Определение критериев работоспособности топливных форсунок, коленчатых валов, электронных блоков управления

Тип работы:
Контрольная
Предмет:
Производство и технологии


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Контрольная работа

по дисциплине «Техническая диагностика»

Определение критериев работоспособности топливных форсунок, коленчатых валов, электронных блоков управления.

ВВЕДЕНИЕ

Данная работа посвящена задачам определения показателей надежности применительно к автомобильному транспорту. Эти показатели являются одним из важнейших условий, определяющих устойчивую работу транспортных систем.

В работе основное внимание уделено практическому определению критериев работоспособности основных узлов двигателей автомобилей, в частности, топливных форсунок, коленчатых валов, электронных блоков управления ДВС.

ЗАДАЧА 1

Дано: ч, ч.

Требуется: определить статистические вероятности безотказной работы и отказа устройства для заданного значения. Рассчитать значения вероятности безотказной работы по первым 20 значениям наработки до отказа. Для заданной наработки рассчитать мат. ожидание числа работоспособных устройств.

Решение:

Статистическая вероятность безотказной работы устройства для наработки t определяется как:

,

где — число объектов, работоспособных на момент времени t. По условию ,. Следовательно

.

Вероятность отказа устройства за наработку t статистически определяется как

,

где — число объектов, неработоспособных к наработке t. Т.к. и, имеем:

.

Поскольку

,

нетрудно видеть, чему равна сумма вероятностей. Из ранее сделанных вычислений имеем:, что подтверждает правильность вычислений.

Оценку вероятности безотказной работы устройства по первым 20-ти значениям наработки до отказа обозначим как. Ее значение определяется также по формуле (1) но при этом, и число работоспособных объектов выбирается из этой совокупности:

.

Будем считать, что условия опыта, включающего себя 50 наблюдений, позволили однозначно определить вероятность безотказной работы устройства, т. е. Здесь — функция распределения случайной величины «наработка до отказа», определяющая вероятность события при.

Тогда с учетом формулы (1) математическое ожидание числа объектов, работоспособных к наработке t, определяется как:

,

безотказный топливный форсунка коленчатый

где N — объем партии устройств. Согласно условию, N=300, поэтому

.

Таким образом, из партии из 300 устройств ко времени t 96 из них будут работоспособны.

ЗАДАЧА 2

Требуется: рассчитать среднюю наработку до отказа рассматриваемых объектов (топливных форсунок). Первоначальные вычисления произвести непосредственно по выборочным значениям, а затем с использованием статистического ряда.

Решение:

Для вычисления среднего значения случайной величины воспользуемся формулой:

,

где равно числу значений. Подставляя данные, получим:

.

Упростить и ускорить вычисления можно путем преобразования наблюдения в статистический ряд. Для этого весь диапазон значений необходимо разделить на интервалов (разрядов) и подсчитать число значений, приходящееся на каждый разряд. Результаты данной операции приведены в таблице 1.

Таблица 1. Преобразование значений наработки на отказ в статистический ряд.

i

Интервал ч, 103

Число попаданий на интервал ni

Статистическая вероятность qi

1

5

0,1

2

15

0,3

3

20

0,4

4

10

0,2

Гистограмма 1. Количество попаданий на интервал.

В данном случае указаны результаты систематизации в виде статистического ряда 50 значений случайной величины, распределенной в интервале [ч; ч] при условии ч.

Правильность подсчетов определяем, используя следующее соотношение:

,

где — число попаданий значений случайной величины в интервал.

Подставляя полученные значения:

.

Статистическая вероятность попадания случайной величины в -ый интервал рассчитывается так:

.

Правильность определения вероятностей можно проверить по формуле:

,

где — число интервалов. Подставляя значение вероятностей, получим:

,

что подтверждает правильность расчетов.

Для расчетов среднего значений случайной величины используется формула:

,

где — середина интервала. Подставляя полученные ранее значения, получим

.

Расчет с использованием формулы (4) вносит некоторую методическую ошибку. Однако ее значение обычно пренебрежимо мало. Эта ошибка оценивается по формуле

,

где и — средние значения, вычисленные по формулам (3) и (4).

,

что укладывается в статистическую погрешность.

ЗАДАЧА 3

Дано:, ч, ч, ,

Требуется: рассчитать интенсивность отказов для заданных и.

Рисунок 2. — Подсистема управления с последовательно включенными блоками.

Решение: Интенсивность отказов рассчитывается по формуле

,

где — статистическая вероятность отказа устройства на интервале или иначе — статистическая вероятность попадания на указанный интервал случайной величины. В данном случае:

,

.

