Наше учебное пособие

Зная плотность вероятности отказа, можно рассчитать вероятность отказа за любой промежуток пробега, то есть спланировать количество запчастей, которое потребуется для каждой марки машины по каждому агрегату на предстоящий год:

m(x1-x2)≈ х n·f(X) х ΔX. Например n=75 термостатов, ΔX=4000 км, f(42000)=0,2.

m(40000-44000) ≈0,2 х 4 х 75= 60 отказавших термостатов.

9.7. Закономерности процесса восстановления (3-го вида), их практическое применение

Для рациональной организации производства необходимы сведения о количестве всех отказов данного вида, поступающих в зоны ремонта в течение смены, недели, месяца и от каких факторов оно зависит, т.е. речь идет о надежности группы ТТМ. При отсутствии этих сведений нельзя рационально организовать производство, т.е. определить необходимое число рабочих, размеры производственных площадей, расход запасных частей и материалов. Взаимосвязи между показателями надежности ТТМ и суммарным потоком отказов для группы ТТМ изучают с помощью закономерностей третьего вида, которые характеризуют процесс восстановления – возникновения и устранения отказов и неисправностей изделий во времени. Это позволяет учесть как первые отказы изделия, так и последующие его отказы.

Основными характеристиками закономерностей третьего вида явля-

ются:

–средняя наработка до k-го отказа;

–коэффициент полноты восстановления ресурса;

–ведущая функция потока отказов (функция восстановления).

Средняя наработка до k-го отказа:

к

xк x1 x12 x23 ... xк 1,к x1 xк 1,к ,

к 2

где x1 – средняя наработка до первого отказа;

x12 – средняя наработка между первым и вторым отказом;

x23 – вторым и третьим и т.д. к – порядковый номер отказа.

События х1 , х2… хk называются процессом восстановления. Средняя наработка между отказами для n автомобилей: между первым и вторым отказами

161

n

x12

x i 1

n

между (k-1) – ым и k-м отказами:

n

xк 1,к xx 1,к i 1 n .

Коэффициент полноты восстановления ресурса характеризует возможность сокращения ресурса после ремонта, т.е. качество произведенного ремонта (0 η 1). После первого ремонта (между первыми и вторыми отказами) этот коэффициент равен

1 x12 ,

x1

после k-го отказа

k хк,к 1 .

х1

Ведущая функция потока отказов определяет накопленное количество первых и последующих отказов изделия к моменту (наработке) х.

x F1 x F2 x ... Fk x Fk x .

k 1

Для получения графика необходимо сложить функции вероятностей отказов (рис. 9.7).

F	F2	F3
F1
1
F1(x2)
	F2(x3)
F1(x2)
F1(x1)	F2(x2)	F3(x3)
X1	X2	X3	X
		F3(x3)
		F2(x3)
1	F2(x2)
	F1(x2)	F1(x3) = 1
F1(x1)
X1	X2	X3	X

Рис. 9.7. Формирование ведущей функции восстановления

162

Параметр потока отказов (х) – плотность вероятности возникновения отказа восстанавливаемого изделия, определяемая для данного момента времени или пробега:

x x fk x ,

k 1

где f (х) – плотность вероятности возникновения отказа.

Иными словами, (х) – это относительное число отказов, приходящееся на единицу времени или пробега одного изделия. Причем при характеристике надежности изделия число отказов обычно относят к пробегу, а при характеристике потока отказов, поступающих для их устранения,

– ко времени работы соответствующих производственных подразделений. Ведущая функция и параметр потока отказов определяются аналитически лишь для некоторых видов законов распределения. Например, для

нормального закона

x

F x

x1

(9.1)

k

k

k 1

k 1

x k

x

2

1

x

1

2 2k

e

,

k 1

2 k

где Ф(z) – нормированная функция для

Zx k x1 .

k

Пример. Наработка до первой замены накладок сцепления составляет х1 = 58 тыс. км, среднее квадратическое отклонение = 10 тыс. км, коэффициент восстановления ресурса = 0,6. Определить возможное число замен при пробеге автомобиля 150 тыс. км.

