книги из ГПНТБ / Паньков, Н. П. Надежность автомобильной техники ЧЗХР

В науках, занимающихся изучением различных аспектов дея­ тельности человека (инженерной психологии, физиологии, социо-

.лонии и биологии), надежность человека рассматривается в двух направлениях.

1 о)

Рис. 4.4. Изменение интенсивности износа:

надежности.

Для водителя автомобиля основным является управление ма­ шиной, обнаружение, предупреждение и часто устранение неис­ правностей и отказов машины. Другими словами, производствен­ ная деятельность водителя многогранна. Однако общими положе­ ниями для всех видов его деятельности являются:

— получение информации;

87

—переработка информации и принятие решения;

—осуществление определенных воздействий на машину. Причем на жаждом из этих этапов его деятельности могут до­

пускаться ошибки, влияющие на надежность работы системы «во­

дитель — автомобиль».

Учитывая влияние водителя на надежность автомобиля, необ­ ходимо считаться с биологической надежностью его, которая оп­ ределяется, прежде всего, условиями военного труда.

Характерными особенностями военного труда водителя явля­ ются: напряженные условия работы, длительность работы (по 14—16 часов в сутки) на протяжении ряда дней или даже недель, высокая скоротечность управляемых процессов, ограниченные квалификация и опыт, конечная биологическая надежность человека.

Применительно к водителю автомобиля могут быть применены следующие определения его надежности:

Общая надежность водителя — свойство, обусловленное его безотказностью, выносливостью и восстанавливаемостью, обеспе­ чивающее нормальное выполнение заданных функций.

Безотказность —'свойство водителя непрерывно сохранять ра­ ботоспособность в определенных режимах и условиях работы.

Выносливость—свойство водителя длительно .(с возможными перерывами на отдых) сохранять работоспособность в определен­ ных режимах и условиях эксплуатации до полного или устойчи­ вого отказа или другого предельного состояния, устанавливаемого по изменениям психофизиологических параметров. Для водителя военнаго автомобиля важное значение приобретает непрерывная

приспособленности к восстановлению работоспособности и сохра­ нению выносливости в течение заданного времени.

Работоспособность — состояние водителя, при котором он в дан­ ный момент соответствует всем требованиям, установленным .для него и необходимым для выполнения поставленной задачи.

Таким образом, понятие работоспособности как бы объединяет составляющие общей надежности водителя.

Работоспособность водителя определяется:

— биологическими и психофизиологическими показателям«;

—профессиональной обученностью;

—тренировкой;

—морально-волевыми качествами.

Отказ — полная или частичная утрата работоспособности во­ дителем. Они могут быть случайные и систематические.

Систематические отказы встречаются у водителей, неправильно обученных или необученных и самостоятельно ставящих себе алгоритмы функционирования с ошибками, выполняя которые, они не достигают поставленной цели.

88

Случайные отказы бывают внезапные и постепенные. Внезап­ ные отказы возникают у водителя в результате скачкообразного изменения основных параметров его органов.

Постепенные отказы — отказы, возникающие в результате утомления или старения /водителя, связанные с истощением тех резервов, которыми располагал организм, и связанные с протека­ нием нобратимых процессов :в нем.

Следует раличать еще зависимые и независимые отказы. За­ висимые отказы происходят как следствие предшествующих отка­ зов (принятие неправильного решения водителем вследствие не­ правильной информации, допустим, вследствие ошибки в считы­ вании показания приборов).

По возможности последующего использования водителя после возникновения отказа следует различать полный и частичный отказ. Полный отказ это такой, до устранения которого выполне­ ние водителем предписанных ему функций становится невоз­ можным.

Частичный отказ это такой, при котором у водителя остается возможность хотя ібы частичного выполнения функций. Частичный отказ вызывает только ухудшение качества функционирования.

По характеру устранения отказы водителя могут быть окон­ чательные (неустранимые) и самоустраняющиеся (устранимые) при предоставлении водителю некоторого времени и условий на восстановление работоспособности.

