KURZUS: Járművek

MODUL: Járműfenntartás

3.2. lecke: Jármű meghibásodások

Cél: A tananyag célja, hogy a hallgató ismerje meg a jármű meghibásodásokat, tudja azokat csoportosítani igénybevétel és gyakoriság szerint. Legyen tisztában a kapcsolódó alapfogalmakkal.

Követelmények: Ön akkor sajátította el megfelelően a tananyagot, ha képes

  • felsorolni és a saját szavaival elmagyarázni a gépjárművek meghibásodásával kapcsolatos alapfogalmakat
  • megfogalmazni a meghibásodások és az elhasználódások jellemzőit
  • felsorolni a természetes elhasználódás és a hibák kialakulásának okait
  • megfogalmazni a kopás fogalmát
  • be tudja mutatni a kopás hatásait, mérését és annak időbeli lefolyását
  • ábrázolni a kopás időbeli lefolyását száraz súrlódás, degresszív folyamat és lineáris kopás esetén
  • lerajzolni a kopásgörbét, valamint a kopás folyamatát a görbe segítségével bemutatni
  • felsorolni a kopásfajtákat és azokat egyenként jellemezni.

Időszükséglet: A tananyag elsajátításához körülbelül 150 percre lesz szüksége.

Kulcsfogalmak

  • jármű beavatkozás
  • meghibásodás
  • elhasználódás
  • igénybevétel
  • természetes elhasználódás
  • kopás
  • súrlódás
  • oxidáció
  • adhézió
  • erózió
1. Jármű meghibásodások

Gyűjtse ki a leckéből azokat a területeket, amelyek a járművek meghibásodásaira vonatkoznak

A járműjavítási beavatkozások gyakoriságát meghatározó tényezők:

  • a járművek konstrukciós kialakítása
  • a járművek igénybevétele

A járművek konstrukciós kialakítása:

  • Alapvetően meghatározza a karbantartási igényt, a karbantartás gyakoriságát, amely pedig hatással van a szerkezeti elemek élettartamára.

A járműszerkezeti elemek élettartamát a gyártómű határozza meg:

  • az élettartamra történő méretezéssel
  • az alkalmazott gyártástechnológiával
  • az anyagminőség biztosításával

Akadályok:

A méretezésnél nem biztosítható minden szerkezeti elem igénybevételének helyes megítélése, az alkatrészek pontossága és anyagminősége szórást mutat, a szerkezeti kialakítások pedig befolyásolják az elemek élettartamát.

Jegyzetelje ki a és tanulja meg a járművek igénybevételére vonatkozó, és az  ezekhez kapcsolódó tevékenységeket, illetve fogalmakat.

A járművek igénybevétele függ:

  • az út- és pályaviszonyoktól
  • a forgalom sűrűségétől
  • az időjárási viszonyoktól
  • a jármű terhelésétől
  • a járművezető szakképzettségétől.

A jármű-beavatkozások gyakoriságának meghatározására alkalmas mutatók:

  • a naptári napok száma
  • a futásteljesítmény
  • a teljesített üzemórák száma
  • a tüzelőanyag fogyasztás

A kötöttpályás járművek esetén is ezek a mutatók használatosak, de egyetlen mutató itt sem alkalmazható, mivel:

  • a járműszekrény elhasználódása időfüggő
  • a futómű igénybevétele a futásteljesítménnyel arányos
  • a motor élettartama pedig az elfogyasztott tüzelőanyag mennyiségétől függ

Egy adott járműnél akkor alkalmazunk helyes mutatót, ha annak mérőszáma alapján meghatározott beavatkozás megfelel a jármű tényleges elhasználódásának.

Jegyzetelje ki és tanulja meg a meghibásodások, és az elhasználódások jellemzőit.

Meghibásodások jellemzői

A járművek elhasználódása az alkatrészeik tönkremeneteli folyamatától függ. A járművek használhatósága a használati idő vagy teljesítmény arányában folyamatosan csökken, majd teljesen használhatatlanná válnak.

A meghibásodások következményei lehetnek:

  • élet- vagy balesetveszély
  • üzemzavar
  • a gazdaságos üzem romlása

A meghatározott szintű minőség, megbízhatóság fenntartása érdekében a járműveket rendszeresen felül kell vizsgálni. Az egymást követő felülvizsgálatok és javítások rendszerét ciklusrendnek, a közöttük lévő időt ciklusidőnek nevezik.

A beavatkozások sorrendjét és időpontját úgy kell meghatározni, hogy azok a várható meghibásodásokat megelőzzék.

Ennek alapja az üzemeltetés, karbantartás, javítás során szerzett tapasztalatok feldolgozása, a hibaelemzés.

A hibaelemzés célja a járműveken és alkatrészeiken bekövetkezett hibák jellegének, okának feltárása, az alkatrészek élettartamának meghatározása.

