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

попадающей в цилиндры, подшипники ступиц колес, втулки рес­ сор, тормозные барабаны, втулки шкворней и ® другие сопряже­ ния. Это обусловливает интенсивное изнашивание деталей авто­ мобилей и рост потока отказов.

Чтобы поддержать безотказность автомобиля на заданном уровне, при работе в тяжелых дорожных условиях необходимо противопоставить возможному росту потока отказов соответст­ вующую систему технического обслуживания и ремонта. В дей­ ствующем Положении о техническом обслуживании и текущем ремонте подвижного состава автомобильного транспорта народ­ ного хозяйства предусматривается сокращение ів 1,5—1,6 раза

автомобиля тяжелых дорожных условий можно в значительной степени устранить (более частыми обслуживания ми и ремонтом.

Однако главным направлением решения этой проблемы сле­ дует считать развернутое строительство усовершенствованных ашотомобильных дорог в нашей стране, а также совершенствова­ ние конструкций узлов, агрегатов и машины в целом.

При движении -автомобиля в городе или в горах резко увели­ чивается число случаев пользования сцеплением, тормозами, пере­ дачами, что является причиной увеличения потока отказов отдель­ ных агрегатов, на работе которых проявляются изменившиеся ус­ ловия работы автомобилей. Такая же картина наблюдается при уменьшении длины ездки, характера перевозимых грузов, способа их погрузки и разгрузки.

Большое влияние на надежность работы автомобиля оказыва­ ют способ хранения подвижного состава, возрастной состав пар­ ка, климатические и сезонные условия. Понижение температуры окружающего воздуха, ухудшение состояния дороги вследствие снежных зан-ооов иля распутицы вызывают дополнительные преж­ девременные взносы или поломки деталей автомобилей.

При рассмотрении влияния тепла или холода на поток -отказов автомобиля необходимо учитывать: во-первых, влияние тепла или холода на скорость химических реакций, во-вторых, изменение структуры материала. Известно, что с увеличением температуры на 10° С происходит увеличение скорости химической реакции в два раза. Это положение необходимо учитывать при эксплуата­ ции автомобилей в районах с жарким и тропическим климатом.

При повышении температуры ускоряется процесс старения де­ талей, изготовленных из резины и синтетических материалов (пластмасс).

Другое проявление действия температуры выражается в том, что материалы могут расширяться или сужаться при повышении пли понижении температуры.

При низкой температуре обычно имеют место следующие явления:

1. Смазочные материалы загустевают, ухудшаются их сма­ зочные свойства и увеличивается вязкость.

2.Резина, особенно на основе соединений углерода, становит­ ся жесткой, хрупкой и, в конце концов, ломается. Резиновые амор­ тизаторы теряют свою прочность и эластичность.

Кэтому необходимо добавить, что модуль упругости резины увеличивается, в результате чего резонансная частота амортиза­ торов увеличивается и через такой амортизатор начинают прохо­ дить колебания более выской частоты.

3.Большая часть пластмасс становится хрупкой и ломается.

Достаточную гибкость при низких температурах сохраняют толь­ ко некоторые термопласты, например, тефлон, а также поли­ этилен.

4. Большинство жидкостей, используемых в гидравлических системах, густеет исистемы становятся часто інеработоспособными.

5.У большинства металлов происходит понижение ударной прочности.

6.Кожа становятся жесткой, трескается и легко может быть разорвана при приложении растягивающей, крутящей или удар­

ной нагрузки.

7. Брезенты становятся настолько жесткими, что после одного цикла складывания и распрямления на них появляются трещины

инадрывы.

8.Осложняется запуск и работа двигателей вследствие кон­

следующем:

1. Консистентные смазки разжижаются, распадаются и окис­

кают сложные химические реакции, в результате которых: а) уменьшается срок службы смазочного материала;

б) происходит коррозия металла. К металлам, которые корро­ зируют в этих условиях, относятся кадмий и его сплавы, свинец и его сплавы, магний, медь и серебро. Сталь, чугун, алюминий и титан в этих условиях не коррозируют.

3. Резина как натуральная, так и синтетическая, становится клейкой, теряет эластичность и прочность, происходит усадка ее.

4. Свойства синтетических материалов ухудшаются, при этом процессы старения значительно ускоряются. Температура, при которой наблюдается заметное ухудшение термопластов, соответ­ ствует 95° С, а целлюлозы— 100° С іи выше.

68

Повышенное содержание влаги обусловливает возникновение коррозии и благоприятных условий для возникновения и разви­ тия грибковой плесени.

Под действием влаги могут происходить необратимые измене­ ния в некоторых пластмассах (помутнение или коробление, если имеет место поглощение влаги пластмассой).

Так как степень проникновения влаги зависит от давления паров, которое в свою очередь является функцией температуры, то 'Следует также отметить, что сочетание температуры и высокой относительной влажности крайне неблагоприятно воздействует на автомобиль, так как повышенная температура не только облегчает проникновение влаги в материалы, но и ускоряет реакции взаи­ модействия влаги и материалов.

Нейтронная радиация, а, ß и f- лучи в сочетании с меха­ ническими напряжениями и высокими температурами вызывают в различных материалах особые изменения их строения и свойств.

По данным Г. Н. Дмитргока и И. Б. Пясика металлические материалы под воздействием излучения претерпевают фазовые превращения, изменяют химический состав и физические свойст­ ва, становятся, как правило, твердыми, прочными, малопластич­ ными. Стекло и пластмассы изменяют цвет и теряют прозрач­ ность. Особой чувствительностью к действию радиоактивного из­ лучения обладают пластмассы, смазки, резина. Большинство пластмасс становится хрупкими. Химические соединения в смаз­ ках распадаются; теряются их физические связи, в результате — ухудшается их смазывающая способность, резина трескается, те­ ряет свою эластичность.

В табл. 4.1 приведены обобщенные данные о .воздействии раз­ личных факторов внешней среды и данные о типичных видах от­ казов деталей, узлов, агрегатов и систем автомобилей. Из приве­ денных данных следует, что на различные узлы и агрегаты авто­ мобиля по-разному воздействует среда, что, безусловно, сказыва­ ется на интенсивности потока отказов. Это подтверждается и ре­

с летним периодом. Количество случаев текущего ремонта также

Повышенная влажность дорог и окружающего воздуха явля­ ется причиной усиленной коррозии деталей автомобиля и, прежде всего, кузова, кабины, рамы, рессорной подвески, крыльев, обли­ цовки радиатора и других деталей и узлов.

69

смесеобразования

70

71

ВЛИЯНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ НА ПОТОК ОТКАЗОВ

Долговечность узлов іи агрегатов автомобиля в настоящее время оценивается их пробегом до капитального ремонта. Так как термин «.капитальный ремонт» автомобиля, двигателя и агрегата имеет различное толкование даже в официальных документах, топол,ученные опытные данные в различных 'организациях лишают их однозначности и, следовательно, сравнимости. Взять, к приме­ ру, двигатель ЗИЛ-130. Наличие сменных гильз, вкладышей и других деталей позволяет в автохозяйствах заменять их, обнов­ ляя таким образом все рабочие детали двигателя. Если учесть,, что блок двигателя может обеспечить пробег без ремонта в 250— 300 тыс. км, то в некоторых ведомствах принимают это за пока­ затель долговечности двигателя до капитального ремонта. В ГсхсавтодорНИИ пробег двигателя ЗИЛ-130 до капитального ремонта оценивается в 125 тыс. км, в Харьковском автодорожном инсти­ туте— в 160 тыс. км, заводом ЗИЛ — в 200 тыс. км.

Из приведенных данных следует, что долговечность автомоби­ ля и его агрегатов не сможет быть объективно оценена таким по­ казателем, как пробег до капитального ремонта, если само опре-

72

деление капитального ремонта не имеет четко очерченных границПри заданной исходной технической характеристике автомоби­ ля эффективность его использования зависит от следующих

факторов:

а) времени работы до списания, определяющего при прочих равных условиях общий объем перевозок, который можно выпол­ нить за вісе время его работы;

б) затрат на периодическое восстановление работоспособно­ сти машины, определяющих объем дополнительных расходов, ко­ торые влияют на себестоимость перевозок.

Поэтому долговечность автомобиля должна явиться характе­ ристикой общего срока его рационального использования (до спи­ сания) в типичных условиях эксплуатации. Показатели долговеч­ ности машины — временные и непосредственно с ними связанные показатели выполненной работы (километр /пробега).

В практике эксплуатации автомобилей замечены случаи, когда для двух «машин с одинаковым межремонтным циклом требуется разное количество остановок на текущий ремонт. Поэтому сроки службы рассматриваемых машин и «среднегодовые расходы па их ремонт будут различными. Чтобы сравнивать эти машины по дол­ говечности, некоторые авторы вводят так называемый комплекс­ ный показатель долговечности

где С„— цена машины; СзЧ — средняя цена деталей машины, заменяемых в течение

года.

Недостатком этого показателя следует считать то, что он не учитывает изменение интенсивности отказов со времени работы машины. Одно дело новая машина, работающая первый год, а другое дело машина, проработавшая 6—7 лет или прошедшая 100 и более тыс. м.

Более совершенной следует считать методику, предложенную ВИСХом, согласно которой все детали автомобиля по срокам

автомобиля.

Приведенная классификация деталей по срокам службы позво­ ляет определить запас работоспособности автомобиля. Последний определяется апособностью всего комплекта деталей машины вы­ держивать установленный для нее срок службы. Чем ниже запас работоспособности, тем большее количество запасных частей тре­

73

буется в эксплуатации для различных видов ремонтов машин, тем менее совершенна конструкция машины.

Запас работоспособности автомобиля можно оценить при помо­ щи коэффициента запаса работоспособности Лр, который пред­ ставляет собой процентное отношение условного среднего срока службы всех деталей и нормативного срока службы машины

П

требуются тем в больших количествах, чем меньше значение коэф­ фициента запаса работоспособности.

Недолговечные и ненадежные детали автомобиля образуют так называемый дефицит работоспособности. В качестве характеристи­ ки дефицита работоспособности автомобиля может быть принята стоимость всех запасных частей, необходимых для поддержания его ів работоспособном состоянии в течение всего срока службы.

Дефицит работоспособности может быть найден из зависимости

о границах эффективной долговечности автомобилей и их дета­ лей. Если не учитывать экономических факторов, то при совре­ менном уровне техники долговечность (срок службы) любой ма­ шины, определяемая только физическим износом, практически почти не ограничена и, следовательно, величина неопределенная. Поэтому для любой машины должны быть установлены экономи­ чески эффективные границы их долговечности, т. е. экономически оптимальная долговечность, под которой следует понимать наивы­ годнейший qpOK 'службы, ограниченный одновременным влиянием физического и морального износа.

Оптимальный срок службы (оптимальная долговечность)

.74

используется при определении норм амортизационных отчислений, потребности в машинах, запасных частях, (количества капиталь­ ных и других ремонтов.

Р. В. Кугель, Р. Н. К'олегаѳв.

Анализ этих работ показал, что предложенные методы опре­ деления оптимальных сроков службы машин в принципе мало отличаются друг от друга. Большинство специалистов исходит из того, что оптимальный срок службы определяется в основном амортизационными затратами на запасные части и увеличением этих затрат с возрастанием срока службы машины.

Другие факторы, такие как затраты на сборку и разборку в процессе капитальных ремонтов, топливо, смазку, зарплату и па текущие ремонты принимаются постоянными, не зависящими от срока службы машин.

Затраты на запасные части за весь срок службы машины С3

где К — усредненная цена каждой новой группы запасных частей, заменяемых при очередном ремонте;

г — порядковый номер ремонта.

Обозначим через t —срок службы машины, а через t, — межремонтный срок службы.

Тогда

Подставиз эти данные в зависимость '(4.4), получим

75

Как известно из практики, возникновение потребности ів капитальном ремонте автомобиля является сигналом для проверки целесообразности продления срока его службы. Если расчеты по­ кажут, что затраты на капитальный ремонт не окупятся в после­ дующем, то это будет означать целесообразность замены этой ма­ шины новой. Таким образом, наиболее простое решение задачи определения інаивытоднейшего срока службы автомобиля может быть найдено на основании соблюдения экономической эффек­ тивности капитального ремонта его.

Если амортизационный срок службы автомобиля принять рав­ ным межремонтному циклу, то себестоимость 1 км пробега будет равна

«— количество циклов эксплуатации за срок службы ма­ шины.

Если принять нормативные затраты на ремонты автомобилей ГАЗ-51 и определить изменение себестоимости 1 тыс. км пробега

76