Глазков Пособие Ав.и авт. транспорт

СТО предназначены, в основном, для обслуживания автомобилей индивидуальных владельцев как в полном объеме ТО и ТР, так и их отдельных операций (классификация и типовая структура приведены на рис. 4.4 и рис. 4.5).

Гаражи (стоянки) являются предприятиями для хранения автомобилей. Наиболееширокораспространены стоянкидляхраненияавтомобилей индивидуального пользования.

В последнее время в России начал бурно развиваться мотельный бизнес, а вместе сним и новый тип предприятий – мотели. Мотель – это комплекс придорожного обслуживания, включающий гостиницу, автостоянку, автосервис, пункт питания, а иногда и автозаправочную станцию (АЗС). Структура типового мотеля представлена на рис. 4.6.

АЗСявляются предприятиямипоснабжению автомобилей эксплуатационнымиматериалами, преимущественнотопливом, атакжемаслами, пластичными смазками, водой, охлаждающей жидкостью и иногда

воздухом для шин. АЗС могут быть специализированы по роду автомобильного топлива: бензиновые, дизельные, газобаллонные. Они подразделяются на городские и дорожные. Величина (мощность) заправочных станций измеряется максимальным суточным количеством заправок, соответствующим для городских станций 150–1000 и для дорожных

500–1500 заправок.

Станции технического обслуживания (СТО)

Рис. 4.4. Классификация СТО

В последнее времявозобновиласьпрактика установки АЗС на территории АТП, имеющих более 250 автомобилей. Это позволяет сократить простои автомобилей при заправке, снизить порожние пробеги.

Авторемонтные предприятия предназначены для проведения капитальных ремонтов как отдельных агрегатов, так и автомобилей в целом. Книмотносятсяавторемонтныеиагрегатно-ремонтныезаводы, базы централизованного ремонта агрегатов (узлов), специализированные авторемонтные мастерские, шиноремонтные заводы, аккумуляторные за- рядно-ремонтные станции (рис. 4.7).

Дляоценкиуровня, состоянияиэффективностииспользованияПТБ предприятий применяются следующие показатели:

1) фондооснащенность предприятия Ф, р./авт.,

Ф CОПФ ,

Аc

где CОПФ – стоимость основных производственных фондов предприя-

тия, р.; Аc – списочная численность подвижного состава автомо-

билей, авт.; 2) фондовооруженность рабочих Фв, р./чел.,

Фв CОПФN ,

где N – среднесписочная численность рабочих предприятия, чел.;

3)механовооруженность труда Мт, р./ чел.,

МCаОПФ ,

тN

где CаОПФ – стоимостьактивнойчастиосновныхпроизводственныхфон-

дов предприятия, р.; CаОПФ – это та часть основных производственных

фондов, которая непосредственно воздействует на предметы труда (станки, стенды, установки и т. п.);

4) фондоотдача основных производственных фондов Фокм/р.

Для оценки эффективности использования ПТБ применяются и другие показатели: производительность труда, затраты на выполнение ТО и ремонта и другие.

Пути совершенствования ПТБ лежат в плоскости:

1)нового капитального строительства производственных цехов (участков);

2)расширения производства на существующих площадях;

3)реконструкцииитехническогоперевооруженияпредприятий(это основная форма обновления ПТБ).

5.ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ АВТОМОБИЛЕЙ

КАКНАУКАИ УЧЕБНАЯ ДИСЦИПЛИНА

5.1. Техническая эксплуатация автомобилей как наука

Под теоретическими основами технической эксплуатации автомобиля(ТЭА) понимаютсовокупностьвзаимосвязанныхзакономерностей, аксиом и допущений, которые позволяют научно объяснить процессы изменения технического состояния машин и установить аналитическую форму количественныхикачественныхзависимостей технико-экономи- ческихпараметровавтомобиляотегопробега(наработки). Приэтомследует иметь в виду, что ТЭА как наука имеет:

объект исследования, которым является автомобиль;

цельисследования, котораязаключаетсявопределениизакономерностей изменения технического состояния автомобиля при его эксплуата- цииисвязанныхсэтимтехнико-экономическихпоказателейегоработы; методы исследования, которые базируются на использовании теории старения машин, теории вероятности, математической статисти-

ки и т. д.;

критерииэффективностиТЭАкакрезультатыисследований(качественные и количественные параметры ТЭА; ими могут быть удельные затраты на техническое обслуживание и ремонт машин, себестоимость перевозок и т. д.).

