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 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.

Для 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 фосфа-тируются 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 ускоряет 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-посту нательное 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 колеблется между 650 – 750°С (рис. 6.4). По этой причине седла выпускных клапанов, особенно подверженные действию горячих продуктов сгорания,часто изготовляются в виде колец из специальных легированных жаростойких чугунов. После установки седла шлифуются , и притираются совместно с клапанами.

Для клапанов используется всегда жаростойкая (чаще всего хромистая) сталь, содержащая 8—15% Сг, 2—3% Si, 0,45% С. Некоторые заводы для повышения долговечности, клапанов применяют диффузионное алитирование или наплавку головок клапанов твердыми сплавами.

Причины коррозии. Клапаны и седла клапанов подвергаются износу в результате ударов головки клапана о седло, повторяющихся с большой частотой, коррозионному действию агрессивных отработавших газов при повышенной температуре, а также эрозионному действию струи газа и продуктов неполного сгорания топлива. После некоторого периода работы седло покрывается нагаром, который под влиянием высокой температуры накаляется, что приводит к выжиганию опорной поверхности клапана и потере герметичности. Негерметичность клапанов, в свою очередь, приводит к нарушениям в работе двигателя, к которым относятся затрудненный запуск, уменьшение мощности и др. При этом через образовавшиеся щели под высоким давлением проходит струя горячих рабочих газов, сильно нагревающих головку клапана. Вследствие такого нагрева края головки нодплавляются и клапан разрушается. С течением времени материал клапана может настолько снизить свою прочность в результате выгорания некоторых компонентов сплава, что возможен даже отрыв головки от стержня клапана. Следует отметить, что выпускные клапаны и седла изнашиваются гораздо быстрее впускных, так как их коррозия развивается интенсивнее.

На интенсивность износа седел клапанов влияет также состав всасываемой в цилиндры смеси. Если смесь слишком бедна, то сгорание происходит при более высокой температуре и коррозионное действие отработавших газов оказывается сильнее. Когда смесь слишком богата, сгорание идет медленнее и при более низкой температуре. Несгоревшие тяжелые фракции топлива ускоряют осаждение слоя нагара, коррозионно-агрессивного к материалу клапана.

Коррозионные процессы на клапанах и седлах интенсифицируются в большой степени в период длительных простоев двигателя, незащищенного от коррозии. Оставшиеся в цилиндрах топливо и отработавшие газы образуют электрохимическую коррозионную среду, повреждающую клапаны, направляющие втулки и другие детали.

Профилактические меры. Износ и коррозию клапанов эксплуатационники полностью предотвратить не могут. В известной степени можно уменьшить износ регулировкой клапанов и состава горючей смеси.

Эти работы позволят значительно сократить изнашивание клапанов и седел.

Коленчатый вал и шатуны

Коленчатый вал. Как правило, изготовляется ковкой из углеродистой стали, например, стали 45. Термическая обработка, например, поверхностная закалка токами высокой частоты, производится только для коренных и шатунных шеек вала. Возможно применение для этих же поверхностей химико-термической обработки (цементация, цианирование). Для изготовления валов применяются также легированные стали или конструкционные с последующим азотированием. В последнее время все чаще в качестве материала для коленчатых валов употребляется чугун.

Коренные и шатунные шейки коленчатого вала обильно смазываются, что создает благоприятные условия для работы подшипников скольжения. В условиях жидкостного трения коррозионный износ незначителен, тем не менее этот вид трения создает условия, благоприятные для окисления верхнего слоя металла. Износ при этом в результате трения шеек вала о вкладыши происходит более интенсивно. При окислении верхнего слоя металла вследствие диффузии кислорода образуется тонкая пленка из твердых растворов и оксидов металлов. Поверхность после окисления в условиях жидкостного трения более гладкая, чем после притирки. Оксидная пленка тормозит дальнейшее проникновение кислорода в глубь сплава. Адгезионная способность оксидной пленки с материалом основания однако довольно слабая.

