Материал: Защита автомобилей от коррозии

Прекращая эксплуатацию автомобиля на длительное время, следует изолировать внутреннюю часть двигателя от атмосферного воздуха и провести соответствующую консервацию.

Кроме того, необходимо:

• - защитить автомобиль от атмосферного влияния и прежде всего от резких изменений температуры, которые благоприятствуют конденсации влаги внутри двигателя;
• - периодически проворачивать коленчатый вал двигателя с вывернутыми свечами до появления свежего слоя масла на трущихся поверхностях.

Если автомобиль часто устанавливают на продолжительную стоянку, следует использовать для двигателя рабоче-консервационное масло.

Цилиндры

Материалы. Цилиндры в современных двигателях выполняются непосредственно в блоке или как сменные гильзы (мокрые и сухие). Часто в верхней части цилиндры имеют вставки из аустенитного чугуна, отличающегося хорошей износоустойчивостью.

В качестве материала для блоков двигателей с вставными гильзами применяются серый чугун и сплавы алюминия. Для вставных гильз цилиндров применяются специальные легированные чугуны, обладающие износоустойчивостью, коррозионно-и жаростойкостью.

Большая коррозионная стойкость алюминиевых сплавов, их хорошие технологические свойства (обрабатываемость, жидкотекучесть) и прочность дают возможность применять их также для блоков двигателей и гильз. Такие цилиндры хромируются, что значительно увеличивает время их работы между ремонтами и улучшает коррозионную стойкость.

Причины коррозии. Износ цилиндра двигателя вызывает изменения размеров его поверхности как в поперечном, так и в продольном направлениях, приводящих к появлению соответственно овальности и конусности, превышающих допустимые значения.

Изнашивание зеркала цилиндра наступает от трения поршневых колец и вследствие коррозии. Овальность цилиндров, проявляющаяся особенно в верхней части, может иметь разные причины. Однако основной является эрозионное действие струи горячей смеси, поступающей через всасывающий клапан, что приводит к сильному износу цилиндров напротив него. Особенно интенсивно это происходит при низкой температуре стенок цилиндра из-за конденсации смеси и смывания слоя масла.

Коррозионный износ является следствием действия на зеркало цилиндра, поршни и кольца продуктов сгорания газообразного или жидкого топлива, а также продуктов окисления масла. Этот износ увеличивается при наличии воды, конденсирующейся па холодных стенках в период простоя двигателя.

Влияние топлива и продуктов его сгорания на износ цилиндров зависит от наличия кислых соединений минерального происхождения или образовавшихся в результате старения топлива. Особенно пагубное влияние оказывает содержащаяся в топливе сера, а также свинец, имеющийся в этиловой жидкости, добавляемой к бензину с целью повышения его октанового числа. Сернистые соединения в принципе малоактивны и их действие на цилиндры проявляется лишь после длительной эксплуатации двигателя. Агрессивность их возрастает в условиях повышенной влажности воздуха вследствие конденсации водяного пара на холодных стенках цилиндров.

Коррозионные процессы при интенсивной эксплуатации двигателя играют второстепенную роль. Однако при небольших периодах работы и длительном простое двигателя эти процессы становятся очень опасными. Например, особенно сильна коррозия при длительном хранении недостаточно защищенного автомобиля под открытым небом при больших температурных перепадах. Практически можно считать, что хранение неработающего двигателя в течение 10 - 14 дней создает достаточные условия для возникновения очагов коррозии на незащищенной поверхности цилиндров. Такой коррозионной активности в большой степени способствует действие продуктов сгорания и их загрязнений, которые в соединении с водными парами, проникающими в цилиндр вместе с атмосферные воздухом, образуют электролит. Вследствие этого появляются локальные гальванические элементы, вызывающие точечную коррозию, которая затем переходит в язвенную.

