Основы теории надежности и диагностика

С целью уменьшения влияния климатических условий  на долговечность автомобиля созданы  специальные сезонные сорта топлива  и смазочных материалов, охлаждающих жидкостей, морозостойких и теплостойких шин и пр.

6.3.3. Транспортные условия и режим  использования автомобиля

По данным испытаний, проведенных отделом  главного конструктора Московского автомобильного завода им. Лихачева, в зависимости от режима эксплуатации был получен следующий износ цилиндров двигателей ЗИЛ-130 на 1000 км пробега:

1) группа автомобилей,  совершивших в течение большей  части испытаний большие среднесуточные  пробеги с балластом по дорогам  с твердым покрытием, имела  средний максимальный износ цилиндров 8,3 мк;

2) группа автомобилей,  совершивших короткие рейсы с  небольшими среднесуточными пробегами по дорогам с твердым покрытием и по грунтовым дорогам, имела износ цилиндров 15,8 мк;

3) группа автомобилей,  совершивших значительные среднесуточные пробеги при частых пусках и остановках двигателя, имела износ цилиндров 16,4 мк.

Транспортные  условия и режим эксплуатации автомобиля зависят от типа автотранспортного  предприятия и его производственных функций, дорожных и климатических  условий и определяются объемом и расстоянием перевозок, видом груза, способом погрузки и разгрузки транспортных средств, интенсивностью эксплуатации автомобиля (средней и максимальной скоростью движения, степенью использования мощности двигателя, суточным, сезонным и годовым пробегом автомобиля).

Отечественные и зарубежные исследователи отмечают повышенный износ автомобильного двигателя  в процессе его пуска (особенно при  низких температурах), а также в период прогрева.

Эффективным средством уменьшения пускового  износа двигателя достигается максимальное сокращение периода работы трущихся поверхностей деталей при недостаточной смазке. Это достигается следующими способами:

1) принудительной подачей  масла в систему смазки перед  пуском двигателя;

2) применением маловязких масел, обладающих хорошей прокачи-ваемостью и имеющих благоприятную температурно-вязкостную характеристику;

3) предварительным подогревом  картерного масла перед пуском  двигателя;

4) сокращением периода  прогрева двигателя в процессе  пуска;

5) улучшением  процесса распыления топлива.

Не следует  допускать больших оборотов двигателя  и переобогащения горючей смеси в процессе пуска и разогрева двигателя.

Режим эксплуатации автомобиля, как было отмечено выше, оказывает также значительное влияние  на износ агрегатов силовой передачи, ходовой части и механизмов управления.

Исключительно большое влияние на надежность и  долговечность рамы, ходовой части, элементов подвески автомобиля (особенно автомобилей-самосвалов) и шин оказывают  способы погрузки.

6.4. Влияние  уровня технической эксплуатации на надежность

автомобиля

6.4.1. Качество вождения

Понятие вождение автомобиля включает процесс управления автомобилем при движении (соблюдение правил движения, выбор рациональных режимов движения и др.), а также техническое обслуживание автомобиля в пути (уход за механизмами и агрегатами автомобиля, устранение мелких неисправностей и т. д.). От качества вождения в значительной степени зависят величины динамических нагрузок в деталях силовой передачи и ходовой части, тепловой режим двигателя и число его пусков. Известны случаи, когда автомобили одной и той же марки, работающие в одном автохозяйстве, при одинаковых режимах эксплуатации, технического обслуживания и хранения, имеют разные межремонтные пробеги, отличающиеся между собой в 1,5 - 2 раза и больше.

6.4.2. Техническое обслуживание автомобиля

Техническое обслуживание состоит из комплекса организационно-технических  мероприятий, повышающих надежность, долговечность  и техническую готовность автомобиля в процессе эксплуатации.

Техническое обслуживание должно быть организовано так, чтобы полностью исключалась возможность выпуска автомобиля на линию с какими-либо неисправностями. Для соблюдения этого условия необходимо регулярно осуществлять техническое обслуживание автомобилей по заранее составленному графику с выполнением определенного комплекса контрольно-осмотровых, крепежных, регулировочных и смазочных работ.

