§ 4. Влияние условий эксплуатации на надежность и долговечность автомобиля

В карбюраторных двигателях наименьший износ наблюдается при средних оборотах коленчатого вала; отклонение от среднего числа оборотов приводит к повышению интенсивности износа стенок цилиндров.

При неустановившемся режиме работы двигателя (движение с переменной скоростью, с остановками или по методу разгон-накат) двигатель и трансмиссия автомобиля изнашиваются быстрее, чем при равномерном движении.

Износ двигателя зависит также от его нагрузки и температурного состояния стенок цилиндров. Снижение температуры охлаждающей жидкости от 80 до 50°С приводит к повышению износа стенок цилиндров примерно в 3 раза, а при снижении температуры до 30°С износ возрастает в 10 раз.

Основная территория СССР расположена в полярной (52%) и умеренной (39%) климатических зонах. В северных районах страны и на основной территории Сибири и Дальнего Востока среднемесячная температура января находится в пределах минус 20 - 40°С, понижаясь иногда до минус 50 - 70°С, при этом продолжительность периода эксплуатации при температурах ниже 0°С в этих районах составляет от 160 до 280 дней в году, а в центральных и западных районах страны от 70 до 240 дней в году. В северных районах страны очень часто единственным наземным видом транспорта, обеспечивающим круглогодичную доставку грузов и пассажиров на большие расстояния, является автомобильный транспорт.

Автомобили должны быть приспособлены к надежной работе не только при низких температурах, но и на бездорожье. При эксплуатации на бездорожье увеличивается число оборотов коленчатого вала двигателя на 1 км пути, повышается число переключений передач, выключений сцепления и торможений, что приводит к повышенным износам агрегатов автомобиля.

При эксплуатации автомобилей в зимних условиях затрудняется запуск двигателей, повышается износ деталей автомобилей, увеличивается количество эксплуатационных неисправностей и возрастает расход топлива. Следует также иметь в виду, что при низких температурах значительно снижаются механические и антикоррозионные качества металлов, стойкость резины, дерева, стекла и автоэксплуатационных материалов. Так, при понижении температуры от (+40) до (-40)° С сопротивление углеродистых сталей ударным нагрузкам уменьшается в 8 - 9 раз, а шины, изготовленные из синтетического каучука,. при температурах минус 42 48°С начинают разрушаться.

Рис. 4. График зависимости момента сопротивления провертыванию коленчатого вала от температуры и сорта масла в двигателе ЗИЛ - 130: 1 - дизельное масло ДСп - 8; 2 - опытное масло типа АС - 8

Для карбюраторных многоцилиндровых двигателей ЗМЗ - 53А, ЗМЗ - 66, ЗИЛ - 130 и ЗИЛ - 131 в районах Крайнего Севера следует применять специальный сорт бензина марки А - 76 "северный". Работая на зимнем сорте бензина, двигатель ЗИЛ - 130 развивал пусковые обороты при температуре (-27)°С, а при работе на бензинах типа А - 72 надежный пуск двигателя оказался возможным только при температуре минус 21 - 22°С. Кривые на рис. 4 показывают, что с понижением температуры воздуха до - 25°С момент сопротивления прокручиванию коленчатого вала двигателя ЗИЛ - 130 при работе на масле ДСп - 8 увеличивается до 353,039 н/м (36 кГм), в случае же заправки высококачественным маслом типа АС - 8 он составлял 18 кГм. Максимальный крутящий момент, развиваемый этим двигателем, равен 402,073 н/м (41 кГм).

Особенно затрудняется запуск дизельных двигателей при пониженных температурах. С понижением температуры воздуха от +20 до -30° С вязкость дизельного топлива, находящегося в баках машин, возрастает почти в 15 раз. При понижении температуры в конце такта сжатия до 450° С самовоспламенение дизельного топлива замедляется, прокачиваемость и распыл его ухудшаются, топливо сгорает не полностью, частично превращаясь в смолистую массу. Это приводит к образованию нагара, закоксованию распылителей форсунок и обрыву наконечников распылителей. При температуре 300° С в конце такта сжатия воспламенение в цилиндре не происходит, топливо выбрасывается через выпускные клапаны и дизель запустить не удается.

