Министерство образования и науки Российской Федерации

Саратовский государственный технический университет

А.С. Денисов

Основы работоспособности технических систем

Учебник

Допущено УМО вузов РФ по образованию

в области транспортных машин

и транспортно-технологических комплексов

в качестве учебника для студентов вузов,

обучающихся по специальностям

«Сервис транспортных и технологических

машин и оборудования (Автомобильный

транспорт)» и «Автомобили и автомобильное

хозяйство» направления подготовки

«Эксплуатация наземного транспорта

и транспортного оборудования»

Саратов 2011

УДК 629.113.004.67

Рецензенты:

Кафедра «Надёжность и ремонт машин»

Саратовского государственного аграрного университета

им. Н.И. Вавилова

Доктор технических наук, профессор

Б.П. Загородских

Денисов А.С.

Д 34 Основа работоспособности технических систем: Учебник / А.С. Денисов. – Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2011. – 334 с.

ISBN 978-5-7433-2105-6

В учебнике приведены данные по содержанию различных технических систем. Проанализированы элементы механики разрушения деталей машин. Обоснованы закономерности изнашивания, усталостного разрушения, коррозии, пластического деформирования деталей в процессе эксплуатации. Рассмотрены методы обоснования нормативов обеспечения работоспособности машин и корректирования их по условиям эксплуатации. Обоснованы закономерности удовлетворения сервисных потребностей с использованием положений теории массового обслуживания.

Учебник предназначен для студентов специальностей «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (Автомобильный транспорт)» и «Автомобили и автомобильное хозяйство», а также может быть использовано работниками автосервисных, авторемонтных и автотранспортных предприятий.

УДК 629.113.004.67

© Саратовский государственный

ISBN 978-5-7433-2105-6 технический университет, 2011

Денисов Александр Сергеевич – доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Автомобили и автомобильное хозяйство» Саратовского государственного технического университета.

В 2001 году получил ученое звание профессора, в 2004 году избран академиком Академии транспорта России.

Научная деятельность Денисова А.С. посвящена разработке теоретических основ технической эксплуатации автомобилей, обоснованию системы закономерностей изменения технического состояния и показателей эффективности использования автомобилей в процессе эксплуатации в различных условиях. Им разработаны новые методы диагностирования технического состояния элементов автомобилей, контроля и управления режимами их работы. Теоретические разработки и экспериментальные исследования Денисова А.С. способствовали основанию и утверждению нового научного направления в науке о надежности машин, которое теперь известно как «Теория формирования ресурсосберегающих эксплуатационно-ремонтных циклов машин».

Денисов А.С. имеет более 400 печатных работ, в том числе: 16 монографий и учебных пособий, 20 патентов, 75 статей в центральных журналах. Под его научным руководством подготовлены и успешно защищены 3 докторских и 21 кандидатская диссертация. В Саратовском государственном техническом университете Денисов А.С. создал научную школу, разрабатывающую теорию сервиса машин, хорошо известную уже в стране и за рубежом. Награжден почетными знаками «Почетный работник транспорта России», «Почетный работник высшего профессионального образования РФ».

ВВЕДЕНИЕ

Техника (от греческого слова techne – искусство, мастерство) – это совокупность средств человеческой деятельности, созданных для осуществления процессов производства и удовлетворения непроизводственных потребностей общества. К технике относят все многообразие создаваемых комплексов и изделий, машин и механизмов, производственных зданий и сооружений, приборов и агрегатов, инструментов и коммуникаций, устройств и приспособлений.

Термин «система» (от греческого systema – целое, составленное из частей) имеет широкий диапазон значений. В науке и технике система – множество элементов, понятий, норм с отношениями и связями между ними, образующих некоторую целостность. Под элементом системы понимают часть её, предназначенную для выполнения определённых функций и неделимую на части на данном уровне рассмотрения.

В данной работе рассматривается часть технических систем – транспортные и технологические машины. Основное внимание уделено автомобилям и технологическому автосервисному оборудованию. За весь срок службы затраты на обеспечение их работоспособности в 5 – 8 раз превышают затраты на изготовление. Основой для снижения этих затрат являются закономерности изменения технического состояния машин в процессе эксплуатации. До 25% отказов технических систем вызываются ошибками обслуживающего персонала, а до 90% происшествий на транспорте, в различных энергосистемах являются результатом ошибочных действий людей.

Действия людей, как правило, обоснованы принятыми ими решениями, которые выбираются из нескольких альтернатив на основе собранной и проанализированной информации. Анализ информации производится на основе знания процессов, происходящих при использовании технических систем. Поэтому при подготовке специалистов необходимо изучать закономерности изменения технического состояния машин в процессе эксплуатации и методы обеспечения их работоспособности.

Данная работа подготовлена в соответствии с образовательным стандартом по дисциплине «Основы работоспособности технических систем» для специальности 23100 – Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (автомобильный транспорт). Она также может быть использована студентами специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство» при изучении дисциплины «Техническая эксплуатация автомобилей», специальности 311300 «Механизация сельского хозяйства» по дисциплине «Техническая эксплуатация автотранспортных средств».

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ В ОБЛАСТИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

«Кафедра «Автомобильный транспорт» Н.А.Кузьмин, Г.В.Борисов КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО КУРСУ «Основы работоспособности технических систем»» НИЖНИЙ НОВГОРОД 2015 Г. Темы лекций ВВЕДЕНИЕ.. 1. ...»

-- [ Страница 1 ] --

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ им. Р.Е. АЛЕКСЕЕВА»

Кафедра «Автомобильный транспорт»

Н.А.Кузьмин, Г.В.Борисов

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО КУРСУ

«Основы работоспособности технических систем»»

НИЖНИЙ НОВГОРОД

2015 Г.

Темы лекций ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………...

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ В ОБЛАСТИ

………………………………………...

АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

2. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА И КАЧЕСТВО АВТОМОБИЛЕЙ …...

2.1. Эксплуатационные свойства автомобилей.………………………

2.2. Реализуемый показатель качества автомобилей..………………...

3. ПРОЦЕССЫ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ В ЭКСПЛУАТАЦИИ ……………………………………………….

Изнашивание поверхностей деталей..…………………………… 3.1.

Пластические деформации и прочностные разрушения деталей 3.2.

Усталостные разрушения материалов ………………………………… 3.3.

Коррозия металлов ………………………………………………….

Физико-механические или температурные изменения материалов (старение)…………………………………………………..

4. УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМОБИЛЕЙ …………………………..

4.1. Дорожные условия …………………………………………………..

4.2. Транспортные условия ……………………………………………...

4.3. Природно-климатические условия …………………………………

5. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ АВТОМОБИЛЬНЫХ

АГРЕГАТОВ………………………………………………………………..

5.1. Нестационарные режимы работы автомобильных агрегатов …..

5.2. Скоростные и нагрузочные режимы работы автомобильных двигателей …………………………………………………………..

