Определение потребности ремонта автомобилей в различных условиях эксплуатации

УДК 621.113

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБНОСТИ РЕМОНТА АВТОМОБИЛЕЙ В РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ

, доцент, к. т. н., ХГАДТУ

Аннотация. Приведены статистические методы определения количества автомобилей, требующих ремонта или замены силовых агрегатов. Установлены зависимости изменения количества капитальных ремонтов силовых агрегатов от суммарного расхода топлива, средней технической скорости движения и загруженности подвижного состава.

Введение

Определенный резерв для повышения надежности силовых агрегатов транспортных машин содержится в технических решениях. Такими решениями, повышающими надежность, являются рациональное техническое обслуживание, включающее планово-профилактические мероприятия, отслеживание технического состояния машин (силовых агрегатов) при помощи средств диагностики с целью обнаружения предотказных состояний и оценки степени изношенности сопряжений. Весьма перспективно применение активных методов управления надежностью, таких, как прогнозирование остаточного ресурса силовых агрегатов.

Ряд процессов, которые необходимо учитывать при прогнозировании остаточного ресурса, не являются детерминированными и по своей природе имеют статистический характер. Однако повсеместное применение корреляционного и регрессионного анализов без выделения детерминированной части процессов нельзя признать объективным средством выявления соответствующих закономерностей.

Это не исключает необходимости широкого применения теории вероятности и ее методов анализа к тем процессам, которые вызывают изнашивание сопряжений силовых агрегатов и по своей природе являются стохастическими.

Корректная постановка вопроса о применении статистических методов прогнозирования остаточного ресурса силовых агрегатов требует предварительного исключения влияния на информационные массивы детерминированной части математической модели интенсивности изнашивания сопряжений и глубокого проникновения в существо стохастических явлений в той мере, в какой это необходимо для обоснованного установления взаимосвязанных факторов. Таким образом, словами, теория вероятности и ее методы анализа должны применяться к стохастическим процессам.

Лишь при выполнении этих требований статистические методы прогнозирования остаточного ресурса двигателя и трансмиссии могут дать эффективные результаты.

Решающую роль при статистическом подходе к прогнозированию остаточного ресурса двигателей и трансмиссий играет выбор соответствующей модели, которая, будучи наполненной числовыми параметрами, становится непосредственным инструментом прогнозирования. Располагая математической моделью, можно получить разные значения остаточного ресурса силовых агрегатов, отвечающие определенным условиям эксплуатации и степени изношенности сопряжений, учитываемых при постановке прогноза. Вместе с тем, необходимо помнить, что механическое использование статистических математических моделей может стать причиной серьезных погрешностей. Цель статистической модели – не заменить суждения и опыт специалиста, а дать ему инструмент, позволяющий более глубоко проникнуть в сущность исследуемых явлений, инструмент, в котором специфическим образом обобщена и приведена в систему разнообразная статистическая информация.

Получаемые на основе математических моделей прогнозы имеют смысл только в рамках этих условий, гипотез и предположений, которые были учтены при разработке соответствующих статистических моделей и при их применении для прогнозирования. Таким образом, разработка и применение моделей в прогностических целях предполагает углубленный статистический анализ условий эксплуатации силовых агрегатов (автомобилей).

Потребность автомобилей в ремонте

Ресурс двигателя и трансмиссии каждого из группы автомобилей под действием нескольких случайных факторов в конкретный момент времени имеет рассеивание, не является однозначным. В этом случае остаточный ресурс силовых агрегатов группы автомобилей определяют с помощью статистических моделей. Эти статистические модели можно использовать для прогнозирования остаточного ресурса силовых агрегатов группы автомобилей, и невозможно для прогнозирования остаточного ресурса конкретного двигателя и трансмиссии.

Ресурс силового агрегата характеризуется плотностью распределения длительности их эксплуатации. Средний ресурс силового агрегата является математическим ожиданием ряда распределения случайной величины. Такой случайной величиной может быть принят суммарный расход топлива, а также средняя техническая скорость движения автомобилей и объем перевозимого груза. Полученные результаты исследования подтверждают влияние этих факторов на результаты прогнозирования остаточного ресурса силовых агрегатов. В этой связи ниже рассмотрены два варианта статистического прогнозирования остаточного ресурса силовых агрегатов.

Суть статистического метода прогнозирования по суммарному расходу топлива количества автомобилей, которые потребуют ремонта силовых агрегатов на планируемый период эксплуатации, состоит в следующем. Количество автомобилей, которые потребуют ремонта или замены силового агрегата, можно определить из соотношения

, (1)

где Qпл – суммарный расход топлива на планируемый период (квартал, год и т. п.) эксплуатации парка автомобилей, л; Qсум – среднее значение нормативного суммарного расхода топлива для автомобиля (силового агрегата), л; Квт – коэффициент, учитывающий возраст подвижного состава по суммарному расходу топлива; Ки – коэффициент индивидуальных качеств автомобиля.

