Повышение производительности работы автомобилей

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

МиНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ государственное БЮДЖЕТНОЕ образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«тюменский государственный нефтегазовый университет»

Институт Транспорта

Кафедра АТХ

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине

«ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТиТТМО»

Вариант № 7

Выполнил:

студент гр. АТХбзс-11−1

Проверил:

к.т.н., доцент каф. АТХ ИТ

А.Е. Юденко

Тюмень 2013

Содержание

Введение

1. Задачи, стоящие перед автомобильным транспортом. Повышение производительности автомобилей

2. Снижение себестоимости перевозок, экономия топливно-энергетических ресурсов. Решение экологических проблем

3. Цель и задачи технической эксплуатации автомобилей. Основные понятия и определения ТЭА (надежность, свойства надежности, качество)

4. Закономерности изменения технического состояния автомобилей в процессе эксплуатации. Реализуемые показатели качества

5. Причины изменения технического состояния автомобилей в процессе эксплуатации: изнашивание, пластическая деформация, усталостное разрушение, коррозия

6. Факторы, обуславливающие изменение ТСА, его агрегатов и систем в процессе эксплуатации и хранения: конструкция, качество материалов и обработки деталей, качество ТСМ, условия эксплуатации, качество ТО и Р

7. Классификация отказов

8. Классификация закономерностей, характеризующих изменение ТСА.

9. Закономерности изменения ТС по наработке автомобиля (закономерности 1- го вида)

10. Закономерности случайных процессов ТСА (закономерности второго вида)

11. Закономерности процессов восстановления (закономерности третьего вида)

12. Расчёт параметров распределения ресурсов деталей автомобилей

Список литературы

Введение

За последние годы заводами автомобильной промышленности освоены многие образцы модернизированной и новой автомобильной техники, в том числе для сельского хозяйства, строительства, торговли, нефтегазовой и лесной промышленности.

Транспорт является одной из насущных потребностей современного общества, обеспечивающих жизнедеятельность человека.

На автомобильный транспорт приходится более 80% общего количества перевозимых грузов. В связи с разукрупнением предприятий, расширением сети межпроизводственных связей, но уменьшением объемов партий транспортируемых грузов возрастает роль автомобиля как наиболее мобильного и доступного транспортного средства. Так как автомобили перевозят грузы, по сравнению с другими видами транспорта, на небольшие расстояния, то удельный вес грузооборота автомобильным транспортом в России остается всего 7% от общего грузооборота страны, в то время как в зарубежных странах этот показатель доходит до 75%.

Развитие автомобильных грузоперевозок в России сдерживаются различными факторами, в частности, недостаточно развитой сетью автомобильных дорог и их невысокими эксплуатационными характеристиками.

Тем не менее, автомобильный парк непрерывно растет и пополняется транспортными средствами как отечественного, так и зарубежного производства. Изменение экономических условий развития страны вызывает потребность пересмотра структуры парка автомобилей, снижения эксплуатационных затрат и придания автомобильному транспорту более высоких потребительских качеств.

Грамотная эксплуатация и техническое обслуживание являются определяющими условиями увеличения срока службы и повышения производительности работы автотранспортных средств.

1. Задачи, стоящие перед автомобильным транспортом. Повышение производительности автомобилей

Перспективные задачи, стоящие перед автомобильным транспортом. Автомобильный транспорт в настоящее время занимает одно из ведущих мест в единой транспортной системе РФ.

С целью обеспечения потребности автомобильных перевозок автомобильная промышленность постоянно увеличивает производство автомобилей, совершенствует конструкции и повышает качество выпускаемых автомобилей.

С 2000 г. в стране постоянно растет производство отечественных автомобилей. Этому способствует постановление правительства об увеличении размера госпошлины на ввозимые из-за границы автомобили.

Рост производства автомобилей происходит в основном на таких известных заводах как ГАЗ, КАМАЗ, ЗИЛ, ЛИАЗ и ПАЗ, которые освоили выпуск новых моделей автомобилей. За этот период КАМАЗ увеличил выпуск автомобилей в три раза.

Для более полного обеспечения автотранспортные предприятия автомобилями высокого качества Правительством Р Ф разработаны следующие основные направления развития автомобильной отрасли РФ:

Первое. Создание национальной автомобильной корпорации. Федеральное агентство предлагает объединить крупнейшие автомобильные заводы страны, такие как АвтоВаз, КАМАЗ, ГАЗ, УАЗ, что позволит более эффективно использовать производственные площади, лучше оснастить заводы современным технологическим оборудованием, повысит качество автомобилей.

Перед объединенной корпорацией ставится задача значительно улучшить качество автомобилей и занимать не менее 50% российского рынка по реализации всех видов автомобилей: легковых, грузовых и автобусов. Для решения этой задачи и оснащения заводов автопрома новейшими видами технологического наше правительство отменило госпошлину на ввоз их из других стран.

Второе. Создание совместных предприятий с ведущими фирмами других стран. К 2010 году планируется создание десяти предприятий, которые должны выпустить один миллион автомобилей в год. Планом предусматривается создание сети предприятий по производству комплектующих узлов, обслуживанию и ремонту автомобилей.

В настоящее время в этом направлении ведутся работы: с Германией работают города Нижний Новгород, Калуга; с Японией — Ленинградская область, гор. Красноярск; дочерняя компания «Северсталь-Авто», которая на базе завода УАЗ планирует выпуск грузовых автомобилей грузоподъемностью 5 и 20 тонн. Кроме того, данная фирма ведет работу с итальянской фирмой по организации выпуска микроавтобусов «Фиат-Дукато» — конкурент «Газели».

Завод малолитражных автомобилей Ваз-1111 «Ока» планирует выпуск двух моделей с фирмой ФИАТ.