На коррозионный износ поршней и колец влияет также качество масла, применяемого для двигателя. Из-за обильною смазывания масло защищает их от коррозии и значительно уменьшает износ. Однако масло, несмотря на постоянное фильтрование, подвергается постепенному разжижению топливом и водой, конденсирующейся в картере двигателя. Такая смесь масла, топлива и воды способствует появлению химической или электрохимической коррозии, разрушающей детали цилиндропоршневой группы.

Профилактические меры. Износ цилиндров поршней и колец можно предупреждать:

• - выбором оптимального топлива и масла, улучшением фильтрации воздуха, топлива и масла, а также обеспечением соответствующих температурных условий работы двигателя. Например, не следует забывать, что во время пуска холодного карбюраторного двигателя богатая смесь смывает масляную пленку с зеркала цилиндра. Это приводит к появлению сухого трения и одновременно уменьшает коррозионную стойкость;
• - технологическими мерами, применяемыми при производстве для повышения стойкости деталей как к трению, так и к коррозии.

Например, высокую стойкость к изнашиванию и коррозии можно получить при хромировании гильз цилиндров ил колец. Очень важным параметром коррозионной стойкости является также шероховатость поверхности гильзы. Плохо обработанные поверхности затрудняют смазку, приводит к разрыву масляной пленки, вследствие чего появляется сухое и полусухое трение. Кроме того, грубо обработанная поверхность гильзы способствует накоплению агрессивных агентов в раз- пых углублениях и неровностях, что приближает начало коррозионного процесса. Поэтому тщательность механической обработки зеркала цилиндра, а также термическая или химико-термическая обработка имеют решающее влияние на износ цилиндров.

Головка блока цилиндров

Материалы. Головки цилиндров отливаются из серого чугуна или из сплавов алюминия. Последние легко отливаются под давлением и в кокиль. Они хорошо обрабатываются и после специальной обработки имеют хорошую износоустойчивость и коррозионную стойкость.

Причины коррозии. Головка цилиндра работает в особенно неблагоприятных коррозионных условиях, так как постоянно соприкасается с горячими отработавшими газами при одновременном прохождении через ее каналы охлаждающей жидкости. Такие условия благоприятствуют коррозии в охлаждающих каналах.

Практически износ головки происходит в большей степени в результате механических повреждений, чем коррозионных. Тем не менее нельзя игнорировать коррозию, так как она часто все же бывает доминирующей причиной износа. К коррозионным повреждениям головки следует отнести иногда появляющиеся трещины, в результате чего вода из охлаждающих каналов попадает в камеру сгорания. Вследствие этого появляется газовая коррозия, протекающая при высокой температуре в среде горячих отработавших газов. Образование трещин в чугунных деталях, работающих длительное время при высоких температурах, объясняется выделением графита. В образовавшиеся поры под высоким давлением и при большой температуре в материал проникают горячие газы, вызывающие структурные изменения материала головки.

Кроме этого, на развитие в головке коррозионных процессов влияет качество топлива и охлаждающей жидкости. Применение топлива с малым содержанием смол и тяжелых фракций препятствует образованию нагара как на головке, так и на поршнях и клапанах. Помимо того что нагар отрицательно влияет на работу двигателя, он резко увеличивает скорость коррозионных процессов на поверхности головки двигателя со стороны камеры сгорания.

Головки подвергаются также коррозии в каналах для охлаждающей жидкости. Протекающая через них вода или антифриз, замерзающий при низкой температуре, содержит кислоты и неорганические соли (сульфаты, хлориды и др.), вызывающие электрохимическую коррозию. Накипь, откладывающаяся на внутренних стенках каналов, кроме вредного действия на работу системы охлаждения вследствие ухудшения теплопроводности, значительно ускоряет коррозию головки. В головках наблюдается также коррозионный износ краев отверстий охлаждающих каналов, а также значительное количество очагов межкристаллитной коррозии.

Профилактические меры. Коррозию головки блока можно уменьшить правильной эксплуатацией двигателя, в частности, применением соответствующего топлива, своевременным снятием нагара, исключением использования агрессивных охлаждающих 'жидкостей.

