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

i

Рис. 4.8. Распределение пробега двигателей ГАЗ-51:

/—новых; 2—после капитального ремонта.

Рис. 4.9. Распределение пробега двигателей^ЗИЛ-Ш :

/—новых; 2—после капитального;ремонта.

7 Заказ № 984.

»

Рис. 4.10. Распределение пробега двигателей ЗИЛ-130:

} — новых; 2—после капитального ремонта.

Рис. 4.11. Распределение пробега двигателей ЯМЗ-204:

;_новых; 2—после капитального ремонта.

3-я группа — факторы, связанные с недостатками организации авторемонтного производства в стране.

Наиболее существенными недостатками конструкции и техно­ логии изготовления деталей, узлов и агрегатов автомобилей являются:

1. Нестабильность основных размеров базовых деталей авто­ мобилей, которые проявляются при эксплуатации машин и хра­ нении деталей на складах. Чугунные іблоки цилиндров, картеры коробок передач, сцеплений, задних мостов подвергаются особен­ но большим деформациям в процессе эксплуатации. У блоков двигателей ЗИЛ-120, например, колебания расстояния между осями коленчатого и распределительных валов в 10 раз превы­ шают норму. У блоков двигателей ЗИЛ-130, отличающихся сравнительно большой стабильностью базовых размеров, наблю­ дается деформация (уменьшение внутреннего диаметра) гильз

передняя и задняя привалочные плоскости, что приводит к нару­ шению соосности ведущего и ведомого валов и быстрому выходу их из строя. Фактические коэффициенты сменности основных де­ талей коробок передач ЗИЛ-130 оказались от 1,5 до 9 раз выше,

ся следствием несовершенства технологии изготовления этих де­ талей. Чугунные блоки и картеры обычно не проходили стабили­ зирующих термических операций или процессов на автострои­ тельных заводах. Поэтому при эксплуатации машины происхо­ дил процесс естественного «старения» базовых деталей, т. е. самопроизвольное снятие остаточных линейных напряжений, в ре­ зультате которого возникают деформации. Ремонтные предпрятия вынуждены устранять, по существу, производственный брак, что в конечном счете связано с заметным увеличением себестои­ мости восстановления деталей. Более того, мелкие ремонтные за­ воды и мастерские, занимающиеся капитальным ремонтом, не в состоянии устранять подобные дефекты базовых деталей и вы­ пускают из ремонта двигатели и другие агрегаты с существен­ ными отклонениями основных размеров базовых деталей от тре­ бований технических условий на соосность, параллельность, пер­ пендикулярность, межосевые расстояния и т. д.

2. Конструктивные недостатки отдельных агрегатов, узлов и деталей. Так, например, в коробке передач ЗИЛ-130 отмеча­ лась малая жесткость и прочность картера, неудачная конструк­ ция узла переднего подшипника промежуточного вала, неудачная конструкция сочленения ведомого и ведущего валов, крышки под­ шипника ведущего вала.

Наряду с этим следует отметить ,недостаточную ремонтную технологичность многих .конструктивных решений. Проявляется это. прежде всего, в несоответствии между сроками службы не­ которых деталей и сложностью демонтажно-монтажных работ, связанных с их заменой.

Если деталь приходится заменять или восстанавливать при текущем ремонте, демонтажно-монтажные работы не должны от­ личаться сложностью. Чем меньше срок службы детали и проще характер чисто ремонтных операций, тем меньше должна быть трудоемкость демонтажно-монтажных работ. На практике, одна­ ко, несложные чисто ремонтные работы при текущем ремонте сопровождаются трудоемкими разборочно-сборочными операция­ ми. У двигателей ГАЗ-51, например, замена вкладышей упорного подшипника связана с необходимостью снятия и установки мас­ ляного и водяного радиаторов, ремней и шкивов вентилятора, храповика, крышки распределительных шестерен, масляного кар­ тера, уплотнительной скобы передней части картера.

Неприспособленность конструкций автомобилей к быстрой замене быстроизнашивающихся деталей является одной из при­ чин того, что затраты на выполнение текущих ремонтов составля­ ют около 50% всех затрат на изготовление, техническое обслужи­ вание и все виды ремонта за амортизационный срок службы автомобиля.

