Файл: Техническая эксплуатацияавтомобилейтеоретические и практические аспекты.pdf

Складывая уравнения (7.1) и (7.2), находим объем выборки
-
Приемочное число можно выразить по любому из уравнений
(7.1) или (7.2):
или
Пример. В АТП поставляется антифриз, расфасованный в емкости по
(10 ± 0,3) л. Требуется провести выборочный контроль количества анти- фриза в емкостях, принимая, что среднее количество по всей партии является недопустимым, а риск принять такую партию составляет допустимой средней величиной количества антифриза в емкости является 10 л, а риск случайно забраковать такую партию при выбороч- ном контроле равен 0,05.
Используя таблицу функции нормального закона распре- деления вероятностей случайных величин (Приложение 1) для вероят- ностей 1 - 0,01 = 0,99 и 1 - 0,05 = 0,95, найдем соответствующие значе- ния квантилей
2,33 и
= 1,65. Подставляем значения
= 10,
9,8,
=
в формулу объема выборки:
п =
10-9,8
= 7,92 =
Браковочное число
П л а н с т а т и с т и ч е с к о г о
Из партии расфасован- ного в емкости антифриза взять восемь емкостей, измерить количество находящегося в них антифриза и найти среднее значение
Если л, то партию браковать, в противном случае — принять.
Проводя контроль по такому плану, в среднем, в одном случае из ста будет принята партия со средним объемом одной емкости менее 9,8 л, и в пяти случаях из ста будет забракована партия, обеспечивающая сред- нее количество антифриза в емкости более 10 л.

Г Л А В А 8
ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ
ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ
Общие принципы разработки режимов
технического обслуживания автомобилей
Существуют два способа обеспечения работоспособности ав- томобилей в процессе их эксплуатации:
восстановление работоспособности после наступления отказа —
текущий ремонт (ТР);
поддержание работоспособности путем тельных воздействий — техническое обслуживание.
К техническому обслуживанию относят также уборочно-моеч- работы по поддержанию внешнего вида и комфорта автомо- билей.
Анализ конструктивных особенностей и условий работы механизмов и материалов
Анализ отказов и неисправностей, возникающих при работе автомобиля
Классификация объектов воздействия
Классификация видов воздействия
Выбор типичных объектов и видов воздействий
Определение периодичности ТО
Группировка операций по видам ТО
Определение вероятности выполнения работ после контроля
Определение последовательности выполнения работ
Определение трудоемкости операций ТО
Определение операций, подлежащих корректированию
I
Режимы ТО
Рис.
Структурная схема разработки режимов ТО
142
Основными исходными данными построения системы ТО ав- томобилей являются:
предназначение автомобиля (спортивный автомобиль должен обслуживаться не так, как представительский; транспортный —
не так, как военный);
условия эксплуатации автомобиля (климатические, дорожные и т.п.);
уровень исходной надежности и качества;
организационно-технические ограничения (бессмысленно ре- комендовать выполнение технологических операций ТО при от- сутствии требуемого для них оборудования и
Основной задачей при формировании системы ТО является разработка оптимальных режимов, т.е. определение требуемого перечня и последовательности операций ТО, оптимальной пери- одичности их выполнения с учетом конкретных условий эксплуа- тации автомобиля.
Общую последовательность разработки режимов ТО для новой модели автомобиля можно представить схемой, показанной на рис. 8.1.
Разработка режимов ТО предполагает владение обширными знаниями по конструкции автомобилей, условиям их эксплуата- ции, технологии выполнения работ по смазке, регулировке и ре- монту агрегатов и систем автомобилей, конструкции технологи- ческого оборудования и многому другому. Специфическим вопро- сом ТЭА является выбор периодичности ТО.
8.2. Определение периодичности технического
обслуживания автомобилей
Характеристика используемых методов
определения периодичности технического обслуживания
Определение периодичности плановых технических воздействий на автомобиль с целью и отдаления моментов возникновения отказов и неисправностей его агрегатов и систем является важным этапом разработки режимов ТО. Можно выде- лить следующие методы определения периодичности ТО:
аналогий и уточнений;
визуально-диагностический;
определения периодичности ТО по допустимому уровню без- отказности;
технико-экономический.
Метод аналогий и уточнений — применение нормативов ТО с автомобилей-прототипов (аналогов). Этот метод базируется на ак- сиоме о полезности учебы на ошибках других, но во многих слу-
143