Так, например, воздействие тряски может приводить ,к следу­ ющим физиологическим изменениям: пульс водителя автомобиля возрастает в 1,8 раза; артериальное давление у одних водителей может возрастать на 40%, а у других — падать на 20%; частота дыхания может повышаться в 2 раза. Совершенно понятно, что столь заметные физиологические изменения требуют от военного водителя не только физической подготовки, но и разумного чере­ дования работы и отдыха.

Примером самоустраняющегося отказа у водителя может слу­ жить ослепление его встречной машиной в ночное время. При слаібом сумеречном освещении зрение осуществляется исключи­ тельно при помощи палочек. * После экспозиции на ярком свету даже на короткое время палочки теряют чувствительность и им

По наличию внешних проявлений отказы могут быть явные (открытые) и неявные (скрытые), которые обнаруживаются, как правило, в конце функционирования (форсированный износ агре­ гатов автомобиля -вследствие недостаточной обученности водите­ ля и неправильного вождения машины).

По времени возникновения отказы у водителей могут быть: отказы периода обучения и отказы при нормальной работе.

Рассмотренные положения, связанные с надежностью водите­ ля, показывают, что для количественной характеристики надежно­ сти водителя могут быть использованы критерии, полученные на основе правил математической статистики и теории вероятностей.

Какие же практические рекомендации следуют из рассмотрен­ ных теоретических положений? Первая рекомендация касается вопросов подбора и обучения водителей. При подборе водителей большое внимание должно обращаться на умственное и физиче­ ское развитие, на состояние зрения, слуха и осязания.

Внутреннее ухо, как известно, ответственно за чувства равно­ весия и головокружения, которые играют решающую роль для водителей, работающих в горных районах.

Классическое чувство осязания в действительности состоит из нескольких различных чувств, включающих ощущение тепла и холода, различение предметов на ощупь и т. д. Часто водитель пользуется органами управления, не глядя на них. В этих слу­ чаях большую роль играет не только способность его различать ручки и рычаги на ощупь, но расположение и кодирование ручек управления, которое может осуществляться на практике -различ­ ной формой их.

Здесь мы подходим ко второй практической рекомендациитребованию к размещению органов управления автомобилем.

При проектировании щита управления автомобилем необхо­ димо:

а) классифицировать шкалы и органы управления по степени важности;

б) установить, как часто применяется тот или иной орган управления на практике;

в) установить частоту связей для любой нары органов управ­ ления, т. е. частоту последовательного применения двух органов.

Органы управления, применяемые при работе, должны нахо­ диться в пределах досягаемости руки, которая должна на них воздействовать. Наиболее важные или часто используемые орга­ ны управления должны быть наиболее доступны.

Органы управления, обычно используемые один за другим, должны располагаться рядом.

Важнейший принцип рационального управления автомобилем состоит также в разумном распределении работы -между обеими ■руками и ногами. Необходимо иметь в виду, что переключение некоторых функций по управлению машиной на ножные педали позволяет рукам выполнять остальные задачи быстрее и точнее.

90

Способность военного водителя выполнять свою работу в тече­ ние долгого времени без снижения эффективности имеет большое значение. Здесь необходимо учитывать ;как умственную усталость >и скуку, так и физическую усталость. Последняя связана с появ­ лением судорог вследствие недостатка /места или неудобства си­ дения и отсутствием отдыха.

В заключение необходимо отметить, что инженерная психо­ логия, изучающая условия наивыгоднейшего размещения органов управления автомобилем и места водителя, еще не внесла окон­ чательных рекомендаций по этому вопросу. Проведение исследо­ ваний в этом направлении является чрезвычайно желательным.

ВЛИЯНИЕ РЕГУЛЯРНОСТИ И КАЧЕСТВА ПРОВЕДЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА АВТОМОБИЛЕЙ НА ПОТОК ОТКАЗОВ

Безотказность автомобиля, как отмечалось выше, со време­ нем снижается вследствие нарушения регулировок, износа, уста­ лости, /коррозии и других внешних причин. Это изменение безот­ казности допустимо до вполне определенного уровня, ниже кото­ рого эксплуатация машины характеризуется увеличенной часто­ той отказов и машина требует ремонта с целью восстановления начального уровня безотказности.