Недостаточная ремонтная технологичность проявляется так­ же в . необеспеченности многих восстанавливаемых деталей уста­ новочными (технологическими) базами для механической обра­ ботки, т. к. при изготовлении этих деталей часто используются основные установочные базы, являющиеся рабочими поверхно­ стями детали. Эти поверхности в большинстве случаев не могут быть использованы в качестве базовых при восстановлении дета­ лей из-за искажений их геометрических параметров под влиянием износа.

Если бы была обоснована и утверждена номенклатура дета­ лей, восстановление которых целесообразно на ремонтных пред­ приятиях, то их механическую обработку на автомобильных за­ водах следовало бы осуществлять при установке по вспомогатель­ ным базам, которые не изнашиваются в процессе эксплуатации машины и могут быть использованы в качестве установочных баз на ремонтных предприятиях.

3. Низкое качество деталей автомобилей, поступающих на ремонтные предприятия в качестве запасных частей. Установле­ но, что до 70% запасных частей, поступающих на ремонтные за ­ воды, не соответствуют по тем или иным параметрам требова­ ниям технических условий на изготовление деталей.

В ряде случаев ремонтные заводы исправляют бракованные детали. Однако в подавляющем большинстве случаев дефекты некондиционных деталей неустранимы, что и приводит к низкому качеству отремонтированных автомобилей.

100

Из других причин, снижающих надежность и долговечность отремонтированных автомобилей, необходимо отметить:

—необеспеченность ремонтных предприятий необходимыми образцами станочного оборудования;

—необоснованность некоторых важных положений техниче­ ских условий на ремонт;

—необоснованность многих коэффициентов сменности и ре­ монта деталей;

—необоснованность номенклатуры деталей, подлежащих восстановлению;

-— необоснованность областей применения различных -спосо­ бов восстановления деталей;

—низкую культуру выполнения разборочно-моечных и сбо­ рочных -операций;

—недостаточный технический контроль и отсутствие должно­ го анализа качества выпускаемой продукции.

Из недостатков организационного порядка следует, в первую очередь, отметить следующие:

1. Распыление капиталовложений привело к появлению в стра­ не маломощных, слабо технически оснащенных ремонтных

предприятий, в которых -превалирует ручной труд.

Вследствие этого планируемое ежегодное снижение трудоем­ кости ремонта автомобилей на этих предприятиях достигается не за счет повышения производительности труда, а, главным обра­

и морально устарело. Технологическая оснастка, способствующая внедрению в практику ремонта машин современных способов восстановления, фактически не производится, ее зачастую изго­ товляют сами ремонтные предприятия.

3. Высокое качество ремонта требует строгого соблюдения на ремонтных предприятиях технологической дисциплины, базирую­ щейся на тщательно отработанной технической документации. Отсутствие единого центра, способного проводить -единую техни­ ческую политику на авторемонтных предприятиях народного хо­ зяйства, привело к тому, что технические отделы заводов само­ стоятельно разрабатывают документацию, которая приспособле­ на к местным условиям и не всегда гарантирует требуемое каче­ ство ремонта.

Многолетний опыт использования автомобилей в -нашей стране показал, что -с увеличением срока службы машины потребные ремонты получаются более усложненными. Объясняется это тем обстоятельством, что с увеличением срока -службы машины все больше деталей достигает предельного износа и требует замены или восстановления.

101

Возникает вопрос, а где же предел, ниже которого работоспо­ собность машины полностью не восстанавливается обычными за­

менами износившихся деталей.

Из опыта ремонта следует, что восстановление надежности путем замены износившихся деталей возможно до тех пор, пока не будет нарушено их взаимоположение вследствие износа базо­ вых поверхностей в корпусных деталях. Исходя из этого, под пре­ делом восстановления надежности автомобиля следует понимать износ базовых поверхностей, нарушающих взаимное положение деталей в агрегате и на машине. При такой трактовке предела восстанавливаемости автомобиля несложно определить и его дол­ говечность как срок службы, на протяжении которого сохраняет­ ся возможность восстановления его надежности.