Ярославский завод «Автодизель», входящий в группу «ГАЗ» работает с австрийской фирмой и планирует выпуск дизелей мощностью от 120 до 330 л.с. для автомобилей МАЗ, «Урал», КРАЗ, которые должны отвечать требованиям Евро-IV по токсичности отработанных газов.

Новосибирский холдинг «Транссервис» совместно с китайской компанией начал сборку легковых автомобилей марки «Чери» и строит завод в г. Кольцово с программой 100 тысяч автомобилей в год, также создает сеть обслуживающих и ремонтных предприятий по всей стране.

Здесь необходимо отметить, что эти заводы планируют выпуск не менее 100 тысяч автомобилей в год каждый, т.к. с меньшей программой завод не рентабелен.

Третье. Для полного удовлетворения возрастающих потребностей в автомобильных перевозках наш автопром постоянно совершенствует конструкцию и улучшает качество выпускаемых автомобилей. По сравнению с уже выпускаемыми новые модели и модификации автомобилей усложняются, в их системах, механизмах и агрегатах появляются современные устройства, приборы и электронные управляющие системы.

Грузовые отечественные автомобили оснащаются современными дизельными двигателями. Ведущие фирмы в мире все больше легковых автомобилей выпускают с дизельными двигателями. Внедряются гибридные силовые агрегаты — дизель с электромоторами на грузовых и легковых автомобилях.

Разрабатывают и проходят испытания совершенно новые двигатели, работающие на водороде, этаноле (на основе спирта) и новые виды электромобилей.

Разработаны и внедряются автоматические системы управления коробкой передач, тормозами и подвесками.

Четвертое. Уменьшение токсичности отработавших газов автомобилей, зажигания автомобилей, путем улучшения системы питания, для этого все больше внедряются электронные системы.

Пятое. Улучшение качества эксплуатации, обслуживания и ремонта, для чего планируется расширить сеть обслуживающих и ремонтных предприятий.

Значение технического обслуживания и ремонта автомобильного транспорта. В процессе эксплуатации автомобиля его надежность и другие свойства постепенно снижаются вследствие изнашивания деталей, а так же коррозии и усталости материала, из которого они изготовлены.

В автомобиле появляются различные неисправности, которые устраняют при ТО — 1, ТО — 2, СО и при ТР. Создать равнопрочный автомобиль, у которого все детали изнашивались бы равномерно и имели бы одинаковый срок службы практически невозможно. Следовательно, ремонт автомобиля даже только путем замены некоторых его деталей, механизмов, узлов, агрегатов всегда целесообразен и с экономической точки зрения оправдан. При длительной эксплуатации автомобили достигают такого состояния, когда затраты и труда связаны с поддержанием их в работоспособном состоянии в условиях автотранспортного предприятия становятся больше прибыли которую они приносят в эксплуатации.

Такое транспортное средство считается предельным, и они направляются в капитальный ремонт на авторемонтное предприятие. Задача капитального ремонта состоит в том, чтобы с оптимальными затратами восстановить утраченные автомобилем работоспособность и ресурс до уровня нового или близкого к нему.

Капитальный ремонт автомобиля имеет большое экономическое значение.

Основным источником экономической эффективности капитального ремонта автомобиля являются использование остаточного ресурса их деталей. Около 70−75% деталей автомобиля при капитальном ремонте имеют остаточный ресурс и могут быть использованы повторно, либо без ремонта, либо после небольшого ремонтного воздействия, все детали с поступающих деталей авто можно разбить на три группы.

К первой группе относят детали, которые полностью исчерпали свой ресурс, и при ремонте автомобиля должны заменены новыми. Их количество составляет 25−30%.

Ко второй группе относят детали, ресурс которых позволяет использовать их без ремонта. К этой группе относятся все детали, износ рабочей поверхности которых находится в дополнительных пределах, количество таких деталей достигает 30−35%.

К третьей группе относятся остальные детали автомобиля, (40−45%). Эти детали могут быть использованы повторно только после их восстановления. К этой группе относятся большинство наиболее сложных и дорогостоящих базовых деталей автомобиля. Стоимость деталей восстановления этих не превышает 10−50% от стоимости их изготовления. Таким образом, основным источником экономической эффективности капитального ремонта автомобиля является использование остаточного ресурса деталей второй и третьей групп.

Себестоимость капитального ремонта автомобиля и их агрегатов, узлов, механизмов, в условиях авторемонтного предприятия обычно не превышает 60−70% от стоимости новых. При этом достигается большая экономия в металлах и трудовых ресурсов.

Основой технической политики, определяемой настоящим Положением, является планово — предупредительная система технического обслуживания и ремонта, которая представляет собой совокупность средств, нормативно, технической документации и исполнителей, необходимых для обеспечения работоспособного состояния подвижного состава.

Работоспособное состояние подвижного состава обеспечивается проведением технического обслуживания и ремонта и соблюдением других рекомендаций правил технической эксплуатации.

Основным техническим воздействием, осуществляемым на автотранспортных предприятиях, при эксплуатации подвижного состава являются планово-предупредительные работы технического обслуживания и ремонта. Своевременное и качественное выполнение технического обслуживания в установленном объеме обеспечивает высокую техническую готовность подвижного состава и снижает потребность в ремонте.

Системой технического обслуживания, и ремонта предусматриваются две составные части; операций: контрольная и исполнительская.

Планово — предупредительный характер системы технического обслуживания и ремонта определяется плановым и принудительным (через установленные пробеги или промежутки времени работы подвижного состава) выполнением контрольной части операций, предусмотренных настоящим Положением, с последующим выполнением по потребности исполнительской части.

Техническим обслуживанием является комплекс операций по: поддерживанию — подвижного состава в работоспособном состоянии и надлежащем внешнем виде; обеспечению надежности и экономичности работы, безопасности движения, защите окружающей среды; уменьшению интенсивности ухудшения параметров технического состояния, предупреждению отказов и неисправностей, а также выявлению их с целью своевременного устранения.