5.3. Тепловые режимы работы агрегатов автомобилей ……………….

5.4. Обкатка агрегатов автомобилей ……………………………………

6. ИЗМЕНЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ШИН

………………………………………………………..

В ЭКСПЛУАТАЦИИ

6.1. Классификация и маркировка шин ………………………………

6.2. Исследование факторов, влияющих на срок службы шин ……

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта /Минавтотранс РСФСР.– М.:Транспорт, 1988 –78с.

2. Ахметзянов, М.Х. Сопротивление материалов / М.Х. Ахметзянов, П.В.

Грес, И.Б. Лазарев. – М.: Высшая школа, 2007. – 334с.

3. Буше, Н.А. Трение, износ и усталость в машинах (Транспортная техника): учебник для вузов. – М.: Транспорт, 1987. – 223с.

4. Гурвич, И.Б. Эксплуатационная надежность автомобильных двигателей / И.Б. Гурвич, П.Э. Сыркин, В.И Чумак. – 2-е изд., доп. – М.: Транспорт, 1994. – 144с.

5. Денисов, В.Я. Органическая химия /В.Я. Денисов, Д.Л. Мурышкин, Т.В. Чуйкова.– М.: Высшая школа, 2009. – 544с.

6. Извеков, Б.С. Современный автомобиль. Автомобильные термины / Б.С. Извеков, Н.А. Кузьмин. – Н.Новгород: ООО «РИГ АТИС», 2001. – 320с.

7. Итинская Н.И. Топлива, масла и технические жидкости: справочник, 2-е изд., перераб. и доп. / Н.И Итинская, Н.А. Кузнецов. – М.: Агропромиздат, 1989. – 304с.

8. Карпман, М.Г. Материаловедение и технология металлов / М.Г. Карпман, В.М. Матюнин, Г.П. Фетисов. – 5 изд. – М.: Высшая школа. – 2008.

9. Кислицин Н.М. Долговечность автомобильных шин в различных режимах движения. – Н.Новгород: Волго-Вятское кн. изд-во, 1992. – 232с.

10. Коровин, Н.В. Общая химия: учебник для технических направлений и специальных вузов / Н.В. Коровин. – 12 изд.– М.: Высшая школа, 2010.– 557с.

11. Кравец, В.Н. Испытания автомобильных шин / В.Н. Кравец, Н.М. Кислицин, В.И. Денисов; Нижегород. гос. техн. ун-т им. Р.Е. Алексеева – Н.Новгород: НГТУ, 1976. – 56с.

12. Кузьмин, Н.А. Автомобильный справочник-энциклопедия / Н.А.

Кузьмин, В.И. Песков. – М.: ФОРУМ, 2011. – 288с.

13. Кузьмин, Н.А. Научные основы процессов изменения технического состояния автомобилей: монография / Н.А. Кузьмин, Г.В. Борисов; Нижегород. гос. техн. ун-т им. Р.Е. Алексеева – Н.Новгород, 2012. –2 с.

14. Кузьмин, Н.А. Процессы и причины изменения работоспособности автомобилей: учебное пособие / Н.А. Кузьмин; Нижегород. гос. техн.

ун-т им. Р.Е. Алексеева – Н.Новгород, 2005. – 160 с.

15. Кузьмин, Н.А. Техническая эксплуатация автомобилей: закономерности изменения работоспособности: учебное пособие / Н.А. Кузьмин.

– М.: ФОРУМ, 2014. – 208с.

16. Кузьмин, Н.А. Теоретические основы обеспечения работоспособности автомобилей: учебное пособие / Н.А. Кузьмин. – М.: ФОРУМ, 2014. – 272 с.

17. Неверов, А.С. Коррозия и защита материалов / А.С. Неверов, Д.А.

Родченко, М.И. Цырлин. – Мн.: Вышэйшая школа, 2007. – 222с.

18. Песков, В.И. Теория автомобиля: учебное пособие / В.И. Песков; Нижегород. гос. техн. ун-т. – Нижний Новгород, 2006. – 176 с.

19. Тарновский, В.Н. и др. Автомобильные шины: Устройство, работа, эксплуатация, ремонт. – М.: Транспорт, 1990. – 272с.

ВВЕДЕНИЕ

От уровня организации и работы автомобильного транспорта (АТ) во многом зависят темпы развития экономики России, да и всех стран мира, что связано с мобильностью и гибкостью доставки грузов и пассажиров. Эти свойства АТ во многом определяются уровнем работоспособности автомобилей и автомобильных парков в целом. Высокий уровень работоспособности подвижного состава АТ, в свою очередь, зависит от надежности конструкций автомобилей и их конструкционных составляющих элементов, своевременности и качества их обслуживания (ремонта), что является сферой технической эксплуатации автомобилей (ТЭА). При этом если надежность конструкции закладывается на этапах проектирования и производства автомобилей, то наиболее полное использование их потенциальных возможностей обеспечивается этапом реальной эксплуатации автотранспортных средств (АТС) и только при условии эффективной и профессиональной организации ТЭА.

Интенсификация производства, повышение производительности труда, экономия всех видов ресурсов – это задачи, имеющие непосредственное отношение подсистеме АТ – ТЭА, обеспечивающей работоспособность подвижного состава. Ее развитие и совершенствование диктуются интенсивностью развития самого АТ и его ролью в транспортном комплексе страны, необходимостью экономии трудовых, материальных, топливно-энергетических и других ресурсов при перевозках, техническом обслуживании (ТО), ремонтах и хранении автомобилей, необходимостью обеспечения транспортного процесса надежно работающим подвижным составом, защиты населения, персонала и окружающей среды.

Цель области науки ТЭА – изучить закономерности технической эксплуатации от простейших, описывающих изменение эксплуатационных свойств и уровни работоспособности автомобилей и их конструкционных элементов (КЭ), к которым относятся агрегаты, системы, механизмы, узлы и детали, до более сложных, объясняющих формирование эксплуатационных свойств и работоспособность в процессе эксплуатации группы (парка) автомобилей.

Эффективность ТЭА в автотранспортном предприятии (АТП) обеспечивается инженерно-технической службой (ИТС), которая реализует цели и решает задачи ТЭА. Часть ИТС, которая занимается непосредственной производственной деятельностью, называется производственнотехнической службой (ПТС) АТП. Производственные объекты с оборудованием, приборным оснащением – это производственно-техническая база (ПТБ) АТП.

Таким образом, ТЭА является одной из подсистем АТ, который в свою очередь включает в себя также подсистему коммерческой эксплуатации АТС (службу перевозок).

Назначение данного учебного пособия не предусматривает технические вопросы организации и осуществления технических обслуживаний (ТО) и ремонтов автомобилей, оптимизацию этих процессов. Представленные материалы предназначены для изучения и разработки инженерных решений по уменьшению интенсивности протекания процессов изменения технического состояния автомобилей, их агрегатов и узлов в условиях эксплуатации.

