Комплект лекций 5 страница

На основе данных опроса эксперты определяют «рейтинг (индекс) надёжности». Индекс выражается в процентах и показывает, насколько машины той или иной модели определенного года выпуска имеют надёжность выше (положительный индекс) или ниже (отрицательный индекс) среднестатистической надёжности всех марок автомобилей того же года, имеющихся на американском рынке. При определении рейтинга (индекса) эксперты Consumer Reports используют данные по отказам четырнадцати систем автомобиля с учётом их относительной значимости. Под отказом понимается поломка машины, создавшая угрозу безопасности водителя и пассажиров или потребовавшая дорогого или продолжительного ремонта.

Таким образом, рейтинг надёжности есть величина относительная. Ежегодно публикуемые данные по рейтингу надёжности могут меняться в зависимости от преобладания на рынке тех или иных моделей. Индекс надёжности 25 % и выше имеют самые надёжные из бегающих по дорогам США моделей. Количество отказов двигателя, трансмиссии, зажигания, систем охлаждения и подачи топлива у этих машин через 5-7 лет эксплуатации обычно не превышает 2-5 на 100 машин данной марки. Индекс надёжности менее чем минус 25 %, указывает, что 2-5 отказов почти каждой из основных систем на 100 машин данной модели будет уже на второй-третий год эксплуатации. Рейтинг в интервале от минус 10 % до плюс 10 % соответствует среднестатистической надёжности. При неизменном качестве рейтинг надёжности той или иной марки автомобиля может со временем меняться вследствие изменения структуры автопарка. Увеличение доли новых надежных моделей приводит к снижению рейтинга старых. Другими словами, публикуемые в справочных изданиях Американского союза потребителей оценки рейтинга надёжности могут меняться как вследствие изменения технологии, конструкции и материалов, применяемых при сборке, так и от преобладания на рынке тех или иных конкретных моделей. Поэтому при сравнительной оценке надёжности разных марок автомобилей по их рейтингу, особенно перед покупкой подержанной машины, следует ориентироваться на средние значения из опубликованных в течение последних нескольких лет.

У автомобилей выпуска 2003 г. в течение первого года эксплуатации общее количество различных отказов составляет в среднем 16-17 на 100 машин, у лучших — 9-10 и плохих – 25-30. Как я уже писал, с увеличением продолжительности эксплуатации различия в количестве отказов между моделями разных производителей возрастают. Так, у машин выпуска 1999 г. в течение пятого года эксплуатации среднее количество отказов — 79 на 100 машин, минимальное – 24-35 (Infiniti, Lexus, Acura, Toyota), максимальное – 98-138 (Audi, Jeep, Pontiac, Oldsmobile, Volkswagen).

Из года в год надёжность машин японских марок Toyota, Honda, Nissan и, тем более, их специализированных подразделений Lexus, Acura, Infiniti превосходит продукцию General Motors, Ford Motor и DaimlerChrysler. Тем не менее, в последние несколько лет надёжность некоторых американских моделей, в первую очередь Buick Regal, повысилась. Немецкие и шведские модели, независимо от того, собраны ли они в США, Европе, Канаде или других странах, по надёжности также уступают автомобилям японских марок. Из немецких моделей наибольшая надёжность у BMW. Последние несколько лет эксперты журнала Consumer Reports во всех публикациях отмечают недостаточную надёжность массовых моделей марки Mercedes-Benz. Машины шведской марки Saab имеют несколько меньше отказов в сравнении со средними цифрами для всего рынка. Модели Volvo по надёжности уступают Saab. Корейские модели последних лет изготовления имеют среднее количество отказов.

У ряда моделей значения рейтинга в последние несколько лет достаточно стабильны, например у Honda Accord и Toyota Corolla, у других они постепенно возрастают (Buick Regal и Chevrolet Cavalier) или снижаются (Ford Taurus, Volkswagen Jetta). Ниже приведены значения рейтинга некоторых массовых моделей последних лет изготовления.

Рейтинг надёжности, %

Год опубликования	2000 г.	2002 г.	2004 г.	Среднее значение
Toyota Corolla
Honda Accord
Buick Regal
Chevrolet Impala
Ford Taurus		–8	–5	минус 2
Chevrolet Cavalier	–40	–8	–16	минус 10
Volkswagen Jetta	–12	–20	–104	минус 45

Для сравнения интенсивности отказов важнейших систем у моделей, имеющих различный рейтинг, ниже приведены средние данные по шести моделям трёх разных периодов изготовления.