Многолетний опыт эксплуатации автомобилей показал, что их

участием в работе различных агрегатов и деталей и разными ус­ ловиями их работы.

В этих условиях большая роль отводится изучению износа деталей в реальных условиях эксплуатации автомобилей и груп­ пировке их по срокам службы с тем, чтобы во время техническо­ го обслуживания или очередного ремонта заменить группу наиме­ нее стойких деталей. Бели хорошо налажено техническое обслу­ живание и ремонт, надежная работа автомобиля возможна в те­ чение длительного времени.

Своевременным выполнением смазочных, крепежных и регу­ лировочных операций можно исключить многие отказы, а также увеличить время между моментами их появления.

И наоборот. Небрежным и нерегулярным техническим обслу­ живанием и ремонтом можно самую надежную машину превра­ тить в ненадежную. По данным НИИАТ почти 60% случаев те­ кущего ремонта составляют крепежные и регулировочные работы, которые являются результатом низкого /качества проведения тех­ нического обслуживания автомобилей.

Эффективность обслуживания автомобилей может быть оце­ нена отношением наработки на отказ обслуживаемых и необслу­ живаемых автомобилей

91

где Т0— наработка на отказ у обслуживаемых автомобилей;

Т„ — наработка на отказ у необслуживаемых автомобилей или нерегулярно обслуживаемых автомобилей.

Техническое обслуживание автомобилей в своей основе долж­ но носить профилактический характер. Это значит, что главная задача технического обслуживания заключается ів том, чтобы предупредить возникновение неисправностей в узлах и агрегатах автомобиля и создать условия, при которых технические неис­ правности не могли бы возникать, а если и возникнут, то должны быть устранены не только неисправности, но и причины, обусло­ вившие их возникновение.

Основную долю предотвращаемых отказов составляют отказы, связанные с относительно медленными изменениями параметров деталей, сопряжений и узлов во времени, т. е. постепенные отка­ зы, которые, как отмечалось выше, могут характеризоваться .дву­ мя свойствами:

— постепенное изменение физико-механических свойств де­ тали подчиняется определенному закону, который может быть ис­ пользован в качестве прогнозирующего параметра отказов;

■— прогнозирующий параметр неизвестен, однако опытным путем установлен статистический закон распределения времени появления неисправностей.

Из рие. 4.5 следует, что в обслуживаемых сопряжениях на­ блюдается постепенное снижение вероятности безотказной рабо­ ты деталей фі) с постоянной интенсивностью.

Из приведенного рисунка следует, что при хорошо поставлен­ ном техническом обслуживании износные отказы фактически от­ сутствуют до наработки t\. При достижении точки t\ износные отказы начинают преобладать и кривая, учитывающая совмест­ ное влияние внезапных и износных отказов, резко убывает. Поэ­ тому для первой группы деталей точка t\ должна рассматривать­ ся как допустимый предел снижения безотказности.

На рис. 4.6 приведен график изменения вероятности безотказ­ ной работы сопряжения втулка-шкворень автомобиля ЗИЛ-130 в зависимости от пробега, подтверждающий изложенное.

На рис. 4.7 приведен график изменения вероятности безотказ­

Чтобы определить пробег, после которого необходимо остано­ вить автомобиль для технического обслуживания (чтобы обеспе­ чить заданный уровень вероятности безотказной работы), рас­ смотрим следующие положения.

Вероятность возникновения отказа автомобиля в зоне с по­ стоянной интенсивностью отказов за пробег А/ составляет

92

Рис. 4.6. График изменения вероятности безотказной работы сопряже­ ния втулка — шкворень в зависимости от пробега автомобиля.

Рис. 4.7. Изменение вероятности безотказной работы коробки передач автомобиля ЗИЛ-130 в зависимости от пробега.

— Д/ = о)Л/. ^cp

д/ Вероятность того, что отказа не будет, равна ^1 — — j .