Поршни и поршневые кольца

Поршни. Изготовляются из прочного и твердого материала, устойчивого к действию высоких температур. Кроме того, он должен быть по возможности легким, так как от массы поршня зависят силы инерции, возникающие при работе двигателя. Как правило, поршни для карбюраторных и впрысковых двигателей изготовляются из сплава алюминия с добавлением меди и кремния. Поршни многих дизельных двигателей изготовляются из чугуна.

Ввиду исключительно тяжелых условий работы поршней после изготовления их подвергают различным дополнительным видам обработки. Например, применяются оксидирование, хромирование.

Как цилиндры и головки, поршни подвержены (непосредственному коррозионному действию горячих газов, топлива и масел. В результате химического и термического действия этих элементов в верхнем слое днища поршня возникает язвенная коррозия, а также происходит выгорание некоторых компонентов сплава, что ведет к изменению структуры материала и уменьшению его прочности. Коррозионные процессы иногда приводят к прогоранию днища поршня.

При работе двигателя на днище поршня и в пазах для колец откладывается нагар в результате попадания в камеру сгорания масла. Осаждению нагара способствует также окисление масла, присутствие тетраэтилсвинца в бензине, а также загрязнения в топливе и масле.

Следует подчеркнуть, что коррозия, вызываемая действием горячих газов и масла, а также особыми условиями работы поршня, менее опасна при эксплуатации двигателя, чем износ боковых стенок поршня, вызываемый трением. Кроме того практика показывает, что поршни изнашиваются значительно медленнее, чем цилиндры.

Дли повышения срока службы поршней необходимо, прежде всего, тщательно соблюдать рекомендации завода-изготовителя и ремонтного предприятия в отношении режимов эксплуатации и обслуживания. При эксплуатации двигателя нужно следить за условиями работы, особенно в начальный период эксплуатации, своевременно доливать или заменять масло, рекомендованное инструкцией, содержать в чистоте масляные и воздушные фильтры, а также соблюдать правильный тепловой режим двигателя.

Поршневые кольца. Метод изготовления поршневых колец, а также материалы (различные марки чугуна) выбирают в зависимости от назначения и типа двигателя. После обработки кольца проходят нормализацию и закалку, а иногда фосфатируются или хромируются.

Часто наружная поверхность колец покрывается слоем пористого хрома толщиной 0,10 - 0,15 мм. Это значительно увеличивает их поверхностную твердость и сопротивление износу, но вместе с тем интенсифицирует износ поверхности цилиндра. Иногда на слой хрома наносят мягкий антифрикционный слой олова или подшипникового сплава для увеличения срока службы колец и лучшей приработки . их к цилиндрам.

В результате износа колец в картер двигателя проникают отработавшие газы, а масло попадает в камеру сгорания, что значительно увеличивает расход масла.

Проникновению отработавших газов в картер двигателя во время рабочего хода и топлива при сжатии рабочей смеси способствуют неточное изготовление деталей и некачественное выполнение сборки, особенно во время ремонта. В результате этого больше расходуется масла и значительно сокращается ресурс его использования. Невысокое качество обработки, неправильная сборка цилиндропоршневой группы во время ремонта, а также применение несоответствующих масел и топлива ускоряют процесс нагарообразования на кольцах и способствует коррозионному разрушению. Отложение нагара вызывает залегание колец, в результате чего они не могут свободно перемещаться в пазах поршня.

Клапаны

Материалы. Клапаны двигателей внутреннего сгорания работают в исключительно трудных условиях. Они непрерывно совершают возвратно-поступательное движение в направляющих втулках. Плотное прилегание клапана к седлу обеспечивается пружинами. Во время сгорания горючей смеси клапаны подвергаются действию высоких температур и давлений. Средняя температура работы клапана между 650--750°С По этой причине седла выпускных клапанов, подверженные действию горячих продуктов сгорания, часто изготовляются в виде колец из специальных легированных жаростойких чугунов. После установки седла шлифуются и притираются совместно с клапанами.