Какотрасль наукиТЭА определяетпутии методы управлениятехническим состоянием автомобилей для обеспечения:

регулярности и безопасности перевозок при наиболее полной реализации технико-эксплуатационных свойств автомобилей;

заданныхуровнейработоспособностиитехническогосостояния; оптимизацииматериальныхитрудовыхзатратнаэксплуатацию

машин;

минимального отрицательного влияния автомобильного транспорта на население, персонал и окружающую среду.

ЭффективностьТЭАобеспечиваетсяинженерно-техническойслуж- бой (ИТС), которая реализует цели и задачи ТЭА.

Таким образом, ТЭА есть наука об изменении технического состояния машин, методах обеспечения их работоспособности и безопасной эксплуатации при рациональных затратах сил и средств.

Структурулюбой науки, в том числе и науки о ТЭА, можно схематично представить в виде пирамиды (рис. 5.1).

6.

Теория

Законы

5. (закономерности)

Принципы

4.и постулаты

3.Гипотезы

2.Научные методы

1.События, факты

Рис. 5.1. Пирамида наук (элементы науки)

Веёоснованиилежатсобытияилифакты, полученныеврезультате наблюдения (например, изнашивание деталей, отказы систем). Великий русский физиолог И. П. Павлов говорил, что факты являются воздухом учёного. На первой ступени пирамиды наук происходит накопление ка- ких-то фактов (например, определяют число отказов машин на каких-то пробегах). На второй ступени этой пирамиды на базе научных методов исследования производятся отбор, обработка, систематизация и анализ полученныхданных(например, определяетсянаработканаотказ, производится классификация отказов и т. д.). На третьей ступени пирамиды наук на основании полученных результатов делаются отдельные обоб-

Как область практической деятельности ТЭА – это комплекс взаимосвязанных технических, экономических, организационных и социальных мероприятий, которые обеспечивают:

своевременную подачу клиентуре работоспособных автомобилей необходимой номенклатуры и количества в нужное время;

поддержание автомобильногопарка вработоспособномсостоянии при рациональных затратах трудовых и материальных ресурсов.

Таким образом, для эффективного решения обширного комплекса задач выпускник вуза должен владеть теоретическими основами ТЭА как науки и учёной дисциплины.

Всвоюочередь, изучение ТЭА содержит несколькоблоков, вкоторые входят учебные дисциплины:

общие гуманитарные и социально-экономические; общие математические и естественнонаучные; общепрофессиональные; специальные.

Всеонивключаютболее50 различныхпредметов(философия, иностранныйязык, химия, сопромат, гидравлика, автомобильныедвигатели и т. д.), освоение которых рассчитано на 5-летний курс обучения.

5.2. Причины изменения технического состояния автомобиля при эксплуатации

Автомобильможетучаствоватьвтранспортномпроцессеиприносить определённыйдоход, еслионнаходитсявработоспособномсостоянии.

Техническоесостояниеавтомобиля(агрегата, механизма, соедине-

ния) определяется совокупностью изменяющихся свойств его элементов, характеризуемых текущим значением конструктивных параметров, которые обычно связывают с наработкой (пробегом).

Наработка– продолжительностьработыизделия, измеряемаяединицами пробега (километры), времени (часы), числом циклов. Различают наработку с начала эксплуатации изделия, наработку до определённого состояния (например, предельного), наработкуинтервальную идр. Наавтомобильномтранспорте, какправило, наработкаавтомобилейчаще исчисляетсявкилометрахпробега, реже(специальныеавтомобили, внедорожные карьерные самосвалы) – в мото-часах.

Основными причинами изменения конструктивных параметров и технического состояния являются:

нагружение элементов (статические и динамические); взаимное перемещение элементов в различных плоскостях

(КШМ, ГРМ);

воздействие тепловой и электрической энергии (сгорание топлива, трение и т. д.); химически активных компонентов (электролита, солей); внешнейсреды(влаги, ветра, температуры, солнечнойрадиации); оператора (водителя, ремонтника и т. д.).

Последствия и формы изменения конструктивных параметров во времени проявляются в изнашивании, коррозии, усталостных разрушениях, пластических деформациях, температурных разрушениях и изменениях, старении и т. д.

Изнашивание. Процесс изнашивания возникает под действием сил трения, зависящих от материала и качества обработки поверхностей, смазки, нагрузки, скорости относительного перемещения поверхностей

итеплового режима работы сопряжения. Изнашивание – это процесс разрушения иотделения материала с поверхности детали и (или) накопления её остаточной деформации при трении, проявляющийся в постепенном изменении размеров и формы деталей.

