5.2. Понятие о надежности транспортного процесса

Перечень рассматриваемых вопросов по данной теме:

1. Техническое обслуживание автомобилей и надежность.

2. Ремонт автомобилей и надежность.

3. Прогнозирование показателей надежности.

В случае возникновения неясностей студентам следует обратиться к информационным ресурсам дисциплины, изложенным в следующих источниках: [1], c.26...42, [10], c.96...131.

Автомобиль во время эксплуатации неотвратимо теряет уровень работоспособности, поэтому необходимо проводить профилактические технические обслуживания. Их периодичность и объем должны свести до минимума число отказов при наименьших трудовых и денежных затратах с тем, чтобы обеспечить запланированный ресурс до капитального ремонта или списания. Для различных моделей автомобилей разработаны технологические процессы технических обслуживаний на базе заводских инструкций, учитывающих специфику конструкции соответствующих машин.

Установлено, что абразивные частицы, попадающие внутрь двигателя, являются основной причиной изнашивания его деталей. Содержание загрязнений может быть сведено до минимума благодаря соблюдению ряда правил, к которым относятся:

1. Аккуратная заправка топливом и маслом.

2. Своевременный внимательный уход за фильтрами воздуха, масла и топлива.

3. Устранение всех неплотностей, где возможны подсос и проникновение пыли и грязи извне.

Соблюдение регулировок, предусмотренных техническими условиями. Зазор между торцом стержня клапана и соответствующей деталью привода (коромыслом, толкателем или кулачком в зависимости от конструкции механизма газораспределения) существенно влияет как на надежность двигателя, так и на протекание рабочего процесса.

Исходный угол опережения зажигания в бензиновом двигателе устанавливается на заводе и периодически проверяется в эксплуатации.

Увеличение угла опережения зажигания может вызвать детонационное горение, что не только снижает долговечность двигателя в 1,5 – 3 раза, но и может привести к аварийным дефектам (прогорание днища поршня, разрушение шатунных подшипников) и выходу из строя двигателя. Снижение угла опережения зажигания приводит к запаздыванию догорания топлива и, следовательно, к увеличению температуры стенок цилиндров и отработавших газов. Это также увеличивает износ и может привести к подгоранию выпускных клапанов. В обоих случаях увеличивается расход топлива и снижается мощность.

Возможности диагностирования во многом зависят от приспособленности объекта к диагностированию, наличия средств диагностирования, а также обоснованности параметров, которые определяются в процессе диагностирования и по которым судят о состоянии объекта.

Согласно нормативно-технической документации, должно оцениваться изменение структурных параметров, для чего при диагностировании двигателя проверяются прямые или соответствующие им косвенные параметры. При диагностировании цилиндро-поршневой группы к прямым диагностическим параметрам отнесены зазоры между поршнем и кольцом по высоте канавки, в стыках поршневых колец и между цилиндром и поршнем в верхнем поясе. Косвенными параметрами являются также характеристики вибраций, количество прорвавшихся в картер газов или давление их в картере, расход подаваемого в цилиндры сжатого воздуха, расход масла на угар, содержание окиси углерода в отработавших газах, давление газов в конце такта сжатия, количественный и качественный состав элементов износа в масле, дымность отработавших газов.

К основным причинам, вследствие которых требуемый ресурс не обеспечивается, относятся: небрежность при сборке, недостаточное метрологическое обеспечение производства, несоблюдение зазоров и натягов в соединениях и т.д.

Тщательный анализ всего технологического процесса с точки зрения его метрологического обеспечения и реализации необходимых мероприятий не только повышает качество деталей, но и снижает трудоемкость. Важнейшей составной частью повышения качества ремонта является создание на предприятиях специализированных метрологических подразделений.

Качество рабочих поверхностей деталей определяет их долговечность.

Параметры качества поверхности делятся на геометрические и физические.

Шероховатость - совокупность неровностей поверхности с относительно малым шагом на базовой длине l.

В стандарте нормируются: высота неровностей профиля R_z, среднее арифметическое отклонение профиля R_a, наибольшая высота неровностей R_max, средний шаг неровностей профиля S_m, средний шаг неровностей профиля по вершинам S и относительная опорная длина профиля t_p. От исходной шероховатости рабочих поверхностей зависит качество посадки, как с зазором, так и с натягом.

К параметрам, характеризующим макрогеометрию детали, относятся: цилиндричность, плоскостность, профиль продольного сечения, волнистость. К геометрическим параметрам относятся также взаимное расположение поверхностей - параллельность, перпендикулярность, соосность, торцовое биение и др. Важной геометрической характеристикой является волнистость.

При ремонте многих деталей производятся заварки и наплавки. Из-за неизбежной неравномерности нагрева возникает неоднородность структуры детали. В ней появляются внутренние напряжения.

Профилактические замены деталей. Детали двигателя, как правило, имеют разную долговечность. Для проведения профилактической замены необходимо знать наработку отдельных деталей до отказа. Такой информацией располагают заводы автомобильной промышленности и многие эксплуатирующие организации. Наиболее эффективным оказывается ремонт методом профилактических замен деталей или их групп при экономически оптимальных вариантах замен, оцениваемых по технико-экономическому критерию оптимальности. Такой метод назван поэлементно-групповым. Рекомендации по этому методу вошли в нормативные документы Госстандарта.

Прогнозирование в применении к надежности двигателей - это научное направление, изучающее предвидение или предсказание изменения технического состояния двигателя и определение продолжительности его безотказной работы с определенной степенью вероятности.

Прогнозирование показателей надежности может производиться по разнообразным параметрам (например, по усталостной прочности, динамике процесса изнашивания, по виброакустическим показателям, содержанию элементов износа в масле, показателям стоимости и трудовых затрат и т. д.).

Современные методы прогнозирования подразделяют на три основные группы.

1. Методы экспертных оценок, сущность которых сводится к обобщению, статистической обработке и анализу мнений специалистов. Последние обосновывают свою точку зрения на собственном опыте, литературных данных, анализе состояния конкретных объектов и т.п.

2. Методы моделирования, базирующиеся на основных положениях теории подобия и состоящие из формирования модели объекта исследования, проведения экспериментальных исследований и пересчета полученных значений с модели на натуральный объект. Например, путем проведения ускоренных испытаний, а затем с помощью коэффициентов ускорения или графиков определяется долговечность в реальных условиях эксплуатации.

3. Статистические методы, из которых наибольшее применение находит метод экстраполяции. Прогнозирование надежности может производиться по износу двигателя. В этом случае для описания динамики процесса изнашивания целесообразно применять уравнение полинома третьей степени.

Эффективность прогнозирования устанавливают по изменению показателя надежности в результате внедрения тех или иных рекомендованных средств ее повышения.

После завершения работы с теоретическим материалом по данной теме студенты выполняют лабораторную работу № 4: «Определение токсических веществ в отработавших газах» и отвечают на вопросы для самопроверки.

Вопросы для самопроверки

1. Перечислите требования к параметрам диагностирования.

2. Поясните сущность функциональных параметров диагностирования.

3. Перечислите основные причины при ремонте, вследствие которых требуемый ресурс изделия не обеспечивается.

4. Поясните понятие метрологическое обеспечение ремонтного производства.

5. Перечислите параметры, характеризующие макрогеометрию детали.

6. Поясните понятие шероховатость поверхности.

7. В чем заключается сущность профилактической замены деталей?

В закрепление данной темы студентам нужно ответить на вопросы теста № 12 текущего контроля.