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

по затратам на приобретение и ремонт три сроке службы соответ­

при сроках службы в два, три и четыре цикла, т. е. три 2,3 и 4 ка­ питальных ремонтах.

Допустим, что среднегодовой пробег автомобиля ГАЗ-51 в на­ родном хозяйстве составляет 40 тыс. км. Тогда годовые убытки соответственно составят 61, 89 и 107 руб.

Если вместо нормативных затрат на ремонты, которые значи­ тельно ниже фактических, взять фактические, то убытки окажутся еще больше.

Из изложенного следует, что чем больше на автомобиле будет долговечных деталей, тем большим запасом работоспособности он будет обладать. Это значит, что в процессе эксплуатации по­ требуется меньше трудовых и материальных затрат на поддержа­ ние его в работоспособном состоянии. Другими словами, повышая долговечность деталей, мы тем самым повышаем надежность ав­ томобиля и снижаем поток отказав.

Здесь же отметим, что зависимости (4.2) и (4.3) дают возмож­ ность объективно оценивать усилия автомобильных заводов по совершенствованию конструкций автомобилей и их агрегатов.

При выпуске новых автомобилей важно наладить производ­ ство и снабжение быістроизнашивающимися деталями и лишь по мере старения автомобиля увеличивать производство других ме­ нее ходовых деталей.

На рис. 4.1 представлена расчетная схема, из которой следует, что на летали автомобиля оказывают воздействие не только на­ грузки, но и среда. Причем среда включает в себя группу мате­ риалов и группу энергий, которые могут быть взаимно связаны или же нет.

При расчетах действие окружающей среды на детали автомо­ биля можно рассматривать как своего рода нагрузку, пользуясь

77

Из этого уравнения следует, что:

а) при постоянстве внешней среды прочность детали изменя­ ется со временем по экспоненциальному закону;

б) срок службы детали до достижения заданной прочности обратно пропорционален концентрации материала среды;

в) логарифм долговечности, отвечающий определенному зна­ чению прочности, обратно пропорционален энергии среды.

1-прочность при нагрузке 1. ? -прочность при нагрузке 2

А&.C .D -долговечность детали

Рис. 4.1 Зависимость долговечности детали от нагрузки и среды:

J —прочность при нагрузке 1; 2 —прочность при нагрузке 2; Д , Б , С , Д — долго­ вечность детали.

Из уравнения (4.12) можно определить долговечность детали

* = - ^ I n S 0 - ln . S ( O)e"'£ .

78

При постоянных условиях, известной нагрузке и значениях ■начальной и мгновенной прочности уравнение можно записать

.в следующем виде

t — £,(ln S0 — ln L),

где L — нагрузіка.

На рис. 4.1 показано графическое решение этого уравнения. Отказ произойдет тогда, когда прочность детали снизится до зна­ чения нагрузки. Там же показана зависимость долговечности де­ тали от нагрузки и от среды.

Из представленных гарификов следует, что существует три направления изменения долговечности агрегатов и узлов авто­ мобиля:

а) увеличение прочности деталей за счет применения более совершенных материалов и технологических процессов;

б) уменьшение нагрузок, приложенных к деталям; в) уменьшение скорости старения деталей.

Большинство деталей автомобилей подвергается воздействию переменных нагрузок. Если нагрузка изменяется циклически и период ее изменения значительно меньше, чем долговечность детали, то значение нагрузки можно с небольшой погрешностью приравнять пиковому значению (рис. 4.2, а).

Когда нагрузка изменяется нерегулярно, максимальную вели­ чину ее следует определять статическим способом. В этом слу­ чае можно говорить лишь о вероятной долговечности (рис. 4.2,6).

В тех случаях, когда невозможно предсказать точное время появления максимальной нагрузки, реально достигнутая долго­ вечность может быть больше или меньше вероятной. Вариацию вероятной долговечности можно найти на основе .вероятных вари­ аций нагрузки в определенном диапазоне доверия (рис. 4.2 в).

Опытные данные эксплуатации мащии показывают, что для большинства автомобильных деталей рассеивание долговечности достигает значительных величин: для деталей подвески 1 : 16, задних мостов 1 : 12, тормозов 1 : 10, шестерен 1 : 4, шариковых подшипников 1 : 50 и т. д.

В этих случаях важно определить наряду с кривой вероятно­ сти долговечности вероятные границы вариации долговечности путем построения контрольных кривых.