Обычно в практике ТЭА выделяют абразивное, усталостное, кор- розионно-эрозионное, окислительное, электроэрозионноеизнашивание,

атакже изнашивание при заедании, фреттинге и фреттинг-коррозии (рис. 5.3). Изнашивание при фреттинге, абразивное, эрозионное и усталостноеотносятсякмеханическомувидуизнашивания, аокислительное

ипри фреттинг-коррозии – к коррозионно-механическому.

Абразивноеизнашиваниеявляетсяследствиемрежущегоилицарапающегодействияповерхностейтренияитвёрдыхчастиц, находящихся между ними. Такие частицы, попадая извне в виде пыли и песка между трущимися деталями (например, тормозными накладками колодок и барабанами) или в смазочные материалы открытых узлов трения (шкворневое соединение, рессоры), резко увеличивают их износ. В ряде механизмов, например кривошипно-шатунном, в качестве абразивных частицвыступаюттакжесамипродуктыизнашивания, отделившиесяотвкладышей коленчатого вала и втулок шатунов.

Эрозионное изнашивание происходит в результате воздействия на поверхность деталей потоковжидкости, газа и твёрдых частиц, находящихся в них. Такому изнашиванию на автомобиле подвержены в первую очередь рабочие поверхности тарелок выпускных клапанов двигателя, жиклёры карбюратора.

Рис. 5.3. Виды изнашивания

Усталостное изнашивание состоит в том, что поверхностный слой деталиматериалаврезультатетренияициклическойнагрузкистановится хрупким и разрушается, обнажая лежащий под ним менее хрупкий материал, образуя трещины и ямки выкрашивания (питтинг). Такой вид изнашивания может наблюдаться на беговых дорожках подшипников, зубьях шестерен.

Изнашивание при заедании происходит в результате схватывания, глубинного вырывания материала, переноса его с одной детали на другую и воздействия возникших при этом неровностей на сопряжённую поверхность. Оно приводит к образованию глубоких борозд, наростов, оплавлений, задиров, к заклиниваниюи разрушениюмеханизмов. Такое изнашивание обусловливаетсяналичиемместныхконтактовмеждутрущимисяповерхностями, накоторыхвследствиебольшихнагрузокискоростейпроисходятразрывмаслянойплёнки, сильныйнагреви«сваривание» частиц металла, при дальнейшемотносительном перемещенииповерхностей– разрыв связей. Типичныйпример– заклинивание коленчатого вала при недостаточной смазке.

Окислительное изнашивание происходит в результате сочетания механическогоизнашиванияиагрессивноговоздействиясреды, поддействием которой на поверхности трения образуются непрочные плёнки окислов; при механическом трении они снимаются, а обнажающиеся поверхности опять окисляются. Такое изнашивание наблюдается на де-

талях цилиндропоршневой группы, гидроусилителей, тормозной системы с гидроприводом и др.

Изнашивание при фреттинге – это механическое изнашивание соприкасающихсядеталейпривозвратно-поступательныхперемеще- нияхс малымиамплитудами и высокойчастотойколебаний. Если при этом агрессивно воздействует среда, то происходит изнашивание при фреттинг-коррозии. Такое изнашивание может происходить в местах контактавкладышашеекколенчатоговалаипостеливкартереикрышке, в заклёпочных, болтовых, шлицевых и шпоночных соединениях, рессорах.

Электроэрозионное изнашивание проявляется в эрозионном изнашивании поверхностив результате воздействия разрядаприпрохождении электрического тока, например, между электродами свечи зажигания.

Пластические деформации и разрушения. Такие повреждения свя-

заны с достижением или превышениемпределовтекучести или прочности соответственно у вязких (сталь) или хрупких (чугун) материалов. Обычноэтотвидразрушенияявляетсяследствиемлибоошибокприрасчётах, либо нарушенийправилэксплуатации(перегрузки, неправильное управление автомобилем, дорожно-транспортные происшествияи т. п.). Иногдапластическимдеформациямилиразрушениямпредшествуетмеханическоеизнашивание, приводящеекизменениюгеометрическихразмеров и сокращению запасов прочности детали.

Усталостные разрушения. Этот вид разрушений возникает при циклическомприложении нагрузок, превышающихпределвыносливостиметалладетали. Приэтомпроисходятпостепенноенакоплениеирост усталостных трещин, приводящие при определённом числе циклов нагружениякусталостномуразрушению деталей. Совершенствованиеметодов расчёта и технологии изготовления автомобилей (повышение качества металла и точности изготовления, исключение концентраторов напряжений) привело к значительному сокращению случаев усталостногоразрушениядеталей. Какправило, ононаблюдаетсяприэкстремальных условиях эксплуатации (длительные нагрузки, низкие или высокие температуры) в рессорах, полуосях, рамах.

