2. Закономерности изменения технического состояния транспортных средств
Показатели технического состояния транспортных средств и их отдельных агрегатов, узлов и деталей в течении эксплуатации изменяются от номинальных значений, соответствующих техническим условиям на новое транспортное средство, до предельных значений.
Для обоснования системы рациональной эксплуатации транспортных средств, в том числе их технического обслуживания (ТО) и технического ремонта (ТР), необходимо знать характер изменения показателей технического состояния в течение периода эксплуатации транспортных средств. Изменение технического состояния транспортных средств наиболее удобно рассматривать по вероятности безотказной работы (функция надежности). Вероятность безотказной работы до первого отказа описывается зависимостью:
или
где t – текущее значение наработки транспортного средства или агрегата; t0 – наработка транспортного средства или агрегата до первого отказа; f(t) - плотность распределения времени исправной работы транспортного средства или агрегата.
Для практического определения функции p(t) используется зависимость:
где N(t) – число транспортных средств (агрегатов), оставшиеся работоспособными в период наработки t; N0 – первоначальное число используемых машин.
Для оценки надежности транспортного средства можно использовать также вероятность отказов q(t), которая связана с p(t) зависимостью:
График функции p(t) для общего случая показан на рисунке 1. Кривая 1 построена для транспортных средств, работоспособность которых в процессе эксплуатации не поддерживается (отсутствует ТО) и не восстанавливается (текущие и другие ремонты не производятся), кривая 2 – для транспортных средств, которые в процессе эксплуатации подвергаются плановым техническим воздействиям по восстановлению работоспособности.
Рис. 1. Вероятность безотказной работы p(t) (t1 и t2 – наработка, при которой отказы транспортных средств отсутствовали; t3 и t4 – соответственно наработка, при которой отказали почти все транспортные средства).
На изменение параметров технического состояния узла, агрегата или транспортного средства в целом влияет большое число конструктивных, производственных и эксплуатационных факторов.
К конструктивным и производственным факторам относятся качество изготовления, сборки, обкатки, конструктивные особенности и структура отдельных элементов и их взаимосвязь в транспортном средстве, а также физико-механические свойства применяемых материалов (твердость, шероховатость и т.п.).
К эксплуатационным факторам относятся режимы нагрузки, внешние климатические условия, способы и уровень проведения ТО и ТР, интенсивность использования транспортного средства в течение смены, суток, года, индивидуальные особенности оператора, управляющего транспортным средством, и т.д.
С точки зрения диагностирования транспортных средств наибольший интерес представляет математическое описание характера зависимости параметра технического состояния от наработки. От выбора математической функции зависит качество, достоверность и простота постановки диагноза и прогнозирования остаточного ресурса. Целесообразно аппроксимировать ломаную кривую фактического изменения параметра технического состояния плавной кривой. Аппроксимирующая функция должна учитывать физику изменения параметра технического состояния, в том числе конструктивные и эксплуатационные факторы; интегрально учитывать характер изменения от наработки. Эта функция должна быть универсальной – характеризующей линейную, степенную и другие зависимости изменения параметра от наработки, и простой – содержащей небольшое число коэффициентов и обеспечивающей простоту построения номограмм, таблиц и других справочных материалов.
От качества и достоверности статистических данных зависит достоверность постановки диагноза и прогнозирования остаточного ресурса.
Для количественной оценки надежности транспортных средств используется также понятие интенсивности отказов. Интенсивность отказов, λ-характеристика, – отношение числа n(t) отказывающих однородных изделий к среднему числу N(t) изделий, исправно работающих в данный отрезок времени Δt:
