Надежность и долговечнось автомобиля

Глава 1. Надежность автомобиля

 

Надежность автомобиля — это свойство автомобиля выпол­нять заданные функции, сохраняя значения установленных эксплу­атационных показателей в пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования.

Надежность является комплексным свойством, которое в зави­симости от назначения автомобиля и условий его эксплуатации может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохранность в отдельности или определенное сочетание этих свойств как для автомобиля, так и для его агрегатов (систем, узлов и деталей), направленным на выполнение автомобилем рабочих функций с установленными показателями в течение ресурса до капитального ремонта.

Надежность автомобиля не остается постоянной в течение всего срока его службы. По мере изнашивания деталей, механизмов и агрегатов надежность уменьшается, так как вероятность выхода из строя деталей увеличивается. Новые автомобили всегда более на­дежны по сравнению с автомобилями, имеющими большой пробег или прошедшими капитальный ремонт. Следовательно, заданная степень надежности автомобиля рассматривается в связи с опреде­ленным пробегом. Надежность зависит также и от того, в каких условиях работает автомобиль.

При работе, например, на дорогах с твердым усовершенствован­ным покрытием надежность автомобиля больше, чем при работе по бездорожью. Надежность летом всегда выше, чем зимой, при прочих равных условиях. Поэтому, понятие «надежность автомобиля» тесно увязывается с условиями его эксплуатации. Надежность агрегатов и узлов определяется главным образом долговечностью деталей. Поэтому прежде всего необходимо широкое экспериментальное исследование, выявляющее детали, критические по надежности.

Современная наука и техника в области автомобилестроения позволяют обеспечивать ресурс основных агрегатов, в том числе двигателя до капитального ремонта и более, намного увеличивать наработку на отказ других агрегатов и механизмов. Повышение надежности автомобилей, обеспечение удобного доступа к обслужи­ваемым агрегатам и узлам, их совершенствование для облегчения обслуживания и ремонта, уменьшение количества точек смазки, увеличение периодичности технического обслуживания позволяют сократить простои автомобилей в техническом обслуживании и ре­монте и тем самым повысить их производительность.

 

 

Автомобиль, как правило, рассчитывается на длительную работу. Разностойкость сопряжений агрегатов автомобиля требует периоди­ческих остановок для его обслуживания и замены наименее стойких деталей. Поэтому необходимо стремиться к тому, чтобы эти оста­новки были реже и требовали минимальных трудовых и матери­альных затрат. Следовательно, надежность должна содержать не только вероятность безотказной работы в течение заданного времени, но и показатели, характеризующие выполнение работ по техниче­скому обслуживанию и ремонту в кратчайшие сроки с минимальными трудовыми и материальными затратами.

Уменьшить объем работ по техническому обслуживанию и ремонту и их трудоемкость можно либо за счет увеличения долго­вечности деталей, либо за счет приспособления конструкции автомобиля и его агрегатов к быстрой замене износившихся сопря­жений и узлов, т. е. за счет улучшения ремонтопригодности, либо за счет одновременного улучшения показателей долговечности и ремонтопригодности.

Надежность автомобиля .

Основные термины и определения.

Термины и определения надежности в технике регламентированы ГОСТ 27.002, а для автомобильного подвижного состава, его агрегатов, систем, механизмов, узлов и деталей — ГОСТ 37.001.055.

надежностью автомобиля понимается его свойство сохранять во времени.

Под надежностью автомобиля понимается его свойство сохранять во времени или в течение некоторой наработки в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.

Параметры изделия, определяющие его эксплуатационные показатели и допускаемые пределы их изменений, указываются в технической документации (государственных и отраслевых стандартах, технических условиях, руководящих технических материалах, нормативных документах по технической эксплуатации, требованиях ГАИ и др.).

Надежность в зависимости от назначения автомобиля и условий его эксплуатации включает следующие свойства: безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохранность.

Признаком нарушения работоспособности автомобиля является необходимость проведения работ по текущему ремонту, в то время как проведенного технического обслуживания не является признаком нарушения его работоспособности.

