Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ состояния вопроса обеспечения работоспособности легковых автомобилей в процессе эксплуатации. Задачи исследования 8
1.1. Анализ стратегий обеспечения работоспособности автомобилей 8
1.2. Системы ТО и ремонта автомобилей в России и за рубежом 15
1.2.1. Планово-предупредительная система ТО и ремонта 15
1.2.2. Фирменная система ТО и ремонта АО "АВТОВАЗ" 21
1.3. Анализ системы нормирования в автосервисе 26
1.3.1. Методы определения периодичности ТО 27
1.3.2. Методы группирования профилактических операций в виды ТО 33
1.3.3. Методы определения трудоёмкости ТО и ремонта 37
1.4. Анализ организационных форм автосервиса 38
1.4.1. Структура парка легковых автомобилей в России 38
1.4.2. Особенности технической эксплуатации легковых автомобилей . 39
1.4.3. Организация ТО и ремонта легковых автомобилей в России 42
1.4.4. Организация ТО и ремонта легковых автомобилей за рубежом . 50
1.5. Выводы и задачи исследования 59
Глава 2. Методика проведения работы 61
2.1. Общая методика и программа исследования 61
2.2. Методика аналитического исследования 61
2.3. Методика экспериментального исследования 63
2.3. 1 Методика сбора и обработки данных о надёжности элементов автомобиля 64
2.3.2. Методика измерения износа деталей 73
Глава 3 . Аналитическое исследование надёжности и изменения технического состояния автомобиля в процессе эксплуатации 79
3.1, Изменение показателей надёжности автомобилей в процессе эксплуатации 79
3.2. Изменение технического состояния элементов автомобиля в процессе эксплуатации 86
3.3. Методика разработки основных нормативов автосервиса 94
Глава 4. Анализ результатов экспериментального исследования 100
4.1. Анализ надёжности автомобилей 100
4.2. Анализ изменения технического состояния автомобилей 170
Глава 5. Разработка структуры эксплуатационно-ремонтного цикла автомобилей ВАЗ 190
5.1. Обоснование нормативов предупредительного ремонта автомобилей ВАЗ 190
5.2. Формирование структуры эксплуатационно-ремонтного цикла автомобилей ВАЗ 196
5.3. Разработка контрактно-сервисной системы ТО и ремонта 199
5.4. Технико-экономическая оценка результатов исследования 203
Общие выводы по работе 206
Литература 208
Приложения
- Планово-предупредительная система ТО и ремонта
- Организация ТО и ремонта легковых автомобилей в России
- Методика сбора и обработки данных о надёжности элементов автомобиля
- Изменение технического состояния элементов автомобиля в процессе эксплуатации
Введение к работе
Актуальность темы. Одним из распространенных видов машин индивидуального пользования является легковой автомобиль. Значительная вариация надёжности, условий и режимов эксплуатации легковых автомобилей, уровня жизни и предпочтений владельцев предопределяет функционирование разнообразных сервисных предприятий, предлагающие широкий спектр услуг на различных этапах жизненного цикла автомобиля.
Один из основных принципов современного сервиса машин состоит в следующем: "Кто производит, тот и обслуживает" [11, 71-73, 75, 79, 86]. В условиях конкуренции автопроизводитель берет на себя ответственность за поддержание работоспособности выпущенного и проданного изделия в течение всего времени его экономически целесообразной эксплуатации. Сегодня наиболее сильные позиции на рынке занимают фирмы, политика которых в области сервиса, основана на стремлении расположить покупателя к своей продукции, обеспечив ему наивысшее качество выполнения работ по обслуживанию в самые короткие сроки и с минимальными затратами. Примером подобного подхода является стратегия продаж фирмы "Toyota Motor", которая по этому поводу говорит: "Мы занимаемся обслуживанием, так считаем, что сервис продаёт автомобили" [79, 121].
Особое место среди предприятий автосервиса занимает заводская (фирменная) сеть предприятий по ТО и ремонту автомобилей, которая осуществляет продажу, а также гарантийное и послегарантийное обслуживание автомобилей своего производства. В нашей стране наибольшее распространение получила сервисно-сбытовая сеть предприятий технического обслуживания ОАО "АВТОВАЗ".