ВЛИЯНИЕ ОПЫТА И КВАЛИФИКАЦИИ ВОДИТЕЛЯ НА ИНТЕНСИВНОСТЬ ПОТОКА ОТКАЗОВ АВТОМОБИЛЯ

С каждым годом подтверждается идея о том, что технику и человека, ею управляющего, следует рассматривать как единое

В годы второй мировой войны большая часть точного оборудова­ ния находилась в бездействии или использовалась с пониженной

79

аI

в)

Рис. 4.2 Влияние переменной нагрузки на долговечность.

эффективностью вследствие ограниченных возможностей операто­ ров, что «.. . в моменты большого нервного напряжения ... спо­ собности оператора рассуждать нарушались. В результате воз­ никла масса ікрупных ошибок, 'которые .конструктор не мог ни предусмотреть, ни объяснить». *

Опыт эксплуатации а,втомобилей показывает, что водитель во многом влияет на интенсивность потока отказов. К сожалению, в литературе этот вопрос не получил должного освещения и си­ стема «водитель — автомобиль» фактически не рассматривалась.

Воздействие водителя на машину происходит по .многим на­ правлениям. Прежде .всего, водитель изменяет .режим работы ма­ шины в соответствии с изменившимися условиями использования. Чем выше квалификация и практическая выучка водителя, тем точнее и своевременнее происходит это изменение режимов. Осо­ бенно заметно это при преодолении труднопроходимых участков дорог. В табл. 4. 2 приведены результаты поверки водителей.

Т а б л и ц а 4.2

Результаты проверки деталей

Водители, наездившие к моменту опыта (тыс км)

Результаты проверки

Из приведенных данных следует, что наибольшее количество ошибок допускают водители, имеющие слабые навыки вождения автомобилей. Это сказывается не только на умении преодолевать участки дороги, но и на умении подбирать нужные режимы рабо­ ты автомобиля в зависимости от .сложившейся обстановки.

В зависимости от квалификации водителя изменяются режимы

интенсивности изнашивания деталей, что в конечном счете влияетна сроки их службы. Так, например, при резком включении сцеп­ ления динамические нагрузки в механизмах трансмиссии увели­ чиваются в 2—5 раз по сравнению с плавным включением. В ре­ зультате этого интенсивно изнашиваются диски сцепления, ше­ стерни, карданная передача, детали главной передачи и шины.

Динамические перегрузки в трансмиссии автомобиля возника­ ют и при неправильном торможении автомобиля. В этих случаях происходит быстрый износ крестовин карданных валов и их под­ шипников, болтов крепления фланцев карданных валов, поломка шестерен главной передачи, фланцев полуосей и других деталей.

От квалификации водителя зависит не только характер режи­ ма работы механизмов и агрегатов автомобиля, но и своевремен­ ное обнаружение и устранение неисправностей, возникающих,

впути.

Впути водитель автомобиля по показаниям приборов, шуму, нагреву я по другим признакам определяет, исправен или неис­ правен тот или иной агрегат, в каком режиме работает. Он устра­ няет все мелкие неисправности, которые могут перерасти в тру­ доемкие ремонты.

Расчеты показывают, что если вероятность восстановления автомобиля в пути составит 80%, то это будет эквивалентно уве­ личению параметров безотказности его почти ів 5 раз. Этим'об­ стоятельством широко пользуются зарубежные фирмы, обустраи­ вая дороги разветвленной сетью пунктов технической помощи, ремонтных пунктов и пунктов доставки ходовых запасных частей.

ройству некоторых типовых автомобильных дорог, из которых следует, что на важнейших немецких автострадах, например, за­ правочные станции и ремонтные пункты размещаются приблизи­ тельно через 25 км, а на американских магистралях — через; 60—80 км.

82

Отмеченные тенденции получают развитие и у нас. Достаточно сказать, что кроме обустройства дорог, у нас каждый армейский автомобиль снабжается индивидуальным комплектом запасных частей, который способствует быстрому устранению мелких неис­ правностей в пути.

По возвращении в парк водитель должен дать квалифициро­ ванную заявку на устранение неисправности. В табл. 4.4 приведе-

Т а б л и ц а 4.4

ны данные, характеризующие степень достоверности поданных заявок, из которых следует, что чем ниже квалификация водите­

к простоям его, но и зачастую к появлению дорожно-транспортных происшествий. Анализ дорожно-транспортных происшествий пока­ зывает, что по причине технической неисправности автомобилей совершается от 2,5 до 45% происшествий от «х общего количест­ ва. Несмотря на сравнительно небольшой удельный вес, эта кате­ гория происшествий занимает ■особое место, так как она приводит к наиболее тяжелым последствиям в результате опрокидываний, столкновений и наездов.