Отказы на 100 машин 2001 г., 2004 г. и 2007 г. выпуска
в течение 7-го года эксплуатации на дорогах США.

(Consumer Reports)

Модель	Infiniti G20, Nissan Maxima, Toyota Camry (средний рейтинг плюс 40-60%)	Mitsubishi Galant, Pontiac Grand Am, Pontiac Grand Prix (средний рейтинг минус 10-20%)
Год выпуска
Отказы систем: Двигатель	2-5	5-9	2-5	9-15	9-15	9-15
Зажигание	5-9	2-5	2-5	>15	9-15	5-9
Охлаждение	2-5	<2	<2	9-15	5-9	9-15
Электро	9-15	9-15	5-9	9-15	9-15	>15
Подвеска	2-5	5-9	2-5	5-9	9-15	9-15
Тормозная	>15	>15	5-9	>15	>15	9-15

Средние значения рейтинга для автомобилей, изготовленных с 1997 по 2003 г. находятся в диапазоне от плюс 52 % до минус 45 %. Рейтинг Mercedes-Benz S Class — минус 30 %, E Class — минус 48 %, C Class — минус 64%. В то же время среди японских моделей категории Family cars минимальный рейтинг — у Nissan Altima, 12%, в категории большие седаны — у Toyota Avalon, 58%, в категории спорт-седаны и люкс — у Infiniti G35, 20 %.

Надёжность японских моделей в период с 1991 по 1997 г. изготовления улучшилась. Снизились отказы (при одной продолжительности эксплуатации) зажигания, охлаждения, электросистемы, тормозов. Модели, у которых рейтинг надёжности выше 25 %, имеют при длительной эксплуатации существенно меньше отказов двигателя, зажигания и др. систем, чем модели с отрицательным рейтингом. Надёжность моделей с отрицательным значением рейтинга с 1991 по 1997 г. почти не изменилась.

Знание средних значений рейтинга надёжности автомобилей разных изготовителей позволяет с достаточной точностью предвидеть качество новой модели той же компании, по которой ещё отсутствуют статистические данные. Однако не следует забывать, что первые 1-2 года после начала массового производства у любой фирмы могут быть сбои и лучше покупать новые марки автомобилей после 3-4 лет с начала их серийного производства.

Чтобы при покупке как нового, так и подержанного автомобиля можно было прогнозировать частоту поломок той или иной системы, приведу данные по отказам пяти (из 14 оцениваемых) систем моделей, имеющих разный рейтинг.

Количество отказов более чем у 2-х машин из 100
наблюдается в течение следующих лет эксплуатации:

Модель	Рейтинг%	Двигательь	Охлаждениее	Зажиганиее	Трансмиссияя	Подвескак
VW Jetta	Минус 45
Chevrolet Cavalier	Минус 10
Ford Taurus	Минус 2
Chevrolet Impala
Buick Regal
Honda Civic
Toyota Camry
Honda Accord
Toyota Corolla

Самое слабое место у современного легкового автомобиля — тормоза и электросистема. У наименее надёжных машин отказы этих систем начинаются в течение 1-2-го года эксплуатации. У Toуota Corolla и Honda Accord — на 3-4 год эксплуатации.

Надёжность является одним из главных факторов, обеспечивающих неуклонный рост спроса в Америке на японские марки. Двигатель, трансмиссия, топливоподача, зажигание и система охлаждения машин японских компаний, особенно спорт-седанов и моделей люкс, практически не имеют отказов в течение первых 5-6 лет эксплуатации. После шести лет эксплуатации у половины наиболее надёжных моделей в течение года будет только один отказ. У наименее надёжных марок любая машина в возрасте свыше 6 лет может иметь более двух различных отказов в течение каждого следующего года эксплуатации.