Согласно проведённым исследованиям, всего лишь 8% владельцев автомобилей обращаются на фирменные СТО в случае возникновения неисправности [45]. Остальные - предпочитают посещать независимые сервисы (26%), знакомого механика (37%) и заниматься самообслуживанием (29%). Аналогичная ситуация на рынке сервисных услуг складывается и в странах с развитой инфраструктурой сервиса. В Швеции 31% владельцев производят обслуживание и ремонт своего автомобиля на сертифицированных СТО и мастерских, включая дилеров. Доля дилерского обслуживания автомобилей в США, по оценке экспертов, составляет не более 15-20% [69, 131].
Большинство владельцев (около 40%) в качестве основной причины недовольства фирменным сервисом называют высокую стоимость предлагаемых услуг. Однако наличие заводских гарантий, современного диагностического оборудования и квалифицированного персонала ставит фирменный сервис по сравнению с конкурентами в более выгодное положение, но при условии снижения стоимости выполненных работ.
На автомобильном транспорте принята планово-предупредительная система технического обслуживания (ТО) и ремонта, которая постоянно совершенствуется. Фирменная система ТО и ремонта автомобилей производства ОАО "АВТОВАЗ" также основана на планово-предупредительной стратегии, согласно которой ТО носит профилактический характер, а ремонт осуществляется по потребности. По плану (принудительно) проводятся только операции технического обслуживания, а наработка до ремонтных воздействий не планируется, так как считается, что момент наступления отказов является случайным. Использование при текущем ремонте (ТР) профилактической стратегии значительно уменьшает эксплуатационные затраты, поскольку затраты на предупреждение отказа в среднем в пять раз ниже, чем на его устранение [130, 131].
В настоящее время на фирменных СТО нормируется только трудоёмкость ТР и её" распределение по видам работ [6-7]. Нормативы текущего ремонта устанавливаются на основании статистической информации об отказах без подробного анализа их физической сущности. Однако подобная информация содержит много субъективного о причинах отказах. Кроме этого, существующие нормативы ТР не позволяют осуществлять текущее планирование зоны ТР
6 и производственных участков СТО, а следовательно, и оценивать эффективность и качество их работы.
Анализ статистических данных по надёжности (отказам) автомобилей показывает, что определённая номенклатура отказов и замен деталей повторяется у большинства автомобилей. Особенно это относится к таким элементам, как двигатель, сцепление, привода передних колёс, подвеска, рулевое управление, тормозная система, на которые в сумме приходится около 45-55% затрат на запасные части, простоев и трудоёмкости устранения отказов. Закономерность повторения этих отказов свидетельствует о возможности спланировать значительную часть ТР не только по трудоёмкости, но и по периодичности, то есть более чётко сформировать структуру эксплуатационно-ремонтного цикла (ЭРЦ) автомобиля,
Основой для планирования ТР должны служить закономерности изменения показателей технического состояния элементов автомобиля в процессе эксплуатации, причём вид этих закономерностей должен быть установлен на основе физической сущности процессов.
Таким образом, значительная доля затрат на поддержание работоспособности автомобиля в процессе эксплуатации приходится на ТР. Одна из причин высоких затрат - отсутствие конкретных нормативов ТР (периодичности, номенклатуры работ, трудоёмкости) и чётко спланированной структуры ЭРЦ элементов. То есть, проблема разработки конкретных нормативов ТР, формирования структуры ЭРЦ автомобиля является актуальной.
Цель работы: снижение затрат на обеспечение работоспособности легковых автомобилей путём построения рациональной структуры эксплуатационно-ремонтного цикла на основе параметров изменения технического состояния и показателей надёжности в процессе эксплуатации.
Объект исследования: переднеприводные автомобили ВАЗ семейства "Самара" серийного производства, краткая техническая характеристика которых приведена в Приложении 1.1.
В качестве опорного пункта для осмотра, проверки технического состояния, выявления причин возникновения отказов и неисправностей в зависимости от наработки, накопления сведений о надёжности, проведения профилактических и ремонтных работ автомобилей ВАЗ был выбран официальный дилер ОАО "АВТОВАЗ" - 15-ти постовая станция технического обслуживания ЗАО "Сызранская СТО" (Самарская обл., г. Сызрань).
Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем: впервые представлены данные эксплуатационных наблюдений по надёжности основных элементов переднеприводных автомобилей ВАЗ; аналитически обобщены, обоснованы и экспериментально подтверждены зависимости изменения показателей технического состояния элементов автомобиля от наработки в данных условиях эксплуатации; предложены нормативы и номенклатура работ предупредительных ремонтов агрегатов, узлов и систем автомобиля; разработана контрактно-сервисная система ТО и ремонта легковых автомобилей.
Практическая ценность. Использование предлагаемых нормативов предупредительного ремонта (ПР) позволяет снизить затраты на поддержание работоспособности переднеприводного автомобиля ВАЗ на первом цикле эксплуатации (до первого КР двигателя) в 1,28 раза, что даёт возможность применения данной структуры на всех предприятиях, занимающихся ТО и ремонтом автомобилей ВАЗ. При этом экономический эффект от применения разработанных нормативов ПР на первом цикле эксплуатации одного автомобиля составляет около 20 тыс.рублей. Внедрение на автосервисных предприятиях разработанных нормативов ПР, рациональной структуры ЭРЦ автомобилей ВАЗ и контрактно-сервисной системы позволяет увеличить основные технико-экономических показатели деятельности предприятия: числа машино-заездов - на 12%, объёмов реализации услуг - на 7%, объёмов реализации запасных частей и расходных материалов - на 4%.
Планово-предупредительная система ТО и ремонта
В настоящее время на автомобильном транспорте используется планово-предупредительная система (ППС) технического обслуживания и ремонта, сочетающая в себе две стратегии обеспечения работоспособности: профилактическую - призванную предупредить отказ, и ремонтную - необходимую для восстановления работоспособности в случае наступлении отказа.
Формирование планово-предупредительной системы началось в 30-х годах прошлого века. В качестве официально сформулированной система планово-предупредительных ремонтов (ОДLP) была принята в нашей стране в 1933 году [65, 129-130], в США система SAE - в 1943 году [69, 105, 117], а в ряде других стран - в 40-50-х годах [65, .150]. Данная система характеризовалась жёсткой регламентацией режимов ТО в сочетании с принудительным ремонтом по большой номенклатуре агрегатов, узлов и деталей с одной стороны, и сведением технического обслуживания к инспекторским осмотрам, проводимых через 400-600 км пробега и выполнением ремонтов по результатам осмотров или по факту отказа ("стратегия ожидания ремонта") с другой.
В начале 40-х годов на основе обобщения опыта эксплуатации была предложена система профилактического обслуживания, которая в виде Положения о профилактическом обслуживании была утверждена в 1943 году [90]. В дальнейшем Положение периодически корректировалось с учётом изменения конструкции и надёжности автомобиля, а также проводимой НИР, что нашло отражение в соответствующей нормативно-технической документации [91-96]. Совершенствование системы технического обслуживания и ремонта, особенно с широким внедрением методов и средств диагностирования технического состояния и автоматических методов обработки или анализа информации [12, 15-17, 31-33, 48, 67-68, 77-78, 107, 116, 122, 146-148], позволило существенно снизить затраты на поддержание работоспособности, о чём можно судить по дан ным табл.1 Л.
Принципиальные основы планово-предупредительной системы ТО и ремонта в нашей стране установлены Положением о ТО и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта [95] и Положением о техническом обслуживании и ремонте автомобилей, принадлежащих гражданам [96]. Нормативы и требования данных систем действуют на федеральном, межотраслевом и отраслевом уровнях и являются обязательными для большинства пассажирских и автотранспортных предприятий независимо от их ведомственного подчинения или вида собственности.
Согласно этим документам работы по техническому обслуживанию проводятся принудительно, через определённые пробеги или промежутки времени, в объёме установленного перечня операций, а ремонт осуществляется по потребности или по результатам контроля (диагностирования) (рис. 1.4), что соответствует третьему варианту сочетания стратегий обеспечения работоспособности (табл. 1.1).
Согласно действующим Положениям в России применяется двухступенчатая система ТО, включающаяся в себя: ТО-1 - первое техническое обслуживание, ТО-2 - второе техническое обслуживание, с которым может совмещаться СО (сезонное обслуживание).
