Испытание на надежность автомобилей

РОССИЙСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОЦИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет Охраны труда и  Окружающей среды

Кафедра Промышленной безопасности

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат по надежности технических  систем и техногенному риску на тему: «Испытание на надежность автомобилей»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва - 2011

Оглавление

 

Введение

В настоящее  время автомобиль уже давно не роскошь, а средство передвижения, которое имеют очень многие. И каждый, наверное, при покупке задумывается о надежности того транспортного средства которое он приобретает. Одни считают что надежны лишь автомобили иностранного производства, другие считают что и отечественные автомобили также надежны. На самом же деле любой автомобиль будет на протяжении долгого времени надежным и безопасным, если эксплуатировать его в соответствии с требованиями которые дает завод изготовитель. В данной работе описан процесс проведения испытаний на надежность и непосредственно пример испытания автомобиля Lada Kalina изготавливаемого на ВАЗе.

 

1. Основные понятия надежности

В теории надежности используют понятия объект, элемент, система.

Объект — техническое изделие определенного целевого назначения, рассматриваемое в периоды проектирования, производства, испытаний и эксплуатации. Объектами могут быть различные системы и их элементы, в частности: сооружения, установки, технические изделия, устройства, машины, аппараты, приборы и их части, агрегаты и отдельные детали.

Элемент системы — объект, представляющий отдельную часть системы. Само понятие элемента условно и относительно, так как любой элемент, в свою очередь, всегда можно рассматривать как совокупность других элементов.

Система — объект, представляющий собой совокупность элементов,

связанных между собой определенными отношениями  взаимодействующих

таким образом, чтобы обеспечить выполнение системой некоторой достаточно сложной функции.

Работа  любой технической системы может  характеризоваться ее эффективностью (рис. 1), под которой понимается совокупность свойств, определяющих способность системы успешно выполнять определенные задачи.

В соответствии с ГОСТ 27.002-89 под надежностью понимают свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортировки.

Рисунок 1 (Основные свойства технических систем)

 

2. Испытания на надежность автомобилей

2.1. Понятие надежности автомобиля и параметры ее оценки

Одно из важнейших  эксплуатационных свойств автомобиля— надежность определяется комплексом понятий, включающих безотказность, долговечность, сохраняемость и ремонтопригодность. Эти понятия регламентированы стандартами. Ниже рассматриваются испытания на безотказность и долговечность, поскольку показатели этих качеств могут определяться непосредственно в процессе дорожных испытаний автомобилей.

Безотказность оценивается числом отказов агрегатов, узлов или отдельных деталей  автомобиля на единицу пробега или  времени работы. Понятия отказ, повреждение, дефект, предельное состояние, ресурс, их классификация и определения также регламентируются нормативными документами.

Долговечность оценивают наработкой автомобилей  или их отдельных агрегатов, исчисляемой в единицах пробега (км) или времени работы до наступления предельного состояния, когда дальнейшая их эксплуатация недопустима по условиям безопасности или вследствие невозможности восстановления работоспособного состояния.

Долговечность автомобиля, его агрегатов, узлов  и деталей зависит от износостойкости  сопряженных деталей (пар) и от сопротивления усталости деталей, подверженных повторяющимся нагрузкам, например, на изгиб, кручение, контактным (поверхностным) напряжениям.

Кроме указанных  факторов, на долговечность существенно  влияют другие виды повреждений деталей  или нарушений их работоспособности (относящихся к качеству сохраняемости), например, коррозия, затвердевание или старение резиновых, кожаных или полимерных деталей, перегорание нитей электроламп и выгорание (эрозия) контактов, нарушение формы или первоначальных размеров деталей (коробление блоков, картеров, осадка рессор, пружин) и т. п.

Показатели  безотказности и долговечности  зависят не только от качеств автомобиля, но и в большой степени от условий, в которых он эксплуатируется (или, в нашем случае, испытывается).

2.2. Стендовые испытания на долговечность

Ускоренные  стендовые испытания позволяют с минимальными затратами времени и средств получить данные о долговечности узлов и деталей вновь создаваемого или модернизируемого автомобиля. Стенд должен позволять с наибольшей точностью и стабильностью воспроизводить нагрузочные режимы испытываемой детали или узла, заданные программой.