Износ шеек и вкладышей при нарушении жидкостного трения значительно возрастает. Такие условия создаются, например, во время пуска холодного двигателя, особенно в осенне-зимний период. Аналогичное явление происходит и в перегретом двигателе, когда горячее масло вследствие потери свойственной ему вязкости не обеспечивает прочности масляной пленки в подшипнике. Несущая способность подшипников снижается при разбавлении масла топливом и при больших зазорах в сопряжении, так как в этих случаях масло не доходит до трущихся поверхностей в достаточном количестве. Во всех рассмотренных случаях наступают длительные или короткие периоды сухого трения. При этом подшипник нагревается и в результате высокой температуры наступает выплавление антифрикционного сплава вкладышей.

Интенсивность коррозионного износа вала резко возрастает при хранении автомобиля длительное время (более 10—12 дней) без противокоррозионной защиты. В этом случае в двигателе коррозионные процессы начинают играть доминирующую роль. На шейках коленчатого вала вначале образуются отдельные очаги коррозии, которые затем быстро развиваются. Источником образования очагов коррозии является загрязнение масла кислыми веществами (продукты распада и сгорания топлива и этиловой жидкости, соединения серы, вода и др.), накапливающихся в результате старения масла. Они образуют локальные гальванические элементы, дающие начало электрохимической коррозии.

Межкристаллитная коррозия, развивающаяся в глубь материала, образует многочисленные микробороздки, которые являются началом усталостных трещин. Даже умеренная перегрузка двигателя может послужить причиной поломки вала при наличии таких трещин на его шейках.

Соблюдение правил обслуживания двигателя является залогом надежной работы коленчатого вала. Качество масла можно сохранить при условии использования соответствующего топлива, предусмотренного изготовителем автомобиля, и соблюдая сроки замены использованного масла. Применяемые сейчас масла содержат противокоррозионные добавки (ингибиторы коррозии) и другие присадки, улучшающие смазочные, вязкостно-температурные, антиокислительные и другие свойства.

Устранение даже самых небольших очагов коррозии во время ремонта двигателя позволяет продлить срок службы вала и вкладышей. Поэтому непростительной является сборка коленчатых валов с начальными признаками коррозии.

Шатуны. Изготовляются поковок легированной стали. В верхнюю головку шатуна запрессовывается втулка из оло-вянно-фосфористой бронзы под поршневой палец. Последний’ подвержен большим динамическим нагрузкам и изготовляется из качественной углеродистой или легированной стали. Некоторые фирмы для изготовления шатунов применяют алюминиевые или магниевые сплавы. В нижнюю головку шатуна обычно устанавливаются подшипники скольжения, реже — подшипники качения.

Коррозионные факторы на материал стержня шатуна не оказывают существенного влияния. Однако коррозия нижней головки шатуна в известных условиях может иметь решающее значение. Что касается втулки поршневой головки шатуна, то ее износ происходит в результате ударов поршневого пальца, а также коррозионного действия соединений, находящихся в масле.

Вкладыши шатунных и коренных подшипников

Материалы. В большинстве выпускаемых двигателей для коренных и шатунных подшипников применяются разъемные вкладыши, покрытые антифрикционным сплавом.

В зависимости от требуемой твердости вкладыша, удельного давления, коррозионной агрессивности среды, требуемой усталостной прочности применяются разные подшипниковые сплавы. Так называемые «белые» сплавы имеют в своем составе олово или свинец в качестве основного элемента. Широко применяются бронзы, находят все большее применение сплавы на основе алюминия.

По конструктивному исполнению вкладыши бывают:
— тонкостенные — стальное основание вкладыша покрыто слоем 0,1—0,3 мм подшипникового сплава. В трехслойных вкладышах между подшипниковым сплавом и стальным основанием находится металлокерамический или медно-никелевый подслой;
— толстостенные — основание вкладыша залито толстым слоем подшипникового сплава, который затем обработан.

Находят применение также вкладыши из свинцовистой бронзы — на дизелях и иногда на карбюраторных двигателях легковых автомобилей.