На основе оценок своих экспертов журнал Consumer Reports ежегодно публикует перечень наиболее и наименее надёжных моделей разных лет выпуска. По материалам издания 2004 г., в перечне моделей с надёжностью выше средней с ценой у дилеров до 6 тыс. дол. перечислены следующие автомобили выпуска 1996-1997 годов: Honda Civic, Nissan Altima, Subaru Impreza, Mazda 626, Toyota Corolla, Ford Escape, Saturn S-Series. Рекомендуется избегать следующие бывшие в эксплуатации модели: Audi A4, BMW 7-Series, Chrysler 300M, Jaguar S-Type, Mercedes-Benz разных классов, Saturn L-Series, Volkswagen разных марок.

Общие понятия. Автомобиль (его системы, агрегаты, сборочные единицы или детали) может находиться в исправном или неисправном, работоспособном или неработоспособном состоянии. Исправное состояние — это соответствие автомобиля всем требованиям норм технической и (или) конструкторской документации; неисправное состояние — это несоответствие автомобиля хотя бы одному из требований нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Работоспособное состояние — способность автомобиля выполнять заданные функции, сохраняя значения заданных параметров в пределах требований нормативно-технической и (или) конструкторской документации, неработоспособное состояние — частичная или полная утрата автомобилем способности выполнять заданные функции в соответствии с требованиями нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Следует подчеркнуть разницу между неисправным состоянием и неработоспособным состоянием. Например, дефекты в лакокрасочном покрытии автомобиля не препятствуют выполнению им заданных функций, хотя свидетельствуют о его неисправном состоянии, так как являются нарушением требований нормативно-технической и (или) конструкторской документации.
Любое из рассмотренных выше технических состояний объекта определяется и оценивается значениями параметров, которые могут быть номинальными, допускаемыми и предельными. Номинальное значение соответствует числовому значению, установленному расчетом или по чертежам и обеспеченному заводом-изготовителем по утвержденным техническим условиям. Допускаемое значение определяет границу проявления неисправности. Предельное значение соответствует либо полной потере работоспособного состояния (невозможное! и выполнять заданные функции), либо такому снижению технико-экономических показателей, при котором дальнейшая эксплуатация автомобилей (изделий) по техническим и экономическим соображениям невозможна. При достижении предельного значения структурного параметра и, отказа переход объекта из исправного состояния в неисправное происходит вследствие наличия дефектов.

Дефект – это несоответствие каждой отдельной продукции установленным требованиям. Если объект переходит в неисправное, но работоспособное состояние, то это событие называется неисправностью (повреждением), Если объект переходит в неработоспособное состояние, то это событие называется отказом. Таким образом, дефект — это совокупность неисправностей (повреждений) и отказов.

Надежность автомобиля – это свойство объекта сохранять по времени в установленных пределах значения всех параметров, снижаться по мере увеличения наработки, накопления усталостных явлений и других физико-химических необратимых процессов. Надежность автомобильных конструкций определяется стабильностью протекания рабочих процессов, сопротивляемостью конструкции разрушениям, стабильностью свойств конструкционных материалов и бездефектностью конструкции. Рабочие процессы представляют собой совокупность различных физических, химических и физико-химических явлений, которые возникают в агрегатах и системах автомобиля в процессе их работы.

Стабильность протекания рабочих процессов обеспечивается наличием смазочной среды в рабочих зонах агрегатов и уплотнений, препятствующих проникновению агрессивной внешней среды внутрь агрегатов, а также оптимальным тепловым режимом работы агрегатов и устойчивой работой системы регулирования и т. п. Дефекты из-за нарушения стабильности рабочих процессов имеют определяющее воздействие на надежность в начальный период эксплуатации. Поэтому современные конструкции автомобилей (как за рубежом, так и у нас в стране) чаще подвергаются техническому обслуживанию на гарантийном периоде эксплуатации.

Специфика природно-климатических условий зоны холод­ного климата (низкие температуры окружающего воздуха, большая продолжительность зимнего периода со снеговым по­кровом, с заснеженными дорогами) обусловливает целый ряд особенностей эксплуатации автомобилей.