Техническое обслуживание является профилактическим мероприятием, проводимым принудительно в плановом порядке, как правило, без разборки и снятия с автомобиля агрегатов, узлов, деталей.

Если при техническом обслуживании нельзя определить техническое состояние отдельных узлов, то их следует снимать с автомобиля для контроля на специальных приборах или стендах.

Ремонтом является комплекс операций по восстановлению исправного или работоспособного состояния, ресурса и обеспечению безотказности работы подвижного состава и его составных частей.

Ремонт выполняется как по потребности после появления соответствующего неисправного состояния, так и принудительно по плану, через определенный пробег или время работы подвижного состава. Второй вид ремонта является, планово — предупредительным.

Определение технического состояния подвижного состава, его агрегатов и узлов без разборки производится с помощью контроля (диагностирования), который является технологическим элементом технического обслуживания и ремонта.

Цель контроля (диагностирования) при техническом обслуживании заключается в определений действительной потребности в выполнении операций, предусмотренных настоящим Положением, и прогнозировании момента возникновения неисправного состояния путем сопоставления фактических значений параметров с предельными, а также в оценке качества выполнения работ.

Производительность автомобиля может быть повышена: а) увеличением коэффициентов использования пробега и грузоподъемности; б) широким применением прицепов; в) увеличением среднесуточного пробега автомобиля, зависящего от технической скорости движения и простоя под погрузкой и разгрузкой.

Производительность автомобиля может быть повышена: а) увеличением коэффициентов использования пробега и грузоподъемности; б) широким применением прицепов; в) увеличением среднесуточного пробега автомобиля, зависящего от технической скорости движения и простоя под погрузкой и разгрузкой. Наиболее эффективным путем повышения производительности автомобиля является применение прицепов и автомобилей большой грузоподъемности, а также повышение коэффициентов использования пробега и грузоподъемности. Наиболее важно повышать коэффициент использования пробега при увеличении расстояния перевозки. Весьма ощутимо повышается производительность путем сокращения времени простоя автомобиля под погрузкой-разгрузкой, особенно при малых расстояниях перевозок.

2. Снижение себестоимости перевозок, экономия топливно-энергетических ресурсов. Решение экологических проблем

перевозка автомобиль технический эксплуатация

Важным мероприятием по снижению себестоимости перевозок является повышение коэффициента использования пробега. С помощью экономико-математических методов и электронно-вычислительной техники осуществляется оптимальное планирование перевозок грузов, что обеспечивает рост коэффициента использования пробега, а это, в свою очередь, оказывает влияние на снижение переменных и части постоянных расходов.

Повышение коэффициента приводит к росту производительности автомобилей без увеличения пробега, а следовательно, без увеличения переменных расходов. Остаются неизменными и постоянные расходы.
Внедрение первой очереди ОАСУ на транспорте общего пользования позволило осуществить оптимальное планирование перевозок по рациональным маршрутам, что привело к сокращению порожних пробегов. Было также внедрено стимулирование инженерно-технических работников за увеличение коэффициента использования пробега. Все это, вместе взятое, обеспечило рост этого важнейшего технико-эксплуатационного показателя подвижного состава. По расчетам НИИАТ, повышение коэффициента использования пробега на один процент позволяет снизить удельные расходы топлива бензиновыми и дизельными автомобилями соответственно на 0,65--0,7 и 0,61--0,66.

Снижению себестоимости способствует повышение показателей использования подвижного состава: коэффициента выпуска автомобилей на линию, продолжительности их пребывания в наряде, технической скорости и времени простоя под загрузкой и разгрузкой.

Повышение коэффициента выпуска автомобилей на линию и увеличение времени их пребывания в наряде позволяет выполнить требуемый объем перевозок меньшим количеством подвижного состава.

Экономное расходование автомобильного топлива в настоящее время приобретает важнейшее народнохозяйственное значение. Удельный вес расходов по статье «Топливо» в себестоимости по автомобилям, работающим на сдельном тарифе, составляет свыше 23%. Расходы на топливо в 1982 г. в общей себестоимости по транспорту народного хозяйства республики превысили 277 млн руб.

Экономному и бережному расходованию автомобильного топлива способствует соблюдение режимов технического обслуживания и регулировки автомобильных двигателей, создание типовых специализированных отделений по обслуживанию и ремонту топливной аппаратуры, электрооборудования двигателей, аккумуляторных батарей, выбор рациональных путей движения на различных передачах, соблюдение норм давления в шинах.

В большинстве автохозяйств транспорта общего пользования, на многих автопредприятиях ведомственного транспорта созданы типовые участки по техническому обслуживанию, регулировке и текущему ремонту двигателей, а также их замене.

Снижению расходов по статье «Топливо» способствует также повышение удельного веса дизельных автомобилей в эксплуатационном парке. При общем росте (по грузоподъемности) грузового автомобильного парка за 1965--1982 гг. в 3 раза количество дизельных автомобилей транспорта народного хозяйства возросло в 7 раз. Почти 50% грузооборота по транспорту общего пользования выполняется дизельными автомобилями, которые по сравнению с карбюраторными более экономичны: при их применении экономия топлива составляет 30%.

Эффективность использования ГСМ, количественная и качественная их сохранность во многом зависят от организации управления расходом топливно-энергетических ресурсов. В транспортных управлениях функционирует служба топливно-нергетических ресурсов (ТЭР), основу которой составляет отдел или группа. На АТП с числом автомобилей свыше 300 единиц создаются самостоятельные структурные подразделения — отделы ТЭР. При меньшем числе автомобилей на АТП создается группа ТЭР, входящая в состав производственно-технического отдела. Начальнику отдела (группы) ТЭР по вопросам, связанным с использованием ТЭР, подчиняются

все водители и ремонтные рабочие. Обычно отделы (группы) ведут оперативный учет ГСМ, разрабатывают планы организационно-технических мероприятий по их экономии, проводят систематический анализ расхода топлива на предприятии каждым водителем.

