Общий анализ надежности автомобильных трансмиссий



Проведен обзор наиболее характерных неисправностей элементов автомобильных трансмиссий на основании опыта работы предприятий автосервиса. Выполнен анализ внешних факторов, влияющих на показатели надежности трансмиссии. Детально рассмотрены особенности условий эксплуатации автомобилей в городе Волгограде и их общее влияние на надежность трансмиссии автомобиля.

Ключевые слова: надежность, долговечность, трансмиссия автомобиля, условия эксплуатации автомобилей

Современные автомобили имеют высокую энерговооруженность, что позволяет повысить среднюю скорость движения, обеспечивает безопасное выполнение обгонов. Вместе с тем, высокие нагрузки могут негативно сказаться на показателях надежности трансмиссии автомобиля. Поэтому актуальной задачей является исследование надежности элементов трансмиссии современного автомобиля.

Надежность элементов трансмиссии рассматривается в ряде работ. Например, авторы статьи [1], исследовали работу автомобилей КамАЗ в условиях северо-востока РФ (Магаданская область). Отмечено, что более половины всех отказов автомобиля приходится на агрегаты трансмиссии. На сцепление, карданную передачу, раздаточную коробку, главную передачу и бортовые редукторы приходится по 10-15 % отказов и до 40 % материальных и трудовых затрат на технические воздействия от их общего объема по грузовым автомобилям.

В рамках данного исследования были рассмотрены условия работы различных элементов трансмиссии современного автомобиля. В качестве основного объекта принята трансмиссия автомобиля ГАЗель Next.

Трансмиссия данной модели автомобиля включает:

– сцепление — однодисковое, сухое, с гидроприводом;

– коробку передач — механическую, пятиступенчатую;

– дифференциал — конический, шестеренный.

Общий анализ, проведенный с использованием данных из сети Интернет [2], показывает, что все элементы трансмиссии испытывают почти одинаковые нагрузки. Вместе с тем, по опыту ряда предприятий автосервиса г. Волгограда, чаще всего клиенты обращаются с неисправностями коробок передач, реже — сцепления.

Основные неисправности коробок передач, которые перечисляют работники исследуемых автосервисов:

1. Самопроизвольное выключение передач.

Причины: износ подшипников валов, износ зубьев включаемых шестерен, нарушение регулировки дистанционного привода механизма включения передач, износ фиксаторов механизма включения. При самопроизвольном выключении передач водитель при езде по ровной дороге отвлекается от управления, а при подъеме в гору эта неисправность может вызвать скатывание автомобиля назад, что зачастую становится причиной ДТП.

2. Затрудненное включение передач.

Причины: заедание ползунов, износ подшипников валов, износ синхронизаторов, низкий уровень масла, заедание штоков механизма включения. При затрудненном включении передач водитель также отвлекается от управления, а на подъеме не может включить нужную передачу, что может вызвать скатывание автомобиля.

3. При работающем двигателе не включается передача на автоматизированной коробке передач.

Причины: неисправен пульт управления, обрыв в обмотке электромагнита, неисправен микропереключатель главного золотника.

4. Не включается задний ход на автоматизированной коробке передач.

Причина: неисправен электромагнит первой передачи или передачи заднего хода.

5. Сильные рывки при автоматическом переключении передач.

Причина: нарушилась регулировка переключателя периферийных клапанов.

6. Не включается прямая передача при автоматическом переключении передач.

Причина: нарушилась регулировка главного золотника.

7. Не блокируется гидротрансформатор (отсутствует характерный толчок) при автоматическом переключении передач.

Причина: заедание главного золотника.

Таким образом, менее надежными являются автоматические коробки передач вследствие их более сложной конструкции.

Большую роль в работоспособности агрегатов трансмиссии играет качественное масло [3]. Сроки службы масел в агрегатах трансмиссии различных автомобилей находятся в широких пределах: примерно от 20 до 100 тыс. км пробега. Производители очень четко нормируют сроки замены трансмиссионных масел.

Одним из важных факторов, определяющих срок смены масел, являются условия эксплуатации автомобиля. Наиболее нагружены агрегаты трансмиссии при эксплуатации автомобиля на грунтовой дороге (нагруженность характеризуется передаваемой энергией на 1 км пробега), в наименьшей степени — на скоростных магистралях. Если взять удельную энергию при движении на скоростной дороге за единицу, то по булыжной дороге она составит — 1,66, в городских условиях — 1,89, в горных условиях — 1,94, на грунтовой дороге — 2,21.

При повышенной рабочей температуре масла ускоряются окислительные процессы, растет количество отложений. При этом ухудшается теплоотвод от деталей, что, в свою очередь, дополнительно повышает температуру, ужесточая условия работы деталей. Происходит интенсивное снижение противоизносных, противозадирных и антиокислительных свойств масла.

Необходимым условием продолжительной работы масла является надежная защита агрегатов от проникновения пыли и влаги. Наличие в масле дорожной пыли приводит к снижению противоизносных свойств масла, которое невозможно компенсировать самыми эффективными присадками. Попадание воды и иной влаги в масло также ухудшает его противоизносные и противозадирные свойства.

В условиях г. Волгограда и аналогичных населенных пунктов сроки замены масла обычно устанавливаются в диапазоне 50-80 тыс. км (если в рекомендациях производителя автомобиля или масла не указано менее), даже если масло залито на весь срок службы автомобиля.