Коэффициент индивидуальных качеств автомобиля (силового агрегата) отражает воздействие технологических и эксплуатационных факторов на его ресурс. Значения коэффициента индивидуальных качеств следует принимать для нового автомобиля (агрегата), не бывшего в капитальном ремонте, Ки = 0,9…1,0, а для автомобилей (агрегатов), прошедших капитальный ремонт – Ки = = 0,6…0,8, и для автомобилей (агрегатов), прошедших несколько капитальных ремонтов – Ки = = 0,5 и меньше.

Суммарный расход топлива на планируемый период (квартал, год и т. п.) эксплуатации парка автомобилей находится по уравнению

, (2)

где - среднесуточный пробег автомобилей, км; Дрп – дни работы автомобилей на планируемый период, дни; aт – коэффициент технической готовности подвижного состава; `Но – среднее значение основной нормы расхода топлива для парка автомобилей, л/100 км; `qп – средняя грузоподъемность подвижного состава автопредприятия, т; l - постоянный коэффициент, для бензиновых двигателей lб = 1,12, для дизельных lд = 0,64; Кд – коэффициент, учитывающий дорожные условия эксплуатации автомобиля на прогнозируемый период. Значения коэффициента по группам дорог приведены в работе (, , 1998); b, g - соответственно коэффициент использования пробега и грузоподъемности; Асп – списочное количество автомобилей.

Среднее значение основной нормы расхода топлива для парка автомобилей будет равно

, (3)

где А1, А2, …, Аn – количество автомобилей одной марки, НО1, НО2, …, НОn – основная норма расхода топлива n-ой марки автомобиля.

Средняя грузоподъемность подвижного состава автопредприятия устанавливается как

, (4)

где qП1, qП2, …, qПп – грузоподъемность автомобиля Ап-ой марки, т.

Суммарный расход топлива за весь период эксплуатации автомобиля (агрегата) составит

, (5)

где Nmax – наибольшая мощность двигателя, квт; Lкр – пробег автомобиля (агрегата) до капитального ремонта, км; gemin – минимальный удельный расход топлива, г/квт×ч; rт – плотность топлива, г/см3; Vmax – наибольшая скорость движения автомобиля, км/ч.

Коэффициент, учитывающий возраст подвижного состава, определяется по уравнению

, (6)

где Qг – среднегодовой расход топлива для парка автомобилей, л; Твср – средний возраст подвижного состава; Тн – нормативный срок эксплуатации подвижного состава, лет.

Рассмотрим статистический метод прогнозирования остаточного ресурса силовых агрегатов (автомобилей) по объему перевозок и категории условий эксплуатации на планируемый период. Так, количество автомобилей (агрегатов), которые потребуют ремонта на планируемый период эксплуатации составит

(7)

Из полученных уравнений (1, 6) видно, что количество автомобилей, требующих капитального ремонта силовых агрегатов, зависит от ряда факторов. Снижение потребности в капитальном ремонте силовых агрегатов подвижного состава наблюдается с улучшением условий эксплуатации, увеличением нормативного пробега до полного использования ресурса силового агрегата. Индивидуальные качества подвижного состава (агрегата) отражают воздействия на количество капитальных ремонтов ряда таких факторов как качество изготовления, ремонта, использование качественных топлив и масел, мастерство вождения автомобиля, своевременное проведение технического обслуживания силовых агрегатов.

На рис. 1 показана зависимость изменения количества капитальных ремонтов силовых агрегатов для парка автомобилей от средней технической скорости движения и загруженности подвижного

g = 1,0   g = 0   g = 0,5   Мощность, Nавт	25 20 15 10 5 0
10
		Скорость, Va

Рис. 1. Потребность автомобилей в капитальном ремонте в зависимости от средней технической скорости движения (Vа) и коэффициента использования грузоподъемности (g)

состава. Увеличение скорости движения подвижного состава в 1,5…2,0 раза приводит к снижению потребности в ремонте силовых агрегатов в 1,3…1,8 раза. При работе подвижного состава в условиях, при которых скорость движения ниже 20 км/ч, наблюдается резкое увеличение количества капитальных ремонтов силовых агрегатов.

Выводы

Получены статистические модели оценки ресурса силовых агрегатов для парка автомобилей по суммарному расходу топлива, а также по объему перевозок и категорий условий эксплуатации на планируемый период.

Статистические методы целесообразно использовать для планирования и управления технической службой АТП, а также для выбора оптимальных внешних условий эксплуатации с целью увеличения ресурса силовых агрегатов и подвижного состава в целом.

Литература

, (1998). Системотехника транспорта (на примере автомобильного транспорта) // В двух частях. Часть 1. – Харьков: РИО ХГАДТУ, – 255 с.

Рецензент: , профессор, д. т. н., ХГАДТУ.

Введение................................................... 1

Потребность автомобилей в ремонте. 2

Выводы...................................................... 3

Литература............................................... 3