Среди наиболее эффективных путей решения экологических проблем необходимо выделить внедрение экологически эффективных и ресурсосберегающих технологий, сырья, продукции и оборудования, рациональное использование природных ресурсов. Так, вполне реальны уже в настоящее время шаги по внедрению в коммунальной сфере и на производстве технологий по утилизации отходов — повсеместного и одного из главных источников загрязнения всех природных сфер. Стремительное развитие рынка потребления влечет за собой непрерывный рост объемов образования и накопления коммунальных отходов, что делает проблему их утилизации одной из важнейших задач человечества. В связи с этим, переработка отходов, приобретает особую роль для каждого отдельного государства и планеты в целом. При этом, переработка отходов, наряду с тем, что имеет огромный экологический эффект, может быть выгодной и с экономической точки зрения. Так, по оценкам специалистов, порядка 60% отходов является потенциальным вторичным сырьем, которое может быть переработано и выгодно реализовано.

3. Цель и задачи технической эксплуатации автомобилей. Основные понятия и определения ТЭА

Обеспечение работоспособности и реализация потенциальных свойств автомобиля, заложенных при его создании (в частности, эксплуатационной надежности), снижение затрат на содержание, ТО и ремонт, уменьшение соответствующих простоев, обеспечивающих повышение производительности перевозок при одновременном снижении их себестоимости, т. е. повышение экономичности и обеспечение экологичности -- основные задачи технической эксплуатации подвижного состава автомобильного транспорта.

Надежность зависит не только от наработки на отказы, но и от продолжительности их устранения. Надежность является сложным свойством, которое в зависимости от назначения изделия и условий его применения включает в себя не только безотказность, долговечность и сохраняемость, но и ремонтопригодность. Надежность закладывается на стадии проектирования, обеспечивается на стадии изготовления и реализуется на стадии эксплуатации

Рассмотрим каждое из этих свойств. Безотказность -- это свойство автомобиля непрерывно сохранять работоспособность в течение определенного времени или пробега. Для оценки безотказности применяют следующие основные показатели: вероятность безотказной работы; средняя наработка до отказа и на отказ; интенсивность отказов для невосстанавливаемых изделий; параметр потока отказов для восстанавливаемых изделий.

Применительно к автомобилю обычно рассматривают безотказность в течение смены (она особенно важна), в течение заданного пробега (например, для международных перевозок) или между очередными видами ТО. В последнем случае показатели безотказности характеризуют эффективность и качество ТО. Оценка безотказности по интервалам пробега в течение всего срока работы автомобиля характеризует темп его старения.

Долговечность -- свойство автомобиля сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе проведения работ ТО и ремонта.

К основным показателям долговечности относятся: средний ресурс и средний срок службы; гамма-процентный ресурс и гамма-процентный срок службы; вероятность достижения предельного состояния. При определении надежности эти показатели обычно рассматриваются как для отдельных деталей, так и для агрегатов и автомобилей в целом.

Большинство задач, решаемых технической эксплуатацией, связано с понятием качества изделия или материала, т. е. автомобиля, агрегата, детали, технологического оборудования, эксплуатационных материалов при их функционировании или использовании в определенных условиях эксплуатации. Качество -- это совокупность свойств, определяющих

степень пригодности автомобиля, агрегата, материала к выполнению заданных функций при использовании по назначению. Каждое свойство характеризуется одним или несколькими показателями, которые могут принимать различные количественные значения.

4. Закономерности изменения технического состояния автомобилей в процессе эксплуатации. Реализуемые показатели качества

В процессе эксплуатации машины стареют: одни детали изнашиваются, в других происходят необратимые процессы усталостного и коррозионного разрушения. По мере старения изменяются технические характеристики машин. Например, при изнашивании деталей механизма газораспределения двигателя трактора ухудшаются условия впуска в цилиндры воздуха и выпуска из них отработавших газов, что влечет за собой снижение мощности и экономичности двигателя.

Задача механизаторов состоит в том, чтобы каждый раз, когда машина в результате старения становится неработоспособной, дать ей необходимый комплекс воздействий, в той или иной мере восстанавливающих работоспособность машины. Суть этих воздействий заключается в техническом обслуживании и ремонте элементов машины. При техническом обслуживании выполняют необходимые очистительно-моечные, крепежные, смазочные, регулировочные и другие профилактические операции; при ремонте восстанавливают или заменяют износившиеся детали.

Известно, что межремонтный срок службы тракторов и других сельскохозяйственных машин далеко не одинаков. Эта разница зависит не только от разнообразия условий эксплуатации, но и от качества ремонта и технического обслуживания машин. Повышение качества технического обслуживания требует прежде всего соблюдения установленных правил технического обслуживания. Высокая культура технической эксплуатации -- одно из важнейших условий улучшения работы и продления срока службы машин. Выполнить это условие можно только при глубоком знании закономерностей работы машины, обусловленных в основном процессом изнашивания деталей в условиях эксплуатации.

Изнашивание -- процесс изменения формы и размеров детали или разрушения ее под действием различных факторов (главным образом трения). Износ -- результат изнашивания.

Реализуемый показатель качества -- это среднее значение показателя качества за заданный или фактически сложившийся срок службы или пробег автомобиля.

Реализуемый показатель качества управляем на народнохозяйственном, межотраслевом и отраслевом уровнях. Начальное значение показателя качества определяется с учетом требований эксплуатации сферой производства. Срок службы изделия зависит не только от его конструкции и условий эксплуатации, но и от баланса между потребностью и объемом производства данных моделей автомобилей, а также от правильно реализуемой эксплуатацией политики обновления основных фондов. Интенсивность изменения первоначальных показателей качества изделия зависит от сферы производства и эксплуатации.