Коррозия. Это явление происходит вследствие агрессивного воздействия среды на детали (ржавление), приводящего к окислению металла и, как следствие, к уменьшению прочности и ухудшению внешнего вида. Основными активными агентами внешней среды, вызывающи-

ми коррозию, являются соль и другие химические вещества, которыми обрабатывают дороги зимой, кислоты, содержащиеся в воде и почве, а также компоненты, входящие в состав отработавших газов автомобилей, и их химические соединения. Коррозия главным образом поражает детали кузова, кабины, рамы. Коррозия деталей кузова, расположенных снизу, сопровождается абразивным изнашиванием в результате воздействиянаповерхностьпридвиженииавтомобиляабразивныхчастицпеска, гравия. Способствует коррозии сохранение влаги на металлических поверхностях, в том числе под слоем дорожной грязи, что особенно характерно для всякого рода скрытых полостей и ниш. Коррозия способствуетусталостномуизнашиваниюиразрушению, таккаксоздаётнаповерхностиметаллаконцентраторынапряженийввидекоррозионныхязв. Такойвидразрушенийнаблюдается, например, вместахсварки, крепления кронштейнов, рессор. Применительно к автомобилям различают местную коррозию, поражающую, в основном, кузовные панели, и общую (сплошную), результатом которой является, кроме того, разрушение несущих конструкций кузова или рамы.

Старение. Техническое состояние деталей и эксплуатационных материалов изменяется под действием внешней среды. Так, резинотехническиеизделиятеряютпрочностьиэластичностьврезультатеокисления, термического воздействия(разогрев илиохлаждение), химического воздействия масла, топлива и жидкостей, а также солнечной радиации

ивлажности. В процессе эксплуатации свойства смазочных материалов

иэксплуатационных жидкостей ухудшаются в результате накопления вних продуктовизноса, изменениявязкости ипотерисвойствприсадок.

Детали и материалы изменяются не только при их использовании, нои при хранении: снижаютсяпрочностьи эластичность, например, резинотехнических изделий; у топлива, смазочных материалов и жидкостей наблюдаются процессы окисления, сопровождаемые выпадением осадков.

Распределениеотказовмашинпопричинамихвозникновенияприведено в табл. 5.1.

Знание характеристик отказовпозволяетна практикерешитьвопросы поддержания надёжности автомобилей, обеспечения производствазапаснымичастями, технологическимоборудованием, специалистами и т. д.

5.3. Показатели качества автомобиля

Об изделии, материале, оказываемой услуге обычно судят поихкачеству. Качествоизделия(автомобиля, агрегата, детали) илиматериала(топлива, маслаипр.), какправило, изменяетсявпроцессеэксплуатации врезультатеизменениясамогоизделияилиматериалаиегосоставныхэлементов. Например, расходтопливаприперевозкезависитнетолькоотусловийэксплуатациииликонструкцииавтомобиля, ноиоттекущегосостояния системыпитанияизажиганияавтомобиля, износацилиндропоршневойгруппы, измененияуглаустановкипереднихколёсит. д.

В этой связи очень важные длятехническойэксплуатации понятия качества, надёжности, технического состояния автомобилей необходиморассматриватьвовзаимосвязи, т. е. комплекснооцениватьихвлияние нареализациюцелейавтомобильноготранспортаиеготехническойэксплуатации по следующей схеме: техническое состояние работоспособность надёжность качество цели.

Качество – это совокупность свойств, определяющих степень пригодностиавтомобиля, технологическогооборудования, агрегата, детали, материала к выполнению заданных функций при их использовании по назначению, т. е. к эксплуатации.

Качество складывается из свойств (рис. 5.4). Каждое свойство характеризуетсяоднимилинесколькимипараметрами, которыемогутприниматьприэксплуатацииразличныеколичественныезначения, называемые показателями.

Рис. 5.4. Логическая структура понятия качества (пример)

Прианализеилиоценкекачестваавтомобиляпоследовательнорассматривают следующие цепочки:

приоценкеииспытаниимашинпоказатели– параметры– свойства – качество;

припредъявлениитребованийкмашинамкачество– свойства – параметры – показатели, т. е. в обратной последовательности.

Примеры развёртывания показателей четырёх свойств качества приведены на рис. 5.4. Так, одним из параметров топливной экономичности автомобиля (свойство) является контрольный расход топлива, количественное значение которого для конкретной модели (показатель) составляет 7 л/ 100 км.