Ускорить испытания  можно следующими способами: 1) интенсификацией режимов нагружения; 2) увеличением числа нагружений в единицу времени; 3) усилением воздействия окружающей среды (повышение температуры, влажности, агрессивности и т. д.); 4) применением искусственно созданной абразивной среды и т. д. При испытаниях на износ деталей автомобиля сократить время и объем можно, выявив зависимость износа от времени или величины пробега. Для этого используют методы взвешивания, вырезания лунок или применяют радиоактивные изотопы.

При разработке методов ускоренных испытаний необходимо правильно выбрать режим, обеспечивающий максимально возможное сокращение времени при сохранении идентичности разрушений в стендовых испытаниях и в эксплуатационных условиях. Кроме того, определяют коэффициент перехода от стендовых испытаний к обычным эксплуатационным условиям

К = L/h,

где h — долговечность детали или узла на стенде, определенная в часах или по числу циклов работы;

L — долговечность той же детали в эксплуатационных условиях в километрах пробега.

При стендовых  испытаниях на долговечность применяют  три вида программ нагружения: 1) постоянной нагрузкой (циклической нагрузкой с постоянной амплитудой или постоянным крутящим моментом при испытании трансмиссионных узлов); 2) переменной ступенчатой нагрузкой (циклической нагрузкой со ступенчато-изменяющейся амплитудой или переменным ступенчато- изменяющимся крутящим моментом при испытании трансмиссионных узлов); 3) нагрузкой, изменяющейся по случайному закону, наиболее полно имитирующей эксплуатационный нагрузочный режим.

При форсированных  стендовых испытаниях на долговечность  все больше внимания уделяют последовательности приложения нагрузок, так как многочисленными исследованиями установлено, что усталостная долговечность деталей зависит не только от амплитуд нагрузок, но и от последовательности их действия. При ступенчатой программе может быть принят заранее установленный порядок чередования нагрузок. Наименьшее влияние последовательности приложения нагрузок может быть достигнуто при нагружении по действительному или по моделированному случайным процессам, статистические характеристики которых согласуются. Последовательность изменения нагрузок выбирают также при форсированных дорожных и полигонных испытаниях.

2.3. Методы испытаний на надежность

Испытания на надежность (ресурс) проводят:

- в автомобильных хозяйствах с перевозкой различных (реальных) грузов (эксплуатационные испытания);

-в испытательных организациях с проведением пробеговой части испытаний по дорогам общего пользования при загрузке автомобилей балластом (ресурсные испытания);

-в условиях автомобильного полигона с пробегами по специальным дорогам различных типов при загрузке автомобилей балластом (полигонные ресурсные испытания).

Условия испытаний  в автомобильных хозяйствах очень  близки к условиям обычной эксплуатации. При проведении испытаний в опорных  или экспериментально-производственных автохозяйствах (ЭПАХ) более точно и тщательно фиксируются условия работы автомобилей, расход эксплуатационных материалов, отказы и неисправности, выполненные ремонты и замененные при этом агрегаты и детали. Недостатком является обычно невысокий суточный пробег и соответственно длительные сроки испытаний. Однако некоторые типы автомобилей целесообразно испытывать именно в ЭПАХ, например, городские автобусы, такси, грузовые автомобили и автопоезда для дальних магистральных перевозок, автомобили-самосвалы (особенно внедорожные), специальные автомобили, служащие для перевозки определенных категорий грузов.

При проведении испытаний на дорогах общего пользования  по заданным маршрутам с балластом  вместо полезной нагрузки существенно сокращаются сроки испытаний. Однако при этом не учитываются многие факторы, влияющие на работу автомобиля и его агрегатов и систем (например, кузова) в реальной эксплуатации.

При проведении испытаний на автомобильном полигоне используются специальные дороги и сооружения. Более тяжелые (форсированные) условия испытаний автомобиля позволяют в несколько раз сократить пробег, а следовательно, сроки и стоимость испытаний. Однако вследствие специфичности условий этих испытаний необходимо вводить переходные коэффициенты для приведения полученных результатов испытаний к условиям реальной эксплуатации на дорогах общего пользования. К форсированным или ускоренным полигонным испытаниям предъявляют одно важнейшее требование — получаемые отказы и неисправности должны быть типичными для эксплуатации. Этим условием может ограничиваться степень форсирования нагрузочных режимов автомобиля при полигонных испытаниях.