Ремонтопригодность заключается в приспособленности автомобиля к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказа, повреждений и поддержанию и восстановлению работоспособного состоянии путем проведения технического обслуживания и ремонтов. Значения показателей ремонтопригодности должны за даваться в технической документации для регламентированных условий технического обслуживания и ремонта.

 

 

 

Сохранность — это свойство автомобиля сохранять значение показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течении после хранения и транспортирования.

Для конкретных объектов автомобильного подвижного состава, его агрегатов, систем, механизмов, узлов и деталей эти свойства могут иметь paзличную относительную значимость. Например, безотказность магистральных автомобилей, удаляющихся на большое расстояние и длительное время от базы, должна быть больше, чем автомобилей-самосвалов, ежедневно возвращающихся из рейсов на свою базу. Для легковых автомобилей, особенно используемых личными владельцами, наиболее ценным качеством является ремонтопригодность.

Автомобиль, находящийся в эксплуатации, при исправном состоянии должен соответствовать всем требованиям нормативно-технической и конструкторской документации. Это понятие шире понятия «работоспособное состояние». Работоспособный автомобиль в отличие от исправного удовлетворяет лишь тем требованиям нормативной документации, которые обеспечивают его нормальное функционирование при выполнении заданных функций, т. е. осуществлении автоперевозок. При этом он может не удовлетворять, например, требованиям, относящимся к его внешнему виду (нарушение декоративного покрытия, вмятины на кузовных деталях и др.).

Неработоспособным считается такое состояние автомобиля, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего его способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической и конструкторской документации.

Следует различать два вида неработоспособности: устранимую и неустранимую. В первом случае работоспособность объекта может быть восстановлена при выполнении ремонтных работ, во втором — восстановление работоспособности технически невозможно (предельное состояние объекта) или экономически невыгодно, в связи с чем дальнейшее применение такого объекта по назначению недопустимо или нецелесообразно.

Таким образом, переход в предельное состояние определяется наступлением момента, когда дальнейшая эксплуатация автомобиля невозможна или нецелесообразна по одной или нескольким из следующих причин: становится невозможным поддержание безопасности, безотказности или эффективности объекта на допустимом уровне во время эксплуатации; в результате изнашивания или старения объект пришел в такое состояние, при котором ремонт требует больших затрат или не обеспечивает необходимый уровень восстановления работоспособности.

Автомобиль относится к таким изделиям, которые не сохраняют работоспособное состояние до наступления предельного, т. е. его безотказность меньше наработки, соответствующей долговечности.

Отказ — событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта. Следует различать отказ и повреждение. Последнее заключается в нарушении исправного состояния объекта при сохранении работоспособного.

 

 

 

Переход объекта из одного состояния в другое обычно происходит вследствие повреждения или отказа.

При нарушении его работоспособного состояния различают отказ автомобиля в целом и отказ агрегата, узла, детали и др.

Отказ автомобиля обусловливает вынужденный его простой на линии во время, запланированное для транспортной работы, или невыезд в очередной плановый рейс в связи с неисправностями.

Дефекты, устраняемые в процессе проведения очередного планового технического обслуживания или ремонта, которые выполняются в междусменное время, рекомендуется считать отказами не автомобиля, а соответствующих агрегатов, узлов, деталей. Отказы, происшедшие из-за неправильной эксплуатации, при оценке безотказности.

Различают также отказы автомобиля, устраняемые водителем с помощью имеющегося при автомобиле инструмента и запасных деталей, и требующие вызова технической помощи или буксировки автомобиля на базу. Отказы и неисправности, возникающие в процессе эксплуатации автомобиля, по виду, характеру, причинам возникновения, трудоемкости и стоимости устранения значительно разнятся между собой. Без анализа отказов, изучения их физической сущности, частоты повторяемости, трудоемкости устранения, влияния на продолжительность простоя в ремонте и изменения технического состояния автомобиля невозможно обеспечить эксплуатационную надежность автомобилей.

При проведении анализа отказов необходимо учитывать все факторы, приводящие к нарушению работоспособности автомобиля. Прежде всего следует определить место отказа или неисправности (агрегат, узел, деталь), для указания которого пользуются нумерацией и наименованиями, принятыми в системе обозначений автомобильного подвижного состава.