Обычно рассматривают технико-эксплуатационные свойства

(ТЭС) автомобилей, главными из которых являются следующие: масса и габариты, грузоподъёмность, вместимость, маневренность, проходимость, безопасность, экологичность, топливнаяэкономичность, динамичность (тягово-скоростная), производительность, экономичность, надёжность, цена и др. Совокупность этих свойств можно интегрально (в це-

лом) оценить единым показателем качества автомобиля – Пк.

Технико-эксплуатационныесвойствазакладываютсяприихпроек- тированииипроизводстве, ареализуютсяприэксплуатациимашин. При этом потребителя интересуют два главных показателя ТЭС (рис. 5.5): начальныйуровень Пк1 истабильностьвпроцессеэксплуатации, т. е. изменение свойств, описываемое функциейПк(t), где t – наработкаавтомобиля с начала эксплуатации.

ПкB1

ПкB

ПкB

в

Пк

Пк (tсп1 )

Пк (tсп2 )

tсп1 tсп2

Рис. 5.5. Факторы, влияющие на реализуемый показатель качества автомобиля

На рис. 5.5 представлены А и В – две модели автомобилей: a – начальное значение показателя качества Пк1: ПкА1 > ПкВ1, ПкА > ПкВ; б – интенсивность изменения Пк по мере старения машин: ПкА1 > ПкВ1,

ПкА > ПкВ; в – срок службы машин до списания tсп: tсп1 < tсп2, Пк(tсп1) > Пк(tсп2). Пк – среднее значение показателя эффективности.

Стабильные ТЭС практически не изменяются в течение всего срокаслужбымашин(габаритныеивесовыепоказатели, грузоподъёмность, вместимость и др.).

Нестабильные ухудшаются в процессе работы и по мере старения автомобиля или агрегата. Это, например, производительность машины, затраты на обеспечение её работоспособности, интенсивность использования автомобиля и др. (табл. 5.2). В значительной степени стабильность ТЭС автомобилей определяется их надёжностью.

Таблица 5.2

ИзменениенекоторыхпоказателейкачествагрузовогоавтомобиляПк(t), %

Таким образом, качество автомобиля и его показатели не являются величиной постоянной и изменяются по мере пробега машины.

6. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА

6.1. Стратегии и система технического обслуживания и ремонта подвижного состава

6.1.1. Общие положения

Знание количественных и качественных характеристик и закономерностейизмененияпараметровтехническогосостоянияузлов, агрегатов и автомобиля в целом позволяют управлять работоспособностью

итехническим состоянием автомобиля в процессе эксплуатации, т. е. поддерживатьивосстанавливатьегоработоспособность. Работыпоподдержаниюивосстановлениюработоспособностиподразделяютсянадве большие группы: техническое обслуживание и ремонт.

Необходимость поддержания высокого уровня работоспособности требует, чтобы бульшая часть неисправностей и отказов была предупреждена, т. е. работоспособностьизделиябылавосстановленадонаступления неисправности, поэтому в данном случае задача состоит главным образомвпредупреждениивозникновенияотказовинеисправностей. Это требуетрегламентацииТО, т. е. регулярного(поплану) выполненияопределенныхоперацийсустановленнымипериодичностьюитрудоемкостью.

Внашей стране ТО и ремонт автомобилей, так же как и других механизмов (сельскохозяйственных машин, станков, транспортных средств и т. д.), производят на планово-предупредительной основе. В соответствии с ней ТО носит предупредительный характер и выполняется регулярно после определенной наработки (пробега) автомобиля, а ремонт, как правило, выполняется по потребности, т. е. после возникновения неисправности. Таким образом, данная стратегия поддержания работоспособности машинносит профилактический характери предусматриваетпредупреждение отказов и неисправностей и восстановление техническогосостояния автомобилей доисходного или близкого к нему.

Другая стратегия обеспечения надежности заключается в устранении внезапных отказов и неисправностей, т. е. их ликвидируют по мере возникновения(попотребности). Существеннымнедостаткомэтойстратегии является то обстоятельство, что отказ может наступить в любое время, а это влечет за собой не только неопределенность в состоянии автомобиля, но и невозможность предусмотреть, какие запасные части

иматериалы, специалисты и оборудование потребуются для выполненияэтихработ, какова ихпродолжительностьи стоимость. Даннаястратегия называется «стратегией ожидания ремонта» и по своей эффективности явно проигрывает первой.

Дляобеспеченияработоспособностиавтомобильногопаркасоздана

ифункционируетсистематехническогообслуживания(ТО) иремонта(Р) подвижногосостава. К нейпредъявляются следующие требования:

1)обеспечение заданных уровней эксплуатационной надежности автомобильногопаркаприрациональныхматериальныхитрудовыхзатратах;

2)наличиересурсосберегающейиприродоохраннойнаправленности;