Для расчетов используем формулу 9.1, последовательно определяя значения F1, F2, F3 и т.д.:

F1 150 150 1 58 9,2 1; 10

F2 150 150 2 0,6 58 5,7 1, 10 2

далее F3 (150) = 0,995; F4(150) = 0,69; F5(150) = 0,136; F6(150) = 0,007.

Суммируя, получаем

6

150 z 3,83.

k 1

163

Ввиду того, что F6 мало, последующие расчеты для F7 и других можно не производить. Таким образом, к пробегу 150 тыс. км возможное число замен данной детали составит 3,83.

Для практического использования важны некоторые приближенные оценки ведущей функции параметра потока отказов. Ведущая функция параметра потока отказов стареющих элементов для любого момента времени или для пробега удовлетворяет следующему неравенству:

x		1 x	x		(9.2)
	x1			x1

Для рассмотренного выше примера с заменой накладок сцепления, используя формулу (9.2), получим следующую оценку ведущей функции параметра потока отказов при пробеге автомобиля х = 150 тыс. км:

3,3 x 4,3.

Таким образом, к пробегу х в среднем будет наблюдаться от 3,3 до 4,3 отказов сцепления.

Таким образом, знание закономерностей технической эксплуатации позволяет перейти от ожидания стихийного появления событий (отказы), к объективному предвидению их с определенной вероятностью. Используя значения ведущей функции потока отказов, можно:

–определить расход деталей за любой период наработки;

–планировать работу системы снабжения;

–оценить количество отказов данного вида, которое будет поступать

взоны ремонта в течение смены, недели, месяца;

–узнать, будет ли их количество постоянным, и понять, от каких факторов оно зависит;

–в зависимости от этого определить количество рабочих, площади зоны ремонта и т. д.

9.8.Виды технического контроля при производстве ТО и ремонта ТТМ. Цели, задачи технического контроля, эффект, полученный от

каждого вида контроля

Технический контроль (ТК) – проверка соответствия изделия требованиям технических условий. ТК с целью своевременного предупреждения брака должен быть максимально приближен к основным технологическим операциям.

По месту в технологическом процессе основного производства различают 3 вида контроля.

1. Входной контроль – проверка соответствия техническим условииям (ТУ) поступающего на предприятие ремонтного фонда, запасных час-

164

тей, полуфабрикатов, материалов и другой продукции внешней поставки. Таким образом, исключается возможность использования в дальнейших технологических процессах брака. Ещё одной задачей входного контроля, характерной именно для сервисных предприятий по ТО и ремонту машин, является определение потребности в ремонтных и регулировочных работах конкретного агрегата или узла автомобиля.

2. Операционный контроль – выполняется после проведения определённых технологических операций. При этом виде контроля проверяется либо качество продукции, либо технологический процесс на соответствие его установленным требованиям. Разновидностью операционного контроля является активный контроль, осуществляемый непосредственно в процессе выполнения операций измерительными приборами. Применение активного контроля повышает производительность и сводит к минимуму влияние субъективных факторов на результат проверки. Таким образом, задача операционного контроля не допустить на следующую стадию производства бракованную продукцию, тем самым предотвращая потери, связанные с выполнением операций на уже негодной детали.

3. Приёмочный контроль – является наиболее ответственным этапом всего технологического процесса восстановления или изготовления деталей, сборки узла, агрегата или автомобиля в целом. При этом проверяются все основные показатели готовности объекта, предусмотренные техническими условиями, стандартами, чертежами и другими документами. Первая цель приёмочного контроля – недопущение брака до потребителя. Вторая цель – предупреждение возникновения брака на всех стадиях производства.

9.9.Виды диагностирования ТТМ и их назначение

Виды диагностирования ТТМ определяются видами технического контроля и видами технологических процессов ТО и ремонта, проводимых в данном УТТ. Это объясняется тем, что диагностирование служит инструментом для проведения технического контроля. В большинстве УТТ осуществляются следующие технологические процессы: ТО-1; ТО-2; ТР автомобилей (демонтаж – монтаж агрегатов и узлов и их регулировка на автомобиле); ремонт узлов и агрегатов автомобиля на участках по ремонту

(РУ).