При низких температурах значительно усложняются условия технического обслуживания и ремонта автомобилей и труд шофера: повышается его утомляемость, появляется опасность обмораживания.

В южных районах страны температура воздуха в летнее время достигает 45 - 50°С, а температура поверхности повышается до 70 - 80°С, при этом резко увеличивается количество пыли, перегреваются агрегаты автомобиля, что приводит к повышенным износам и поломкам, а также усложняются условия работы водителей и обслуживания автомобилей.

Эксплуатация машин на горных дорогах, находящихся на высоте 2000 - 5000 м над уровнем моря, с подъемами и спусками до 12%, протяженностью участков до 15 - 20 км, с узкой проезжей частью и большим количеством искусственных сооружений представляет большие трудности.

С повышением местности над уровнем моря атмосферное давление и плотность воздуха понижаются, что ухудшает наполнение цилиндров. Испытания показали, что на высоте 4000 м компрессия (давление) в цилиндрах карбюраторного двигателя понижается с 686466 до 441299 н/м² (с 7 до 4,5 кГ/см²), а его мощность уменьшается на 40%. В связи со снижением плотности воздуха горючая смесь переобогащается, при ее сгорании образуется большое количество нагара, масло в двигателе разжижается несгоревшим топливом, а вакуумный корректор прерывателя дает более позднее зажигание.

Вследствие разрежения воздуха и малых скоростей движения на крутых подъемах интенсивность охлаждения двигателя снижается. В то же время работа на переобогащенной смеси и преимущественное движение на пониженных передачах приводят к перегреву двигателя.

Следует также учесть, что при нарушении герметичности системы охлаждения вследствие разрежения воздуха в горах вода в системе охлаждения закипает при температуре 85 - 90°С. При работе в горных условиях также наблюдается значительный нагрев масла, в результате чего ухудшается смазка двигателя.

Нагарообразование на свечах и систематическая работа на полных нагрузках вызывают повышенный износ электродов свечей. Вследствие понижения температуры кипения жидкости в горных условиях усиливается испарение электролита из аккумуляторной батареи, плотность электролита увеличивается, а уровень снижается, все это сокращает срок службы батареи.

Длительное движение автомобилей на пониженных передачах создает повышенные нагрузки на механизмы силовой передачи и вызывает их перегрев. Частые переключения передач повышают износ деталей.

Частое пользование тормозами приводит к перегреву тормозных барабанов и тормозных накладок, что снижает надежность их работы. Тормозные накладки при длительных спусках груженых машин нагреваются до 300 - 350°С, а их износ за пробег в 6000 км на горных дорогах иногда достигает 2 - 3 мм . Надежность действия тормозов с пневматическим приводом также снижается вследствие того, что при значительном разрежении воздуха и частом торможении компрессор автомобиля не может восполнить расход воздуха на торможения.

Широко практикуемое при движении в горах торможение двигателем вследствие засасывания горючего в цилиндры и смывания смазки приводит к преждевременному износу двигателя.

Большие нагрузки в горных условиях испытывают автомобильные шины. В результате повышения давления воздуха в шинах и частых торможений на затяжных спусках ободы колес нагреваются до 110 - 130°С, что сокращает срок службы шин.

Выпускаемые промышленностью новые грузовые автомобили (ГАЗ - 53А, ГАЗ - 66, ЗИЛ - 130, ЗИЛ - 131, МАЗ - 500 и другие) имеют большой запас мощности, поэтому их рационально использовать с прицепами и полуприцепами. При этом необходимо особое внимание уделять надежности действия тормозов автомобиля-тягача и прицепа (полуприцепа), а также систематически контролировать техническое состояние их рам, деталей подвески и буксирных устройств. В случае перегрузки при работе с прицепами (полуприцепами) срок службы автомобилей сокращается, а также снижается надежность их работы. В этих условиях необходимо повышать требования к контролю технического состояния автомобилей-тягачей и прицепов.