В соответствии с характером и назначением работ ремонт подразделяется на текущий и капитальный. Капитальный ремонт (КР) предназначен для регламентированного вое становления работоспособности автомобилей и его агрегатов, обеспечения их ресурса до следующего капитального ремонта или списания не менее 80% от норм для новых автомобилей и агрегатов. Капитальный ремонт агрегата предусматривает его полную разборку, дефектацию, восстановление или замену деталей с последующей сборкой, регулировкой или испытанием. КР выполняется в тех случаях, когда базовая или основные детали нуждаются в ремонте, требующем полной разборки, либо когда работоспособность агрегата не может быть восстановлена проведением текущего ремонта. Для КР нормируется только пробег до его проведения (табл.1.4), который корректируется соответствующими коэффициентами: пробег до КР = Кі К2 Кз, где К і - коэффициент, учитывающий категорию условий эксплуатации; К2 - коэффициент, учитывающий модификацию подвижного состава; Кз - коэффициент, учитывающий природно-климатические условия.. Планово-предупредительная система ТО и ремонта
Текущий ремонт (ТР) предназначен для устранения отказов и неисправностей, возникающих в процессе эксплуатации или выявленных при ТО, а также обеспечения установленных нормативных пробегов автомобилей и агрегатов до капитального ремонта. ТР должен обеспечивать безотказную работу отремонтированных узлов и агрегатов на пробеге, не меньшем, чем до очередного ТО-2. Положением регламентируется удельная трудоёмкость ТР (табл. 1.3), ко т то рая корректируется соответствующими коэффициентами., т.е. трудоёмкость ТР = Кі Кг К3 К4 К5, где IQ - коэффициент, учитывающий пробег с начала эксплуатации, К5 - коэффициент, учитывающий уровень концентрации подвижного состава.
Часть операций текущего (планово-предупредительного) ремонта малой трудоёмкости может выполняться совместно с ТО. Данный вид ремонта составляет 20% от трудоёмкости ТО и носит название сопутствующего.
Положением также предусматривается проведение планово-предупредительного и среднего ремонтов. Ремонтные работы, производимые по плану, называются планово-предупредительными (ПНР) и применяются к автомобилям с повышенными требованиями безопасности движения и безотказности работы. Средний ремонт (СР) подразумевает углубленную диагностику технического состояния автомобиля, устранение выявленных при этом неисправностей агрегатов, с заменой и ремонтом деталей, окраску кузова и другие работы, необходимые для восстановления эксплуатационных свойств автомобиля. Целесообразность применения профилактической стратегии подтверждается многолетним опытом эксплуатации автомобильного транспорта других стран, в которых преобладающей является трёхступенчатая структура системы ТО с различными видами их обозначения (табл. 1.5). Согласно таблице 1.5, для большинства стран характерна кратность между ТО-1 и ТО-2 равная двум. В США, по данным обследования лучших по организации инженерно-технической службы предприятий, трёхступенчатую систему (А, В, С) применяли 60% грузовых и 50% автобусных предприятий, двухступенчатую - 20 и 23%, четырёхступенчатую - 15 и 18%, многоступенчатую - 5 и 9% АТП [69],
Организация ТО и ремонта легковых автомобилей в России
Территориальные дилеры, работающие под дистрибьютором, образуют второй уровень этой системы. Помимо основных функций, в обязанности дилера входит формирование заявки (модель, комплектация и цвет), определяющей количество автомобилей для продажи в данном регионе. По состоянию на начало 2004 г. сервисно-сбытовая сеть ОАО "АВТОВАЗ" состоит из 507 предприятий, из которых 58 являются дистрибьюторами в регионах РФ, 135 - прямыми дилерами и 317 - региональными дилерами. Спецавтоцентр (САЦ), производственной мощностью 50 постов, должен продавать 5000 новых автомобилей, выполнять предпродажную подготовку и гарантийное обслуживание, реализовывать запасные части, а также ремонтировать 13000 автомобилей ВАЗ в год [142-143]. Перечень основных и дополнительных работ и услуг по ТО и ремонту автомобилей, выполняемых на предприятиях фирменной сети АО "АВТОВАЗ" приведены в Приложении 1.5. Для стимулирования сбыта своей продукции маркетинговыми службами АО "АВТОВАЗ" недавно были предложены следующие виды продаж: схема "старое в зачёт нового " (TRADE-IN) и покупка автомобиля ВАЗ в кредит [47].
Многие фирменные центры осуществляют продажу автомобилей ВАЗ через Интернет, производят бесплатную установку оборудования, купленного в магазине фирменной станции, проводят адресную работу с клиентом, выдают дисконтные карточки для постоянных клиентов, дающих право 10% скидки на ремонт, заключают договора с предприятиями по обслуживанию и ремонту их автомобилей и т.д. Три года назад из предприятий техобслуживания неубыточными были 30%, за 1999 год их было уже 65%, в этом году предварительно таковых будет около 80%, а в следующем - почти 100% [47]. Кроме вазовской системы предприятий техобслуживания, в настоящее время в России созданы и успешно развиваются фирменные сети отечественных (ГАЗ, УАЗ, ИЖ и др.) и зарубежных (Toyota, Volkswagen, Volvo, Ford и др.) автопроизводителей [11, 18-19, 28, 63, 71, 79, 82, 99, 137-141].
Б послегарантийный период эксплуатации предприятиям фирменного сервиса приходиться испытывать на себе ужесточение конкуренции со стороны "независимого" и так называемого "серого" сервиса. К предприятиям "независимого" сервиса относятся станции технического обслуживания автомобилей (СТОА) и независимые ремонтные фирмы. Данная категория предприятий не имеют аккредитации автопроизводителя и его фирменного знака, но имеют лицензию и сертификат соответствия на выполнение услуг и работ по техническому обслуживанию и ремонту автотранспортных средств.
По принципу размещения существующие СТОА подразделяются на городские и дорожные. Городские станции предназначены для обслуживания в основном парка автомобилей индивидуальных владельцев, находящихся в городах и посёлках городского типа, а дорожные - для обслуживания автомобилей, находящихся в пути. Городские станции по характеру оказываемых услуг могут быть комплексными и специализированными (рисЛ Л1). Комплексные СТОА выполняют все виды работ по обслуживанию и ремонту автомобилей. Они могут быть универсальными для технического обслуживания и ремонта нескольких марок автомобилей или специализированными для одной марки автомобиля.
Комплексные СТОА, исходя из количества рабочих мест, делятся на четыре типа: малые — до 15 постов, средние — от 16 до 30 постов, большие от 13 до 50 постов и крупные - свыше 50 постов [63, 71, 79, 82, 100, 137-141]. Среди независимых ремонтных предприятий можно выделить несколько типов: 1) узкая или более широкая специализация на одном, но необходимом виде ремонта и 2) автосервис широкого профиля. При этом распространение получили следующие виды специализации [132]: предметная - полнокомплектный ремонт автомобилей, кузовов, ремонт двигателей и других агрегатов, узлов и отдельных систем; подетальная — восстановление корпусных деталей, коленчатых валов; технологическая — самостоятельное специализированное производство, основанное на выполнении части ТП восстановления или ремонта детали (наплавка, сварка, гальваническое покрытие, механическая обработка и т.д.).
К организационным формам "серого" сервиса относятся ремонтные мастерские, которые выросли на базе кооперативных гаражей, мелких АТП, таксопарков, а также "надомники", которые базируются у себя дома или в гараже. В отличие от предприятий фирменного и независимого сервиса, частные мастерские работают без сертификата, а оплата за выполненную работу осуществляется наличными, что выгодно отличает эти мастерские от других представителей автосервисного бизнеса.
На протяжении всего срока эксплуатации владелец автомобиля прибегает к услугам предприятий, так называемого сопутствующего сервиса. К данной категории предприятий можно отнести автомобильные мойки, автозаправочные станции (АЗС) и комплексы (АЗК), торгово-сервисные центры, а также стоянки и гаражи. Мойка автомобилей, как самостоятельный вид автосервисных услуг, в последнее время в России развивается наиболее динамично. Моечные посты в зависимости от применяемого оборудования можно разделить на: малые - с пропускной способностью 3...5 автомобилей в час, средние - 10.. 15 и крупные -до 60 автомобилей в час [53]. К примеру, в Москве 70% приходится на долю мелких, 23% - средних и 7% - крупных моечных постов.
Автозаправочные станции (АЗС) - это сравнительно небольшие предприятия, специализирующиеся по виду топлива и осуществляющие заправку автомобилей топливо-смазочными материалами (ТСМ), а также продажу эксплуатационных материалов и запасных частей. Мощность АЗС, измеряемая количеством заправок в сутки, характеризует её пропускную способность и зависит от типа и количества топливо-раздаточных колонок (ТРК) и их расположения на территории. Для городских АЗС пропускная способность составляет 500-1000, а для дорожных - от 500 до 1500 заправок в сутки и более [82, 100, 106]. Торгово-сервисные центры, как следующая организационная форма "сопутствующего" сервиса, появилась на рынке автосервисных услуг нашей страны сравнительно недавно. Данная категория предприятий занимается продажей дополнительного оборудования и автоаксессуаров, их установкой и последующим гарантийным и послегарантийным обслуживанием. Подобного рода услуги предлагаются владельцу при продаже газобаллонного оборудования, шин (дисков), охранных систем, аудиоаппаратуры, кондиционеров и т.п.
В нашей стране одним из таких предприятий является розничная сеть МВО Холдинга, насчитывающая 20 торгово-сервисных центров европейского уровня в Москве и 3 в Санкт-Петербурге. Торговые и сервисные залы в центрах МВО оснащены современным высокотехнологичным оборудованием, которое позволяет выполнять полный комплекс работ, связанных с шинами и дисками (шиномонтаж, финишная балансировка на автомобиле, виброкомпенсация остаточных биений, "рентгеноскопия" шин, накачка шин азотом.
Методика сбора и обработки данных о надёжности элементов автомобиля
Как уже отмечалось, под влиянием условий эксплуатации, квалификации персонала, неоднородности состояния самих изделий, качества ТО и ремонта и ряда других факторов интенсивность и характер изменения параметров технического состояния у разных автомобилей будет различным. Поэтому если зафиксировать значение параметра, например, на уровне У (рисЛ .2), то моменты достижения этого состояния (ресурса) 1Р будут различны - t}i t2, tj и т.д., т.е. наработка на отказ будет иметь вариацию (рассеивание).
Другими словами, момент достижения предельного состояния (наработка на отказ) автомобиля ВАЗ и его основных элементов является величиной случайной и носит вероятностный характер и может быть определена только непосредственным испытанием на надёжность и последующей математической обработкой результатов с использованием теории вероятностей и методов статистической обработки случайных величин.
Отказы в процессе эксплуатации автомобиля возникают, как правило, в неопределённое время, образуя в течение достаточно длительного времени поток отказов. Вид потока отказов определяет свойства автомобиля и критерии надёжности, аналитические зависимости между количественными характеристиками надёжности, а также методы её расчёта. Пробег (наработка) между лежащими рядом отказами в потоке является случайной величиной, которую можно определить с помощью теории вероятностей, но только в том случае, если известна функция распределения. В теории надёжности наработка автомо 65 биля до отказа характеризуется дифференциальным законом распределения, который описывает интенсивность отказов по пробегу.
Для нахождения закона распределения случайных величин необходимо располагать достаточно широким статистическим материалом о надёжности агрегатов, узлов и систем автомобилей. Опорным пунктом для сбора информации об эксплуатационной надёжности переднеприводных автомобилей ВАЗ семейства "Самара" было взято фирменное предприятие по техническому обслуживанию и ремонту автомобилей ВАЗ ЗАО "Сызранская СТО" (Самарская область, г. Сызрань). Сведения об отказах и неисправностях основных элементов автомобилей ВАЗ семейства "Самара" были получены в результате обработки заказ-нарядов, с указанным в них перечнем работ по ТО и ремонту автомобилей ВАЗ в гарантийный и послегарантийный периоды эксплуатации (Приложение 2.1).
Всего за время исследования было проанализировано около 25 тысяч заказ-нарядов (в период с 1998 по 2004 гг.), что свидетельствует о высокой степени достоверности полученной информации и позволяет выяснить наиболее характерную (типичную) структуру ЭРЦ автомобилей ВАЗ семейства "Самара" в сложившихся условиях эксплуатации.
Методика обработки и анализа информации о надёжности сложных систем, в том числе автомобилей, подробно рассмотрена в следующих литературных источниках [13,15-16, 66, 81, 107,131, 151] и сводится к следующему.
Составляется статистический ряд случайных величин (СВ) от 1 до п в порядке возрастания или убывания их абсолютных значений для упрощения дальнейших расчётов: где Хтах и xmi„ - наибольшее и наименьшее значения случайной величины. Определяется размах случайной величины R, - Хтіпі \..) Полученный ряд распределения СВ разбивается на N равных по длине интервалов ЛХІ. При назначении N можно использовать выражение [151] JV=l+3,2 lgn, (2.3) где и - число опытных данных. Некоторые авторы при вероятностных оценках рекомендуют число интервалов брать от 5-7 до 9-11 [81, 131]. Определяется длина интервала А Xmax—Xmin А = , (2.4) п За начало первого интервала рекомендуют принимать наименьшее значение случайной величины xmi„. Найти середины интервалов xicp ХІтах + ХІтіп ,_ _ч xicp = - , (2.5) где і - номера интервалов от 1 до N. Производится группировка случайных величин, т.е. определяется число СВ, попавших в первый {пі), второй {п2) и остальные интервалы. При этом под-считывается частота /я, появления отдельных величин признака хі в каждом интервале N и определяется частость ш,-: ті юі = —, (2.6) где ті - опытная частота в і-ом интервале статистического ряда. Частость является эмпирической (опытной) оценкой вероятности р, т.е. при увеличении числа наблюдений частость приближается к вероятности: со і -+ pi. Полученные при группировке СВ сводятся в таблицу.
Изменение технического состояния элементов автомобиля в процессе эксплуатации
Значительная часть отказов (60-75%) обусловлена закономерным изменением технического состояния элементов вследствие процессов изнашивания, усталости, коррозии. Поэтому для определения нормативов значительной части текущего ремонта элементов автомобиля и диагностических нормативов необходимо обосновать закономерности изнашивания, усталости, коррозии в процессе эксплуатации, под которыми понимаются физически обоснованные математические зависимости (модели), описывающие процесс увеличения износа, макрогеометрических отклонений, глубины (длины) трещины, площади выкрашивания, глубины и площади поражения коррозией.
Характер зависимостей должен быть достаточно простым, пригодным для практического прогнозирования ресурса элементов автомобиля, и в то же время достаточно аргументированным, а не просто установленным по результатам аппроксимации экспериментальных данных. Поскольку указанные зависимости носят стохастический характер, то тип зависимостей устанавливается лишь для их детерминирующих составляющих.
Основная доля закономерных (постепенных) отказов элементов автомо 87 билей в процессе эксплуатации обусловлена изнашиванием деталей. Следовательно, для обоснования зависимостей показателей технического состояния элементов от наработки необходимо, в первую очередь, проанализировать закономерности изнашивания деталей в процессе эксплуатации.
В большинстве сопряжений основных элементов автомобиля (двигатель, сцепление, тормозная система) наблюдается трение скольжения (подшипники скольжения, цилиндропоршневая группа). Эти сопряжения чаще всего работают в нормальных условиях со смазочным материалом и подвержены механическому и коррозионно-механическому видам изнашивания.
Для этих видов изнашивания различными авторами предложены несколько типов зависимостей износа деталей от пути трения или времени работы (кривых изнашивания). В работах на основании обработки большого количества экспериментальных данных по износу при ускоренных испытаниях и при эксплуатации автомобильных двигателей была предложена модель в виде полинома третьей степени где - а», а\, ct2, аз (й2 0) параметры, определяемые по экспериментальным данным методом наименьших квадратов; S- износ деталей; / - путь трения (пробег) или время работы.
Обоснована эта зависимость наличием двух точек перегиба, первая из которых характеризует окончание периода приработки деталей, в ходе которого интенсивность (скорость) изнашивания снижается, а вторая - начало прогрессирующего (аварийного) изнашивания, при котором интенсивность изнашивания резко возрастает. Данный тип зависимости распространяется на все виды сопряжений деталей. Удобство этой формулы заключается в простоте обработки экспериментальных данных с помощью стандартных программ. Однако данная зависимость является лиши аппроксимирующей, не отражающей физического смысла процессов трения и изнашивания. Вследствие этого трудно объяснить наличие отличного от нуля члена уравнения (ао) и тем более тех случаев, когда а0 0.
В ряде исследований В.М. Михлина [76] зависимость износа деталей от наработки предложено описывать степенной зависимостью где S -износ детали в конце приработки, приведённой к началу эксплуатации; со - коэффициент, характеризующий интенсивность изнашивания; п - показатель степени (при п \ - интенсивность изнашивания возрастает в процессе эксплуатации, при п \ — снижается, при п—\ постоянна). Этот тип зависимостей является наиболее универсальным, так как справедлив для сопряжений и с повышающейся, и с понижающейся, и постоянной в процессе эксплуатации интенсивностью изнашивания. Однако он тоже может быть аппроксимирующим, так как не отражает физической сущности процессов трения и изнашивания. В работах И.Б. Тартаковского [126] в качестве модели зависимости износа наработки / предложена экспоненциальная зависимость S = (Sl+h).Q r -h, (ЗЛО) где Si - средний износ после периода приработки ti; А коэффициент долговечности (г); h — смещение кривой износа. Данная зависимость распространяется авторами на детали независимо от условий их работы, что также не полностью учитывает физические процессы трения и изнашивания. Наиболее обоснованным, на мой взгляд, являются полученные профессором Ф.Н. Авдонькиным экспоненциальные зависимости износа от наработки [12-13, 15-17]. Все типы подвижных соединений деталей разделены на три вида: динамически нагруженные, саморазгружающиеся и с неизменным давлением в зоне трения с износом деталей. Для динамически нагруженных сопряжений, в которых, кроме действия основных нагрузок, из-за наличия зазоров в сопряжениях появляются дополнительные динамические нагрузки, обусловленные ускоренным относительным перемещением деталей в пределах зазора. Приняв по результатам исследований М.М. Хрущёва [12-13, 15-17] прямо пропорциональную зависимость интенсивности изнашивания а от давления р в зоне трения йг = с/?, (3.11) (где с - коэффициент, зависящий от материала, свойств поверхности и условий смазывания), Ф.Н. Авдонькин получил прямо пропорциональную зависимость а от износа AS а аь+bAS, (3.12) где ао - интенсивность изнашивания в конце периода приработки; b - изменение а на единицу износа. Интегрируя дифференциальное уравнение (3.12), он получил экспоненциальную зависимость интенсивности изнашивания а и износа S деталей от наработки (рис. 3.3) а = а0ы, (3.13) S = SJbl, (3.14) где ао и SQ- соответственно интенсивность изнашивания и износ в конце приработки, приведённые к началу эксплуатации (/=0); Ь - изменение интенсивности изнашивания на единицу износа деталей. Для саморазгружающихся сопряжений также получены экспоненциальные зависимости соответственно [12-13, 15-17] а=а01-ы, (3.15) S = S0+S0(l-rw) (3.16) Для сопряжений с давлением в зоне трения, не зависящим от износа при установившихся условиях, получены соответствующие зависимости (рис.3.3, 3.4). а = а0 = const, (3.17) S = S0+a. (3.18) Согласно рекомендациям проф. А.С. Денисова [41] для такого типа сопряжений из общей совокупности факторов, влияющих на изменение интенсивности изнашивания а0, необходимо выделить причины, приводящие либо к снижению Ь, либо к повышению С интенсивности изнашивания на единицу пробега. Если 6 С, то интенсивность изнашивания в процессе эксплуатации снижается (3.15), а износ возрастает по затухающей экспоненциальной (степей 90 ной) зависимости (3.16). Если Ь=С, то интенсивность изнашивания в процессе эксплуатации постоянна, а износ в зависимости от наработки возрастает линейно (3.18). Если Ь С, то интенсивность изнашивания в процессе эксплуатации возрастает (3.12), а износ в зависимости от наработки возрастает экспоненциально (3.14).
Похожие диссертации на Совершенствование сервиса машин индивидуального пользования интенсификацией профилактической стратегии (На примере переднеприводных автомобилей ВАЗ)