В каждом технологическом процессе есть три вида контроля, который осуществляется путем диагностирования. В таблице 9.2 приведены все виды диагностирования в УТТ.

Д-1 предназначено для контроля механизмов, обеспечивающих безопасность движения. Оно проводится, как правило, с периодичностью ТО-1.

165

Таблица 9.2

Виды диагностирования на предприятиях технологического и автомобильного транспорта

Технологический		Виды технического контроля
процесс	Входной		Операционный	Приемочный
ТО-1	Д-1		ДТО-1	Д-ОТКТО-1
ТО-2	Д-2		ДТО-2	Д-ОТКТО-2
ТР	Д-ТР		Дтр	Д-ОТКтр
Ремонт агрегатов	Д-РУ		Дру	Д-ОТКру
(РУ)

Д-2 предназначено:

1 – для определения эксплуатационных свойств ТТМ; 2 – для определения перечня и объемов ремонтных работ, которые

требуются для восстановления работоспособности ТТМ.

Д-2 проводится с периодичностью ТО-2, за два – три дня до постановки ТТМ на ТО-2. Это время используется для подготовки производства к проведению сопутствующего ремонта.

Д-ТР предназначено для локализации (уточнения причин) неисправностей агрегатов на ТТМ.

Д-РУ предназначено для уточнения объемов работ при ремонте агрегатов, снятых с ТТМ.

ДТО-1; ДТО-2; Дтр; Дру – диагностирование в процессе проведения работ ТО-1, ТО-2, ТР, РУ. Эти виды диагностирования предназначены для определения потребности в регулировочных работах и контроля их качества, они проводится самим исполнителем работ.

Д-ОТК – диагностирование с целью контроля качества выполненных работ.

9.10. Методы, оборудование и технология диагностирования тормозных систем ТТМ

Для тормозных систем машин применяются два вида диагностирования общее и поэлементное. При общем диагностировании измеряют тормозной путь и замедление автомобиля или тормозные силы и их разность на колесах каждой оси. При поэлементном – скорость нарастания и спада тормозных сил, время срабатывания тормозных механизмов, ход штоков тормозных камер, свободный ход педали тормоза, производительность компрессора.

166

Перечисленные диагностические параметры измеряют: путем ходовых испытаний; в процессе эксплуатации – встроенными средствами диагностирования; в стационарных условиях – при помощи тормозных стендов.

Ходовые испытания применяют главным образом как инспекторскую проверку для грубой оценки тормозных качеств автомобиля. Испытания могут проводиться визуально: по тормозному пути и синхронности начала торможения колес при резком однократном нажатии на педаль (сцепление выключено), а также с использованием переносных приборов (Например, прибор «Эфтор», деселерометр). Диагностирование тормозного пути и замедления должно проводиться на ровном, сухом, горизонтальном участке дороги при скорости 40 км/ч .

Стационарное диагностирование тормозных свойств машины применяют для получения более обширной и точной информации о техническом состоянии ее тормозных механизмов. Кроме того, оно позволяет не только выявлять дефекты, но и контролировать качество их устранения. Стационарное диагностирование проводится, как правило, при помощи силовых тормозных стендов.

Силовые тормозные стенды предназначены для имитации движения автомобиля и измерения при этом параметров эффективности их тормозов. Из назначения стенда следует, что он должен включать в себя опорноприводное и измерительное устройства.

Опорно-приводное устройство состоит из рамы, двух пар роликов, на которые поочередно устанавливаются колеса одной оси автомобиля, и приводных электродвигателей, вращающих ролики. Рама стенда для легковых автомобилей может быть как единой (под оба колеса оси), так и раздельной (под каждое колесо). Ролики служат для передачи крутящего момента от приводного электродвигателя колесам автомобиля с использованием сил сцепления. Для реализации полного тормозного момента поверхность роликов делают рифленой или же покрывают антифрикционным материалом. Для этой же цели диаметр роликов делают относительно малым, а расстояние между ними достаточно большим, обеспечивающим и хорошее сцепление, и невозможность самопроизвольного выезда автомобиля при измерении максимального тормозного момента. Выезд автомобиля со стенда обеспечивают торможением роликов.