В сложившейся  практике для определения ресурса  автомобиля, соответствующего реальным условиям его эксплуатации, испытания рекомендуется проводить в автомобильных хозяйствах, т. е. эксплуатационные. Ресурсные испытания на автополигоне проводят для подтверждения заданного технической документацией технического ресурса в относительно короткие (по сравнению с эксплуатацией) сроки.

2.4. Общий порядок и условия проведения ресурсных испытаний 

Исходя из задач, стоящих перед испытанием, разрабатывают программу, которая устанавливает условия проведения испытаний. Основные из них следующие:

1. Общий пробег и пробеги на отдельных этапах испытаний.
2. Число одновременно испытуемых автомобилей.
3. Нагрузка и скоростные режимы при проведении пробеговой части испытаний.
4. Хранение, техническое обслуживание, дорожно-климатические условия, число смен и регламент работы в пределах смены и т. п.
5. Содержание периодических контрольных циклов лабораторно-дорожных испытаний, служащих для проверки и оценки изменяющегося при пробеге технического состояния испытуемых автомобилей.
6. Объем работ при начальной, конечной и промежуточных разборках (полных или частичных) автомобиля и его агрегатов, выполняемых для осмотра и измерения износов деталей.
7. Подготовка автомобиля к испытаниям, выполнение первоначальных измерений деталей и т. п.

При проведении ресурсных испытаний особенно важным является правильный выбор комплекса дорог как по их номенклатуре (видам), так и по количественному отношению к общему пробегу. Большое значение имеет также последовательность чередования дорог. Целесообразно определенное сочетание пробегов по различным видам дорог, характерных для эксплуатации данного типа автомобиля, комбинировать в циклы, из которых и складывается общий пробег при испытаниях.

Для установления влияния  на работу (в том числе на долговечность, безотказность) автомобиля и его агрегатов дорожных условий в процессе специальных методологических испытаний выполняют пробеги автомобилей в дифференцированных дорожных условиях, в частности по отдельным видам испытательных дорог автомобильного полигона: «бельгийской мостовой», «ровной булыжной», «булыжной специального профиля», «треку» со сменными неровностями и др. На этих дорогах определяют характерные для них отказы, повреждения деталей и узлов конкретных типов автомобилей. Сопоставляя данные испытаний и эксплуатации в автохозяйствах на дорогах общего пользования, определяют соответствующие переходные коэффициенты, с помощью которых приводят пробег к той или иной категории эксплуатации (применительно к которой, учитывая характерные для автомобиля условия эксплуатации, назначают его ресурс). В целях единообразия и сопоставимости результатов пробег приводят обычно к первой категории условий эксплуатации, а у полноприводных автомобилей — ко второй категории.

Соотношение пробегов по различным видам дорог, включаемых в общий пробег при испытаниях автомобилей, в настоящее время регламентируется стандартами или программами (методиками) соответствующих видов испытаний, в том числе длительных контрольных, приемочных и ресурсных испытаний. Этими же документами может устанавливаться последовательность выполнения пробегов в различных дорожных условиях, протяженность циклов и общее их число в объеме испытания.

В ходе ресурсных  испытаний периодически, через заданные программой интервалы пробега, должны проводиться циклы лабораторно-стендовых  и лабораторно-дорожных испытаний (с  применением методов и средств технической диагностики), при которых определяются показатели основных эксплуатационных свойств автомобиля (тягово-скоростных, тормозных, топливной экономичности, токсичности, а также расход масла и пропуск газов в картер двигателя и т. п.) с целью оценки их изменения в ходе пробега.

2.5 Режимы работы автомобиля и его агрегатов

Режимы работы автомобиля в целом характеризуются  массой перевозимого полезного груза  и скоростными показателями движения, т. е. распределением скоростей на отдельных участках маршрута и средней скоростью на всем маршруте. Важным показателем является также расход топлива на участках и средний расход за пробег (в разное время года).