Причины коррозии. Коренные и шатунные подшипники относятся к тем частям двигателя, которые должны работать в условиях жидкостного трения. Хорошие условия смазки являются одновременно причиной коррозионного износа подшипников.

При окислении масла возрастает его кислотность и коррозионная активность. Кроме того, в результате процессов распада в масле накапливаются загрязнения, откладывающиеся в виде липких осадков. Кислоты в масле, в том числе серная, образованная взаимодействием оксидов серы с водой, возникают вследствие сгорания серосодержащего топлива. Кислоты разрушают подшипниковые сплавы, особенно свинцовистые бронзы, растворяя в них некоторые компоненты (свинец, кадмий), что ведет к ухудшению структуры сплава. Эта опасность разрушения вкладышей усиливается во много раз в период хранения автомобиля.

Коррозия приводит к образованию в верхнем слое микротрещин, которые носят усталостный характер. Затем начинается выпадание частиц подшипникового сплава вкладыша (рис. 5).

Износ вкладышей вызывает увеличение зазоров в подшипниках, вследствие чего появляются стуки, которые сигнализируют о возможности заклинивания коленчатого вала. Кроме того, увеличивается коррозионный износ других деталей двигателя вследствие разбрызгивания вращающимся коленчатым валом масла, вытекающего бурно из увеличенных зазоров в подшипниках и оседающего на поверхности цилиндров. При обильном попадании масла на внутреннюю поверхность цилиндра маслосъемные кольца не успевают снять избыток масла и оно проникает в цилиндр, где и сгорает, образуя нагар на поршнях и стенках камеры сгорания.

Профилактические меры. Износ и коррозионные разрушения вкладышей двигателя снижаются при правильном обслуживании и эксплуатации. Особое внимание следует обращать на использование соответствующего масла и периодичность его замены.

Распределительный вал и пружины клапанов

Распределительный вал. Изготовляется как из углеродистых сталей, так и из легированных. Для легированных сталей с содержанием углерода около 0,15% применяется цементация. Распределительным валом из сталей с более высоким содержанием углерода (около 0,45%) для придания поверхностной твердости требуется закалка. Распределительный вал может быть изготовлен также из чугуна.

Втулки подшипников распределительного вала, установленные в блоке (головке) двигателя, изготовляются из оло-вянно-фосфористой бронзы, либо стали или чугуна, залитых подшипниковым сплавом. Зубчатые колеса привода распределительного вала чаще всего изготовляются из синтетического материала (например, текстолита).

Вследствие хороших условий смазки распределительного вала он имеет незначительный коррозионный износ. Коррозия в результате окисления и загрязнения масла соединениями серы и воды имеет доминирующее значение при хранении автомобиля и вызывает образование коррозионных очагов на шейках вала и в бронзовых втулках. Следует отметить, что шейки вала и втулки подшипников тщательно изготовлены из специально подобранных материалов, благодаря чему их коррозионная стойкость настолько велика, что ее хватает до капитального ремонта. Восстановлению при ремонте подвергаются кулачки распределительного вала, которые, находясь в более жестких условиях, постепенно теряют вследствие износа свой профиль.

Продлить долговечность вала и втулок подшипника, как и других частей двигателя, можно только строгим соблюдением инструкции по обслуживанию и применением требуемых сортов масел.

Пружины клапанов. По характеру нагрузки пружины клапанов относятся к деталям, испытывающим циклическую переменную нагрузку. Широкое применение в двигателях внутреннего сгорания получили спиральные клапанные пружины из стальной проволоки, получаемой холодной протяжкой. Пружины изготовляются из низколегированной никелевой или никелево-ванадиевой стали. Эти стали содержат 0,45—0,75% углерода. Отожженную проволоку свивают холодным способом, а затем готовую пружину подвергают закалке и отпуску.

Несмотря на очень жесткие условия работы пружин, запас их прочности достаточен для надежной работы в течение межремонтного периода. Встречающиеся поломки пружин, изменение их высоты являются следствием усталости, наступающей под суммарным действием цикличных переменных нагрузок коррозионных факторов.