В издании обобщен опыт исследований научных школ ГПИ-НГТУ профессоров И.Б. Гурвича и Н.А. Кузьмина в области теплового состояния и надежности автомобилей и их двигателей в разрезе анализа процессов изменения их технического состояния в эксплуатации. Также представлены результаты исследований по оценке и повышению показателей надежности и других технико-эксплуатационных свойств автомобилей и их двигателей на этапе проектирования и испытаний в основном на примере автомобилей ОАО «Горьковский автомобильный завод» и двигателей ОАО «Заволжский моторный завод».

Изложенные в учебном пособии материалы являются теоретической частью дисциплины «Основы работоспособности технических систем» профилей «Автомобили и автомобильное хозяйство» и «Автомобильный сервис» направления обучения действующего государственного образовательного стандарта (ГОС III) 190600 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов». Материалы пособия также рекомендуются в качестве исходных теоретических предпосылок для научных исследований магистрантов указанного направления подготовки по профессиональной образовательной программе «Техническая эксплуатация автомобилей» и для освоения дисциплины «Современные проблемы и направления развития конструкций и технической эксплуатации транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования». Издание предназначается и для студентов, магистрантов и аспирантов прочих автомобильных направлений, профилей обучения и специальностей вузов, а также для специалистов, занимающихся эксплуатацией и производством автомобильной техники.

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В ОБЛАСТИ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

БАЗОВЫЕ ТЕРМИНЫ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ

АВТОМОБИЛЕЙ

Автомобиль и любое автотранспортное средство (АТС) в своем жизненном цикле не может выполнять своего предназначения без ТО и ремонтов, составляющих основу ТЭА. Основным стандартом при этом является «Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта» (в дальнейшем Положение).

На каждый специальный вопрос по эксплуатации автомобилей существуют также соответствующие ГОСТы, ОСТы и т.д. Базовыми понятиями, терминами и определениями в области ТЭА являются :

Объект – предмет определнного целевого назначения. Объектами в автомобилях могут быть: агрегат, система, механизм, узел и деталь, которые принято называть конструкционными элементами (КЭ) автомобиля. Объектом является и сам автомобиль.

Различают пять видов технического состояния автомобиля:

Исправное состояние (исправность) – состояние автомобиля, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации (НТКД).

Неисправное состояние (неисправность) – состояние автомобиля, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований НТКД.

Следует отметить, что исправных автомобилей фактически не существует, так как у каждого автомобиля есть хотя бы одно отклонение от требований НТКД. Это может быть видимая неисправность (например, царапина на кузове, нарушение однотонности лакокрасочных покрытий деталей и т.д.), а также, когда у некоторых деталей не соответствует НТКД отклонение размеров, шероховатости, твердости поверхностей и пр.

Работоспособное состояние (работоспособность) – состояние автомобиля, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям НТКД.

Неработоспособное состояние (неработоспособность) – состояние автомобиля, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям НТКД. Неработоспособный автомобиль всегда неисправен, а работоспособный может быть и неисправным (с царапиной на кузове, перегоревшей лампочкой освещения кабины автомобиль является неисправным, но вполне работоспособным).

Предельное состояние – состояние автомобиля или КЭ, при котором его дальнейшая эксплуатация неэффективна или небезопасна. Такая ситуация наступает при превышении допустимых значений эксплуатационных параметров КЭ автомобиля. При достижении предельного состояния требуется ремонт КЭ или автомобиля в целом. Например, неэффективность эксплуатации автомобильных двигателей, достигших предельного состояния, обусловлена повышенными расходами моторных масел и топлив, снижением эксплуатационных скоростей движения автомобилей, обусловленных падением мощностей двигателей. Небезопасность эксплуатации таких двигателей вызывается существенным возрастанием токсичности отработавших газов, шумов, вибраций, высокой вероятностью внезапного отказа двигателя при движении в потоке автомобилей, что может создать аварийную ситуацию.

События смены технических состояний АТС: повреждения, отказы, дефекты.

Повреждение – событие, заключающееся в нарушении исправного состояния (потере исправности) КЭ автомобиля при сохранении его работоспособного состояния.

Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния (потере работоспособности) КЭ автомобиля.

Дефект – обобщнное событие, включающее в себя и повреждение, и отказ.

Понятие отказа является одним из важнейших в ТЭА. Следует различать следующие виды отказов:

Конструкционный, производственный (технологический) и эксплуатационный отказы – отказы, возникающие по причине, связанной с несовершенством или нарушением: установленных правил и (или) норм проектирования или конструирования автомобиля; установленного процесса изготовления или ремонта автомобиля; установленных правил и (или) условий эксплуатации автомобилей, соответственно.

Зависимый и независимый отказы – отказы, обусловленный или не зависящий, соответственно, от отказов других КЭ автомобиля (например, при пробое поддона картера вытекает моторное масло – происходят задиры на трущихся поверхностях деталей двигателя, заклинивание деталей – зависимый отказ; прокол шины – независимый отказ).

Внезапный и постепенный отказы – отказы, характеризующиеся резким изменением значений одного или нескольких параметров автомобиля (например, обрыв шатуна поршня); или возникающие в результате постепенного изменения значений одного или нескольких параметров автомобиля (например, отказ генератора вследствие износа щток ротора), соответственно.

Сбой – самоустраняющийся отказ или однократный отказ, устраняющийся без специального технического воздействия (например, попадание воды на тормозные колодки – тормозная эффективность до естественного высыхания воды нарушена).

Перемежающийся отказ – многократно возникающий самоустраняющийся отказ одного и того же характера (например, пропаданиевозникновение контакта лампы светового прибора).

Явный и скрытый отказы – отказы, обнаруживаемые визуально или штатными методами и средствами контроля и диагностирования; не обнаруживаемый визуально или штатными методами и средствами контроля и диагностирования, но выявляемый при проведении ТО или специальными методами диагностирования, соответственно.

Деградационный (ресурсный) отказ – отказ, обусловленный естественными процессами старения, изнашивания, коррозии и усталости при соблюдении всех установленных правил и (или) норм проектирования, изготовления и эксплуатации, в результате чего автомобиль или его КЭ достигают предельного состояния.

Базовые понятия по ТО и ремонту автомобилей:

Техническое обслуживание – направленная система технических воздействий на КЭ автомобиля с целью обеспечения его работоспособности.

Техническая диагностика – наука, разрабатывающая методы исследования технического состояния автомобилей и его КЭ, а также принципы построения и организацию использования систем диагностирования.

Техническое диагностирование – процесс определения технического состояния КЭ автомобиля с определнной точностью.

Восстановление и ремонт – процесс перевода автомобиля или его КЭ из неисправного состояния в исправное или из неработоспособного состояния в работоспособное, соответственно.

Обслуживаемый (необслуживаемый) объект – объект, для которого проведение ТО предусмотрено (не предусмотрено) НТКД.

