м/с.
Для зашиты игольчатых подшипников карданных шарниров с
несменяемой смазкой от абразива и воды применяют уплотните.)Ьные устройства
с. возможностью смены смазки только при разборке узла. В ряде конструкции для
повышения эффективности уплотнения используется центробежная сила,
предусматривается двойная защита основного уплотнения от непосредственного
контакта с внешней средой. С этой целью на шлиц крестовины устанавливают
дополнительные кольца круглого сечения, резиновые чехлы с гофрами и т. д.
Однако во всех случаях в подшипниках карданных шарниров с несменяемой смазкой
отличительной особенностью уплотнений является использование не менее двух
рабочих уплотняющих кромок, одна из которых запирает смазку внутри подшипника,
а другая предохраняет первую от непосредственного контакта с внешней средой.
Таким образом, проблема обеспечения надежной герметизации
узлов сводится к предупреждению повреждения рабочих кромок уплотнений в
процессе работы из-за растрескивания, вырывов и повышенного износа.
Необходимо отметить экономические выгоды применения
высококачественных смазок, позволяющих не только снизить расходы на
техническое обслуживание автомобилей и затраты груда в сфере производства
смазок, но и уменьшить объем потребления и производства смазок. Так, при
эксплуатации каждой тысячи автомобилей Уральского автозавода при среднем
годовом пробеге 50 тыс.км на смазках 1-13 и солидоле С требовалось обслужить
36) ООО точек смазки в год и израсходовать 29 т смазок. Применяя смазку
литол-24 с увеличенным сроком смены, необходимо обслужить уже только 67 500
точек смазки и израсходовать 8,3 т смазки. Даже без учета стоимости и
трудоемкости смазочных операций только на разнице затрат на смазки годовой
экономический эффект составляет 5,4 руб. на один автомобиль. Аналогичный
расчет для автобусов Ликинского завода показывает, что применение смазки
литол-24 вместо смазки 1-13 и солидолов дает годовой экономический эффект не
менее 5,9 руб. на один автобус [5j.
Установлено [49], что исключение из объема технического
обслуживания каждой тысячи автомобилей только одного ТО-2 за счет увеличения
сроков смены смазки литол-24 дает годовой экономический эффект 7500 руб. Не
меньшее, а зачастую большее значение имеет снижение расхода запасных частей и
затрат на ремонт автомобилей. Так, при эксплуатации автомобилей ГАЗ-24
«Волга» на смазке лнтол-24 в условиях таксопарка доля экономического эффекта,
полученного по этим показателям, со- стапила соответственно 47 и 33% [20]. С
учетом сокращения числа и объемов смазочных операций, простоев автомобилей,
связанных с техническим обслуживанием и улучшения технико-экономнческнх
показателей использования автомобилей, экономический эффект от применения
многоцелевой смазки литол-24 с увеличенными вдвое сроками смены составляет 20
млн, руб. в расчете на миллион автомобилей [37].
Таким образом, переход автомобильного транспорта на
высокоэффективные многоцелевые смазки типа литол-24 и герметизированные узлы
трения позволяет получить значительный экономический эффект, который
образуется не только за счет сокращения затрат на техническое обслуживание,
но и за счет сокращения потребления смазок при эксплуатации автомобилей.
Одновременно удастся достигнуть значительной степени унификации и сокращения
ассортимента автомобильных смазок.
|