Один из каждой пары роликов соединен через редуктор с приводным, балансирно подвешенным электродвигателем. Статор электродвигателя при помощи рычага опирается на датчик измерительного устройства. В тормозных стендах для легковых автомобилей обычно применяют планетарные редукторы, встроенные в электродвигатель.

Измерительный комплекс включает в себя: датчик давления, на который воздействует рычаг статора приводного электродвигателя; измеритель реактивного крутящего момента, равного тормозному моменту; про-

167

тивоблокировочное устройство, подающее сигнал о прекращении вращения колеса.

В состав измерительного комплекса могут входить датчики давления на педаль и давления в приводе тормозов (в функции времени).

Технология диагностирования на силовом тормозном стенде следующая. Автомобиль устанавливают колесами одной из осей на ролики стенда, включают приводные двигатели и, вращая колеса роликами стенда, постепенно нажимают на тормозную педаль. Возникающие при этом тормозные силы измеряют по величине реактивных моментов на статорах электродвигателей. Одновременно измеряют ряд других диагностических параметров: зависимость изменения тормозной силы от силы давления на педаль (при гидравлическом приводе); силу и постоянство сопротивления вращению незаторможенного колеса; время срабатывания тормозных механизмов. Величины тормозных сил, используют для расчета параметров эффективности торможения:

–удельной тормозной силы – как отношения суммы тормозных сил на всех колесах машины к ее массе;

–разности тормозных сил на колесах одной оси.

9.11. Методы, оборудование и технология диагностирования двигателя ТТМ

При любом виде диагностирования проводят осмотр и опробование двигателя пуском, оно предусматривает визуальное обнаружение подтеканий масла, топлива, охлаждающей жидкости, оценку легкости пуска, дымления на выпуске, прослушивание его работы с целью обнаружения резких шумов, стуков, оценку равномерности и устойчивости работы и др. Проверка позволяет выявить очевидные дефекты двигателя.

Более точно мощность двигателя определяют при помощи стенда тяговых качеств или бесстендовыми методами.

При помощи стенда тяговых качеств мощность двигателя определяют одновременно с диагностированием автомобиля по мощностным и экономическим показателям. Для этого, измерив колесную мощность автомобиля Nк при максимальном крутящем моменте вала двигателя или при максимальной мощности, вычисляют соответствующую мощность двигателя с учетом механических потерь в трансмиссии автомобиля и стенде по формуле

N

Ne тр kст .

168

Вбесстендовых методах в качестве нагрузки используют сопротивление части выключенных из работы цилиндров испытуемого двигателя или же силы инерции его масс при разгоне.

1. Метод выключения из работы цилиндров заключается в замере снижения скорости вращения коленчатого вала двигателя под нагрузкой, создаваемой поочередным выключением из работы его цилиндров. Для этой цели (после прогрева до нормальной температуры) у дизелей прекращают подачу топлива в очередной цилиндр, а у карбюраторных – отключают от него зажигание. Выключенные цилиндры нагружают двигатель за счет компрессии. Чем ниже мощность отключенного цилиндра, тем меньше при его отключении снижается частота вращения коленчатого вала. Сравнивая снижение частоты вращения вала с нормативом, выявляют цилиндры двигателя, не развивающие установленной мощности, и находят ее потери в процентах. Затем суммируют полученные результаты и таким образом определяют мощностные показатели двигателя в целом.

2. Метод определения мощности двигателя по его разгонной характеристике без нагрузки. Заключается в измерении интенсивности ускорения коленчатого вала при полной подаче топлива от минимально устойчивой частоты его вращения на холостом ходу до максимальной. При этом нагрузка двигателя осуществляется за счет сил инерции его движущихся масс, являющихся для данного двигателя постоянной величиной.