Отказы и неисправности разных видов имеют различные формы проявления. Для описания внешнего проявления или характера неисправности применяются такие понятия, как биение, вибрация (карданного вала); затруднено, невозможно включение или самопроизвольное выключение (передач); ослабление крепления соединения (деталей); перегрев, закипание (радиатора); течь (сальниковых уплотнений); замыкание, обрыв цепи, перегорание, пробой, разрегулировка (для деталей электрооборудования) и т. п. Все причины отказов и неисправностей могут быть отнесены к одной из следующих трех основных групп: конструкционного характера, производственно-технологического, эксплуатационного.

Типичными ошибками конструирования являются: недостаточная защищенность узлов трения; наличие концентратов напряжений; неверное представление о характере распределения напряжений; неправильный расчет несущей способности; неадекватность расчетной модели; неправильный выбор материалов и др.

Наиболее типичные дефекты, возникающие по причинам производственного и технологического характера: отклонение размеров деталей от чертежа; неоднородность состава материала (наличия включений, охрупчивающих примесей и др.); дефекты, возникающие при плавке и

 

 

изготовлении заготовок (пористость, усадочные раковины, расслоения); дефекты вследствие недостаточной точности механической обработки деталей (ожоги, задиры, заусенцы, прорезы); дефекты сварки (трещины, остаточные напряжения, углубления, не провар); дефекты структуры материала вследствие нарушения режимов термообработки (перегрев, закалочные трещины, обезуглероживание и т. п.); дефекты, возникающие при обработке поверхностей (водородное охрупчивание); недостаточная точность сборки (повреждения поверхностей, задиры, неправильная установка деталей, неправильная регулировка).

Дефекты производственно-технологического характера являются наиболее распространенными, их число в значительной степени зависит от точности выполнения технологического процесса, организации производства, состояния производственной дисциплины и эффективности контроля.

Основными причинами отказов и повреждений эксплуатационного характера являются: нарушение правил эксплуатации автомобилей (например, в дорожных условиях, для которых они не приспособлены; работа с прицепом, хотя конструкцией это не предусмотрено; переоборудование без разрешения завода- изготовителя);

перегрузки и непредвиденные нагрузки (нарушение инструкции по эксплуатации в части загрузки автомобиля, неправильные действия водителя — броски сцепления, переезд препятствий на большой скорости и др.); неправильное техническое обслуживание (нарушение периодичности и технологии ТО, повреждение изделия или неправильная его установка при ТО и ТР, и др.).

Отказы автомобилей подразделяются на частичные и полные, характеризующие частичную или полную утрату автомобилем работоспособности.

К частичным отказам, снижающим эксплуатационные качества автомобиля, относятся отказы, ухудшающие такие показатели, как время подготовки к движению из-за необходимости проведения незапланированных крепежных или регулировочных работ, устранения течи топлива, смазочного материала; снижающие среднюю скорость движения и грузоподъемность автомобиля, но допускающие его использование в течение некоторого времени.

К полным отказам, лишающим автомобиль подвижности, относятся отказы, без устранения которых движение автомобиля невозможно (например, поломка карданного вала)

или недопустимо (например, разрушение питающей магистрали пневмопривода тормозов).

При этом следует различать полные отказы, для устранения которых автомобиль должен быть доставлен на станцию технического обслуживания или в автотранспортное предприятие (так называемые отказы дорожные), и отказы (так называемые отказы линейные), устранение которых может быть осуществлено на линии, т. е. непосредственно на месте, где произошел отказ.

 

 

 

 

Показатели надежности

 

Общие положения.

Надежность автомобиля зависит от множества факторов, характеризующих качество его проектирования, изготовления, организацию технической эксплуатации, а также условия эксплуатации. Поэтому надежность автомобилей даже одной и той же модели различна.

Характеристики надежности автомобилей, их деталей, узлов и агрегатов имеют вероятностный характер. Поэтому ее можно характеризовать только путем обработки большого числа данных, полученных при его эксплуатации или испытаниях, с помощью методов теории вероятностей и математической статистики.