5. Причины изменения технического состояния автомобилей в процессе эксплуатации: изнашивание, пластическая деформация, усталостное разрушение, коррозия

Изменение технического состояния обусловлено работой узлов механизмов, случайными причинами, а также воздействием внешних условий работы и хранения автомобиля. К случайным причинам относятся скрытые дефекты, перегрузки конструкции и т. п.

Основными постоянно действующими причинами изменения технического состояния деталей и автомобиля в целом являются изнашивание, пластические деформации, усталостные разрушения, коррозия; физикохимические изменения материала деталей. Процесс изнашивания возникает под действием трения, зависящего от материала и качества обработки поверхностей, смазки, нагрузки, скорости относительного перемещения поверхностей и теплового режима работы сопряжения. Изнашивание -- это процесс разрушения и отделения материала с поверхности детали и (или) накопления ее остаточной деформации при трении, проявляющейся в постепенном изменении размеров и формы деталей. Результат изнашивания, определяемый в установленных единицах (например, мкм/км), называется износом. Обычно в практике ТЭА выделяют абразивное, усталостное, коррозион- но-эрозионное, окислительное, электроэрозионное, а также изнашивание при заедании, фретинге и фретинг-коррозии.

Пластические деформации и разрушения. Такие повреждения связаны с достижением или превышением пределов текучести или прочности соответственно у вязких (сталь) или хрупких (чугун) материалов. Обычно этот вид разрушений является следствием либо ошибок при расчетах, либо нарушений правил эксплуатации (перегрузки, неправильное управление автомобилем, дорожно-транспортные происшествия и т. п.). Иногда пластическим деформациям или разрушениям предшествует механическое изнашивание, приводящее к изменению геометрических размеров и сокращению запасов прочности детали.

Усталостные разрушения. Этот вид разрушений возникает при циклическом приложении нагрузок, превышающих предел выносливости металла детали. При этом происходят постепенное накопление и рост усталостных трещин, приводящие при определенном числе циклов нагружения к усталостному разрушению деталей.

Коррозия. Это явление происходит вследствие агрессивного воздействия среды на детали, приводящего к окислению (ржавению) металла и, как следствие, к уменьшению прочности и ухудшению внешнего вида. Основными, активными агентами внешней среды, вызывающими коррозию, являются соль, которой посыпают дороги зимой, кислоты, содержащиеся в воде и почве, а также компоненты, входящие в состав отработавших газов автомобилей, и их химические соединения. Коррозия главным образом поражает детали кузова, кабины, рамы. Для деталей кузова, расположенных снизу, коррозия сопровождается абразивным изнашиванием в результате воздействия на поверхность при движении автомобиля абразивных частиц -- песка, гравия. Сильно способствует коррозии сохранение влаги на металлических поверхностях, в том числе под слоем дорожной грязи, что особенно характерно для всякого рода скрытых полостей и ниш.

6. Факторы, обуславливающие изменение ТСА, его агрегатов и систем в процессе эксплуатации и хранения: конструкция, качество материалов и обработки деталей, качество ТСМ, условия эксплуатации, качество ТО и Р

В различных условиях эксплуатации показатели надежности автомобилей будут различными. Выделяют следующие факторы, влияющие на интенсивность изменения технического состояния автомобилей (рис. 1. 6): производственные, условия эксплуатации, эксплуатационно-производственные.

Производственные факторы влияния на изменение технического состояния автомобиля включают в себя: конструктивные особенности данной марки автомобиля; однородность производства (характеризуется рассеиванием сроков изнашивания одних и тех же деталей); надежность.

Условия эксплуатации включают дорожные условия, условия и интенсивность движения, природно-климатические, сезонные условия, агрессивность окружающей среды.

Эксплуатационно-производственные факторы определяют влияние реального технического состояния автомобиля и эффективности системы поддержания в технически исправном состоянии автомобиля на интенсивность изменения характеристик его элементов. Под эксплуатационно-производственными понимаются такие факторы, как возраст и связанное с ним реальное техническое состояние автомобиля, качество применяемых эксплуатационных материалов (топлив, масел, жидкостей), квалификация водителя, а также факторы, характеризующие уровень качества технического обслуживания и ремонта.

Условия эксплуатации, при которых используется автомобиль, влияют на режимы работы агрегатов и деталей, ускоряя или замедляя изменение параметров их технического состояния. В разных условиях эксплуатации реализуемые значения показателей надежности автомобилей будут различаться, что скажется и на показателях эффективности технической эксплуатации. Учет условий эксплуатации необходим при определении потребности в ресурсах (персонал, производственно-техническая база, запасные части и материалы). При эксплуатации автомобилей различают: дорожные условия; условия движения; природно-климатические и сезонные условия; транспортные условия (или условия перевозки).

Дорожные условия определяют режим работы автомобиля. Они характеризуются технической категорией дороги (всего пять категорий), видом и качеством дорожного покрытия, определяющих сопротивление движению автомобиля, элементами дороги в плане и профиле (шириной дороги, радиусами закруглений, уклоном подъемов и спусков). В свою очередь, режим работы автомобиля влияет на надежность и другие свойства автомобиля и его агрегатов. Износ и разрушение дорожного покрытия, по данным ИКТП, сокращают надежность автомобиля на 14-- 33%.

Условия движения характеризуются влиянием внешних факторов на режим движения и, следовательно, на режим работы автомобиля и его агрегатов.

Условия перевозки наряду со скоростью движения характеризуются длиной груженой ездки, коэффициентом использования пробега, коэффициентом использования грузоподъемности, коэффициентом использования прицепов, родом перевозимого груза.

Природно-климатические условия характеризуются температурой окружающего воздуха, влажностью, ветровой нагрузкой, уровнем солнечной радиации и некоторыми другими параметрами. Природно-климатические условия влияют на тепловые и другие режимы работы агрегатов и соответственно на их техническое состояние и надежность.