Восстанавливаемый (невосстанавливаемый) объект – объект, для которого в рассматриваемой ситуации проведение восстановления предусмотрено НТКД (не предусмотрено НТКД); например, в производственных предприятиях областного центра легко выполняется шлифовка шеек коленчатого вала двигателя, а в условиях сельской местности это сделать невозможно из-за отсутствия оборудования.

Ремонтируемый (неремонтируемый) объект – объект, ремонт которого возможен и предусмотрен НТКД (невозможен или не предусмотрен НТКД (например, неремонтируемыми объектами в автомобиле являются: ремень генератора, термостат, лампы накаливания световых приборов и т.д.).

БАЗОВЫЕ ТЕРМИНЫ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АВТОМОБИЛЕЙ

Ниже рассматриваются термины (и их расшифровка), используемые в сфере эксплуатации АТС – в ТЭА и организации автомобильных перевозок. Большинство из них приводятся в паспортах технических характеристик АТС .

Снаряженная масса автомобиля, прицепа, полуприцепа определяется как масса полностью заправленного (топливом, маслом, охлаждающей жидкостью и пр.) и укомплектованного (запасным колесом, инструментом и т.п.) АТС, но без груза или пассажиров, водителя, другого обслуживающего персонала (кондуктор, экспедитор и т.д.) и их багажа.

Полная масса автомобиля или АТС состоит из снаряженной массы, массы груза (по грузоподъемности) или пассажиров, водителя и другого обслуживающего персонала. При этом полная масса автобусов (городских и пригородных) должна определяться для номинальной и предельной вместимостей. Полная масса автопоездов: для прицепного поезда – это сумма полных масс тягача и прицепа; для седельного АТС – сумма снаряженной массы тягача, массы персонала в кабине и полной массы полуприцепа.

Допустимая (конструкционная) полная масса – это сумма осевых масс, допускаемых конструкцией АТС.

Расчетные массы (на одного человека) пассажиров, обслуживающего персонала и багажа: для легковых автомобилей – 80 кг (масса человека 70 кг + 10 кг багажа); для автобусов: городского – 68 кг; пригородного – 71 кг (68+3); сельского (местного) – 81 кг (68+13); междугородного – 91 кг (68+23). Обслуживающий персонал автобусов (водитель, кондуктор и др.), а также водитель и пассажиры в кабине грузового АТС принимается в расчетах по 75 кг. Масса багажника с грузом, установленного на крыше легкового автомобиля, в полную массу включается при соответствующем сокращении числа пассажиров.

Грузоподъемность определяется как масса перевозимого груза без массы водителя и пассажиров в кабине.

Пассажировместимость (число мест). В автобусах в число мест для сидящих пассажиров не включаются места обслуживающего персонала – водителя, гида и др. Вместимость автобусов считается как сумма числа мест для сидящих пассажиров и числа мест для стоящих пассажиров из расчета 0,2 м2 свободной площади пола на одного стоящего пассажира (5 человек на 1 м2) по номинальной вместимости или 0,125 м2 (8 человек на 1 м2) – по предельной вместимости. Номинальная вместимость автобусов характерна для условий эксплуатации в межпиковое время.

Предельная вместимость – вместимость автобусов в «часы пик».

Координаты центра тяжести АТС приводятся для снаряженного состояния. Центр тяжести обозначается на рисунках специальным значком:

Дорожные просветы, углы въезда и съезда приводятся для АТС полной массы. Низшие точки под передними и задними мосU тами АТС обозначаются на рисунках специальным значком:

Контрольный расход топлива – этот параметр служит для проверки технического состояния АТС и не является нормой расхода топлива.

Контрольный расход топлива определяется для АТС полной массы на горизонтальном участке дороги с твердым покрытием при установившемся движении с указанной скоростью. Режим «городской цикл» (имитация городского движения) проводится по специальной методике, согласно соответствующего стандарта (ГОСТ 20306-90).

Максимальная скорость, время разгона, преодолеваемый подъем, путь выбега и тормозной путь – эти параметры приводятся для автомобиля полной массы, а для седельных тягачей – при их работе в составе автопоезда полной массы. Исключение составляет максимальная скорость и время разгона легковых автомобилей, у которых эти параметры даны для автомобиля с водителем и одним пассажиром.

Габаритная и погрузочная высота, высота седельно-сцепного устройства, уровень пола, высота подножек автобусов приводятся для снаряженных АТС.

Размер от подушки сиденья до внутренней обивки потолка легковых автомобилей замеряется при прогнутой под действием массы трехмерного манекена (76,6 кг) подушке с помощью выдвижного щупа манекена, согласно ГОСТ 20304-85.

Выбег автомобиля – это путь, который пройдет разогнанный до указанной скорости автомобиль полной массы до своей остановки на сухой асфальтовой ровной дороге при включеной нейтральной передаче.

Тормозной путь – путь автомобиля от начала торможения до полной остановки, обычно приводится для испытаний типа «0»; проверка производится при холодных тормозах при полной массе автомобиля.

Типоразмеры тормозных камер, цилиндров и энергоаккумуляторов обозначаются цифрами 9, 12, 16, 20, 24, 30, 36, что соответствует рабочей площади диафрагмы или поршня в квадратных дюймах. Типоразмеры камер (цилиндров) и совмещенных с ними энергоаккумуляторов обозначаются дробным числом (например, 16/24, 24/24).

База автотранспортного средства – для двухосных АТС и прицепов это расстояние между центрами передней и задней осей, для многоосных АТС – это расстояние (мм) между всеми осями через знак «плюс», начиная с первой оси. Для одноосных полуприцепов – расстояние от центра седельного устройства до центра оси. Для многоосных полуприцепов дополнительно указывается база тележки (тележек) через знак «плюс».

Радиус поворота определяется по оси следа внешнего (относительно центра поворота) переднего колеса.

Угол свободного поворота рулевого колеса (люфт) приводится при положении колес для движения по прямой. Для рулевых управлений с усилителями показания должны сниматься при работающем двигателе на рекомендуемой минимальной частоте вращения коленчатого вала (ЧВКВ) холостого хода двигателя.

Давление воздуха в шинах – для легковых автомобилей, малотоннажных грузовых и автобусов, изготовленных на базе легковых автомобилей, и их прицепов допускается отклонение от указанных в инструкции по эксплуатации значений на 0,1 кгс/см2 (0,01 МПа), для грузовых АТС, автобусов и прицепного состава к ним – на 0,2 кгс/см2 (0,02 МПа).