Линии или посты диагностики  автотранспортного предприятия  должны периодически подвергать автомобили диагностике для объективной оценки их технического состояния и установления точного объема и характера необходимых ремонтов.

Для достижения максимальной эффективности в использовании  автомобилей и сокращения непроизводительных затрат времени и средств необходимо, чтобы режим технического обслуживания (номенклатура видов технического обслуживания, периодичность и перечень работ, выполняемых при каждом обслуживании) в наибольшей степени соответствовал типу подвижного состава, его техническому состоянию, условиям эксплуатации, качеству эксплуатационных материалов, вождения и т.д. Следовательно, для различных условий эксплуатации не может быть принят единый режим технического обслуживания.

Большое число видов  технического обслуживания и малая  периодичность между ними затрудняют организацию их выполнения, снижают коэффициент технической готовности парка, увеличивают простои автомобиля в обслуживаниях и затраты средств. Большая периодичность технических обслуживании увеличивает простои автомобиля на линии по техническим неисправностям и объемы заявочных ремонтов.

Следовательно, режим  технического обслуживания, принятый для средних условий эксплуатации, должен в каждом конкретном случае корректироваться с учетом специфических условий работы каждого автотранспортного предприятия.

6.4.3. Ремонт автомобиля

За амортизационный  пробег автомобиль несколько раз  подвергается различным видам ремонтов.

Опыт автотранспортных предприятий показывает, что в  ряде случаев пробег новых автомобилей  в 2,5—3 раза превышает пробег автомобилей  после капитального ремонта. Значительное уменьшение пробега автомобиля после капитального ремонта обусловливается низким качеством ремонта. Сборка автомобиля после ремонта производится из годных деталей (устанавливаемых без ремонта), отремонтированных и новых деталей. Если считать, что новые детали, применяемые при ремонте, по своим качествам не уступают деталям, применяемым на автомобильных заводах, то качество ремонта автомобиля будет зависеть, прежде всего, от качества годных и отремонтированных деталей, монтажных и регулировочных работ.

Снижение качества обработки  трущихся поверхностей деталей при  ремонте приводит к тому, что после их приработки в сопряжениях устанавливаются большие начальные зазоры, способствующие интенсивному изнашиванию деталей. Необходимо, чтобы чистота обработки поверхностей деталей при ремонте была не ниже чистоты, принятой на автомобильных заводах.

Исключительно большое  влияние на надежность и долговечность  автомобиля после ремонта оказывает технология сборки.

Особое внимание необходимо обращать на соблюдение чистоты ремонта автомобиля на всех стадиях производственного процесса. Для этого должны широко применяться различные промывочные жидкости и растворы, обдув деталей сжатым воздухом, вибрационный, ультразвуковой и другие методы очистки деталей и механизмов.

6.4.4. Хранение автомобиля

Основное требование к хранению заключается в том, чтобы в этот период не ухудшалось техническое состояние автомобиля.

При хранении автомобилей  на открытых площадках атмосферные  осадки вызывают коррозию металла, разрушение окраски и деревянных частей, интенсифицируются процессы старения шин и резиновых изделий. Особенно вредное воздействие оказывают на автомобиль низкие температуры окружающего воздуха. В этих условиях возникает опасность замерзания воды в системе охлаждения, снижение емкости аккумуляторной батареи, затрудняется пуск двигателя и увеличиваются пусковые износы. В зависимости от конкретных условий автомобили хранят в закрытых помещениях (отапливаемых или неотапливаемых), под навесами, а также на открытых площадках, предусматривая мероприятия, которые обеспечивают защиту автомобилей от износа и разрушения, постоянную готовность к выезду, надежную к долговечную работу.

Для облегчения пуска  автомобильного двигателя и снижения пусковых износов применяют различные средства подогрева и разогрева двигателей перед пуском, специальные зимние масла и топлива, жидкости, замерзающие при низких температурах, индивидуальные подогреватели, утеплительные чехлы и пр.

В условиях сурового климата  применяют средства для разогрева (подогрева) аккумуляторных батарей, картеров коробок передач и раздаточных коробок, ведущих мостов.