чаях этот метод может давать существенные ошибки. Например, в схожих по конструкции двигателях могут использоваться масла,
произведенные из разной нефти; периодичность замены масла в этом случае не обязательно должна быть одинаковой. Кроме мы не всегда можем быть уверены, что режимы обслуживания автомобиля-прототипа являются оптимальными.
Визуально-диагностический метод — периодичность ТО опре- деляется на основе внешнего осмотра или диагностики (долив масла, моечные операции, крепежные операции и
Этот ме- тод приемлем только для легко и постоянно наблюдаемых объектов.
Метод определения периодичности ТО по допустимому уровню
безотказности может быть применен при известных законах рас- пределения вероятностей наработки до отказа обслуживаемой си- стемы. Например, при уменьшении зазора до нулевого значения возникает необходимость регулировки теплового зазора в газорас- пределительном механизме (ГРМ). Наработка до этого момента зависит от интенсивности изменения зазора в процессе эксплуа- тации и является случайной величиной, распределенной по не- которому закону, показанному на рис. 8.2.
При выбранном значении некоторая вероят- ность F = J
отказа ГРМ (уменьшения зазора до нулевого о
значения), а вероятность безотказной работы R 1 - F. Принято считать, что безотказность систем автомобиля, отвечающих за безопасность, должна быть не менее 0,95, а всех остальных сис- тем — 0,8. Задаваясь требуемой безотказностью, по кривой закона распределения вероятностей всегда можно найти требуемую пе- риодичность ТО. Можно заметить, что выбор величины безотказ- ности во многом субъективен, и метод не учитывает многих весь- ма существенных других условий эксплуатации автомобиля.
Зазор в ГРМ
Рис. 8.2. Определение периодичности ТО, обеспечивающей требуемый уровень безотказности обслуживаемой системы
144
Технико-экономический метод основан на минимизации затрат на техническое обслуживание и ремонт автомоби- ля. Затраты на ТО
и ремонт для установленной технологий выполнения работ являются некоторыми постоянными величи- нами. Периодичность ТО
является искомой величиной, а ре- сурс обслуживаемого агрегата является некоторой функцией периодичности ТО (чем реже будет производиться ТО агрегата,
тем меньше будет его ресурс). Характер изменения удельных зат- рат то с
и
=
показан на рис. 8.3.
По минимуму суммарных удельных затрат
=
мож- но найти оптимальную периодичность ТО
обеспечивающую минимальные издержки на обслуживание и ремонт автомобиля.
Аналитически оптимальную периодичность ТО можно найти как экстремум целевой функции суммарных затрат из условия
= 0.
то
Конкретный оптимальной периодичности ТО зависит от особенностей обслуживаемой системы. Можно считать, что ав- томобиль состоит из основных и вспомогательных систем. Основ- ные системы обеспечивают выполнение автомобилем своих функ- ций как транспортного средства (колеса, подвеска, двигатель,
трансмиссия и а вспомогательные — условия нормального функционирования основных систем (смазка, фильтры и
При
ТО воздействуют, главным образом, на вспомогательные систе- мы, которые по своему влиянию на безотказность автомобиля можно разделить на параллельно или последовательно включен- ные (по аналогии с елочной гирляндой).
Вспомогательные системы, при отказе которых автомобиль не теряет работоспособности, но начинает быстрее ухудшать свои
Суммарные удельные затраты
Рис. 8.3. Определение периодичности ТО по минимуму суммарных затрат
145