Колесная формула. Обозначение основной колесной формулы состоит из двух цифр, разделенных знаком умножения. Для заднеприводных автомобилей первая цифра обозначает общее число колес, а вторая – число ведущих колес, на которые передается крутящий момент от двигателя (при этом двухскатные колеса считаются за одно колесо), например, для заднеприводных двухосных автомобилей применяются формулы 4х2 (ГАЗ-31105, ВАЗ-2107, ГАЗ-3307, ПАЗ-3205, ЛиАЗ-5256 и т.п.). Колесная формула переднеприводных автомобилей построена наоборот: первая цифра означает число ведущих колес, вторая – их общее количество (формула 2х4, например, ВАЗ-2108 – ВАЗ-2118). У полноприводных автомобилей цифры в формуле одинаковые (например, колесную формулу 4х4 имеют ВАЗ-21213, УАЗ-3162 «Патриот», ГАЗ-3308 «Садко» и др.).

Для грузовых автомобилей и автобусов в обозначение колесной формулы присутствует третья цифра 2 или 1, отделенная от второй цифры точкой. Цифра 2 указывает, что ведущая задняя ось имеет двухскатную «ошиновку», а цифра 1 указывает, что все колеса односкатные. Таким образом, для двухосных грузовых автомобилей и автобусов с двухскатными ведущими колесами формула имеет вид 4х2.2 (например, автомобиль ГАЗ-33021, автобусы ЛиАЗ-5256, ПАЗ-3205 и т.п.), а для случаев применения односкатных колес – 4х2.1 (ГАЗ-31105, ГАЗ-2217 «Баргузин»); последняя колесная формула обычно и у автомобилей повышенной проходимости (УАЗ-2206, УАЗ-3162, ГАЗ-3308 и т.п.).

Для трехосных автомобилей применяются колесные формулы 6х2, 6х4, 6х6, а в более полном виде: 6х2.2 (тягач «MB-2235»), 6х4.2 (МАЗх6.1 (КамАЗ-43101), 6х6.2 (лесовоз КрАЗ-643701). Для четырехосных автомобилей соответственно 8х4.1, 8х4.2 и 8х8.1 или 8х4.2.

Для сочлененных автобусов в колесную формулу вводится четвертая цифра 1 или 2, отделенная от третьей цифры точкой. Цифра 1 указывает на то, что ось прицепной части автобуса имеет односкатную ошиновку, а цифра 2 –двухскатную. Например, для сочлененного автобуса «Икарус-280.64» колесная формула имеет вид 6х2.2.1, а для автобуса «Икарус-283.00» – 6х2.2.2.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ

Общеизвестная информация по техническим характеристикам ДВС представлена здесь исключительно из соображений необходимости понимания последующих сведений по маркировкам и классификациям АТС. К тому же большинство из этих терминов приводятся в паспортах технических характеристик АТС .

Рабочий объем цилиндров (литраж двигателя) Vл – сумма рабочих объемов всех цилиндров, т.е. это произведение рабочего объема одного цилиндра Vh на количество цилиндров i:

–  –  –

Объем камеры сгорания Vc – это объем остаточного пространства над поршнем при его положении в ВМТ (рис. 1.1).

Полный объем цилиндра Va – это объем пространства над поршнем при нахождении его в НМТ. Очевидно, что полный объем цилиндра Va равен сумме рабочего объема цилиндра Vh и объема его камеры сгорания Vc:

Va = V h + Vc. (1.3) Степень сжатия – это отношение полного объема цилиндра Va к объему камеры сгорания Vc, т.е.

Va / Vc = (Vh + Vc) / Vc = 1 + Vh / Vc. (1.4) Степень сжатия показывает, во сколько раз уменьшается объем цилиндра двигателя при перемещении поршня из НМТ в ВМТ. Степень сжатия – величина безразмерная. В бензиновых двигателях = 6,5…11, в дизельных – = 14…25.

Ход поршня и диаметр цилиндра (S и D) определяют размеры двигателя. Если отношение S/D меньше или равно единице, то двигатель называют короткоходным, в противном случае – длинноходным. Большинство современных автомобильных двигателей короткоходные.

Рис. 1.1. Геометрические характеристики кривошипно-шатунного механизма ДВС Индикаторная мощность двигателя Рi – мощность, развиваемая газами в цилиндрах. Индикаторная мощность больше эффективной мощности двигателя на величину механических, тепловых и насосных потерь.

Эффективная мощность двигателя Pe – мощность, развиваемая на коленчатом валу. Измеряется в лошадиных силах (л.с.) или в киловаттах (кВт). Переводной коэффициент: 1 л.с. = 0,736 кВт, 1 кВт = 1,36 л.с.

Эффективная мощность двигателя рассчитывается по формулам:

–  –  –

– крутящий момент двигателя, Нм (кгс.м); – частота вращения где коленчатого вала (ЧВКВ), мин-1 (об/мин).

ном Номинальная эффективная мощность двигателя Pe – эффективная мощность, гарантированная заводом-изготовителем на несколько сниженной ЧВКВ. Она меньше максимальной эффективной мощности двигателя, что сделано за счет искусственного ограничения ЧВКВ по соображениям обеспечения заданного ресурса двигателя.

Литровая мощность двигателя Pл – отношение эффективной мощности к литражу. Она характеризует эффективность использования рабочего объема двигателя и имеет размерность кВт/л или л.с./л.

Весовая мощность двигателя Pв – отношение эффективной мощности двигателя к его весу; характеризует эффективность использования массы двигателя и имеет размерность кВт/кг (л.с./кг).

Мощность «нетто» – максимальная эффективная мощность, развиваемая двигателем полной серийной комплектации.

Мощность «брутто» – максимальная эффективная мощность для комплектации двигателя без некоторого серийного навесного оборудования (без воздухоочистителя, глушителя, вентилятора системы охлаждения и т.д.) Удельный эффективный расход топлива ge – отношение часового расхода топлива Gт, выраженного в граммах, к эффективной мощности двигателя Pe; имеет единицы измерения [г/кВт.ч] и [г/л.с.. ч].

Поскольку часовой расход топлива принято измерять в кг/ч, формула для определения этого показателя имеет вид:

. (1.7) Внешняя скоростная характеристика двигателя – зависимость выходных показателей двигателя от ЧВКВ при полной (максимальной) подаче топлива (рис. 1.2) .

–  –  –

УАЗ-450, УАЗ-4 ЗИЛ-130, ЗИЛ-157 ЗАЗ-968, РАФ-977 КАЗ-600, КАЗ-608 ГАЗ-14, ГАЗ-21, ГАЗ-24, ГАЗ-53

–  –  –

В соответствии же с действующей в стране с 1966 года новой системой цифровой классификации каждой модели АТС присваивается индекс, состоящий, как минимум, из четырех цифр. Модификациям моделей соответствует пятая цифра, указывающая порядковый номер модификации. Экспортный вариант отечественных моделей автомобилей имеет шестую цифру. Перед цифровым индексом ставится буквенная аббревиатура, обозначающая завод-изготовитель. Буквы и цифры, входящие в полное обозначение модели, дают подробное представление об автомобиле, так как обозначают его производителя, класс, вид, номер модели, ее модификацию, а при наличии шестой цифры – экспортный вариант.