Сезонные условия связаны с колебаниями температуры окружающего воздуха, изменением дорожных условий по времени года, с появлением ряда дополнительных факторов, влияющих на интенсивность изменения параметров технического состояния автомобилей, например пыли летом, влаги и грязи осенью и весной.

Агрессивность окружающей среды связана с повышенной коррозионной активностью воздуха, свойственной ряду прибрежных морских районов. Такие условия вызывают интенсивную коррозию деталей автомобиля, увеличивая трудоемкость ТО и ТР и потребность в запасных частях около 10%. При этом ресурс автомобиля и периодичность ТО также сокращаются. Агрессивной окружающей средой является для автомобиля и химический груз.

На интенсивность изменения параметров технического состояния автомобилей оказывает влияние также качество применяемых эксплуатационных материалов -- топлив, масел, жидкостей -- качество запасных частей, квалификация персонала и другие факторы. Например, в равных условиях эксплуатации водители, обладающие более высоким профессиональным мастерством обеспечивают при увеличении скорости движения автобусов более благоприятные условия перевозки для пассажиров, а также режимы работы агрегатов и механизмов. Это приводит к сокращению числа отказов и увеличению ресурсов агрегатов.

7. Классификация отказов

Классификация отказов необходима для выявления их причин и разработки мер по предупреждению и устранению. Существует несколько квалификационных признаков, главные из которых сводятся к следующим.

По влиянию на работоспособность объекта различают отказы его элементов и отказы, вызывающие неисправность или отказ объекта в целом. Например, перегорание лампы плафона вызывает отказ лампы (элемента), но не автомобиля, а отказ тормозной системы или рулевого управления является одновременно и отказом автомобиля, так как при этом нельзя продолжать движение.

По источнику возникновения различают отказы: конструкционные, возникающие вследствие несовершенства конструкции; производственные, являющиеся следствием нарушения или несовершенства технологического процесса изготовления или ремонта изделия; эксплуатационные, вызванные нарушением действующих правил (например, перегрузкой автомобиля, применением нерекомендуемых топлив или смазочных материалов, несвоевременным проведением технического обслуживания и т. п.). На последнюю группу отказов (около 40--50%) эксплуатация может влиять непосредственно.

По связи с отказами других элементов различают зависимые и независимые отказы. Зависимым называется отказ, обусловленный отказом или неисправностью других элементов изделия. Независимый отказ такой обусловленности не имеет.

Примером зависимого отказа могут служить задиры зеркала цилиндра двигателя из-за разрушения поршневого кольца или отказ аккумуляторной батареи из-за неисправности реле-регулятора. Пример независимого -- прокол шины на дороге.

По характеру (закономерности) возникновения и возможности прогнозирования различают постепенные и внезапные отказы. Постепенные отказы возникают в результате плавного изменения показателей технического состояния объекта, чаще всего вследствие изнашивания. Для постепенных отказов характерен последовательный переход изделия из начального исправного состояния в состояние отказа через ряд промежуточных состояний. Особенность постепенных отказов заключается, во-первых, в том, что они в принципе могут быть предотвращены в результате своевременного выполнения ТО. Вторая их особенность состоит в монотонности изменения технического состояния, что создает предпосылки для его прогнозирования. На постепенные отказы приходится от 40 до 70% всех отказов. На автомобилях также встречается особый, так называемый перемежающийся отказ, отличающийся тем, что многократно возникает и самоустраняется. Такой отказ, например, может возникнуть при ослаблении крепления электрического контакта.

По частоте возникновения (наработке) для современных автомобилей различают отказы с малой наработкой (3--4 тыс. км), средней (до 12--16 тыс. км) и большой (свыше 12--16 тыс. км). Следует иметь в виду, что наработки между отказами существенно сокращаются при увеличении пробега автомобиля с начала эксплуатации.

По трудоемкости устранения отказы можно разделить на требующие малую (до 2 чел-ч), среднюю (2-- 4 чел-ч) и большую (свыше 4 чел-ч) трудоемкость восстановления автомобиля.

По влиянию на потери рабочего времени автомобиля отказы подразделяют на устраняемые без потери рабочего времени, т. е. при ТО или в нерабочее (межсменное) время, и отказы, устраняемые с потерей рабочего времени.

8. Классификация закономерностей, характеризующих изменение ТСА

Процессы, происходящие в природе и технике, могут быть подразделены на две большие группы: процессы, описываемые функциональными зависимостями, и случайные (вероятностные, стохастические) процессы.

Вероятностные процессы происходят под влиянием многих переменных факторов, значение которых часто неизвестно. Поэтому результаты вероятностного процесса могут принимать различные количественные значения, т. е. обнаружить рассеивание или, как говорят, вариацию, и называются случайными величинами. Таким образом, случайный процесс характеризуется некоторой функцией, значение которой при каждом значении аргумента (например, наработке изделия) является случайной величиной. В результате наблюдения за случайным процессом, например, изменением конкретного показателя технического состояния группы из п автомобилей в момент t («сечение» этого процесса), получают конкретное значение случайной функции, называемой реализацией случайного процесса. Например, наработка на отказ автомобиля или агрегата является случайной величиной и зависит от ряда факторов: первоначального качества материала деталей; точности обработки деталей; качества сборки; качества ТО и ремонта; квалификации персонала; условий эксплуатации; качества применяемых эксплуатационных материалов и т. п. Случайной величиной является трудоемкость устранения конкретной неисправности, расход материалов, значение параметра технического состояния в определенные моменты времени и т. д.

Для разработки рекомендаций по рациональной технической эксплуатации, совершенствованию конструкции автомобилей необходима информация о закономерностях изменения их технического состояния. К важнейшим закономерностям технической эксплуатации относятся: изменение технического состояния автомобиля, агрегата, детали по времени работы или пробегу (наработке) автомобиля; рассеивание параметров технического состояния и других случайных величин, с которыми оперирует техническая эксплуатация, например продолжительность выполнения ремонтных и профилактических работ; формирование суммарного потока отказов за весь срок службы автомобиля или группы автомобилей.