Следует различать требуемую, достигнутую и действительную долговечность.

Требуемая долговечность задается конструктору техническим заданием и определяется планируемым ростом производительно­ сти труда.

Достигнутая долговечность определяется степенью совершен­ ства примененных методов расчета при конструировании маши­ ны и технологических процессов при ее изготовлении.

Действительная долговечность характеризует степень исполь­

его агрегаты целесообразно ремонтировать до тех пор, пока износ базовых поверхностей корпусных деталей не достиг предельного значения. Если же износ превысил допустимый предел, то ремонт таких машин, как правило, невыполним в условиях подавляю­ щего большинства ремонтных предприятий при современном уровне их технического оснащения. Из изложенного следует, что увеличение долговечности корпусных деталей—один из путей по­

они, как правило, различны и тут-то выступают на первый план базовые поверхности ікорпусных деталей.

Связь между различными состояниями узда, агрегата или автомобиля (нормальная работа, техническое обслуживание, ре­ монт) может быть установлена, как отмечалось выше, составле­ нием стохастической матрицы переходов с последующим реше­ нием линейных однородных дифференциальных уравнений по оп­ ределению вероятности каждого состояния.

102

Для восстановления мощности двигателя от 80 до 100% необ­

Первый вариант. Профилактические замены изношенных де­ талей двигателя не производятся. іВ э т о м случае двигатель будет находиться в следующих состояних:

—состояние 0 —двигатель развивает полную мощность; —■состояние 1—двигатель работает на 80% своей мощности;

—состояние 2 — двигатель вышел из строя и ремонтируется. Составим стохастическую матрицу переходов * из одного со­

стояния ів другое

Следует отметить, что элементы столбцов матрицы переходов, соответствующие каждому состоянию, представляют собой коэф­ фициенты при 81 для вероятностей отсутствия переходов из этих состояний за интервалы t, t -+- 8 t.

Вероятности пребывания двигателя в -каждом из состояний можно записать при помощи следующих линейных однородных дифференциальных уравнений

Применяя преобразование Лапласа и подставляя значения коэффициентов из матрицы, определим вероятности каждого со­ стояния Ро, Р 1 и Р<1 .

Второй вариант. При снижении мощности двигателя до 80% производится техническое обслуживание его или ремонт с заме­ ной износившихся деталей (поршней, колец, гильз).

* Сумма элементов каждой строки равна 1. Если сумма элементов каж­ дой строки и каждого столбца равна 1, то такая матрица называется дважды стохастической.

103

Возможные состояния его будут характеризоваться:

Повторяя те же математические преобразования, что и в пер­ вом варианте ((составление линейных однородных дифференци­ альных уравнений с подстановкой в них коэффициентов из второй матрицы), получим следующие выражения для определения ве­ роятности каждого из состояний:

ния и ремонта. Допустим далее, что мы увеличили интенсивность ремонтов в 3 раза, т. е. р2 =6, а прочие показатели оставили на прежнем уровне. В этом случае Р0 составит 0,59 или увеличится всего лишь на 5% по сравнению с предыдущим случаем. Вместо интенсивности ремонтов увеличим в 3 раза интенсивность обслу­ живания. Получим: />о = 0,72; />і=0,17 и />2 = 0,11, т. е. показатели резко улучшились.

Из полученных зависимостей следуют очень важные для тео­ рии надежности автомобилей выводы:

1. Пребывание автомобиля в том или ином состоянии опре деляется степенью согласования параметров потока отказов.

104

2.Отношение интенсивности ремонта к интенсивности отказа должно выбираться так, чтобы :в процессе эксплуатации автомо­ биля обеспечивался максимально высокий коэффициент готов­ ности.

3.При отработке новых конструкций машин необходимо учи­ тывать условия эксплуатации, реально существующий урозень технического обслуживания и ремонта их потребителями и ре­ шать вопрос о повышении запаса надежности за счет совершен­ ствования их конструкции.