Наиболее важную информацию дают первые две цифры в марке автомобилей. Их смысловое значение представлено в табл. 1.2.

Таким образом, каждая цифра и черточка в обозначении модели автомобиля несет свою информацию. Например, разница в написании ГАЗи ГАЗ-2410 весьма существенна: если первая модель представляет собой модификацию автомобиля ГАЗ-24, обозначение которого основано по ранее действовавшей системе, то последней модели автомобиля вообще не существует, так как по современному цифровому обозначению

–  –  –

МЕЖДУНАРОДНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ АВТОТРАНСПОРТНЫХ

СРЕДСТВ

В правилах Европейской экономической комиссии (ЕЭК) ООН принята международная классификация АТС, которая в России стандартизована ГОСТ 51709-2001 г. «Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки»

(табл. 1.4) .

АТС категорий М2, М3 дополнительно подразделяют на: класс I (городские автобусы) – оборудованы сиденьями и местами для перевозки стоящих вне проходов пассажиров; класс II (междугородные автобусы) – оборудованы сиденьями, а также допускается перевозить стоящих в проходах пассажиров; класс III (туристические автобусы) –предназначены для перевозки только сидящих пассажиров.

АТС категорий О2, О3, О4 дополнительно подразделяют на: полуприцепы – буксируемые АТС, оси которых расположены позади центра масс полностью загруженного транспортного средства, оборудованные седельно-сцепным устройством, передающим горизонтальные и вертикальные нагрузки на тягач; прицепы – буксируемые АТС, оборудованные по меньшей мере двумя осями и тягово-сцепным устройством, которое может перемещаться вертикально по отношению к прицепу и управляет направлением передних осей, но передает незначительную статическую нагрузку на тягач.

Таблица 1.4 Международная классификация АТС Кат.

Максимальная Класс и эксплуатационное Тип и общее назначение АТС масса(1), т АТС назначение АТС

–  –  –

2. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА

И КАЧЕСТВО АВТОМОБИЛЕЙ

2.1. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА АВТОМОБИЛЕЙ

Эффективное использование автомобилей предопределяют их основные эксплуатационные свойства – тягово-скоростные, тормозные, топливно-экономические, проходимость, плавность хода, управляемость, устойчивость, маневренность, грузоподъемность (пассажировместимость), экологичность, безопасность и другие .

Тягово-скоростные свойства определяют динамичность АТС (необходимые и возможные ускорения при движении и трогании с места), максимальную скорость движения, максимальную величину преодолеваемых подъемов и т.д. Эти характеристики обеспечивают базовые свойства АТС – мощность и крутящий момент двигателя, передаточные отношения в трансмиссии, масса АТС, показатели его обтекаемости и пр.

Определять тягово-скоростные показатели работы АТС (тяговую характеристику, максимальную скорость движения, ускорение, время и путь разгона) можно как в дорожных, так и в лабораторных условиях. Тяговая характеристика – зависимость тяговой силы на ведущих колесах Рк от скорости движения АТС V. Ее получают или на всех, или на какойто одной передаче. Упрощенная тяговая характеристика представляет зависимость свободной тяговой силы Рд на крюке АТС от скорости его движения.

Свободную тяговую силу измеряют непосредственно динамометром 2 (рис. 2.1.) в лабораторных условиях путем испытаний на стенде.

Задние (ведущие) колеса автомобиля опираются на ленту, перекинутую через два барабана. Для уменьшения трения между лентой и ее опорной поверхностью создают воздушную подушку. Барабан 1 соединен с электротормозом, с помощью которого можно плавно изменять нагрузку на ведущих колесах автомобиля.

В дорожных условиях тягово-скоростная характеристика автомобиля наиболее просто может быть получена с помощью динамометрического прицепа, который буксируется испытываемым автомобилем. Измеряя при этом с помощью динамографа силу тяги на крюке, а также скорость движения автомобиля, можно построить кривые зависимости Рк от V. В данном случае полная тяговая сила подсчитывается по формуле Рк = Р"д + Рf + Рw. (2.1) где: Р"д – сила тяги на крюке; Рf и Рw – силы сопротивления, соответственно, качению и воздушному потоку.

Тяговая характеристика полностью определяет динамические свойства автомобиля, однако ее получение связано с большим объемом испытаний. В большинстве случаев при проведении длительных контрольных испытаний, определяют следующие динамические свойства автомобиля – минимальную устойчивую и максимальную скорость; время и путь разгона; максимальные подъемы, которые может преодолеть автомобиль при равномерном движении.

Дорожные испытания проводят при равных нагрузках автомобиля и без нагрузки на горизонтальном прямолинейном участке дороги с твердым и ровным покрытием (асфальт или бетон). На полигоне НАМИ для этого предназначена динамометрическая дорога. Все измерения производят при заездах автомобиля в двух взаимно противоположных направлениях при сухой безветренной погоде (скорость ветра до 3 м/с).

Минимальную устойчивую скорость движения автомобиля определяют на прямой передаче. Измерения производят на двух последовательно расположенных участках пути длиной 100 м каждый с расстоянием между ними равным 200-300 м. Максимальную скорость движения определяют на высшей передаче при прохождении автомобилем мерного участка длиной 1 км. Время прохождения мерного участка фиксируют секундомером или фотоствором.

–  –  –

Рис. 2.1. Стенд для определения тяговой характеристики автомобиля Тормозные свойства автомобилей характеризуются значениями максимального замедления и длины тормозного пути. Эти свойства зависят от конструкционных особенностей тормозных систем автомобилей, их технического состояния, типа и изношенности протекторов шин .

Торможением называется процесс создания и изменения искусственного сопротивления движению автомобиля с целью уменьшения его скорости или удержания неподвижным относительно поверхности дороги. Протекание этого процесса зависит от тормозных свойств автомобиля, которые определяются основными показателями:

максимальное замедление автомобиля при торможении на дорогах с различными типами покрытий и на грунтовых дорогах;

предельное значение внешних сил, при действии которых заторможенный автомобиль надежно удерживается на месте;

возможность обеспечения минимальной установившейся скорости движения автомобиля под уклон.

Тормозные свойства относятся к важнейшим из эксплуатационных свойств, в первую очередь определяющих так называемую активную безопасность автомобиля (см. ниже). Для обеспечения этих свойств современные автомобили, в соответствии с Правилами №13 ЕЭК ООН, оснащаются не менее чем тремя тормозными системами – рабочей, запасной и стояночной. Для автомобилей категорий М3 и N3 (cм. табл. 1.1) предписывается также обязательное оснащение их вспомогательной тормозной системой, а автомобили категорий М2 и М3, предназначенные для эксплуатации в горных условиях, должны кроме этого иметь еще и аварийный тормоз.