К ним, во-первых, следует отнести затрудненный пуск дви­гателей, особенно дизельных, при низких температурах окру­жающего воздуха. При пуске холодного двигателя в таких условиях, с одной стороны, имеет место значительное увеличе­ние сопротивления вращению коленчатого вала вследствие повышения вязкости масла в двигателе, с другой, уменьшение мощности, отдаваемой аккумуляторной батареей, вследствие падения напряжения на зажимах и уменьшения ее емкости из-за увеличения внутреннего сопротивления батареи и вязкости электролита. Это приводит к значительному уменьшению час­тоты вращения коленчатого вала при пуске, к ограничению возможности пуска двигателя стартером. При низких темпера­турах и малой пусковой частоте вращения у карбюраторных двигателей из-за повышения вязкости бензина и уменьшения скорости движения воздушного потока во впускном трубопро­воде значительно ухудшается распыливание и испарение топ­лива, что ведет к ухудшению смесеобразования. Низкие температуры окружающего воздуха и малая пусковая частота вращения приводят также к ухудшению искрообразования в свечах зажигания вследствие резкого снижения напряжения во вторичной обмотке катушки зажигания. У дизельного двига­теля при низких температурах (в цилиндры поступает холод­ный воздух) и малой пусковой частоте вращения ухудшаются условия для достижения в конце такта сжатия необходимой для воспламенения топлива температуры воздуха. Кроме того, имеющее при этом место повышение вязкости топлива и уменьшение скорости его впрыска вызывают ухудшение распыливания топлива в цилиндрах дизеля. Все это затрудняет пуск холодного двигателя при низких температурах.

Пуск холодного двигателя сопровождается повышенным изнашиванием основных его рабочих деталей. Это имеет место по ряду причин: из-за поступления масла к трущимся поверх­ностям с некоторым запаздыванием после начала работы дви­гателя. По данным исследований, время задержки появления масла из коренного подшипника после начала работы насоса может составлять до 2 мин и более; из-за смывания масла со стенок цилиндра топливом, попадающим в цилиндр в жидком виде, что приводит к ухудшению смазки; из-за быстрого заг­рязнения масла, вызываемого неудовлетворительной его филь­трацией вследствие резкого снижения пропускной способности фильтров тонкой очистки в результате повышения вязкости смолистых веществ, отложившихся в них. При отрицательной температуре фильтр тонкой очистки пропускает масла в 20…30 раз меньше по сравнению с максимальной пропускной способностью при положительной температуре. Кроме того, возрастание при низких температурах вязкости масла приво­дит к повышению давления в системе и срабатыванию пере­пускного клапана фильтра грубой очистки, в результате чего последний также выключается из работы. Прогревание же масла в поддоне картера двигателя при низких температурах окружающего воздуха происходит очень медленно.

При низких температурах значительно активизируется коррозия деталей цилиндропоршневой группы двигателя.

Поэтому в условиях низких температур при пуске двигате­ля имеет место интенсивное (во много раз больше, чем при нормальном тепловом режиме) коррозионно-механическое из­нашивание его деталей.

При эксплуатации автомобилей в условиях низких темпе­ратур возникают серьезные затруднения с поддержанием нор­мального теплового режима двигателя, особенно при работе с частыми остановками для погрузки — разгрузки и по другим причинам. При низких температурах значительно возрастает изнашивание деталей двигателя. Переохлаждение агрегатов трансмиссии приводит к застыванию масла в них, ухудшению условий смазывания рабочих поверхностей, увеличению изна­шивания деталей.

Возможное при низких температурах замерзание жидкости в системах охлаждения двигателя, отопления кабины, кузова, электролита в аккумуляторной батарее может приводить к размораживанию блока двигателя, разрыву бачков и трубок радиатора, баков батареи. В условиях низких температур на­много выше вероятность отказов топливной системы дизелей. Их причиной могут быть ледяные и воздушные пробки в тру­бопроводах, которые образуются вследствие скопления мел­ких кристалликов льда при замерзании воды, находящейся в дизельном топливе. Парафины, содержащиеся в топливе, при этом превращаются в студенистую массу, которая может заби­вать топливные фильтры, топливопроводы, что также является причиной отказов. В условиях низких температур снижается также надежность гидравлического тормозного привода из-за возможного застывания некоторых тормозных жидкостей. При температурах ниже -45°С теряют свою эластичность, стано­вятся хрупкими и разрушаются шины, детали из резины (саль­ники, резиновые шланги гидропривода тормозов и т.д.), пластмассовые детали трескаются, твердеют, теряют свои ка­чества консистентные смазочные материалы. При особо низ­ких температурах (-60…-70°С) изменяются физические и механические свойства металлов, что вызывает частые полом­ки деталей. По подсчетам специалистов, количество поломок и аварий, изнашивание деталей стандартной техники на Севе­ре в 3…5, а иногда в 8…10 раз больше, чем в условиях уме­ренного климата.