Если интенсивность отказов не меняется в течении всего срока службы, т. е., то наработка до отказа распределена по экспоненциальному (показательному) закону.

В этом случае вероятность безотказной работы блока

,

а средняя наработка блока до отказа

.

Подставляя ранее полученные данные, получаем

,

.

Интенсивность отказов всех блоков

,

а вероятность безотказной работы

.

Из вышесказанного следует, что средняя наработка подсистемы на отказ находится как

,

что является нормальным для дизельных двигателей.

ЗАДАЧА 4

Требуется: рассчитать вероятность безотказной работы системы, состоящей из двух подсистем, одна из которых является резервной.

Рисунок 3. — Схема системы с резервированием.

Решение:

Расчет будем вести в предположении, что отказы каждой из двух подсистем независимы, т. е. отказ первой системы не нарушает работоспособность второй, и наоборот.

Вероятность безотказной работы каждой системы одинаковы (). Вероятность отказа всей системы

,

,

.

Отсюда вероятность безотказной работы системы

.

Из этого можно сделать вывод о том, что система весьма надежна.

ЗАДАЧА 5

Дано: t1=50 ч., t2=115 ч.,, , D (y1)=0. 157, D (y2)=0. 251.

Требуется: определить зависимость от пробега автомобиля математического ожидания износа шатунных шеек коленвала и дисперсии износа и записать полученные уравнения.

Решение:

Обозначим износ шеек как некоторую переменную величину Y. Зависимость Y то пробега представляет собой случайную функцию. Для ее описания вполне достаточно знать, как меняется мат. ожидание и дисперсия.

Согласно исследованиям, для описания зависимости износа от пробега автомобиля могут быть использованы линейные функции:

,

,

где и D (y) соответственно — среднее значение и дисперсия износа шеек при t=0, при этом началом отсчета является последняя обточка коленвалов;

a — средняя скорость увеличения износа, мм/тыс. км;

b — скорость увеличения износа, мм2/тыс. км;

t — пробег автомобиля, тыс. км.

Параметры, а и b могут быть определены следующим образом

,

.

После этого используя координаты любой из известных двух точек можно найти два других параметра

,

.

Подставив полученные значения в приведенные выше уравнения, получим: ,

,

что является выражениями для определения зависимости износа шатунных шеек ДВС и дисперсии износа от пробега.

ЗАДАЧА 6

Дано: Тзад =230 тыс. км., упр=1,5 мм, ,

.

Требуется: рассчитать среднее значения, дисперсии и средние квадратические отклонения износа при нескольких значениях пробега. Затем для тех же значений пробега определить нижнюю и верхнюю границы практически возможных значений износа. Решение:

Расчет среднеквадратических отклонений проводится по формуле

,

где i — номер интервала в таблице 2.

Среднее значение и дисперсия приращения износа за некоторый интервал пробега пропорциональны длине этого интервала и не зависят от достигнутого значения y. Поэтому справедливо считать, что для любого ti значения износа распределены по нормальному закону с плотностью распределения

.

Сужение области определения функции до интервала [0,yпр] практически не сказывается на результатах расчетов.

Верхняя и нижняя границы практически возможных значений износа шеек находятся как

.

Кривые, показывающие верхнюю и нижнюю границы практически возможных значений износа, определяются выражениями

,

.

По данным формулам получаем значения, отображенные в таблице 2.

Таблица 2. Результаты расчета средних значений, дисперсии и средних квадратичных отклонений износа шеек коленчатых валов.

Величина

Пробег, тыс. км

0

50

100

150

200

250

300

350

1

, мм

0,025

0,09

0,154

0,219

0,283

0,348

0,412

0,477

2

D (y (t)), мм2

0,085

0,157

0,23

0,302

0,375

0,447

0,52

0,592

3

, мм

0,291

0,396

0,479

0,55

0,612

0,669

0,721

0,77

4

, мм

0,873

1,189

1,438

1,649

1,836

2,006

2,163

2,309

ВЫВОД

В данной работе были проведены расчеты критериев работоспособности некоторых узлов двигателя: электронного блока управления, форсунок, коленчатого вала. В результате выполнения работы были получены важные теоретические знания в области технической диагностики на примере диагностики дизельного двигателя, а также практические навыки использования статистических формул и построения статистических диаграмм.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Биргер И. А. Техническая диагностика. М.: Машиностроение, 2008.

2. Бирюков А. Е. Техническая диагностика. Термины и определения. М.: 2010.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой