1.2.Условия эффективности диагностики в технической эксплуатации автомобилей

Весьма разнообразные формы технической эксплуатации автомобилей, зависящие от принадлежности автомобиля, его назначения, режимов использования и т. д., можно свести к трем характерным видам:

1. Автомобили эксплуатируются в течение максимально возможного срока при выполнении минимальных объемов работ по техническому обслуживания и ремонту. При резком ухудшении технического состояния они направляются в капитальный ремонт или утиль. Этот метод экономически неоправдан и совершенно нежелателен в аспекте безопасности движения автомобилей.

2. Устанавливаются конкретные пробеги автомобилей, по истечению которых в плановом порядке проводятся определенные объемы работ по техническому обслуживанию всех основных систем автомобиля. Этот метод до сих пор находит наиболее широкое применение в крупных АТП, руководствующихся Положением о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта.

3. После определенного пробега в принудительном (плановом) порядке проводятся только контрольные операции и простейшие работы по содержанию автомобиля. Регулировочные и другие операции технического обслуживания, так же как и ремонтные работы, выполняются по потребности на основании результатов контроля (диагностики).

Две последние формы организации ТЭА являются практически оправданными и, в некотором роде, конкурирующими.

Очевидным условием эффективности диагностики является существенное снижение вероятности отказов автомобиля, а также исключение излишних (ошибочных) профилактических работ, что достигается при хорошо отработанной системе диагностирования. Нацеливая диагностику на контроль наиболее важных агрегатов и систем автомобиля, можно снизить стоимость отказов автомобиля. Перспективным направлением снижения затрат на диагностику является разработка встроенной диагностики, позволяющей проводить частый контроль без простоев автомобиля.

Эффективность диагностики в большой степени зависит от коэффициента вариации наработки до предельного состояния элементов автомобиля. При достаточно стабильных величинах этой наработки, можно надежно прогнозировать момент наступления отказа и своевременно проводить плановые технические воздействия (ТО). Если отказы могут происходить в случайные непредсказуемые моменты, то роль диагностики существенно возрастает.

2. Описание методики расчета и оптимизации применения различных методов диагностики для диагностического параметра «расход топлива автомобиля»

2.1.Методика расчета

В настоящее время автомобили оснащаются бортовыми и встроенными системами диагностирования, при этом не теряют актуальность и традиционные системы внешнего диагностирова­ния. В связи с этим при выборе диагностических параметров не­обходимо определить, какие из них целесообразно контролиро­вать бортовыми системами, а какие – с помощью внешних средств технического диагностирования.

Рассматриваемая задача может решаться по методике, пред­ложенной филиалом НАМИ. Методика носит рекомендательный характер и основана на критерии экономичности диагностирова­ния. Рассматриваемая методика предусматривает три возможных метода диагностирования:

- с помощью внешних традиционных средств;

- с помощью систем встроенных датчиков (СВД);

- с помощью бортовых систем контроля.

В предлагаемой методике предусматривается для каждого из трех приве­денных выше методов диагностирования формула расчета издер­жек на контроль объекта (автомобиля в целом, агрегата, системы, узла), его профилактический и аварийный ремонты, а также из-за простоев в ремонте.

Для первых двух методов составляют целевые функции, ха­рактеризующие зависимость издержек от периодичности диагно­стирования рассматриваемого элемента автомобиля. Минимум этих функций и дает оптимальную периодичность диагностирова­ния, которая определяет минимальные издержки на эксплуатацию и ремонт элемента, включая и затраты на диагностирование. Для третьего метода диагностирования также предложена формула определения издержек.

Целевая функция издержек на диагностирование элемента первым методом, его ремонты и простои в ремонтах в зависимо­сти от периодичности диагностирования на тыс. км пробега τ имеет вид:

С₁(τ) = τ ^-1 [B₁ + C·P_C (τ) + A·P_A (τ) + D· (t _B1 + t _C · P _C (τ) + t _A·P_A (τ) )],

где: B₁ – затраты на одно диагностирование;

С и А – соответственно затраты на профилактический и аварийный ремонты элемента;

D – удельная чистая прибыль, приносимая автомобилем за 1 час эксплуатации;

P _C (τ) – количество автомобилей, для которых не будет произведен профилактический ремонт на пробеге τ;

P_A (τ) – количество автомобилей, для которых будет произведен ремонт на пробеге τ;

t _B1 – время на одно диагностирование;

t _C и t _A – соответственно, время, отведенное на профилактический и аварийный ремонты элемента.

Минимум целевой функции для первого метода диагностирования обозначают через С₁.

Целевая функция при втором методе диагностирования име­ет вид:

С₂(τ) = τ ^-1 [B₂ + C·P_C (τ) + A·P_A (τ) + D· (t _B2 + t _C · P _C (τ) + t _A·P_A (τ) )] + τ · С_СВД / Т_СВД,

где: B₂ – затраты на одно диагностирование при использовании СВД;

t _B2 – время на диагностирование элемента при СВД;

С_СВД и Т_СВД – соответственно затраты на СВД и срок службы СВД рассматриваемого элемента.

Остальные обозначения аналогичны обозначениям для первой функции.

Издержки, соответствующие третьему методу диагностирова­ния, определяют по формуле:

С₃ = Т^-1_БК (С_БК + С_пр) + С ·Р_В + D·t_C · P_B ,

где: Т _БК – срок службы системы бортового контроля (СБК);

С_БК – затраты (стоимость) СБК;

С_пр – затраты на ремонт и ТО СБК (применительно к рассматриваемому элементу) за срок ее службы;

Р_B – контролируемые части автомобиля, для которых будет произведен профилактический ремонт на каждую тыс. км. пробега.

Минимальная величина числа С₁, С₂ , С₃ указывает на наиболее целесообразный метод диагностирования. Экономические и временные составляющие А, B₁, B₂, D , С, С_БК, С_пр , С_СВД, t _A , t _B1, t _B2, t _C, Т_СВД, Т _БК определяют традиционными методами по соответствующим статистическим данным. Для определения составляющих P_A (τ) , P _C (τ) , P _В (τ) необходимо знать зависимость вероятности безотказной работы элемента Q(τ) за пробег τ ав­томобиля. Чаще всего это показательная функция Q(τ) = 1– е^-λτ , где λ – параметр показательной функции, τ – пробег автомоби­ля, тыс. км.

Составляющую P_A (τ) определяют для целых τ, используя выражение

P_A (τ) = Σ Ṕ_A(n), (1)

где значения Ṕ_A(n) вычисляют рекуррентно по следующим формулам:

Ṕ_A(1) = Q(1);

Ṕ_A(2) = Q(1)· P_A (1) + Q(2)[1– Q(1)];

Ṕ_A(3) = Q(1)· P_A (2) + Q(2)· P_A (1) [1– Q(1)] + Q(3)[1– Q(1)]·[1– Q(2)];

Ṕ_A(4) = Q(1)· P_A (3) + Q(2)· P_A (2) [1– Q(1)] + Q(4)[1– Q(1)]·[1– Q(2)]·[1– Q(3)];

Ṕ_A(n) = Q(1)· P_A (n –1) + Q(2)· P_A (n –2) [1– Q(1)] +…+ Q(n–1)· P_A (1) [1– Q(1)]…·[1– Q(n–2)] + Q(n)[1– Q(1)]…[1– Q(n–1)].

Составляющую P_C (τ) определяют по формуле:

P_C (τ) = [1– Q(1)]·[1– Q(2)]…·[1– Q(τ)], (2)

а P _В (τ), как P _В = max{ P_A (τ) ; τ = 1, 2,…}.