A jármű egészének, szerelt egységeinek, fődarabjainak meghibásodása alatt az üzemi paraméterek megváltozását, vagy valamely alkatrész hibájából eredő működési zavart értjük.

A jármű a hiba következtében működésképtelenné válhat, vagy részlegesen elvesztheti üzemi alkalmasságát.

A hibák kialakulhatnak:

Tanulja meg a hibák kialakulásának okait!

  • konstrukciós hiányosságból
  • gyártási hiányosságból
  • üzemeltetési hiányosságból
  • természetes elhasználódásból

A meghibásodások döntő többsége természetes elhasználódásokból ered, melyeket megakadályozni nem tudjuk, de időbeni lefolyásuk szabályozható. Ehhez azonban ismerni kell a hibát előidéző folyamatokat.

2. Természetes elhasználódás

A természetes elhasználódásról akkor beszélünk, ha a vizsgált alkatrész, vagy fődarab gazdasági szempontból kielégítető üzemidő után, rendeltetésszerű igénybevétel következtében műszakilag már nem felel meg alkalmazása alapvető céljainak, gazdaságosan nem üzemeltethető tovább.

Tanulja meg a természetes elhasználódás okait!

Okai:

  • kopás,
  • az anyag kifáradásából származó elhasználódás, repedés, törés
  • deformáció
  • korróziós elhasználódás.
Kopás

Tanulja meg a kopás fogalmát, hatásait, méréseit és az időbeli lefolyását!

Olyan károsodást okozó folyamat, amely úgynevezett koptatóerők hatására két érintkező felület között jön létre. A kopás során a felületekről apró anyagrészecskék válnak le, melyek az alkatrész, alkatrészek méret-, illetve tömegcsökkenését, az üzemeltetés szempontjából káros elváltozását okozzák.

A kopás hatásai:

  • fizikai, kémiai, szövetszerkezeti, mechanikai
  • munkavégző képesség csökkenés
  • repedés, törés, berágódás forrásai lehetnek

A kopások mérése:

  • hosszmérés
  • tömegmérés
  • olajminta elemzés
  • radioaktív izotópos mérés
  • ferrográfiás olajanalízis
  • egyéb tribodiagnosztikai mérések

A kopási folyamat időbeni lefolyása:

1.szilárd fémes anyag száraz súrlódása (erős berágódási hajlam),
2.degresszív kopási folyamat (gépjárművek bejáródása, megmunkálási érdesség csökkenés, hordozó felület nő, a kopás csökken),
3.lineáris kopás (finoman megmunkált csúszópár, folyadék-súrlódás).
A kopási folyamat időbeli lefolyása
1. ábra

Rajzolja le a jegyzetfüzetbe az ábrát, jegyzetelje ki az ábrán látható számokhoz tartozó kopásfajtákat és azok jellemzőit.

A kopás kialakulásához súrlódásra van szükség.

Tanulja meg a súrlódás fogalmát, és a kapcsolódó jellemzőket.

Súrlódás

Az egymáson elmozduló anyagok rétegeiben a mozgással ellentétes irányban fellépő erőhatás.

Lehetséges módjai:

  • csúszó
  • gördülő
  • hengerlő (forgatási)
  • lökésszerű
  • mozgósúrlódás
  • nyugalmi súrlódás

Súrlódási viszonyszám: μ=Fs/Fn (Coulomb 1785)

A súrlódás mint mechanikai energia veszteség: Ws= Fs×l= Fn×μ×l (Fleischer)

Csúszósúrlódás jele: μ

  • száraz: 01,...1,0
  • határkenés: 0,05...0,2
  • folyadékkenés: 0,002...0,01
  • fékbetét, fékdob: 0,35

A csúszási súrlódás nagymértékben függ a rendszer kenési állapotától.

A csúszósúrlódás fajtái:

  • szárazsúrlódás
  • határsúrlódás
  • vegyes súrlódás
  • folyadéksúrlódás

Általános kopás görbe:

Kopásgörbe
2. ábra

Rajzolja le a jegyzetfüzetbe az ábrát! Foglalja össze a saját szavaival és írja le a jegyzetfüzetbe a kopás szakaszaira jellemző folyamatokat.

Kopások fajtái:

Jegyezze meg a kopások fajtáit, azok jellemzőit és a kialakulásukat!

  • hegedéses, vagy adhéziós
  • oxidációs
  • abráziós
  • fáradásos (pitting)
  • oxidáció (fretting)
  • erózió
  • kavitáció
Adhéziós vagy hegedéses kopás

Jellemzői:

  • Fémes anyagok között jön létre, ha "p>>" és v(1-2 m/s, és az érintkező felületek között nincs harmadik anyag (olaj, oxid réteg).
  • Az érintkezési felületeken a lokális fajlagos nyomás nagyobb, mint az egyik anyag folyáshatára, amely a felületi rétegek, érdességi csúcsok képlékeny alakváltozását okozza.
  • Nagy a kopási sebesség (10- 15(m/h).

