Теоретические и нормативные основы технической эксплуатации автомобилей и сервиса

- состояние изделий  (номинальное, допустимые и предельные  значение параметров технического  состояния) и материалов (плотность,  вязкость, содержание компонентов  и примесей и т.д.);

- ресурсное обеспечение (капиталовложения, расход материалов, запасных частей, трудовые затраты);

- технические требования, определяющие содержание и порядок  проведения определенных операций  и работ ТО, ремонт и др.

По уровню нормативы  подразделяются на:

- государственные (законы, стандарты, требования по дорожной экологической и пожарной безопасности и др.);

- региональные, межотраслевые  (положение о ТО и ремонте  подвижного состава автомобильного  транспорта, правила технической  эксплуатации);

- отраслевые и групповые (группа предприятий, объединения, холдинг);

- внутриотраслевые и  хозяйственные (применяемые на  предприятии или группе предприятий  нормативы, нормативы, стандарты  качества и др.).

Нормативы используется при определении уровня работоспособности  автомобилей и парка, планировании объёма работ, определении необходимого числа исполнителей, потребности в производственной базе, определении необходимого числа исполнителей, потребности в производственной базе, в технологических расчетах.

К важнейшим нормативам ТЭА относятся периодичность ТО, ресурс изделия до ремонта, трудоёмкость ТО и ремонта, расход запасных частей и эксплуатационных материалов.

4.2 Методы определение периодичности технического обслуживания автомобилей

Периодичность ТО (L_то) – это нормативная наработка между двумя последовательно проводимыми однородными работами или видами ТО.

При техническом обслуживании применяются две тактики доведения  изделия до требуемого технического состояния: по наработке (І-1) и по состоянию (І-2). Поэтому при первой тактике определяется периодичность контроля, которая переходит в исполнительскую часть операции, с коэффициентом повторяемости К₁=1. При второй тактике определяется периодичность контроля, а исполнительская часть операции выполняется по потребности в зависимости от результатов контроля, т.е. 1³К₂³0.

Методы определения  периодичности ТО подразделяются на простейшие; аналитические, основанные на результатах наблюдений и основных закономерностях ТЭА; имитационные, основанные на моделировании случайных  процессов. Рассмотрим наиболее распространенные методы.

4.2.1 Определение  периодичности по допустимому  уровню безотказности

Это метод основан  на выборе такой рациональной периодичности, при которой вероятность отказа F элемента не превышает заранее заданной величины, называемой риском.

Вероятность безотказной  работы

P_д{ ≥l_о}≥R_д=γ, т.е. l_о=х_γ,      (4.1)

где х_i – наработка на отказ; R_д –допустимая вероятность безотказной работы; γ=1- F; l_о – периодичность ТО; х_γ – гамма - процентный ресурс.

Для агрегатов и механизмов, обеспечивающих безопасность движения, R_д = 0,9÷0,98; для прочих узлов и агрегатов R_д=0,85÷0,90.

Определенная таким  образом периодичность значительно  меньше средней наработки на отказ  и связана с ней следующим  образом: l_о=β_пх, где β_п – коэффициент рациональный периодичности, учитывающий величину и характер  вариации наработки на отказ или ресурса, а также принятую допустимую вероятность безотказной работы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При назначении периодичности ТО элементов имеющих разные вариации V₁<V₂ (рис. 7), соответствующих равным риском (F₁=F₂), L_o1>L_o2

Одной из главных задач  технической эксплуатации является принятие технологических и организационных  мер по сокращению вариации наработки  на отказ профилактируемих элементов:

• Повышение качество ТО и ремонта;
• Выдерживание назначенных периодичностей, т.е. регулярность ТО;
• Группировка автомобилей при конкретном обслуживании по возрасту и условиям эксплуатации, обеспечивающая относительную однородность технического состояния.

Преимущества метода: простота и учет риска.

Недостатки метода:

• Неполное использование ресурса изделия, так как l_о<<х, а R_д изделий имеет наработку на отказ х_i>l_о;
• Отсутствие прямых экономических оценок последствий отказа.

4.2.2 Определение периодичности по закономерности изменения параметра технического состояния и его допустимому значению

Как известно, для группы автомобилей изменение параметров технического состояния по наработке  является случайным процессом Y(L,t) и  графически изображается пучком функций Y_i=Ψ(L,t).

Проведем анализ этой ситуации и выделим условно из этого пучка три изделия с  разной интенсивностью а изменения  параметра технического состояния: максимальной (1), средней (2) – выделяем или вычисляем, минимальной(3).

 

 

 

 

 

,       (4.2)

,        (4.3)

где а – средняя  интенсивность изменения параметра  технического состояния;

μ – коэффициент максимального  допустимой интенсивности изменения  параметра технического состояния.

Его превышение означает, что риск отказа до направления изделия  на обслуживание будет больше заданного, т.е. F₂>F_д1.

Коэффициент μ зависит  от вариации наработки до отказа, заданного  значения вероятности безотказной  работы при межосмотровой наработке и вида закона распределения.

Для нормального закона распределения 

,        (4.4)

где v-коэффициент вариации; – нормированного отклонение, соответствующее доверительному уровню вероятности.

Для закона Вейбулла-Гнеденко

       (4.5)

где Г – гамма-функция; m – параметр распределения.

Чем больше υ или R_д, тем больше μ и меньше периодичность ТО.

Следовательно:

• Сокращение вариации увеличивает при прочих равных условиях периодичность ТО;
• Ориентация при определении L_ТО на средние данные не может обеспечить высокую безотказности ТО (F₁≈0,5).

Преимущества метода:

• Учет фактического технического состояния изделия;
• Возможность гарантировать заданный уровень безотказности F;
• Учет вариации технического состояния.