При эксплуатации автомобилей в зоне холодного климата имеет место ухудшение их топливной экономичности. Основ­ные причины возрастания расхода топлива: увеличение време­ни пуска и прогрева двигателя; работа двигателя при пониженной температуре жидкости в системе охлаждения; по­вышенная вязкость масла в агрегатах трансмиссии, что ведет к значительным потерям мощности на ее прокручивание; по­вышенное сопротивление движению по заснеженным дорогам.

При перевозке грузов значительно усложняется возмож­ность обеспечения их сохранности вследствие того, что мно­гие из грузов при остывании, замерзании теряют необходимые свойства, снижается их качество. Низкие температуры значи­тельно ухудшают условия работы водителя, поездки пассажиров. Затрудняется работа водителя также вследствие снижения видимости дороги из-за запотевания и обмерзания стекол ка­бины, частых при температуре ниже -40°С туманов, при дви­жении по заснеженным и обледенелым дорогам. Чрезвычайно усложняются возможности обнаружения и устранения отказов в пути, особенно в системах питания и зажигания из-за неболь­ших размеров деталей приборов этих систем.

Особенности эксплуатации автомобилей в условиях холод­ного климата определяют ряд требований к их конструкции, обеспечивающих надежность и безопасность эксплуатации автомобилей, надлежащие условия работы водителя, комфор­табельность поездки пассажиров.

Для эффективной и безопасной эксплуатации автомобилей в районах Севера технически и экономически целесообразны модификации этих автомобилей в северном исполнении. Авто­мобили должны надежно работать при безгаражном хранении в диапазоне температур окружающего воздуха от +40°С до — 60°С и относительной его влажности до 98 % при +25°С и бо­лее низких температурах. Особое внимание должно уделяться обеспечению надежного легкого пуска двигателя при низких температурах, определяющего в общем случае готовность к движению. В условиях низких температур это приобретает чрезвычайно важное значение, характеризуя безопасность экс­плуатации автомобиля.

Вопросы для самопроверки

1. Надежность работы водителя.

2. Профессиональная долговечность водителя.

3. Функции водителя в системе ВАДС.

4. Особенности водителя как элемента системы водитель - автомобиль.

Раздел 3. Диагностика дорожных условий

Тема 3.1. Влияние дорожных условий на надёжность управления автомобилем

Проблема безопасности движения по дорогам, существовавшая еще в эпоху конного транспорта, особенно активизировалась с появлением механических транспортных средств. Уже в 1831 г., когда в Лондоне делались первые попытки перевозки пассажиров на повозках с паровыми двигателями, случилось первое дорожно-транспортное происшествие, при котором повозка, объезжая детей, игравших на дороге, врезалась в стену дома и погиб водитель.

После окончания второй мировой войны процесс автомобилизации опережает во всем мире темпы нового дорожного строительства и совершенствования существующей дорожной сети. В ряде стран насыщение дорожной сети автомобилями достигло значительных размеров и продолжает увеличиваться. В 1977 г. на 1 км протяженности дорожной сети Великобритании приходилось в среднем 46 автомобилей. В 1989 г. это число увеличилось до 89. Аналогично в Японии оно изменилось с 29 до 46, в Швейцарии — с33 до 48, во Франции — с 23 до 34 и в США—с 19 до 29. Автомобилям становится все теснее на дорогах, а в число участников движения включаются новые, малоопытные водители. Все это проявляется в снижении эффективности автомобильного транспорта и росте числа дорожно-транспортных происшествий. Во многих странах число погибающих на дорогах соизмеримо с числом жертв войн, тяжелых болезней и эпидемий. Дороги стали своеобразным «полем сражений», где ошибки людей, неорганизованность движения, несовершенство дорог и неисправности автомобилей выдвигают перед человечеством актуальную проблему борьбы за жизнь пользующихся дорогами.

Делались попытки установления зависимости между числом смертельных исходов происшествий в год D, численностью населения в стране Р и количеством автомобилей N. Известна например формула английского профессора Рейбена Смида D/Р=0,0003(N/P)^1/3.