В ходе исследования также проведен общий анализ факторов, способствующих появлению неисправностей, результаты которого приведены в таблице 1.

Таблица 1

Основные неисправности трансмиссии автомобиля и влияющие факторы

№	Наименование агрегата	Неисправность	Причины неисправности	Влияющие факторы
1	Сцепление	Сцепление пробуксовывает	Замасливание дисков, износ фрикционных накладок ведомого диска, ослабление силовых пружин, отсутствие свободного хода педали сцепления.	Интенсивное движение, резкая манера езды, несвоевременная регулировка, климатические условия, перегрузка автомобиля
2	Сцепление	Сцепление ведет	Коробление дисков сцепления, поломка одной из нажимных пружин, срыв фрикционной накладки и заклинивание ее между дисками, большой свободный ход педали, наличие воздуха в гидроприводе сцепления, выжимные рычаги находятся не в одной плоскости.
3	Коробка передач	Самопроизвольное выключение передач	Износ подшипников валов, износ зубьев включаемых шестерен, нагруженная регулировка дистанционного привода механизма включения передач, износ фиксаторов механизма включения.	Интенсивное движение, резкая манера езды, несвоевременная регулировка, климатические условия, несвоевременная замена масла, низкое качество масла
4	Коробка передач	Затрудненное включение передач.	Заедание ползунов износ подшипников валов, износ синхронизаторов, мал уровень масла, заедание штоков механизма включения.
5	Коробка передач автоматизированная	При работающем двигателе не включается передача	Неисправность пульта управления, обрыв в обмотке электромагнита, неисправен микропереключатель главного золотника.	Интенсивное движение, резкая манера езды, климатические условия, несвоевременная замена масла, низкое качество масла
6	Коробка передач	Не включается задний ход.	Неисправность электромагнита первой передачи или электромагнита заднего хода.
7	Коробка передач	Сильные рывки при автоматическом переключении передач.	Нарушение регулировки переключателя периферийных клапанов.
8	Коробка передач	Не включается прямая передача при автоматическом переключении передач	Нарушение регулировки главного золотника.

Как видно из таблицы 1, многие неисправности агрегатов трансмиссии связаны с условиями их работы. Ниже эти условия рассмотрены более детально применительно к г. Волгограду:

1. Дорожное покрытие.

Дороги г. Волгограда имеют достаточно низкое качество покрытия, множество неровностей, в том числе крупных. Это заставляет водителей часто изменять скорость движения вплоть до минимума с последующим разгоном. Следовательно, повышается частота переключения передач и время работы сцепления. Возрастает износ элементов, быстрее нарушаются характеристики масла.

2. Климатические условия.

Город Волгоград находится в районе резко континентального климата. Температура зимой может достигать -30^оС, а летом в тени легко доходит до +40^оС и выше. Помимо этого, наблюдаются сильные перепады температуры за короткие промежутки времени. В конце сентября температура может плавно опуститься от +12^оС до +2^оС всего за один день, в зимний период часто происходит переход от отрицательных температур к положительным. Все это пагубно влияет на работоспособность элементов трансмиссии, хотя и в меньшей степени, чем дорожное покрытие. Высокие температуры летом приводят к повышенному износу дисков сцепления, а перепады температур влияют на характеристики масла.

3. Манера вождения.

Резкая манера вождения означает более частое переключение передач, рост времени работы сцепления на износ. Опыт работы предприятий автосервиса показывает, что в отдельных случаях из-за чрезмерно резкого вождения диски сцепления выходят из строя в полтора раза быстрее нормативного срока. В отдельных случаях из-за резкого переключения передач наблюдаются неисправности шестерен коробки передач

Таким образом, в результате проведенного исследования было установлено, что на надежность трансмиссии автомобиля достаточно существенное влияние оказывают внешние факторы. Следующим этапом исследования будет количественная оценка степени этого влияния на основе статистических материалов.

По результатам оценки будут разрабатываться предложения по совершенствованию технической эксплуатации автомобилей.

Литература:

1. Ионов, В.В. Исследование эксплуатационной надежности агрегатов трансмиссии автомобилей КамАЗ / Ионов В.В.// Вестник СВГУ. — 2013. — Вып. 20. — С. 82.
2. Неисправности автомобильной трансмиссии — [Электронный ресурс]. — 2017. — Режим доступа: http://www.autoopt.ru/articles/products/5473144/
3. Трансмиссионные автомобильные масла — [Электронный ресурс]. — 2017. — Режим доступа: http://stroy-technics.ru/article/transmissionnye-avtomobilnye-masla
4. Техническая эксплуатация автомобилей: учебник для вузов / под общ. ред. Е.С. Кузнецова. — М.: Транспорт, 1991. — 413 с.
5. Ляпин Н. А.Современные системы технического обслуживания и ремонта грузовых автомобилей / Н. А. Ляпин, С. А. Ширяев, А. П. Федин, М. В. Полуэктов; под ред. Н. А. Ляпина — Волгоград: ИУНЛ ВолгГТУ, 2016. — 183 с; ил.
6. Ротенберг Р.В. Основы надежности системы водитель-автомобиль-дорога-среда / Р.В. Ротенберг. — М.: Машиностроение, 1986. — 216 с.
7. Резник Л.Г Эффективность использования автомобилей в различных условиях эксплуатации / Л.Г. Резник, Г.М. Ромалис, С.Т. Чарков. — М.: Транспорт, 1989. — 128 с.