1.4 Основные причины преждевременных отказов. Виды отказов

Все факторы, влияющие на надежность машин, можно разделить на три группы: конструктивные, производственные и эксплуатационные.

К конструктивным относят факторы, способные еще на этапе проектирования и конструирования определить условия возникновения последующих отказов аппаратуры и ПО. К ним относятся выбор типов элементов (элементной базы); выбор принципиальной, электрической, гидравлической, структурной, логической и других схем; выбор режимов работы элементов; выбор уровня автоматизации проектирования; выбор технологии программирования; организация технологического процесса (ТП) разработки ПО.

К производственным относят факторы, возникающие в процессе изготовления АПК и воздействующие на его надежность. Такими факторами являются контроль качества материалов и элементов, получаемых от поставщиков; входной контроль покупных комплектующих изделий (ПКИ); организация ТП производства; организация процесса настройки и наладки аппаратуры, процессов тестирования ПО на технических средствах, входящих в состав АПК; контроль качества продукции, в том числе качества ПО.

Эксплуатационные факторы зависят от дорожных, транспортных и климатических условий. Они в наибольшей степени влияют на техническое состояние автомобилей. Дорожные условия характеризуются типом, состоянием и прочностью покрытий, продольным профилем дороги, режимом движения, видимостью и т. д. Климатические условия в различные периоды года определяются температурой и влажностью воздуха, атмосферным давлением, количеством осадков, силой и направлением ветра, продолжительностью снегового покрова. Транспортные условия включают объем и расстояние перевозок, условия погрузки и разгрузки, особенности организации перевозок, условия хранения, обслуживания и ремонта автомобилей. В зависимости от условий эксплуатации изменяются скоростные и нагрузочные режимы деталей, механизмов и агрегатов автомобилей и срок их безотказной работы. Например, на коротких маршрутах чаще пользуются сцеплением, тормозами, переключают передачи и сцепление, вследствие чего увеличивается вероятность их отказов.

При эксплуатации автомобилей в тяжелых дорожных условиях увеличиваются нагрузки на детали автомобиля, вызывая ускоренное изнашивание, усталость металла, нарушение стабильности креплений и регулировок, а в ряде случаев поломку деталей трансмиссии, ходовой части и рулевого управления. Разные дорожные условия влияют на изменение характера действия нагрузок. Вибрации рамы вследствие неровностей дороги ослабляют заклепочные соединения, нарушают соосность двигателя и коробки передач, вызывают дополнительные нагрузки в корпусах. Вибрация автомобиля ускоряет износ и приводит к поломке крепежных деталей карданной передачи, радиатора и подвески.

Понижение температуры окружающего воздуха, ухудшение состояния дороги вследствие снежных заносов или распутицы вызывают дополнительные преждевременные износы или поломки деталей автомобиля (износ шлицев, вилок, шипов и подшипников крестовины, срез шпилек крепления подвесной опоры и др.).

С целью уменьшения влияния климатических условий на протекание рабочих процессов автомобиля созданы специальные смазочные материалы. Работа автомобиля на влажных дорогах, а также в условиях влажного климата вызывает коррозию деталей подвески, рамы, кузова, крыльев, кабины и т. п.

На срок службы силовых передач автомобиля существенно влияет их тепловой режим. Он определяется температурой окружающего воздуха, степенью загрузки автомобиля, его скоростью и зависит от длины ездки, продолжительности простоя под погрузкой и выгрузкой, качеством ТО в процессе работы и другими показателями.

В процессе работы и хранения автомобиля ряд его агрегатов и деталей находятся в постоянном взаимодействии с эксплуатационными материалами. Свойства этих материалов и условия их применения сказываются на процессе изнашивания и коррозии деталей, расходе масла, производительности автомобиля. Применяемые эксплуатационные материалы должны соответствовать конструктивным и технологическим особенностям агрегатов автомобиля, их техническому состоянию и условиям эксплуатации.

Большое влияние на техническое состояние автомобиля оказывает качество его вождения, от которого зависят динамические нагрузки в деталях трансмиссии автомобиля. Наиболее действенны режимы трогания с места в случае застревания автомобиля. При резком включении сцепления крутящий момент, прикладываемый к трансмиссии, может значительно превысить максимальный крутящий момент двигателя с учетом коэффициента запаса. Этим объясняются поломки в трансмиссии автомобиля, работающего в условиях плохих дорог.

Виды отказов автомобиля

Отказы и неисправности автомобиля можно классифицировать по различным признакам в зависимости от поставленной задачи.

По источнику возникновения отказы автомобиля можно разделить на конструктивные, технологические, эксплуатационные и износовые.

Конструктивные отказы связаны с несовершенством конструкции автомобиля - неудачно выбрана конструктивная схема автомобиля и его агрегатов, не известны условия эксплуатации, плохо защищены детали от попадания абразивов, влаги и т. д.

Технологические отказы возникают вследствие неправильно назначенной технологии. изготовления детали, некачественного материала, низкой культуры производства и т. д.

Эксплуатационные отказы - следствие неправильной эксплуатации автомобиля или его элементов, нарушения режимов ТО и других факторов. Естественное изнашивание и старение металлов или других материалов вызывают износовые отказы.

По характеру процесса отказы автомобиля делят на постепенные и внезапные. Отказ, которому предшествует постепенное изменение какого-либо параметра или свойства, называют постепенным (например, поломка коренного листа рессоры в результате накопления усталостных повреждений), а отказ, возникновение которого практически возможно в любой период эксплуатации (зависит только от случайных факторов) -- внезапным (например, прокол шины).

Многие внезапные отказы являются таковыми лишь по форме возникновения, и их прогнозирование зависит от уровня знаний специалиста, контрольно-диагностических средств и экономической целесообразности их применения.

Поэтому в группе внезапных отказов целесообразно выделить подгруппу условно-внезапных отказов, возникающих в результате такого постепенного изменения параметров технического состояния, которое в данный период изучено недостаточно и не может быть зафиксировано существующими приборами и методами. К этой группе относятся также неисправности и отказы, которые в процессе эксплуатации фиксировать нецелесообразно по экономическим причинам. Установлено, что около половины отказов относятся к постепенным, из которых 60--65 % непосредственно зависят от регулярности и качества ТО. Количество условно - внезапных отказов составляет около 20 %. Группа условно - внезапных отказов - это резерв профилактических воздействий, все шире применяемых по мере совершенствования конструкции автомобилей и использования, эффективных контрольно- диагностических средств. [7]