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

Жанр: Технические

Просмотров: 3254


2.1. качество, техническое состояние автомобилей

Качество.  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 (рис. 2.1).

Группа свойств может объединяться в одно комплексное свойство. Например, надежность является сложным свойством, состоящим из таких свойств, как безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость. Надежность – это одно из основных свойств качества изделий, проявляющееся во времени и отражающее изменения, происходящие в машине на протяжении всего срока ее эксплуатации.

Часть показателей свойств автомобиля, например, габаритные размеры, грузоподъемность, остаются практически неизменными в течение всего периода эксплуатации. Однако показатели большинства свойств, определяющих качество автомобилей, например, экономичности, безопасности,  динамичности,  производительности,   комфортабельности,

 

Рис. 2.1. Структура понятия качество

 

изменяются в процессе работы автомобилей (табл. 2.1). Эти свойства можно поддерживать и восстанавливать, т.е. управлять ими при условии знания закономерностей их изменения.

 

Т а б л и ц а  2.1      

Изменение основных показателей качества автомобиля средней

грузоподъемности, \%

Срок

работы,

лет

Годовая

производительность

Трудоемкость поддержания

в исправном состоянии

1

100 (условно)

4

75...80

160...170

8

55...60

200...215

12

45...50

280...300

 

Техническое состояние. Автомобиль представляет собой сложную систему, совокупность действующих элементов – сборочных единиц (узлов, механизмов, агрегатов) и деталей, обеспечивающих выполнение ее функций.

Современный автомобиль состоит из 15...20 тыс. деталей, из которых 7...9 тыс. деталей теряют свои первоначальные свойства при работе, причем около 3...4 тыс. деталей имеют срок службы меньше, чем автомобиль в целом. Из них 80...100 деталей влияют на безопасность движения, а 150...300 деталей «критических» по надежности чаще других требуют замены, вызывают наибольший простой автомобилей, трудовые и материальные затраты в эксплуатации. Две последние группы деталей являются главным объектом внимания технической эксплуатации, а также производства и снабжения. У современных автомобилей на 2...3 \% номенклатуры запасных частей приходится 40...50 \% общей стоимости потребляемых запасных частей, на 8...10 \% – 80...90 \% и на 20...25 \% – 96...98 \%. Отсюда ясна важность информации по объектам, от которых зависит техническое состояние автомобиля.

В процессе эксплуатации автомобиль взаимодействует с окружающей средой, а его элементы взаимодействуют между собой. Это взаимодействие вызывает нагружение деталей, их взаимные перемещения, вызывающие трение, нагрев, химические и другие преобразования и, как следствие, изменение в процессе работы физико-химических свойств и конструктивных параметров: состояния поверхностей, размеров деталей и их взаимного расположения, зазоров, электрических и других свойств.

Техническое состояние автомобиля или его элемента определяется совокупностью изменяющихся свойств, характеризуемых текущими значениями, т.е. количественными показателями конструктивных параметров: y1, y2, …, yn. Например, для двигателя – это размеры деталей цилиндропоршневой группы и кривошипно-шатунного механизма, для тормозов – размеры тормозных накладок, барабанов и зазоры между ними.

Возможность непосредственного измерения конструктивных параметров без частичной или полной разборки узла чаще всего ограничена. Для этих изделий при определении технического состояния пользуются косвенными величинами, так называемыми внешними или диагностическими параметрами. Например, о техническом состоянии двигателя можно судить по изменению его мощности, расходу масла, компрессии, содержанию продуктов износа в масле. Различают:

– параметры выходных рабочих процессов, определяющие функциональные свойства автомобиля или агрегата (мощность двигателя, тормозной путь автомобиля);

– параметры сопутствующих процессов (температура нагрева, уровень вибрации, содержание продуктов износа в масле);

– геометрические (конструктивные) параметры, определяющие связи между деталями в сборочной единице и между отдельными агрегатами и механизмами (зазор, ход, посадка и др.).

В процессе работы автомобиля показатели его технического

состояния изменяются от начальных (или номинальных) значений yн сначала до предельно допустимых yпд, а затем и до предельных yп, что обусловливает соответствующее изменение и диагностических параметров от sн до sпд и sп. Значения yп и sп соответствуют предельному состоянию изделия. Например, при работе тормозов в результате изнашивания тормозных накладок и барабанов происходит увеличение зазора y между накладками и тормозными барабанами, что вызывает рост тормозного пути sт (рис. 2.2). Предельному значению тормозного пути  sтп, который регламентирован технической документацией (Правилами   дорожного   движения),   соответствует  предельное  значение

 

 

Рис. 2.2.  Изменение  показателя  технического  состояния  y

и диагностического параметра sт в зависимости от пробега:

1 – зона работоспособности,   2 – зона отказа,   l0 – оптимальная

периодичность регулировки

зазора yп в тормозном механизме. Этому зазору, в свою очередь, соответствует пробег lр, при котором зазор и тормозной путь достигают предельного значения.

В рассматриваемом примере lр – это ресурс, а в интервале пробега  (зона работоспособности) изделие по этому показателю исправно и может выполнять свои функции. Если продолжать эксплуатировать автомобиль за пределами lр (например, до lj), то наступит отказ, в результате которого прекратится транспортный процесс (остановка на линии, преждевременный возврат с линии).

Роль предельно допустимого параметра заключается в том, чтобы своевременно информировать (предупредить) о приближении момента отказа для принятия соответствующих мер, которые будут рассмотрены далее.

Изменение показателей качества автомобиля во времени (или по пробегу) количественно оценивается надежностью.

 

Реализуемый показатель качества. Показатели качества автомобиля, агрегата, детали ухудшаются с увеличением пробега. Однако сферу эксплуатации интересуют не только начальные значения показателей свойств, характеризующих качество автомобиля, но и характер изменения их в течение всего периода эксплуатации. Для ряда показателей, например производительности, работоспособности, наработки на отказ, характерно изменение от времени эксплуатации или пробега автомобиля по экспоненциальной зависимости

         ,

где – показатели качества на t-м и первом году эксплуатации; k – коэффициент, определяющий интенсивность изменения показателя качества по времени (пробегу); t – продолжительность эксплуатации в годах.

 

Чем интенсивнее изменение показателей качества автомобилей по времени, тем ниже его эксплуатационные свойства. Поэтому оценка этих показателей должна проводиться с учетом времени эксплуатации изделия. Реализуемый показатель качества – это среднее значение показателя качества за заданный или фактически сложившийся срок службы или пробег автомобиля. Так, реализуемые значения для показателей, приведенных в табл. 2.1, составят 68,5...72,5 для производительности и 185...196 для трудоемкости. Реализуемый показатель для условий, описанных формулой для вычисления , определяется так:

         .

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

Автомобильная промышленность влияет на интенсивность изменения показателей качества повышением износостойкости и прочности деталей, качества применяемых материалов и т.п. Сфера эксплуатации влияет на интенсивность изменения показателей качества, а следовательно, и на реализуемый показатель, совершенствуя методы и средства обеспечения работоспособности, квалификацию персонала ИТС, регулируя возрастной состав парка, и другими способами.

Таким образом, не только сфера производства, но и сфера эксплуатации, в частности техническая эксплуатация, могут активно влиять на реализуемые значения показателей качества, т.е. управлять ими. Считается, что их вклад в эти значения соотносится как 3 : 2.