Циклические нагрузки, действующие на пружину, вызывают изменение внутренних напряжений, которые приводят к появлению внутри материала капиллярных трещин. Эти единичные трещины способствуют локальному росту напряжений, приводящих к углублению трещин, которые с течением времени вызывают поломку пружины.

Коррозионная усталость проявляется также на других -деталях автомобиля, работающих в коррозионной среде и условиях, способствующих усталости материала (например, коленчатые валы, шатуны, рессоры).

Причиной поломки клапанных пружин часто является также повышенная хрупкость материала вследствие перекаливания пружин.

Для предохранения пружин от коррозии на них наносят защитное покрытие, используется в частности лужение, кадмирование.

Пружины клапанов могут бытЬ повторно использованы при ремонте двигателя лишь в том случае, если они сохранили соответствующую упругость, длину, не имеют царапин, отслоений и коррозионных язв.

Выпускной тракт

Выпускной коллектор. Изготавливается из материала, способного сопротивляться окисляющему действию отработавших газов и не меняющего структуру при повышенной температуре. При неправильно выбранном материале в стенках коллектора появляются трещины. В случае близкого расположения впускного коллектора к выпускному в первом могут образовываться трещины от неравномерного расширения стенок вследствие неравномерного их нагрева.

Для изготовления коллекторов применяется обыкновенный серый чугун или низколегированный с добавлением хрома, никеля, кремния. Могут применяться аустенитный чугун и аус-тенитная жаростойкая сталь.

Конструкция и материал коллектора рассчитаны, в принципе, на безремонтную службу в течение межремонтного пробега автомобиля, несмотря на интенсивное действие атмосферной коррозии на наружные поверхности и газовой — на внутренние.

В выпускных коллекторах в результате длительного действия горячих газов через некоторое время появляются признаки коррозионного разрушения материала. Отработавшие газы, имеющие в своем составе оксиды углерода, кислород и воду, вступают в химическую реакцию с материалом коллектора, камер сгорания, клапанов и других деталей. В результате этого взаимодействия наступает постепенное выгорание углерода в чугуне, а также других компонентов. Реакции, происходящие вследствие диффузии указанных компонентов отработавших газов, приводят к постепенному изменению химического состава материала и, следовательно, к изменению его механических свойств.

Одновременно, вследствие действия горячих газов и образующихся в связи с этим значительных температурных перепадов, коллектор подвергается деформации, что с одновременным коррозионным действием и даже независимо от него может стать причиной растрескивания.

В качестве противокоррозионной защиты коллектора применяется окраска смесью силиконовой эмали с. алюминиевым порошком. Покрытие наносится на наружные поверхности коллектора в два слоя.

Глушитель и выхлопная труба. Эти детали автомобиля снаружи в значительной степени подвержены коррозии от действия влаги, грязи, а также растворов солей в зимний период. Коррозия деталей изнутри является результатом агрессивного влияния горячих продуктов сгорания топлива и коррозионного действия конденсата этих продуктов. Среднее содержание кислот в конденсате на внутренних поверхностях глушителя может быть следующим (в мг/дм3):

Кислотность конденсата достигает 1—2 рН. Особенно агрессивно действуют конденсаты на швы сварных соединений. Коррозионные процессы внутренних поверхностей глушителя ускоряются от действия нагара, образующегося во время эксплуатации автомобиля. Ввиду различия коэффициентов теплового расширения слой нагара при резких изменениях температуры (например, при попадании воды на наружную поверхность глушителя) подвергается большим напряжениям и, частично отслаивается. В таких местах открывается незащищенная поверхность металла, которая затем подвергается действию агрессивных факторов, ускоряющих развитие язвенной коррозии. При частом использовании автомобиля на малые расстояния глушитель может выйти из строя (вследствие коррозионного разрушения) после одного периода зимней эксплуатации. Обычно долговечность глушителя равна 20—40 тыс. км пробега автомобиля.