Вероятность того, что автомобиль не остановится по техниче­ ским неисправностям за пробег I, составит

(4.13)

Решим уравнение (4.13) относительно /. Получим пробег /овсл, после которого необходимо останавливать автомобиль для техни­ ческого обслуживания, чтобы обеспечить заданный уровень ве­ роятности безотказной работы

Из рис. 4.5 также следует, что заданный уровень безотказно­ сти автомобиля должен поддерживаться (возобновляться) свое­ временной заменой изношенных деталей новыми (2) или восста­ новленными (3) в процессе ремонта машины.

Различный срок службы новой (восстановленной), а также изношенной (но еще годной) деталей требует обратить особое внимание на организацию диагностики технического состояния автомобилей (с тем, чтобы определить момент замены деталей) и на разработку дифференцированных сроков проведения номер­ ных технических обслуживаний в зависимости от пробега и степе­ ни изношенности основных узлов и агрегатов.

Правильность этих положений подтверждается следующими примерами. .В 1964 г. в Киевской автоколонне № 2240 появились автомобили ГАЗ-53Ф, которые в первый период эксплуатации ра­ ботали без поломок. Затем в период весенней распутицы появи­ лись первые неисправности-—течь трансмиссионного масла через

задних мостов при засорении сапунов -грязью. Интенсивная утеч­ ка масла привела к преждевременному выходу из строя шесте­ рен, которые заменялись новыми.

Допущенная ошибка в обслуживании ведущих мостов авто­ мобилей ГАЗ-53Ф вызвала 18-кратное увеличение затрат на их восстановление. Стоило наладить техническое обслуживание (ре­ гулярно очищать сапун от грязи), как резко уменьшилось коли­ чество заявочных ремонтов.

В Луганской автоколонне № 2205 в 1965 г. каждый пятый автомобиль цельнодневно простаивал в текущем ремонте. Повы-

95

•сив качество выполнения ТО-1, коллектив автоколонны через иол,года сократил потребность в текущих ремонтах на 45% и про­ стои в текущем ремонте на 60%.

В Черниговской автоколонне № 2235 при численности парка в 274 автомобиля выполнялось 976 заявочных ремонтов и 100— ТО-2. Улучшив технологию и организацию выполнения ТО-1, кол­ лектив автоколонны уже через шесть месяцев сократил количе­ ство заявочных ремонтов на 56%.

Из приведенных примеров следует, что своевременно вскры­ вая причины появления неисправностей и предупреждая их в хо­ де выполнения технического обслуживания, можно управлять те­ кущими ремонтами, а следовательно, и безотказностью авто­ мобилей.

Большие резервы скрыты в качестве восстановления деталей. На графике представлен случай, когда вероятность безотказ­ ной работы восстановленной детали (3) ниже новой (2), т. е. случай, типичный для многих ремонтных предприятий страны.

Типичность случая подтверждается следующими данными.

На рис. 4.8, 4.9, 4.40, 4.11 приведено распределение пробега автомобилей до первого капитального ремонта двигателей и пос­ ле капитального ремонта, из которых 'Следует, что:

в) после капитального ремонта двигателей происходит неведировка межремонтных пробегов их. Так, например, если новые двигатели ЗИЛ-164 и ЗИЛ-130 имели пробег до первого капи­ тального ремонта 74 и Г20 тыс. «м Соответственно, то после ка­ питального ремонта их межремонтные пробеги почти выровнялись и составили 27,5 и 36 тыс. км;

іг) наблюдается большое рассеивание по пробегу новых и осо­ бенно отремонтированных двигателей, что свидетельствует об отсутствии должной стабильности технологических процессов из­ готовления и восстановления деталей, сборки узлов и сопряжений двигателя.

Главной причиной создавшегося положения следует считать низкое качество ремонта.

Недостаточно высокие показатели надежности и долговечно­ сти капитально отремонтированных автомобилей и их агрегатов объясняются многими факторами, которые можно свести к сле­ дующим трем группам:

96