9. Закономерности изменения ТС по наработке автомобиля (закономерности 1- го вида)

У значительной части узлов и деталей процесс изменения технического состояния в зависимости от времени или пробега автомобиля носит плавный, монотонный характер, приводящий в пределе к возникновению постепенных отказов. Проведенные исследования и накопленный опыт показывают, что в случае постепенных отказов изменение параметра технического состояния конкретного изделия или среднего значения для группы изделий аналитически достаточно хорошо может быть описано двумя видами функций: целой рациональной функцией n-го порядка

y=a0+a1l+a2l2+a3l?+…aнl?

где ао -- начальное значение параметра технического состояния; l -- наработка; а-1, а-2, … ап -- коэффициенты, определяющие характер и степень зависимости у от l

или степенной функцией

y =ao+a1l?

где а1 и b -- коэффициенты, определяющие интенсивность и характер изменения параметра технического состояния.

Закономерности первого вида характеризуют тенденцию изменения параметров технического состояния (математическое ожидание случайного процесса), а также позволяют определить средние наработки до момента достижения предельного или заданного состояния.

10. Закономерности случайных процессов ТСА (закономерности второго вида)

Этот закон характерен для моделей с так называемым «слабым звеном». Если система состоит из группы независимых элементов, отказ каждого из которых приводит к отказу всей системы, то в такой модели рассматривается распределение времени (или пробега) достижения предельного состояния системы как распределение соответствующих минимальных значений отдельных элементов: хс = min (x1; x2; … xn). Функция распределения этой величины может быть выражена следующей зависимостью:

где a и b — параметры распределения.

Примером использования распределения Вейбулла — Гнеденко является распределение ресурса или интенсивности изменения параметра технического состояния КЭ автомобиля, которые состоят из нескольких элементов, составляющих цепь.

Например, ресурс подшипника качения ограничивается одним из элементов (шарик или ролик, конкретный участок сепаратора и т. д.) и описывается указанным распределением.

По аналогичной схеме происходит регулирование тепловых зазоров клапанного механизма ГРМ. Некоторые изделия при анализе модели отказа могут быть рассмотрены как состоящие из нескольких элементов (участков): прокладки, уплотнения, шланги, трубопроводов, приводных ремней и т. д. Разрушение указанных изделий происходит в разных местах и при разной наработке, однако ресурс изделия в целом определяется наиболее слабым его участком, т. е. хс = min (x1; x2; … xn).

Для этого закона в практических задачах ТЭА коэффициент вариации
v = 0,4: 0,6.

11. Закономерности процессов восстановления (закономерности третьего вида)

Для рациональной организации производства необходимо, кроме того, знать, сколько автомобилей с отказами данного вида будет поступать в зону ремонта в течение смены (недели, месяца), будет ли их количество постоянным или переменным и от каких факторов оно зависит, т. е. речь идет не только о надежности конкретного автомобиля, но и группы автомобилей, например, автомобилей данной модели, колонны, АТП. При отсутствии этих сведений нельзя рационально организовать производство, т. е. определить необходимое число рабочих, размеры производственных площадей, расход запасных частей и материалов.

Взаимосвязи между показателями надежности автомобилей и суммарным потоком отказов для группы автомобилей изучают с помощью закономерностей третьего вида, которые характеризуют процесс восстановления — возникновения и устранения неисправностей изделий во времени.

Предположим, что фиксируются моменты появления одинаковых отказов в группе из n автомобилей (рис. 8. 5). Очевидно, что наработки на отказы, во-первых, случайны для каждого автомобиля и описываются соответствующей функцией F (x) или f (x), во-вторых, эти наработки независимы у разных автомобилей, в-третьих, при устранении отказа в зоне ремонта безразлично, от какого автомобиля поступает отказ и какой он по счету.

Схема формирования потока отказов

К важнейшим характеристикам закономерностей третьего вида относятся средняя наработка до k -го отказа, средняя наработка между отказами для nавтомобилей, коэффициент полноты восстановления ресурса, ведущая функция потока отказов (x) и параметр потока отказов (/

/

x).

Средняя наработка до k-го отказа

где — средняя наработка до первого отказа; - средняя наработка между первым и вторым отказом; - средняя наработка между вторым и третьим и т. д.

13. Расчёт параметров распределения ресурсов деталей автомобилей

Расчёт параметров распределения ресурсов системы охлаждения по результатам их наблюдения в эксплуатации.

Параметры распределения ресурсов детали рассчитываются на основе обработки статистической информации об отказах, наблюдаемых в эксплуатации, и используются для разработки стратегии поддержания работоспособности, оценки долговечности и безотказности конструкции и потребности в запасных частях.

Выявим наибольшее lmax и наименьшее lmin значения наработки и определим ширину интервалов группирования по формуле:

?l=(lmax — lmin) / 1+ 3,2*lg N, тыс. км,

где N -- общее число наблюдений, N= 7

Значения ресурсов / (расставлены по возрастанию), тыс. км.

17

21

26

28

34

34

40

?=

?l=(40 — 17) / 1 +3,2*lg7 = 6,209? 6 тыс. км

Подсчитаем частоты попадания случайной величины ресурса l в интервале группирования. Выберем начальное lн и конечное lк значения величины, которые берутся ближе к целочисленному lmax и lmin.

Lн=7 l1=7+6=13 l2=13+6=19 l3=19+6=25 l4=25+6=31 l5=31+6=37

L6=37+6=43 l7=lk=43+6=49

Чертим прямую и разбиваем на интервалы равные от 7 до 35 тыс. км.

lн l1 l2 l3 l4 l5 l6 lk

7 13 19 25 31 37 43 49

Определим какое количество ресурсов попадает в интервалы и определим середины этих интервалов.