Оценочными показателями эффективности рабочей и запасной тормозных систем являются максимальное установившееся замедле

–  –  –

Эффективность указанных тормозных систем АТС определяется во время дорожных испытаний. Перед их проведением транспортное средство должно пройти обкатку в соответствии с инструкцией заводаизготовителя. Кроме того весовая нагрузка и ее распределение по мостам должны соответствовать техническим условиям. Агрегаты трансмиссии и ходовой части должны быть предварительно прогреты. При этом следует защитить от прогрева всю тормозную систему. Износ рисунка протектора шин должен быть равномерным и не превышать 50% от номинального значения. Участок дороги, на котором проводятся испытания основной и запасной тормозных систем, и погодные условия должны удовлетворять тем же требованиям, которые к ним предъявляются при оценке скоростных свойств АТС.

Поскольку эффективность тормозных механизмов в значительной степени зависит от температуры трущихся пар, указанные испытания проводятся при различных тепловых состояниях тормозных механизмов. По принятым в настоящее время в стране и мире стандартам испытания по определению эффективности рабочей тормозной системы делят на три типа: испытания «ноль»; испытания I;

испытания II.

Испытания «ноль» предназначены для оценки эффективности рабочей тормозной системы при холодных тормозных механизмах. При испытаниях I определяют эффективность рабочей тормозной системы при нагретых путем предварительных торможений тормозных механизмах; при испытаниях II – при механизмах, нагретых путем торможения на затяжном спуске. В указанных выше ГОСТах на испытания тормозных систем АТС с гидравлическим и пневматическим приводом определены начальные скорости, с которых должно производиться торможение, установившиеся замедления и тормозные пути в зависимости от типа транспортных средств.

Регламентируются также усилия на тормозных педалях: педаль легковых автомобилей должна нажиматься с силой 500 Н, грузовых – 700 Н. Установившееся замедление при испытаниях типа I и II должно составлять, соответственно, не менее 75% и 67% от замедлений при испытаниях типа «ноль». Минимальные установившиеся замедления автомобилей, находящихся в эксплуатации, обычно допускают несколько меньшими (на 10 12 %), чем у новых АТС.

В качестве оценочного показателя стояночной тормозной системы обычно используют величину предельного уклона, на котором она обеспечивает удержание автомобиля полной массы. Нормативные значения этих уклонов для новых автомобилей следующие: для всех категорий М – не менее 25%; для всех категорий N – не менее 20%.

Вспомогательная тормозная система новых автомобилей должна без применения иных тормозных устройств обеспечить движение со скоростью 30 2 км/ч на дороге с уклоном 7%, имеющей протяженность не менее 6 км.

Топливная экономичность оценивается по расходу топлива в литрах на 100 километров пробега. При реальной эксплуатации автомобилей для учета и контроля расходы топлив нормируются путем надбавок (снижений) к базовым (линейным) нормам в зависимости от конкретных условий эксплуатации. Нормирование производится с учетом конкретной транспортной работы.

Одним из основных обобщающих измерителей топливной экономичности в РФ и в большинстве других стран является расход топлива транспортным средством в литрах на 100 км пройденного пути – это так называемый путевой расход топлива Qs, л/100 км. Путевой расход удобно использовать для оценки топливной экономичности близких по своим перевозочным характеристикам автомобилей. Для оценки эффективности использования топлива при выполнении транспортной работы автомобилями различной грузоподъемности (пассажировместимости) чаще применяют удельный показатель, который называют расходом топлива на единицу транспортной работы Qw, л/т.км. Этот показатель измеряется отношением фактического расхода топлива к выполненной транспортной работе (W) по перевозке груза. Если транспортная работа заключается в перевозке пассажиров, расход Qw измеряется в литрах на пассажирокилометр (л/пас·км). Таким образом, между Qs и Qw существуют следующие соотношения:

Qw = Qs / 100 П, Qw = Qs / 100 mг и (2.2) где mг – масса перевезенного груза, т (для грузового автомобиля);

П – количество перевезенных пассажиров, пас. (для автобуса).

Топливная экономичность в значительной степени определяется соответствующими показателями двигателя. Это прежде всего часовой расход топлива Gт кг/ч – масса топлива в килограммах, расходуемого двигателем за один час непрерывной работы, и удельный расход топлива ge, г/кВт.ч – масса топлива в граммах, расходуемого двигателем за один час работы на получение одного киловатта мощности (формула 1.7) Существуют и другие оценочные показатели топливной экономичности автомобилей. Например, контрольный расход топлива служит для косвенной оценки технического состояния АТС. Его определяют при заданных значениях постоянной скорости (разных для различных категорий автомобилей) при движении по прямой горизонтальной дороге на высшей передаче согласно ГОСТ 20306-90.

Все большее применение получают комплексные оценочные характеристики топливной экономичности по специальным ездовым циклам.

Например, замер расхода топлива в магистральном ездовом цикле проводят для всех категорий АТС (кроме городских автобусов) пробегом по измерительному участку с соблюдением режимов движения, заданных специальной схемой цикла, принятой международными нормативными документами. Аналогично производятся замеры расхода топлива в городском ездовом цикле, результаты которых позволяют точнее оценивать топливную экономичность различных автомобилей в городских условиях эксплуатации.

Проходимость – способность автомобиля работать в тяжелых дорожных условиях без пробуксовывания ведущих колес и задевания низшими точками за неровности дороги . Проходимостью называется свойство автомобиля совершать транспортный процесс в ухудшенных дорожных условиях, а также по бездорожью и с преодолением различных препятствий.

К ухудшенным дорожным условиям относятся: мокрые и грязные дороги; занесенные снегом и обледенелые дороги; размокшие и разбитые дороги, затрудняющие движение и маневрирование колесных машин, заметно сказывающиеся на средних скоростях их движения и расходах топлива.

При движении по бездорожью колеса взаимодействуют с различными опорными поверхностями, не прошедшими подготовку под транспортный процесс. Это вызывает существенное снижение скоростей движения АТС (в 3-5 и более раз) и соответствующее увеличение расхода топлива. При этом большое значение имеет вид и состояние этих поверхностей, всю номенклатуру которых обычно сводят в четыре категории:

связные грунты (глины и суглинки); несвязные (песчаные) грунты; заболоченные грунты; снежная целина. К препятствиям, которые вынуждено преодолевать АТС, относятся: уклоны (продольные и поперечные); искусственные барьерные препятствия (канавы, кюветы, насыпи, бордюры); единичные природные препятствия (кочки, валуны и т.п.).

По уровню проходимости автомобили подразделяют на три категории:

1. Автомобили ограниченной проходимости – предназначенные для круглогодичной работы на дорогах с твердым покрытием, а также на грунтовых дорогах (связные грунты) в сухое время года. Эти автомобили имеют колесную формулу 4х2, 6х2 или 6х4, т.е. являются неполноприводными. Они оснащаются шинами с дорожным или универсальным рисунком протектора, имеют в трансмиссии простые дифференциалы.