Раскрывая общую тенденцию опасности дорожных происшествий, эта формула непригодна для прогноза роста происшествий или оценки степени обеспеченности безопасности движения, поскольку не учитывает множества влияющих факторов — плотности дорожной сети, качества дорог, рельефа местности, национальных особенностей населения, социальных условий и др. Проблема безопасности движения индивидуальна для каждой страны или даже ее районов и должна решаться самостоятельно.

В развитых странах при росте численности парка автомобилей в результате предпринимаемых мер по улучшению состояния дорожной сети и организации движения удается снизить как относительный показатель аварийности на 100 млн автомобиле-километров пробега, так и абсолютное количество происшествий. В Советском Союзе в 1990 г. на дорогах погибло 63,3 тыс. чел. По числу дорожных происшествий он был на первом месте в мире, опережая США, где при существенно большем числе автомобилей погибло 46,8 тыс. чел. Продолжается рост жертв на дорогах и в России — с 35 360 чел. в 1990 г. до 37 500 в 1991 г.

Обеспечение безопасности движения приобрело в стране общенациональное значение. Повышению безопасности движения был посвящен ряд правительственных постановлений. Решение проблемы безопасности дорожного движения требует проведения комплексных мероприятий и включает:

- уточнение требований к здоровью и физическому состоянию водителей, совершенствование их первоначальной подготовки и систематическое повышение квалификации;

- повышение требований к конструктивной безопасности автомобилей и техническому состоянию их в условиях эксплуатации;

- совершенствование требований к пользованию дорогами и соблюдению правил движения водителями;

- организацию и оперативное управление движением — активное и пассивное регулирование;

- своевременную информацию водителей о постоянных и меняющихся условиях движения по дороге (туман, гололед, ремонтируемые участки) установкой знаков, оповещением в печати, по радио и телевидению, изданием маршрутных карт с указанием опасных мест;

- совершенствование медицинской и технической помощи при дорожно-транспортных происшествиях. Создание притрассовой системы телефонной связи;

- учет особенностей восприятия водителями дорожных условий в проектировании дорог и организации дорожного движения;

- обучение населения вопросам безопасности движения;

- совершенствование методов расследования дорожно-транспортных происшествий и разработку объективных методов оценки причин возникновения происшествий;

- поддержание службой ремонта и содержания дорог транспортно-эксплуатационных качеств дороги;

- разработку экономичных методов перестройки опасных мест; решение задач социологического характера — создание благоприятных условий труда и быта водителей.

Возникла новая отрасль техники — организация движения (Traffic Engineering), объединяющая вопросы проектирования, строительства и эксплуатации дорог, улиц и придорожной полосы местности, а также управления движением транспортных потоков, связанные с обеспечением безопасности, удобства и экономичности перевозок пассажиров и грузов.

В нашей стране с 1974 г. начата подготовка инженеров новой специальности «Организация дорожного движения» как одна из мер по упорядочению движения по дорогам, повышения его безопасности и эффективности перевозок. Однако приведенный выше перечень мероприятий, влияющих на повышение безопасности движения, показывает, что она может быть обеспечена только совместными усилиями большого числа специалистов различных отраслей науки и техники и потребует проведения больших исследовательских работ. В данном учебнике показано, как на безопасность движения влияют дорожные условия, т. е. та обстановка, в которой осуществляются автомобильные перевозки и работают водители.

В учебнике рассматривается преимущественно специфика повышения безопасности движения на участках дорог между населенными пунктами, хотя статистические данные о дорожно-транспортных происшествиях показывают, что большой их процент случается в населенных пунктах. Но в загородных условиях безопасность движения в значительной степени зависит от дорожных условий и складывающихся под их влиянием режимов движения транспортных потоков. В населенных пунктах основная причина происшествий — недисциплинированность пешеходов и нарушение правил движения водителями. Дорожные условия играют второстепенную роль. Основным путем повышения безопасности становятся меры организации движения, рассматриваемые в специальных курсах («Организация дорожного движения» и «Транспортная планировка городов»).

Напомним, что дорога и дорожная обстановка — это элемент рассмотренной системы управления, который передает водителю информацию, являющуюся источником для развития последующих процессов управления автомобилем.

Дата добавления: 2015-04-30