Оптимальность выбора способа  хранения автомобиля обусловливается  климатическими условиями, типом автомобиля, режимом его использования на линии и производственно-хозяйственными условиями.

7. НАДЕЖНОСТЬ  СЛОЖНЫХ СИСТЕМ 

7.1. Сложная  система и ее характеристики

Под сложной системой будем понимать объект, предназначенный  для выполнения заданных функций, который  может быть расчленен на элементы, каждый из которых также выполняет определенные функции и находится во взаимодействии с другими элементами системы.

Понятие сложной системы  условно. Оно может применяться  к отдельным узлам и механизмам (гироскоп, двигатель, система подачи топлива к двигателю), к машинам (станок, трактор, самолет) и к системам машин (цех машиностроительного завода, корабль и его оборудование).

Большей сложностью обладают, как правило, автоматизированные системы.

Чем сложнее  система, тем на большее число  выходных параметров устанавливаются нормативы. Сложная система работает, как правило, в широком диапазоне условий эксплуатации и при различных режимах.

С позиций  надежности сложная система обладает как отрицательными, так и положительными свойствами.

Факторы, отрицательно влияющие на надежность сложных систем:

1) большое  число элементов, отказ каждого  из которых может привести  к отказу всей системы;

2) сложные  системы часто являются уникальными  или имеются в небольших количествах. В этом случае статистические данные не могут быть использованы для оценки их работоспособности.

Это усугубляется также тем, что даже одинаковые системы  часто работают в различных условиях эксплуатации и выполняют неодинаковые функции, поскольку их возможности весьма широки;

3) даже у  систем и машин одинакового  конструктивного оформления каждый экземпляр имеет индивидуальные черты. Незначительные вариации свойств отдельных элементов сказываются на выходных параметрах системы. Для технических систем также можно высказать следующее положение: чем сложнее система, тем большими индивидуальными особенностями она обладает.

Однако сложная  система обладает и такими свойствами, которые положительно влияют на их надежность:

а) сложным  системам свойственна в той или  иной мере самоорганизация, саморегулирование  или самоприспособление, когда система способна найти наиболее устойчивое для своего функционирования состояние;

б) для сложной  системы часто возможно восстановление работоспособности по частям, без прекращения ее функционирования (отключение отдельных участков для их ремонта и подналадки);

в) не все элементы одинаково влияют на надежность сложной  системы, многие из них сказываются  лишь на эффективности ее работы.

Анализ работоспособности  сложной системы связан с изучением  ее структуры и тех взаимосвязей, которые определяют ее надежное функционирование. Важную роль при этом играет выделение элементов, составляющих данную систему.

7.2. Элементы сложной системы

Теоретически любую  машину можно условно разделить  на сколь угодно большое число элементов (смотря, что понимать под элементом - узел, агрегат, деталь, часть детали и т.д.), поэтому важно дать конкретное определение элемента сложной системы.

Под элементом будем  понимать составную часть сложной  системы, которая может характеризоваться самостоятельными входными и выходными параметрами.

Особенности элемента:

1) он выделяется в  зависимости от поставленной  задачи, может быть достаточно  сложным и состоять из отдельных  деталей и узлов;

2) при исследовании  надежности системы элемент не  расчленяется на составные части,  и показатели безотказности и долговечности относятся к элементу в целом;

3) возможно восстановление  работоспособности элемента независимо  от других частей и элементов  системы.

Выходные параметры  каждого элемента при их изменении  в процессе эксплуатации должны учитывать  требования, предъявляемые к надежности всей системы.

Выходные параметры  каждого элемента могут по-разному  влиять на формирование выходного параметра  всей системы Х_сум (рис. 11), определяющего ее надежность. Можно выделить три основных свойства этих параметров:

1. X₁ - изменение параметра влияет на работоспособность лишь самого элемента. Отказ данного элемента ведет, как правило, к отказу изделия.

2. Х₂ - параметр участвует в формировании одного (или нескольких) выходных параметров всего изделия. Его изменения должны учитываться в совокупности с изменением параметров данной категории для других элементов. По отклонению от номинала только данного параметра нельзя судить об отказе элемента.