Глушитель и выхлопная труба преимущественно изготовляются из конструкционной углеродистой стали или из легированной, устойчивой к газовой коррозии. Коррозия легированных сталей происходит медленнее. Процесс протекает с образованием продуктов коррозии, сильно связанных с основанием металла. Уменьшение толщины легированной стали, выраженное в миллиметрах, в течение 1 года эксплуатации автомобиля меньше, чем при использовании углеродистой конструкционной стали. Применение легированных сталей оправдано также в случаях, когда коррозия возникает от действия керамических материалов, применяемых для внутренних деталей глушителя.

В отличие от глушителей, заполненных шлаковой ватой, отражательные глушители заднемоторных автомобилей могут быть подвергнуты противокоррозионному окрашиванию.

В США 90% глушителей изготавливают из алюминиро-ванной стали. В камере для отжига в водородной среде на стальной лист диффузионным способом наносится смесь порошков алюминия и его оксидов. Нанесенное покрытие обеспечивает в 2—3 раза большую долговечность глушителя. В Англии производятся глушители из стали, содержащей 11% Сг и 36% Ti, или из легированной стали с молибденом.

Стальной лист, покрытый хромом, имеетг хорошую стойкость против коррозии. Однако его применение вызывает быстрый износ штампов. Выхлопные системы из хромонйкелевой стали почти в 2 раза дороже, чем из углеродистой, но они в 4—5 раз долговечнее. Из жаростойких лаков (фенольные, силиконовые и поливинилбутиловые смолы) только лаки, пигментированные смесью цинковой пыли и алюминиевого порошка, дают прочное защитное покрытие на несколько месяцев.

На некоторых заводах глушители изготовляются из сплавов алюминия или на их стальное основание наносится горячим способом алюминиевое покрытие. Глушители изготавли-_ вают также из оцинкованной стали, которая позволяет лишь на короткое время защитить его от коррозии вследствие неустойчивости цинка к действию горячих газов и влаги.

Практикуется также металлизация глушителей напылением алюминия на наружную поверхность, обработанную предварительно пескоструйным способом. Однако это дорого и малоэффективно, так как глушитель корродирует прежде всего изнутри (рис. 6.6).

Часто детали глушителя делаются из утолщенного до 1,2—1,5 мм стального листа. Сейчас в ПНР имеется тенденция к переходу на производство глушителей из алюминированного листа.

Для обеспечения противокоррозионной защиты, снижения шума в автомобиле и тепловой изоляции глушители иногда устанавливаются в оцинкованном кожухе с асбестовой прокладкой. При герметичном выполнении такого кожуха защита наружных частей глушителя является вполне достаточной.

Выхлопная труба снаружи защищается окрашиванием силиконовой эмалью или металлизацией после пескоструйной обработки. Части трубы, не подвергающиеся влиянию высоких температур (не более 150° С), снаружи могут защищаться красной грунтовкой и силиконовой алюминиевой эмалью. Такой способ можно применить для труб и глушителей, уже бывших в эксплуатации с обязательной очисткой металла пескоструйным аппаратом или с помощью механических щеток. После нанесения грунтовки ее следует просушить, например в течение ночи. На следующий день необходимо запустить дви-гатёль, чтобы обеспечить полное высыхание слоя при повышенной температуре. Аналогично поступают со слоем синтетической алюминиевой эмали, который после нанесения на от-вержденное основание вначале сушится на воздухе, а затем при температуре работы глушителя. Такая технология не обеспечивает защиты от коррозии внутренних поверхностей. Однако она все же значительно продлевает срок службы выхлопной системы.

Коррозия глушителей и труб является серьезной экономической проблемой вследствие высокой интенсивности износа (в течение 2—4 лет) и большой стоимости. Проведенный в ПНР анализ показал, что глушители автомобиля Фиат-125п выдерживают 15—40 тыс. км пробега. При интенсивной эксплуатации автомобиля такой пробег вызывает необходимость ежегодной замены глушителя. Коррозия выхлопных труб и глушителей автомобилей в ПНР наносит ущерб приблизительно в 700 млн. злртых в год.