Вслучае отклонения мощности двигателя от нормы производят поэлементное диагностирование систем и механизмов двигателя.

Диагностирнование цилиндро-поршневой группы (ЦПГ) и газораспределительного механизма (ГРМ) осуществляется следующими методами: по компрессии; по утечкам сжатого воздуха из цилиндров двигателя; прорыву газов в картер двигателя; угару масла, параметрам картерного масла.

1. Компрессию двигателя, т. е. давление в конце такта сжатия в каждом из его цилиндров, измеряют манометром, вращая коленчатый вал с установленной частотой. Чтобы получить достоверные результаты, необходимо компрессию определять на прогретом двигателе, а частоту вращения коленчатого вала принимать такой, какую для данного двигателя обеспечивает исправная заряженная батарея.

Взависимости от степени сжатия минимально допустимая компрессия для карбюраторных двигателей составляет 440 … 780 кПа, а для дизельных – около 2 МПа. Резкое снижение компрессии (на 30 … 40%) свидетельствует о поломке колец залегании их в поршневых канавках или неплотном закрытии (прогорании) клапанов. Компрессию измеряют при помощи компрессометра (манометра, фиксирующего максимальный показатель) или компрессографа.

2. Утечки сжатого воздуха из цилиндра в положении, когда его клапаны закрыты, характеризуют износ колец, потерю ими упругости, их за-

169

коксовывание или поломку, износ цилиндра или стенок поршневых канавок, потерю герметичности клапанов и прокладки головки цилиндров. Состояние двигателя проверяют при помощи прибора К-69М или К-72. Пользуясь этим прибором, поочередно впускают сжатый воздух в цилиндры через отверстия для свечей зажигания при закрытых клапанах и измеряют утечки воздуха по показаниям манометра прибора.

Наличие в цилиндре неплотностей вызывает утечку из него воздуха и уменьшение давления воздуха в камере, регистрируемое манометром. Для удобства пользования прибором по манометру определяют не давление, а относительную утечку воздуха в процентах по отношению к ее максимальному значению.

Утечки воздуха через клапаны двигателя, указывающие на их неисправности, обнаруживают визуально по колебаниям пушинок специального индикатора, который устанавливается в свечные отверстия цилиндров, соседних с проверяемым цилиндром. Утечки через прокладку головки цилиндров определяют по пузырькам воздуха, появляющимся в горловине радиатора.

3.Угар масла определяют по количеству доливаемого масла в процессе эксплуатации. Он зависит от износа колец и герметичности клапанов. Кроме того, возможны утечки масла. Допустимая норма угара масла составляет не более 4% от расхода топлива. Повышенный угар масла сопровождается заметным дымлением на выпуске (при прогретом двигателе).

Недостатками указанного метода являются: трудность учета величины угара масла в эксплуатации, зависимость расхода масла не только от износов колец, но и от износов направляющих втулок клапанов и утечек через соединения.

4.Прорыв газов в картер зависит только от износа деталей ЦПГ двигателя, увеличиваясь в соответствии с пробегом автомобиля. Объем прорывающихся газов измеряют газовым счетчиком или же газовым расходомером. Газовый счетчик присоединяют к маслоналивной горловине, а картер герметизируют (закрывают вентиляционную трубку и отверстие для маслоизмерительного щупа). Прорыв газов измеряют на стенде тяговых качеств под нагрузкой, соответствующей максимальному крутящему моменту двигателя.

5.Диагностирование по параметрам картерного масла дает возможность определить темп изнашивания деталей двигателя, качество работы воздушных и масляных фильтров, герметичность системы охлаждения, а также годность самого масла. Для этого необходимо периодически отбирать из картера пробы масла, измерять концентрацию в нем кремния и продуктов износа, определять вязкость и содержание воды. Превышение допустимых норм концентрации в масле металлов укажет на неисправную работу сопряженных деталей: превышение нормы содержания кремния –

170