Недостатки метода:

• Отсутствие прямого учета экономических факторов и последствий;
• Необходимость информацию о закономерностях изменения параметров технического состояния.

4.2.3. Технико-экономический  метод

Это метод сводится к  определению суммарных удельных затрат на ТО и ремонт и их минимизации. Минимальным затратам соответствует оптимальная периодичность технического обслуживания l_о. при этом удельные затраты на ТО С₁=d/l, где l – периодичность ТО; d – стоимость выполнения операции ТО.

При увеличении периодичности  разовые затраты на ТО или остаются постоянными, или незначительно  возрастают, а удельные затраты значительно  сокращаются.

Увеличение периодичности  ТО, как правило, приводит к сокращению ресурса детали или агрегата и росту удельных затрат на ремонт;

 

Рис.10. Изменение L и C_II в зависимости от периодичности ТО

 

С_II=c/L, где с – разовые затраты на ремонт; L – ресурс до ремонта. Выражение U=C_I+C_II=C_Σ является целевой функцией, экстремальное значение которой соответствует оптимальному решению. В данном случае оптимальное решение соответствует минимум удельных затрат. Определение минимума целевой функции и оптимального значения периодичности ТО проводится графически или аналитически в том случае, если известны зависимости С_I=f(l) и C_IIΨ(l).

 

 

 

Преимущества метода:

• Учет экономических последствий принимаемых решений (l_о); простота, ясность, универсальность.

Недостатки метода:

• Необходимость в достоверной информации о стоимости операций ТО и ремонта, влияния периодичности ТО на ресурс элемента;
• Отсутствие учета вариации всех показателей;

Отсутствие гарантии определенного уровня безотказности.

4.2.4 Экономико-вероятностный  метод

Этот метод обобщает предыдущие и учитывает экономические и вероятностные факторы, а также позволяет сравнивать различные стратегии и тактики поддержания и восстановления работоспособности автомобиля.

Как уже отмечалось, одни из стратегий (C_II) сводится к устранению неисправностей изделия по мере их возникновения, т.е. по потребности. Удельные затраты при этом

U_II= C_II= =       (4.6)

где х, х_min, х_max – средняя, минимальная и максимальная наработки на отказ: с – разовые затраты на ремонт, т.е. на устранение отказа.

Преимуществом этой стратегии  является простота – ожидание отказа и его устранение. Основным недостатком  – неопределенность состояния изделия, которое может отказать в любое  время. Кроме того, затрудняются планирование и организация ТО и ремонта.

Альтернативная стратегия (С_I) предусматривает предупреждение отказов и неисправностей ,восстановление исходного или близкого к нему состояния изделия до того, как будет достигнуто предельное состояние. Эта стратегия реализуется при предупредительном ТО, предупредительных заменах деталей, узлов, механизмов и т.д. Причем возможны две тактики реализации этой стратегии: по наработке (l-1) и по техническому состоянию (l-2).

 

 

Параметр	Вид стратегии
	II - ремонт	II – профилактика
Наработка на отказ	xi<lp	xi≥lp
Событие	отказ	Предупреждение отказа, сохранение работоспособности
Вероятность события	F	R
Наработка, периодичность	lp´	lp
Разовая стоимость	c	d

 

Рис. 12. Схема определения периодичности ТО экономико-вероятностным методом

Рассмотрим последовательно  определение периодичности ТО экономико-вероятностным  методом при тактике (l-1) – профилактика по наработке.

Постановка задачи: требуется  определить с учетом вариации наработки  на отказ оптимальную периодичность l_о, при которой суммарные удельные затраты на предупреждение (ТО) и устранение (Р) отказов будут минимальны, а риск отказа известен.

1. Исходными данными  являются:

• Наработка на отказы х₁;
• Разовая стоимость выполнения профилактических (d) и ремонтных (c) работ.

2.  Определяем базу  для сравнения, удельные затраты  на устранение отказов без  профилактики, т.е. при стратегии  II.

3. Выбираем целевую  функцию – суммарные удельные  затраты на предупреждение (ТО) и  устранение (Р) отказов U=C_I-1+C_II=C_Σ. Оптимальная периодичность ТО l_о соответствует минимум целевой функции.

4. Назначаем исходную  периодичность ТО l_р=х, которая делит все поле возможных отказов на две группы:

Случаи х_i< l_р соответствуют отказам изделий с вероятностью F, так как изделие откажет до момента его направления на ТО. Средняя устранения этих отказов

          (4.7)

Случаи х_i ≥l_р соответствуют предупреждению отказов с вероятностью R=1-F, так как изделие будет направлено на ТО раньше, чем оно может отказать.

5. Рассмотрим варианты реализации стратегии профилактики и ремонта, показатели которых приведены под графиком.

6. Определим удельные затраты  на предупреждение и устранение  отказов как отношение взвешенной  стоимости ТО и Р к взвешенной  наработке выполнения операций  ТО и Р.

       (4.8)

где cF +dR – средневзвешенная стоимость выполнения операции ТО и ремонта; R – вероятность выполнения операции ТО; d – разовая стоимость операции ТО; F – вероятность отказа при выполнении ТО с периодичностью L_р и вероятность выполнения ремонтной операции; с – стоимость устранения отказа; – средневзвешенная наработка выполнения операции ТО и Р; – периодичность ТО при выполнении по наработке; - средняя наработка отказавших с вероятностью F элементов (х_i< l_р).

7. Аналитически из  условия (dC_I-1)/(dl)=0 или графически определим оптимальную периодичность l_о, соответствующих ей риск F_о и вероятность безотказной работы R_о.