4. Изменить показатели интенсивности отказов или ремонтов с целью достижения установленного значения коэффициента го­ товности можно различными путями: совершенствованием кон­ струкции машины в направлении снижения интенсивности отка­ зов или в направлении снижения трудоемкости обслуживания и ремонта, совершенствованием качества подготовки кадров или организации проведения технического обслуживания и ремонта и т. д. Поэтому, определяя наилучший курс действий, необходимо все возможные варианты сравнить по стоимости и выбрать такой, который дает возможность улучшить показатели работоспособ­ ности машины при наименьшем росте затрат.

ВЛИЯНИЕ КАЧЕСТВА ГОРЮЧЕ-СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ПОТОК ОТКАЗОВ

Надежность автомобилей ів связи с прогрессивной форсиров­ кой режимов работы, нагрузок, скоростей и других факторов становится все более зависимой от правильного подбора эксплуа­ тационных материалов в процессе конструирования и производ­ ства машин и точности выполнения рекомендаций по их примене­ нию в процессе работы.

Вопросы рационального применения топлив и смазочных ма­ териалов, основой которого является отчетливое представление о взаимосвязи факторов, определяющих режим работы машины, с необходимыми физико-химическими характеристиками горюче­ смазочных материалов имеют огромное значение, хотя решение этой задачи затруднено, так как показатели качества топлива и масел лишь в незначительной степени связаны с показателями надежности автомобилей. Так, например, совершенствование кон­ струкций современных автомобилей в значительной степени за­ висит от качества поставляемых горюче-смазочных материалов.

Применение низкооктанового бензина резко снижают эконо­ мичность двигателей, а повышенное содержание серы в топливе приводит к чрезмерному износу цилиндров, поршней, колец и дру­ гих деталей.

Опыт показывает, что применение топлива и смазок, удов­ летворяющих современным стандартам, повышает долговечность многих узлов и агрегатов отечественных автомобилей в 2 раза.

105

Особую роль в этом деле играют присадки к маслам, эффектив­ ность которых часто сравнивают с эффективностью применения легирующих элементов в углеродистых сталях.

.Многие зарубежные фирмы, выпускающие автомобили, не предусматривают смазку всех или нескольких точек шасси в эксплуатации, что достигается .герметизацией узлов и примене­ нием специальных смазок, закладываемых на длительный срок при сборне.

Хорошие результаты получены также и отечественными авто­ мобильными заводами. На автомобиле ЗИЛ-130, например, смаз­ ка подшипников .муфты включения сцепления осуществляется сазкой ЛЗ-ЗІМ. Для смазки закрытого .конца первичного вала коробки передач подобраны смазки ЛЗ-ЗІМЗК и ЛЗ-192.

Герметизация игольчатых подшипников .крестовин карданных сочленений и перевод их на смазку ЛЗ-158 и ЦИАТИМ-202 обес­ печивает их нормальную работу без последующей смазки в тече­ ние 100 тыс. км.

Расчеты показывают, что повышение октанового числа авто­ мобильного бензина на 10 единиц может дать экономию для на­ шего государства примерно 200 млн. руб. .в год. Снижение же содержания серы в дизтопливе на 0,2% или до уровня лучших его сортов увеличивает срок службы цилиндро-поршневой группы на 40—50%. Таким образом, увеличение выпуска высокооктано­ вых бензинов и высококачественных смазок является одним из решающих условий снижения потока отказов.

Кроме отмеченных мероприятий, большую роль на снижение потока отказов автомобилей и обеспечение устойчивой работы автомобильного транспорта в военное время играют так называ­ емые эксплуатационные мероприятия, к которым относятся: соб­ людение правил заправки горючим и смазочными материалами, своевременная смена смазки, очистка фильтров и воздухоочисти­ телей.

В соответствии с ГОСТ 9927-61 зазор в сопряжении «гильзаплунжер» топливных насосов двигателей должен быть в пределах

нормальной работы двигателя. Попав в камеру сгорания, такое топливо вызывает повышенный износ щилвддро-,поршневой груп­ пы, а в системе смазки —ускоренный износ всех трущихся дета­ лей двигателя.

Проверка качества дизельного топлива, произведенная авто­ ром в частях и соединениях, показала, что в одной тонне неотфильтрованного или неотстоенного топлива .может содержаться до 300 г механических примесей. Следовательно, при заправке

106