Система охлаждения

Материалы. Охлаждение автомобильного двигателя производится отводом тепла в атмосферу непосредственно через воздушную среду (воздушное охлаждение) или косвенным способом с использованием охлаждающих жидкостей (жидкостное охлаждение). Наибольшее распространение получило жидкостное охлаждение, при котором тепло отводится от двигателя жидкостью, а та, в свою очередь, охлаждается воздухом в теплообменнике (радиаторе). Для лучшего теплообмена трубки радиатора снабжены припаянными ребрами из тонкого металла с хорошей теплопроводностью (медь, латунь, реже сталь).

Корпус водяного насоса изготовляется из серого чугуна или из сплава алюминия, крыльчатка насоса — из чугуна, сплава алюминия, латуни, бронзы или пластмассы, вал насоса — из углеродистой или легированной стали с обязательным нанесением защитного покрытия. Термостат изготовляется из латуни. Уплотняющая прокладка головки блока, соприкасающаяся с охлаждающей жидкостью, выполняется из меди, алюминия, асбеста или тефлона.

Причины коррозии. Повреждения деталей системы охлаждения, особенно радиатора, являются результатом снижения их механической прочности. Вследствие коррозии в системе охлаждения появляются течи. Элементами системы охлаждения, подвергаемыми постоянному воздействию охлаждающей среды, являются водяные каналы в блоке и головке, водяной насос, уплотняющая прокладка под головкой и термостат.

Природная вода содержит в своем составе растворенные твердые вещества (хлориды, нитраты, сульфаты и др.), газовые (кислород, азот, серные газы и др.), иногда коллоидные компоненты и суспензии. Такого рода загрязнения, особенно хлориды и сульфаты, усиливают электропроводность воды, что создает благоприятные условия для электрохимической коррозии. Следует отметить, что вода из придорожных канав и прудов может содержать водоросли и болотные бактерии, которые содействуют коррозионнным процессам. Интенсивность коррозионных процессов увеличивается с ростом температуры. Температура влияет также на характер и растворимость продуктов коррозии. Специальные охлаждающие жидкости, замерзающие при низкой температуре, содержат водные растворы этиленгликоля в разных концентрациях. Здесь коррозию вызывают прежде всего образующиеся кислоты. Например, уксусная кислота является продуктом окисления гликоля воздухом при повышенной температуре. Поэтому охлаждающие жидкости включают такие ингибиторы коррозии, как бура, силикаты и фосфаты.

Находящиеся в воде соли кальция и магния повышают интенсивность коррозии и, кроме того, вызывают отложение на охлаждаемых стенках (трубках радиатора) накипи. Ввиду плохой теплопроводности накипи затрудняется теплообмен между водой и металлом, что, в свою очередь, ведет к увеличению температуры охлаждающей жидкости и создает возможность перегрева двигателя. Кроме того, накипь увеличивает склонность металла к коррозии и мешает нормальной циркуляции воды вследствие уменьшения проходного сечения водяных трубок и каналов.

Коррозия, протекающая в системе охлаждения двигателей, имеет сложный характер, так как различные металлы, образующие замкнутую систему охлаждения двигателя, создают коррозионные элементы в виде ионов этих металлов, присутствие которых в электролите повышает интенсивность коррозии. После короткого периода работы двигателя в охлаждающей жидкости присутствуют ионы железа, меди, цинка, олова и алюминия. Вследствие различной коррозионной активности этих металлов происходят коррозионные процессы разной интенсивности. Отдельные детали системы не корродируют, а другая часть подвергается сильной коррозии.

Состав специальной охлаждающей жидкости должен быть так подобран, чтобы все металлы не подвергались коррозии. Это сделать очень трудно, так как каждый двигатель выполнен из разных металлов. Поэтому в некоторых двигателях, несмотря на введение ингибиторов коррозии в охлаждающую жидкость, происходит контактная коррозия язвенного типа. Особенно это касается уплотняющей прокладки головки цилиндров в случае отсутствия в охлаждающей жидкости ингибиторов коррозии меди, алюминиевой головки при применении щелочных жидкостей без -ингибитора, деталей из алюминия, а также элементов радиатора в местах пайки оловом, когда ингибитор, защищающий сталь и чугун, неэффективен по отношению к элементам, образующим соединение олова с железом.

