Общее положение по прогнозированию

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МАШИН

ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ НА ИЗМЕНЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И НАДЕЖНОСТЬ АВТОМОБИЛЕЙ

Условия эксплуатации влияют на режим работы агрегатов и деталей, ускоряя или замедляя изменение параметров их технического состояния. Это происходит по схеме: режимы работы автомобиля и его элементов – интенсивность изменения параметров технического состояния – реализуемые показатели надежности и работоспособности – ресурсы деталей, агрегатов, автомобилей – периодичность и перечень операций ТО, трудоемкость ТО и ремонта, расход запасных частей и материалов и т.д. В различных условиях эксплуатации реализуемые показатели надежности автомобилей за одинаковую наработку будут различаться, что скажется и на показателях эффективности технической эксплуатации. Учет условий эксплуатации необходим при определении нормативов ТЭА, потребности в ресурсах (персонал, производственно-техническая база, запасные части и материалы). Необходимо различать две группы условий (рисунок 7.1).

Объективные и четко фиксируемые условия, которые однозначно действуют на надежность всех автомобилей и, следовательно, на нормативы технической эксплуатации. Они подразделяются на внешние и внутренние.

Внешние условия (см. рисунок 7.1), например тип дороги (таблица 7.1), условия движения (рисунок 7.2), климатические (рисунок 7.3) и сезонные условия (таблица 7.2) и др.

Так, режимы работы грузового автомобиля при интенсивном городском движении изменяются по сравнению с движением по загородной дороге с одинаковым типом покрытия следующим образом:

— скорость движения сокращается на 50—52 %;

— среднее число оборотов коленчатого вала на 1 км увеличивается до 130—136 %;

— число переключений передач возрастает в 3—3,5 раза;

— удельная работа трения тормозных механизмов возрастает в 8—8,5 раза;

— пробег при криволинейной траектории движения (при поворотах, перестроениях и т.д.) увеличивается в 3—3,6 раза.

Из рисунка 7.2 следует, что стоимость цикла движения автопоезда в зависимости от колебания его скорости изменяется в несколько раз. Не случайно за рубежом контролю скорости движения автомобилей уделяется большое внимание.

Внутренние условия, например возраст, типы, марки, модели автомобилей, концентрация автомобилей на предприятии и др.

Местные, или субъективные, условия (рисунок 7.1) по отношению к конкретному автомобилю или группе автомобилей на каждом предприятии. Например, квалификация персонала (таблица 7.3), расстояние перевозок и др.

Условия эксплуатации
↓		↓
Объективные, действующие на все автомобили		Субъективные (местные), действующие на конкретные автомобили
↓		↓
– Тип, модель, марка – Возраст автомобилей и парка – Размер и обустройство АТП – Тип дорожного покрытия – Рельеф местности – Условия движения – Природно-климатические и природные условия		– Конкретные условия перевозок автомобилем, группой автомобилей (расстояние, скорость, нагрузка, вид перевозок и т.д.) – Квалификация водителей, стиль вождения – Квалификация специалистов и ремонтного персонала – Качество ТО и Р – Качество применяемых материалов и запасных частей – Методы хранения автомобилей и др.
↓		↓
Ресурсное, на основе: – классификации объективно действующих факторов – системы поправочных коэффициентов при определении нормативов ТЭА		Оперативное, на основе: – учета и анализа показателей надежности автомобилей (наработка на отказ, затраты на ТО и Р) – определения рациональных режимов ТО аналитически или табличными методами
↑		↑
Корректирование нормативов ТЭА

Рисунок 7.1 – Схема влияния условий эксплуатации на нормативы ТЭА

1 — остановка; 2 — промежуточная скорость V _п=8; 3 — 16; 4 — 24; 5 — 32;

6 — 40 км/ч. Цикл V _н– V _п– V _н

Рисунок 7.2 – Изменение относительной стоимости цикла движения автопоезда грузоподъемностью 16 т на дороге с усовершенствованным покрытием

По данным МАДИ на затраты по ТО и ремонту маршрутных автобусов, работающих в условиях большого города, основное влияние оказывают средняя длина перегона (вес фактора 67—69 %), использование пассажиро-вместимости (24—28 %) и плотность транспортного потока (4—6 %). Диапазон вариации этих факторов даже в рамках одной транспортной системы составляет по разным маршрутам соответственно 4,6; 3,4; 6,6 раза.