эксплуатационные показатели, можно считать включенными па- раллельно. Вспомогательные системы, при отказе которых авто- мобиль тоже отказывает, можно считать последовательно вклю- ченными. По мере работы автомобиля вспомогательные системы могут менять свои характеристики постепенно (плавно) или скач- кообразно (дискретно).
Предложенная классификация вспомогательных систем позво- ляет получить три расчетные формулы, с помощью которых мож- но определять оптимальную периодичность ТО многих реальных систем автомобиля.
8.2.2. Определение периодичности технического
обслуживания параллельно включенных вспомогательных
систем, плавно меняющих свои характеристики
Рассмотрим в качестве примера определение периодичности замены масла в двигателе [28]. По мере работы двигателя смазоч- ные свойства залитого в картер масла постепенно ухудшаются,
что приводит к увеличению интенсивности износа деталей двига- теля. Выразим величину износа формулой /=
где х — наработ- ка автомобиля (масла); a, b — эмпирические коэффициенты. Если заменять масло через километров, то при каждой замене ха- рактер нарастания износа будет повторяться (следует понимать,
что это только более или менее удачная модель реально протека- ющего процесса) в соответствии с рис. 8.4.
Согласно технико-экономическому методу определения пери- одичности ТО, целевая функция удельных затрат
=
С
то
Определим неизвестный нам ресурс двигателя из следующих со-
Рис. 8.4. Нарастание износа двигателя при периодической замене масла
146
ображений. Если за время до замены масла двигатель изнашивает- ся на величину А/ =
предельный по техническим усло- виям износ будет достигнут при наработке
=
=
Подставляя в целевую функцию значение ресурса, получим фор- мулу с одним искомым неизвестным — периодичностью ТО:
Берем производную от этой формулы по и приравниваем ее нулю:
Отсюда выражаем оптимальную периодичность замены масла по
а
Полученную формулу можно упростить, введя значение ми- нимального ресурса двигателя, работающего без замены масла. Из условия
=
выразим
=
и подставим в фор- мулу оптимальной периодичности ТО параллельно включенных вспомогательных систем, плавно меняющих свои характеристики:
то
1
Ь-\
Для определения оптимальной периодичности замены масла в двигателе необходимо знать стоимость замены масла и стоимость капитального ремонта двигателя, а также минимальный ресурс двигателя, работающего без замены масла, и эмпирический ко- эффициент, определяющий крутизну нарастания износа по мере ухудшения смазочных свойств работающего масла.
Ресурс и коэффициент следует находить экспериментально в процессе наблюдения за двигателем, работающим без замены масла.
В процессе эксперимента с некоторой периодичностью по нара- ботке производят контроль износа (по концентрации железа в масле, методом вырезанных лунок, по компрессии и и по- лучают систему уравнений:
147

/,
=
/2 =
Для удобства решения уравнения можно прологарифмировать,
представляя в виде
+
после чего, разбивая на две примерно равные группы, можно получить систему из двух урав- нений, из которых находят коэффициент
Например, ресурс двигателя, работающего без замены масла
= 85 тыс. км, коэффициент b =
стоимость ремонта двига- теля Ср = 10000 руб. и стоимость замены масла
= 100 руб.
Подставляя принятые значения в формулу, получим
=
100 1
= 6,57 тыс. км.
На основании полученной формулы можно найти периодич- ность замены масла в агрегатах трансмиссии, замены смазки в ступицах колес, периодичность очистки системы охлаждения от накипи и
8.2.3. Определение периодичности технического
обслуживания параллельно включенных систем
с дискретным изменением характеристик
В качестве примера рассматриваемой системы может быть при- нят полнопоточный фильтр для очистки масла, который отказы- вает при механическом разрушении фильтрующего элемента или забивании, когда масло начинает проходить через редукцион- ный клапан неочищенным.
Рассмотрим характер нарастания износа деталей двигателя по мере наработки (рис. 8.5). При отказавшем фильтре интенсивность износа высокая и предельный износ двигателя (линия может быть достигнут при наработке если фильтр гарантированно работает, то интенсивность износа низкая (линия 2) и двигатель сможет проработать
Фильтры часто изготавливают неразборными и заменяют в плановом порядке с периодичностью в течение которой фильтр может отказать. Для конкретного двигателя нарастание износа будет выражено ломаной линией а
ресурс будет случайной величиной
Найдем оптимальную периодичность замены фильтра, исполь- зуя целевую функцию суммарных удельных затрат:
148
Рис. 8.5. Нарастание износа двигателя при периодической замене
/ — нарастание износа двигателя при неработающем фильтре, 2 —
износа двигателя при гарантированно работающем фильтре
Сто
Очевидно, что если
0, то если
(фильтры не заменяются), то
Кроме периодичности ТО, на ре- сурсе двигателя будет сказываться и надежность самого фильтра на периоде которую можно представить кривой безотказно- сти (рис. 8.6).
По мере работы автомобиля вероятность безотказной работы фильтра будет меняться от 1 до среднюю безотказность фильтра можно определить по равновеликой площади под кривой безотказности путем интегрирования
_
= — J
о
Зная безотказность фильтра можно найти средний ресурс дви- гателя как математическое ожидание (напомним, что =
по двум значениям и
=
+
Подставляя значение ресурса в целевую функцию затрат, по- лучим
Су =
+
[1 - Л
149