Fajtái:

  • hidegkopás
  • melegkopás
Oxidációs kopás
  • A nagy terhelés okozta alakváltozás következtében a felületi réteg súrlódásos felhevülése és lokális képlékeny-alakítottsága miatt megnő a gázoldó képesség, illetve a vegyület-képződési aktivitás, ez pedig igen kemény oxidréteg kialakulásához vezet.
  • Az oxidréteg vékony hártyaszerű réteg formájában leválik.
  • A kopási sebesség néhány tized (m/h.
  • Mind csúszó-, mind gördülő súrlódás hatására bekövetkezik.
  • Pl. hengerperselyek, fogaskerekek felülete, gördülőcsapágy (kis terhelés).
Abráziós kopás
  • Kéttest abrázió: az egymáson elmozduló anyagok keménysége annyira különbözik, hogy a keményebb anyag kiálló csúcsai mozgás közben mélyedéseket, karcolásokat készítenek a lágyabb felületbe, ezáltal a lágy anyag mennyisége folyamatosan csökken.
  • Háromtest abrázió: az egymáson elmozduló felületek közé viszonylag apró szemű kemény, ún. abraziv anyag (por, oxidréteg) kerül, amely a lágyabb anyagba beágyazódva védi azt a keményebb anyaggal szemben, miközben mikroforgácsokat választ le annak felületéről.
  • A leggyakoribb kopásfajta, amely minden súrlódó-, csúszó gépalkatrész elhasználódásában részt vesz valamilyen arányban.
  • Kopás sebesség 7-8(m/h.
Fáradásos kopás (pitting)
  • Dinamikus ismétlődő igénybevétel esetén gördülő mozgás hatására az alkatrészek felületi rétegei elfáradnak, apró ún. mikrorepedések keletkeznek, majd ezen repedések tovább terjednek és ennek eredményeként a felületi réteg lepattogzódik, kigödrösödik.
  • Legkritikusabb a felület alatt ébredő, a felülettel párhuzamos nyírófeszültség, kialakulását gyorsítják a felületi feszültségek és inhomogenitások.
  • Ez a fajta kopás leginkább a gördülő csapágyakban tapasztalható.
Súrlódásos oxidáció (fretting)
  • (az előző négy alapesetet együttesen magában foglalja)
  • A súrlódási folyamatot erős oxidáció kíséri. Rezgéssel gyorsított kontakt oxidáció, mely egymáshoz képest rezgő  5-100Hz).
  • A felületet fekete, vagy vörösesbarna lerakodás, oxidréteg borítja, valamint megfigyelhetők az adhéziós, abráziós kopás nyomai, ill. a gödrösödés, pittingesedés.
  • Gyorskopást, ill. berágódást okoz., Csökkenti az alkatrész kifáradási határát ezáltal repedést, törést eredményez.
  • Tipikus előfordulási területei: gördülőcsapágyak, bordás kötések, csapszeg-furat érintkező felületei, ill. a szegecskötések.
Erózió

Szilárd anyagrészecskék, ill. folyadékcseppek okozzák, amelyek egy adott alkatrész felületére nagy sebességgel becsapódnak. Az ütközés hatására repedések, kitöredezések, gödrösödések keletkeznek.

Kavitáció

Nagy sebességgel áramló folyadékban jön létre, a képződő buborékok nyomásváltozás hatására összeroppannak. Az alkatrész felületén fáradásos jellegű kopást, kigödrösödést okoz.

Mértéke függ:

  • a buborék felületi energiájától,
  • a folyadék felületi feszültségétől,
  • viszkozitásától,
  • gőznyomástól.
Önellenőrző kérdések
1. Válassza ki a felsorolásból a járműjavítási beavatkozások gyakoriságát meghatározó tényezőket!
a járművek konstrukciós kialakítása
a használat minősége
a járművek igénybevétele
az elhasználódás mértéke
2. Melyek a hiba kialakulásainak okai?
konstrukciós hiányosság
gyártási hiányosság
üzemeltetési hiányosság
természetes elhasználódás
3. Egészítse ki a kopás fogalmát!

Olyan folyamat, amely úgynevezett hatására két érintkező felület között jön létre. A során a felületekről apró válnak le, melyek az alkatrész, alkatrészek méret-, illetve , az üzemeltetés szempontjából okozzák.

4. Ábrázolja diagramon a kopás időbeli lefolyását száraz súrlódás, degresszív folyamat és lineáris kopás esetén!

5. Nevezze meg, hogy az alábbiakban megfogalmazott jellemzők melyik kopásfajtához tartoznak!