Из всего числа происшествий по причине технической неис­ правности автомобилей 70% зависит от водителей и обслужива­ ющего персонала. При этом водители со стажем работы до 1 го­ да совершают происшествия в полтора-два раза чаще, чем води­

10% — приборов освещения и 16% — прочих агрегатов. Характерные неисправности тормозов, которые приводят к до­

рожно-транспортным происшествиям: отсутствие или недостаточ­ ный уровень тормозной жидкости, наличие воздуха и набухание ■манжет в системе гидравлического привода, утечка и недостаточ­

®ое давление воздуха в тормозной системе с пневматическим при­ водом, повышенный износ накладок, неправильная регулировка зазоров между накладками и барабанами.

Основными неисправностями рулевого управления, которые Приводят к дорожно-транспортным цроисшествиям, являются: износ сферических поверхностей головок шаровых пальцев и су­ харей тя:г сверх допустимых пределов, ослабление, износ или по­ ломка витков пружины в результате трения ее о стенку наконеч­ ника тяги, применение шайб между пробкой и ограничителем.

Неисправности прочих агрегатов, :по причине которых проис­ ходят происшествия: разрыв шины управляемого колеса, износ протектора, пониженное давление в шинах, обрыв кожуха полу­ оси, отсутствие шплинта и страхового троса в степном устройст­ ве, срез центрового болта рессоры, неправильная установка глу­ шителя и бензобака, неисправность стеклоочистителя и др.

Из изложенного следует, что водитель оказывает существенное влияние на формирование потока отказов. При этом интенсив­ ность потока отказов различных агрегатов и систем автомобиля по-разному зависит от квалификации водителя. Особенно заметно

1. У автомобилей, управляемых водителями со стажем работы от 1 года до трех лет, интенсивность потока отказов некоторых агрегатов и систем в 2—7 раз оказалась выше, чем у автомоби­ лей, управляемых водителями со стажем работы 7—10 лет.

2. Повышение квалификации и практической выучки водите­ лей является одним из радикальных путей снижения интенсивно­ сти потока отказов, повышения технической готовности автомо­ бильного парка страны и повышения надежности системы «води­ тель-автомобиль».

3. Другим не менее важным направлением снижения интен­

84

сивности потока отказов является автоматизация процессов уп­ равления агрегатами и системами автомобиля, исключающая или снижающая до минимума роль водителя в определении режимов работы их в зависимости от изменившихся условий работы ма­ шины.

В табл. 4.6 приведены данные об изменении потока отказов у автобусов ЛАЗ-695Ж с гидромеханическими передачами по сравнению с автобусами ЛАЗ-695Е, оборудованных механически­ ми передачами.

роль водителя в выборе режимов работы агрегатов.

Анализ приведенных данных показывает, что общее количе­ ство неисправностей на 1000 км пробега у автобусов ЛАЗ-695Ж по сравнению с автобусами ЛАЗ-695Е уменьшилось почти в 2 ра­ за, а у агрегатов и узлов, работающих в силовом контуре совмест­ но с гидротрансформатором (двигатель, карданная передача,

задний мост), в 2—3 раза.

Гидротрансформатор значительно снижает толчки и удары при трогании с места, переключении передач на всех режимах движе­ ния, уменьшает инерционные силы прикрепленных деталей и улучшает условия их работы.

На рис. 4.3 и 4.4 приведены данные об изменении периодично­ сти ослабления резьбовых соединений и интенсивности износа агрегатов автобусов с механическими и гидромеханическими ко­ робками передач, подтверждающие изложенное.

Американская кампания «Гудир Энд Раббер» провела иссле-

85

давание, в результате которого было установлено, что яри управ­ лении автомобилем неумелым водителем износ шин за один день вследствие .резкого трогания с места, поворотов на большой ско­ рости и резкого торможения может быть эквивалентен пробегу 8 тыс. км. При управлении автомобилем высококвалифицирован­ ным водителем такой износ наблюдается в течение шести месяцев .*

Рис. 4.3. Полигоны распределения периодичности ослабления резьбовых сое­

может быть записана как произведение технической надежности машины //„ на вероятность того, что водитель не допустит оши­ бок в эксплуатации (определяется в большинстве случаев квали­ фикацией водителя) Я в, на вероятность того, что обслуживающий ■персонал не сделает ошибок при его техническом обслуживании и ремонте, обеспечит предусмотренную полноту операций и оче­ редность их выяол,нения Нав

//= я а.я,.яоп.

Наличие © реальной деятельности водителя автомобиля оши­ бок и возможность утраты им способности выполнить те или иные функции и представляют проблему его надежности.

* «Треффик Сейфти». № 3, 1970, стр. 7.

86