Коррозия насоса также может быть результатом неправильного подбора материалов и состава ингибиторов. Наступает она чаще всего в местах соединения чугуна с алюминием и стали с чугуном. Коррозия может быть причиной заклинивания подвижных частей насоса, поломки ротора, нарушения герметичности сальников. Поэтому при производстве специальных охлаждающих смесей необходимо проверять их влияние на каждый тип двигателя в лабораторных и обычных условиях. Если таких испытаний не проводить, то в процессе эксплуатации двигателя могут появиться течи через уплотняющие прокладки, трещины в головке, блоке, радиаторе, возникнуть повреждения в насосе и термостате. К сожалению, отмеченные дефекты зачастую относят к повреждениям от механического воздействия, а коррозию в системе охлаждения считают естественным явлением. Это является результатом неправильного применения для данного двигателя охлаждающих жидкостей.

При использовании низкозамерзающих охлаждающих жидкостей, получаемых из этиленгликоля, необходимо строго соблюдать тепловой режим работы двигателя и не допускать перегрева и аэрирования жидкости. Для предотвращения образования уксусной кислоты в результате окисления этилен-гликоля кислородом в охлаждающую жидкость добавляют щелочные ингибиторы, нейтрализующие образующиеся кислоты. Цветной индикатор, добавляемый в жидкость, в случае ее окисления обесцвечивается, и жидкость становится бесцветной или светло-желтой. Такую жидкость следует заменить, так как ингибиторы потеряли свою активность и влияние жидкости на коррозию в этом случае больше, чем воды.

В дизелях окисление низкозамерзающей жидкости происходит гораздо быстрее, чем в карбюраторных двигателях из-за более высокой температуры стенок двигателя.

Значительная стабилизация состава жидкости достигается в некоторых двигателях применением герметической системы охлаждения, которая не имеет контакта с атмосферным кислородом. Если же система охлаждения негерметична и наблюдается бурление жидкости, то окисление происходит наиболее интенсивно. Особенно вредно проникновение в систему охлаждения через неплотности (например, через уплотняющие прокладки) выхлопных газов. Это вызывает сильное окисление охлаждающей жидкости а, следовательно, коррозию металлов.

Применение этилового спирта (денатурата) для приготовления низкозамерзающих жидкостей особенно опасно. Этиловый спирт подвергается быстрому окислению до уксусной кислоты, которая вызывает сильную коррозию металлов, особенно алюминия и меди.

Профилактические меры. Интенсивность коррозионного разрушения можно уменьшить хорошим уходом за охлаждающей системой, а также правильной ее эксплуатацией.

К мерам, уменьшающим коррозионное действие охлаждающих жидкостей, можно отнести следующие.

1. Употребление для системы охлаждения дистиллированной воды, т. е. лишенной минеральных компонентов, или смягченной воды, например, прокипяченной в течение 1 ч. Это предотвращает образование накипи и связанных с этим последствий. В случае старого, длительное время эксплуатирующегося двигателя с толстым слоем накипи можно попробовать очистить систему охлаждения. Однако это связано с риском нарушения герметичности стенок радиатора, которые возможно уже про-корродировали под слоем накипи. Перед процессом очистки необходимо несколько раз тщательно прополоскать систему горячей водой. Имеется много рецептов состава очищающих смесей. Один из них — винная или лимонная кислота (3—5%), которой протравливают в течение 1-—5 ч систему при температуре 50—70°С (нагревание жидкости — работой двигателя). После окончания протравливания двигатель прополаскивается водой, кислота нейтрализуется 1%-ным раствором соды или буры, а затем снова прополаскивается горячей водой. После окончания очистки необходимо проверить герметичность системы охлаждения.

2. Добавление в охлаждающую жидкость ингибиторов коррозии (хроматы, бихроматы, нитрит натрия, силикаты), приводящих к пассивации металлов системы охлаждения.