Таблица 7.1 – Влияние типа покрытия дороги на режим работы агрегатов автомобиля большой грузоподъемности

Параметр	Цементобетон, асфальтобетон	Битумоминеральные смеси	Щебень, гравий	Булыжник, грунт укрепленный	Естественный грунт
Коэффициент сопротивления	0,014	0,020	0,032	0,040	0,080
Среднетехническая скорость, км/ч
Среднее число оборотов коленчатого вала двигателя на 1 км пути
Среднеквадратическое отклонение угла поворота рулевого колеса, град		9,5
Число торможений на 1 км пути	0,24	0,25	0,34	0,42	0,9
Число переключений передач	0,52	0,62	1,24	2,10	3,20
Число колебаний подвески с амплитудой более 30 мм на 100 км

Данные таблицы 7.4 подчеркивают важность объективной оценки влияния условий эксплуатации на надежность и техническое состояние автомобилей. Более интенсивное использование автомобилей неминуемо увеличивает затраты ИТС на обеспечение их работоспособности, что должно быть учтено в расчетах с клиентурой и компенсировано ИТС подсистемой перевозок предприятия.

Источником такой компенсации является дополнительный доход, получаемый подсистемой перевозок. Таким образом, речь идет о взаимоотношениях двух подсистем автомобильного транспорта – коммерческой и технической эксплуатации, а в общем случае – о взаимоотношениях подсистемы ТЭА с клиентурой.

Таблица 7.2 – Средние значения показателей надежности городских автобусов большого класса по сезонам в умеренном климатическом районе, %

Праметр	Осень	Зима	Весна
Наработка на случай ремонта
Наработка на линейный отказ
Потери линейного времени по техническим причинам
число случаев
ч
Примечание – Показатели для лета приняты за 100 %

Таблица 7.3 – Влияние квалификации водителя на режим работы и надежность автобуса среднего класса

Квалификация водителя	Среднетехническая скорость движения	Средняя частота вращения коленчатого вала двигателя, об/мин	Число торможений на 1 км пути	Суммарный путь торможения, % от общего пути	Количество отказов	Ресурс агрегатов, %
Высокая	35,3		1,7	2,1
Средняя	33,6		2,6	3,8		44-70

Рисунок 7.3 – Влияние температуры окружающего воздуха на параметр потока отказов автомобилей

Таблица 7.4 – Влияние транспортных условий на надежность и производительность автомобилей, %

Параметр	Коэффициент использования
пробега β	грузоподъемности γ
0,7	0,9	0,8	1,0
Производительность
Число отказов и неисправностей
Число замен деталей и агрегатов
Примечание – Для β=0,5 и γ=0,7 значения параметров приняты за 100 %

Прогноз — это предположение в виде совокупности высказываний о будущем состоянии машины (об изменении параметров состояния, вероятности или числе отказов, долговечности элементов, остаточном ресурсе агрегата и т.д.). Прогнозирование даёт возможность указать с определённой погрешностью состояние элемента в будущем, в частности установить момент отказа элемента (машины).

Как известно, существует два понятия отказа: внезапный и постепенный. Под внезапным отказом понимается нарушение работоспособности элемента в результате скачкообразного изменения его параметра состояния до предельного значения (например, выход из строя прокладки головки блока двигателя, сгорание предохранительной пробки, поломка сегмента режущего аппарата). Внезапные отказы элементов машины обычно не поддаются прогнозированию с помощью существующих в настоящее время методов и средств диагностики.

Под постепенным отказом понимается нарушение работоспособности элемента, вызванное достижением параметром (например: износом) предельной величины в результате непрерывного изменения в процессе работы. К постепенным отказам относятся все отказы, связанные с износом и старением деталей. Постепенные отказы могут быть спрогнозированы.

Под теорией прогнозирования понимается совокупность правил и приемов для определения характеристик и параметров любого процесса, в том числе и процесса изменения технического состояния машины с опережением по времени его развития этого процесса.

Основой теории прогнозирования служит прогностика — научная дисциплина, изучающая поведение одних систем (прогнозируемых) в зависимости от изменения параметров других (прогнозирующих) систем, чтобы предвидеть, что будет происходить с прогнозируемой системой, если известно поведение прогнозирующих систем в настоящее время.

При прогнозировании технического состояния машины используются в основном два вида прогнозирования:

— прогнозирование по показателям надежности;

— прогнозирование по изменению диагностического параметра.

Дата добавления: 2015-06-04