Границы интервалов (тыс. км)

Середины интервалов (тыс. км)

Частота попадания в интервал, ni

1

7−13

10

0

2

13−19

16

1

3

19−25

22

1

4

25−31

28

2

5

31−37

34

2

6

37−43

40

1

7

43−49

46

0

0пределение параметров и характеристик нормального закона. Плотность вероятности f (l) нормального закона имеет вид:

f (l) = 1/(у*V2П). ехр[-(li -a)2 / 2а2], где

a и у -параметры нормального распределения

а=1/7*(13*1+19*1+25*2+31*2+37*1)=26тыс. км.

exp (z) — форма представления числа е в степени z: exp (z) =

а) вычислим математическое ожидание, а по формуле:

a=1 /N * E li*ni, где

r — количество интервалов;

N — общее число наблюдений;

li — середины интервалов;

ni — частота попадания в интервалы.

б) Рассчитаем среднеквадратичное отклонение о по формуле:

у= 1 / (N — 1) * li — a)2 * ni =v0,16*181*7=v202,2=14. 3

в) вычислим значения эмпирической плотности распределения вероятностей fэ (li) по интервалам наработки:

fэ (li)=ni/(N*?l)

fэ (l1)=n1/(7*6)=0 fэ (l2)=0,024 fэ (l3)=0,024 fэ (l4)=0,048 fэ (l5)=0,048 fэ (l6)=0,024 fэ (l7)=0

г) рассчитаем нормированные и центрированные отклонения середины интервалов:

yi = (li — a) /у

y1 = (l1 — 26)/у = 13−26/14. 3= -0. 9

y2 = (l2 — 26)/у = 19−26/14. 3=-0. 42

y3 = (l3 — 26)/у = 25−26/14. 3= -0,14

y4 = (l4 — 26)/у = 31−26/14. 3= +0,35

y5= (l5 — 26)/у = 37−26/14. 3= +0,77

y6 = (l6 — 26)/у = 43−26/14. 3= +1,19

y7 = (l7 — 26)/у = 49−26/14. 3= +1,61

д) Определим значения теоретической плотности распределения вероятностей fт (li) по формуле:

fт (li) = (1/у)*f0(yi), где

f0(yi) = (1/*exp (-y/2)

f0(y1)= 0. 44

f0(y2)= 0. 096

f0(y3)=0,011

f0(y4)=0,067

f0(y5)=0,322

f0(y6)=0,77

f0(y7)=1,41

fт (l1) = 1/ 14. 3*0. 44= 0. 031

fт (l2) = 1/ 14. 3*0. 096= 0. 007

fт (l3) = 1/ 14. 3*0,011= 0,0008

fт (l4) = 1/14. 3*0,067= 0,005

fт (l5) = 1/14. 3*0,322= 0,023

fт (l6) = 1/ 14. 3*0,77= 0,053

fт (l7) = 1/ 14. 3*1,41= 0,098

Таблица вычислений эмпирической и теоретической плотности распределения вероятностей и нормированных и центрированных отклонений середины интервалов

niпараметры

yi

fэ (li

f0(li)

fт (li)

n1

-0,9

0

0,44

0,031

n2

-0,42

0,024

0,096

0,007

n3

-0,14

0,024

0,011

0,0008

n4

0,35

0,048

0,067

0,005

n5

0,77

0,048

0,322

0,023

n6

1,19

0,024

0,77

0,053

n7

1,61

0

1,41

0,098

По результатам расчетов строим гистограмму: эмпирическую кривую, распределение плотностей вероятностей fэ (li), теоретическую кривую распределения fт (li) и выравнивающую кривую.

F (i)

F (i)

Проверка согласия между эмпирическим и теоретическим (нормальным) законом распределения по критерию х2 Пирсона:

а.) Определим меру расхождения между эмпирическим и теоретическим распределениями:

1 = 7*6*(0,168 — 0,218)І/0. 031=3. 39; 2=0. 105/0. 007=15; 3=131,25;

4=21; 5=4. 57; 6=1. 98; 7=1. 07

б.) Вычислим число степеней свободы m (при этом интервалы, в которых частоты n1 меньше 5-ти объединим с соседними интервалами):

m=r1-k-1 где

r1-- число интервалов полученное при объединении;

к — количество параметров закона распределения.

Нормальный закон является двухпараметрическим и определяется математическим ожиданием и средним квадратичным отклонением, т. е. к=2.

m=4−2-1=1

в.) По значениям х2 и m определим вероятность согласия Р (х2) теоретического и эмпирического измерения Р (х2) = Р (3,39) = 0. 0634; Р (х2)> 0,05, значит эмпирическое распределение согласуется с нормальным законом распределения.

Определение оценок показателей надежности детали:

а) рассчитаем значение среднего ресурса R при нормальном законе распределения, который численно равен математическому ожиданию а, поэтому R= а = 43 (тыс. км)

б) рассчитаем вероятность безотказной работы детали по интервалам наработки по формуле:

Р (li) = (N — ni/ N),

Р (l1) = 7−0/7 = 1 Р (l2) = 0,86 Р (l3) = 7−2/7 =0,714 Р (l4) = 7−4/7 = 0,428

Р (l5) = 7−6/7 = 0,14 Р (l6) = 0 Р (l7) =0

в) построим кривую вероятности безотказной работы детали Р (/|) в зависимости от ее наработки

P (i)

li

График P (li) кривая вероятности безотказной работы детали в зависимости от наработки l

Список литературы

1.И. Н. Аринин, С. И. Коновалов, Ю. В. Баженов Техническая эксплуатация автомобилей

2.Е. С. Кузнецов, В. П. Воронов, А. П. Бородин и др. Техническая эксплуатация автомобилей: Учебник для ВУЗов

3.В. Шарыпов, Г. В. Осипов Основы теории надежности и транспортных систем Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта.

4.И. Сарбаев, С. С. Селиванов, В. Н Коноплев, Ю. Н. Демин. Техническое облуживание и ремонт автомобилей

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой