Название: Основы работоспособности технических систем. Автомобильный транспорт - учебное пособие (Атапин, В.Г)

Жанр: Технические

Просмотров: 3257


2.6. общая характеристика надежност автомобилей

Нагрузки. В табл. 2.3 приведены данные по коэффициенту нагруженности некоторых агрегатов автомобиля, равному отношению нагрузок на агрегат в рассматриваемом режиме работы и при езде по междугороднему шоссе. Данные получены при испытаниях грузового автомобиля ЗИЛ-164 с полной нагрузкой.

 

Т а б л и ц а  2.3

Данные по коэффициенту нагруженности агрегатов автомобиля ЗИЛ-164

Механизмы

Коэффициент нагруженности

Шоссе со щебенчатым

покрытием

Пригородное шоссе с

асфальтобетонным

покрытием

Грунтовая

профилированная

дорога

Дорога с твердым

покрытием

в горной местности

Улицы городов

с населением свыше

1 млн жителей

Движение в карьерах

Плохая

грунтовая дорога

Сцепление

1,12

2,0

1,6

4,2

9,5

   6,7

3,85

Коробка передач, карданная передача, задний мост

  1,8

1,3

1,5

    3,25

    2,85

   2,25

  2,0

Рулевое управление

 2,7

4,8

4,0

5,2

  20,0

11,5

6,7

Тормозная система

   3,25

1,5

    3,45

11,3

6,3

22,5

1,0

Из таблицы следует, что для сцепления и рулевого управления наиболее легкими являются условия эксплуатации при движении по междугородным дорогам с асфальтобетонным покрытием, а наиболее тяжелыми – при движении по улицам больших городов. Для деталей тормозной системы наиболее легкие условия эксплуатации соответствуют движению по грунтовым дорогам в равнинных местностях и наиболее тяжелые – движению в карьере.

Воздействия неровностей дороги на автомобиль определяются микропрофилем дороги. Неровности дороги, не вызывающие колебаний подвески и гасящиеся в шине, в этом случае не принимаются во внимание. Практически колебания подвески вызываются дорожными неровностями, длина которых находится в пределах 0,2...50 м. Данные НАМИ по пределам изменения среднего квадратического отклонения  микропрофиля дорог основных типов следующие:

 

Дорожное покрытие      , мм

 

Булыжное в плохом состоянии…  25,0...32,8

Булыжное в удовлетворительном состоянии…         13,5...22,9

Асфальтированное……………………………     8,0...12,6

Цементобетонное……………………………     5,0...12,4

 

Дороги с цементобетонным покрытием имеют наиболее низкочастотный состав спектра микропрофиля и наибольшую длину неровностей волн. Дороги с булыжным покрытием в плохом состоянии характеризуются наиболее короткими волнами неровностей. Эти данные являются исходными для проведения расчетов амплитуд колебаний рессорного подвешивания и оценки динамических напряжений в раме.

В табл. 2.4 приведены данные по длительности пользования передачами при различных условиях эксплуатации. Данные табл. 2.4 используют при расчете прочности зубчатых передач коробки передач автомобиля.

 

Т а б л и ц а  2.4

Длительность пользования передачами в процентах от пройденного пути

Тип

автомобиля

Условия

эксплуатации

Относительная длительность

пользования передачей, \%

I

II

II

IV

V

Передачи

выключены

Легковой

В городе

0,02

1,4

5,9

83,7

9,0

Вне города по хорошим дорогам

0,01

0,6

3,1

91,4

4,9

Грузовой общего назначения

В городе

0,01

1,2

4,9

39,9

45,1

8,9

Вне города по хорошим  дорогам

0,01

0,2

1,4

7,8

87,3

3,3

По плохим дорогам

1,4

6,5

21,5

36,0

26,0

8,6

Грузовой высокой проходимости

По плохим дорогам и вне дороги

0,4

5,4

29,3

56,5

8,4

 

Оценка надежности. Надежность ряда узлов автомобиля оценивают на стадии проектирования. Так, расчетные нормы долговечности подшипников колес американских автомобилей середины 1970-х годов характеризуются следующими значениями 90 \%-ного ресурса: легковые автомобили – 240 тыс. км, грузовые автомобили – 500 тыс. км, междугородные автобусы – 630 тыс. км.

Основной остается оценка надежности узлов автомобиля по результатам испытаний и эксплуатации.

Распределение отказов по агрегатам и системам автомобиля рассмотрим на примере автомобиля ВАЗ при пробеге 50 тыс. км и сроке эксплуатации 3...5 лет (табл. 2.5). Анализ таблицы показывает, что основными причинами отказов являются износ сопряженных деталей и старение резиновых деталей. К отказам относят такие изменения параметров автомобиля, как снижение мощности и повышение расхода топлива. У двигателей, поступающих в капитальный ремонт, мощность снижается от 7 до 56 \%, а удельный расход топлива повышается от 7 до 131 \%. Если считать отказом уход параметров на 15 \%, то для автомобилей ВАЗ ресурс составит 158 тыс. км.

Т а б л и ц а  2.5

Распределение отказов по агрегатам и системам  автомобиля ВАЗ

Агрегаты и системы

Число

отказов, \%

Основные виды отказов

Тормозная система

27,2

Износ тормозных колодок (в основном передних)

Электрооборудование

и приборы

24,7

Обгорание и оплавление электродов свечей зажигания и передвижного контакта переключателя отопителя

Передняя подвеска

16,9

Разрушения сайлентблоков амортизаторов, износ пальцев шаровых опор, течь жидкости из амортизаторов вследствие износа сальниковых узлов

Кузов и его детали

8,2

Отказы замков дверей и багажника, отказ троса замка капота

Задняя подвеска

7,7

Течь жидкости из амортизатора вследствие износа сальниковых узлов, разрушение втулок амортизаторов

Двигатель и его системы

5,7

Разрушение ремней вентилятора и резиновой прокладки клапанной крышки, износ кулачков распределительного вала и рычагов приводов клапанов

Остальные агрегаты (колеса, задний мост, сцепление, рулевое управление и др.)

 

 

10,2

 

Примечание. У автомобилей ВАЗ при наработке 50 тыс. км отказов по коррозии не зафиксировано

 

В табл. 2.6 приведено объединение по группам повреждений и отказов (\%) автомобилей разных марок. Детали автомобилей  по их ресурсу могут быть разделены на следующие четыре группы:

1) детали, ресурс которых невозможно или экономически нецелесообразно создавать равным пробегу до капитального ремонта (фрикционные накладки, фильтры, сальники, шины и т.д.); их ресурс ниже ресурса до капитального ремонта, по нему назначают гарантийный пробег автомобиля;

 

Т а б л и ц а  2.6

Группы повреждений и отказов (\%) автомобилей

Автомобиль

Группа отказов

1

2

3

4

5

6

7

8

УАЗ-452

54

15

13

8

1

3

3

3

ГАЗ-66

48

8

25

3

3

2

1

10

ЗИЛ-131

44

9

22

1

2

1

1

20

Урал-375Д

56

4

17

2

4

9

2

8

КрАЗ-255Б

50

8

23

3

9

2

1

4

Группы отказов: 1 – повреждения усталостного характера (выкрашивание поверхностей, трещины, изломы и т.п.); 2 – износ втулок, валов и т.д.; 3 – повреждения резинотехнических изделий; 4 – неисправности вследствие нарушения регулировок; 5 – перетирание; 6 – прогорание прокладок, газопроводов;   7 – течь масла; 8 – прочие неисправности.

 

2) детали, работающие в напряженных условиях, однако внезапный выход их из строя не влияет на безопасность движения (шестерни, валы коробок передач и раздаточных коробок, подшипники и т.д.); их ресурс определяет значение ресурса до капитального ремонта;

3) детали шасси автомобиля, выход из строя которых не угрожает безопасности движения; по их ресурсу назначают значение ресурса до полного списания;

4) детали, выход из строя которых угрожает безопасности движения (рулевое управление, тормоза и т.д.); их ресурс должен превышать ресурс до полного списания.

Показатели надежности автомобилей в значительной степени определяются условиями эксплуатации. Поэтому показатели надежности по результатам эксплуатации наиболее правильно обрабатывать методом множественного регрессионного анализа, позволяющим учесть  влияние каждого основного эксплуатационного фактора на надежность. Таким методом по результатам эксплуатации оценена надежность грузовых автомобилей ЗИЛ-130 и КамАЗ-5320.

1. Параметр потока отказов и неисправностей , 1/1000 км:

для автомобиля ЗИЛ-130:

для автомобиля КамАЗ-5320:

         ,

где  – коэффициент использования пробега, характеризующий коэффициент использования рабочего времени;  – коэффициент использования грузоподъемности;  – коэффициент использования прицепов; l – длина ездки с грузом, км (при  км принято l = 100 км);

f – коэффициент сопротивления качению; i – среднее значение уклона дороги, \%; П – коэффициент помехонасыщенности маршрута. Диапазоны изменения факторов:

 

   Значение фактора                              kпр          l           f         i      П

минимальное………..0,45    0,75    0        15    0,014    3    1

максимальное……….0,90    1,2     1,3    100    0,08    32    2

 

Значения  получены при коэффициенте множественной корреляции соответственно  и .

 

2. В нормативной документации на ремонт в качестве одного из показателей ремонтопригодности принята удельная трудоемкость текущего ремонта  Т, 10–3 человеко-часов. По результатам обработки статистики получено для автомобиля:

         ЗИЛ-130:      ,   

         КамАЗ-5320:   .

3. За основной показатель долговечности в нормативной документации принят ресурс автомобиля до капитального ремонта  тыс. км. Для автомобиля ЗИЛ-130 получено

         .

По приведенным регрессионным зависимостям подсчитаны значения параметра потока отказов, трудоемкости текущего ремонта и ресурса автомобилей до капитального ремонта при средних значениях эксплуатационных факторов:

 

Автомобиль                              Т        LКР

ЗИЛ-130………………1,33     5,88     213

КамАЗ-5320…………..1,40     9,24       –