3. Применение низкозамерзающих жидкостей, правильно подобранных к данному типу двигателя. Применение низкозамерзающих жидкостей непромышленного изготовления рискованно. Продукты окисления компонентов такой жидкости могут стать стимуляторами коррозии.

4. Своевременная замена охлаждающей жидкости при изменении цвета индикатора.

Система питания

Общие сведения. Система питания двигателя включает узлы и детали, соединенные топливопроводами в единое функциональное целое. Детали системы, подвергаемые повреждениям вследствие трения или химического действия среды, изготовляются из углеродистых или легированных сталей, из цветных металлов (сплавов меди, алюминия, цинка), а также из пластмассы (топливопроводы, поплавки, детали карбюратора и топливного насоса, пр.).

Основными причинами коррозии деталей системы являются наличие в топливе серы, а также конденсация влаги;на внутренних стенках скрытых полостей.

В процессе эксплуатации двигателя необходимо применять топлива соответствующего качества, соблюдать его чистоту, а также чистоту внешних агрегатов системы питания. Заливать топливо нужно через лейки с сеткой. Кроме того, нельзя допускать попадания воды или снега во время заправки автомобиля топливом. При периодической промывке фильтров и бака, согласно заводской инструкции, надо пользоваться чистой посудой.

Топливный насос высокого давления и форсунки. Основные детали топливного насоса и форсунок изготовляются из материала, обладающего большой износоустойчивостью и способностью сохранять размеры после получения соответствующей формы. Плунжер, втулка плунжера, нагнетательный клапан и его седло, распылитель и иглы форсунок изготовляются из легированной стали с последующим азотированием. Толкатель, регулировочные винты, вал с кулачками, корпус форсунки изготовляются из углеродистой стали с соответствующей закалкой и отпуском до необходимой твердости. Кулачки валика подвергаются цементации.

Корпус топливных насосов чаще всего изготовляется из легких сплавов (например, цинка или алюминия). Для топливопроводов высокого давления (от топливного насоса до форсунок) применяются толстостенные трубы из мягкой стали. Топливопроводы низкого давления изготовляются из стальной ленты, покрытой медью, или из пластмассы. В некоторых двигателях применяются топливопроводы низкого давления из меди или латуни.

Несмотря на большую точность изготовления рабочих поверхностей плунжера и его втулки, они подвергаются абразивному и коррозионному износу. Вредные примеси горючего (например, сера) вызывают на поверхностях контакта этих деталей, а также форсунок химические изменения. Окисление металла происходит между работающими поверхностями деталей, имеющими возвратно-поступательное перемещение друг относительно друга, и вызывает фреттинг-коррозию. Этот тип коррозии приводит к постепенному ухудшению сопряжения плунжер втулка, уменьшает сопротивление усталости этих деталей и, кроме того, содействует износу. Начальный износ деталей топливных насосов и форсунок является результатом абразивного действия твердых частиц пыли, находящихся в топливе, а также продуктов адгезионного износа. С момента появления между трущимися поверхностями частиц оксидов трение становится доминирующим процессом.

Вредные примеси топлива также приводят к появлению на рабочих поверхностях втулки и плунжера химических изменений, ускоряющих износ этих деталей.

Топливные баки. Изготовляются обычно сваркой или за-вальцовкой деталей, штампованных из листовой стали, освинцованной горячим способом. Внутренняя поверхность баков защищается от коррозии соответствующими покрытиями, например лаками горячей сушки или химически отверждаемыми. В грузовых автомобилях баки расположены обычно сбоку на раме, под сиденьем водителя или под кузовом, а в легковых — под крышкой багажника или под задними си’деньями. Размещение бака снаружи автомобиля благоприятствует атмосферной коррозии его наружных поверхностей. В таких случаях баки защищаются от коррозии лакокрасочными покрытиями или синтетическими материалами, обладающими хорошей адгезией с поверхностью, покрытой слоем свинца.

Сильным стимулятором коррозии внутренних поверхностей баков является вода, имеющаяся в топливе, причем независимо от состояния, в котором она находится. Вода конденсируется на стенках бака и сильно активизирует коррозионные процессы, происходящие в результате изменений окружающей температуры.