2. Автомобили повышенной проходимости – предназначены для осуществления транспортного процесса в ухудшенных дорожных условиях и на отдельных видах бездорожья. Их главная отличительная особенность – полноприводность (используются колесные формулы 4х4 и 6х6), шины имеют развитые грунтозацепы. Динамический фактор у этих автомобилей в 1,5-1,8 раза больше, чем у дорожных автомобилей. Конструкционно они часто оснащаются блокируемыми дифференциалами, имеют системы автоматического регулирования давления воздуха в шинах. Машины этой категории способны преодолевать вброд водные преграды глубиной до 0,7-1,0 м, а для страховки оборудуются средствами самовытаскивания (лебедками).

3. Колесные транспортные средства высокой проходимости – предназначены для работы в условиях полного бездорожья, для преодоления естественных и искусственных препятствий и водных преград. Они имеют специальную компоновочную схему, полноприводную колесную формулу (чаще всего 6х6, 8х8 или 10х10) и другие конструкционные устройства повышения проходимости (самоблокирующиеся дифференциалы, системы регулирования давления воздуха в шинах, лебедки и пр.), плавучий корпус и движитель на воде и т.д.

Плавность хода – это способность автомобиля двигаться в заданном интервале скоростей по дорогам с неровной поверхностью без существенных вибрационных и ударных воздействий на водителя, пассажиров или груз.

Под плавностью хода АТС принято понимать совокупность его свойств, обеспечивающих в заданных нормативными документами пределах ограничение ударных и вибрационных воздействий на водителя, пассажиров и перевозимые грузы со стороны неровностей дорожного покрытия и других источников вибраций. Плавность хода зависит от возмущающего действия источников колебаний и вибраций, от компоновочных характеристик автомобиля и от конструкционных особенностей его систем и устройств.

Плавность хода, наряду с вентиляцией и отоплением, удобством сидений, защищенностью от климатических воздействий и т.п. определяет комфортабельность автомобиля. Вибронагруженность создается возмущающими силами, в основном при взаимодействии колес с дорогой. Неровности с длиной волн более 100 м называют макропрофилем дороги (он практически не вызывает колебаний автомобиля), с длиной волн от 100 м до 10 см – микропрофиль (основной источник колебаний), с длиной волн менее 10 см – шероховатость (может вызвать высокочастотные колебания). Основными устройствами, ограничивающими вибронагруженность, являются подвеска и шины, а для пассажиров и водителя также упругие сидения.

Колебания возрастают с увеличением скорости движения, повышением мощности двигателя, существенное влияние на колебания оказывает качество дорог. Колебания кузова непосредственно определяют плавность хода. Основными источниками колебаний и вибраций при движении АТС являются: неровности дороги; неравномерность работы двигателя и неуравновешенность его вращающихся деталей; неуравновешенность и склонность к возбуждению колебаний в карданных валах, колесах и др.

Основными системами и устройствами, защищающими АТС, водителя, пассажиров и перевозимые грузы от воздействий колебаний и вибраций являются: подвеска АТС; пневматические шины; подвеска двигателя; сиденья (для водителя и пассажиров); подвеска кабины (на современных грузовых АТС). Для ускорения процессов гашения возникающих колебаний используются гасящие устройства, из которых наибольшее распространение получили амортизаторы гидравлического типа.

Управляемость и устойчивость. Данные свойства АТС тесно связаны, в связи с чем их следует рассматривать совместно. Они зависят от одних и тех же параметров механизмов – рулевого управления, подвески, шин, распределения масс между мостами и др. Различие состоит в способах оценки критических параметров движения АТС. Параметры, характеризующие свойства устойчивости, определяются без учета управляющих воздействий, а параметры, характеризующие свойства управляемости, – с их учетом.

Управляемость – это свойство управляемого водителем АТС в определенных дорожно-климатических условиях обеспечивать направление движения в точном соответствии с воздействием водителя на рулевое колесо. Устойчивость – это свойство АТС сохранять заданное водителем направление движения при воздействии внешних сил, стремящихся отклонить его от этого направления.

Похожие работы:

«Проект «Внедрение моделей развития техносферы деятельности учреждений дополнительного образования детей исследовательской, инженерной, технической и конструкторской направленности на основе повышения квалификации тьюторов стажировочных площадок и специалистов для обеспечения функционирования центров открытых инноваций в рамках региональных систем дополнительного образования детей» ОПИСАНИЕ МОДЕЛЕЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЦЕНТРА ОТКРЫТЫХ ИННОВАЦИЙ Москва – 2014 Оглавление 1. Актуальность формирования...»

«Биографический очерк Казанцев Олег Анатольевич – заместитель директора ДПИ по научной работе, доктор (1998), технических наук профессор «Технология кафедры органических веществ» (1999). Олег Анатольевич Казанцев родился 8 января 1961 года в городе Дзержинске. Его отец работал на производственном объединении «Завод им. Я.М. Свердлова», мама работала в управлении «Водоканала». После окончания школы он поступил в Дзержинский филиал Горьковского политехнического института на специальность основного...»

«Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего образования «Новосибирский государственный технический университет» (НГТУ). Научный руководитель: Горбачев Анатолий Петрович доктор технических наук, доцент, ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный технический университет», г. Новосибирск Официальные оппоненты: Седельников Юрий Евгеньевич Заслуженный деятель науки и техники Республики Татарстан, доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Казанский...»

«ФГБОУ ВПО НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ НАУКИ И ТЕХНИКИ Информационный бюллетень № Рациональное природопользование и глубокая переработка природных ресурсов Традиционная и атомная энергетика, альтернативные технологии производства энергии Нанотехнологии и пучково-плазменные технологии создания материалов с заданными свойствами Интеллектуальные информационно-телекоммуникационные системы мониторинга и управления Неразрушающий контроль и диагностика в...»

«Acura MDX. Модели 2006-2013 гг. выпуска с двигателем J37A (3,7 л) Руководство по ремонту и техническому обслуживанию. Серия Профессионал.Каталог расходных запасных частей. Характерные неисправности. В руководстве дается пошаговое описание процедур по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту автомобилей Acura MDX 2006-2013 гг. выпуска, оборудованных двигателем J37A (3,7 л).Издание содержит руководство по эксплуатации, описания устройства некоторых систем, подробные сведения по...»

«Информационные системы и технологии Научно-технический журнал № 3 (89) май-июнь 2015 Издается с 2002 года. Выходит 6 раз в год Учредитель – федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Государственный университет - учебно-научно-производственный комплекс» (Госуниверситет – УНПК) Редакционный совет Рубрики номера Голенков В.А., председатель 1. Математическое и компьютерное Радченко С.Ю., заместитель председателя моделирование..5-40...»

«СОДЕРЖАНИЕ 1 Общие данные об объекте исследований 2 Основная часть. Д.1. Технический уровень, тенденции развития объекта хозяйственной деятельности Форма Д.1.1. Показатели технического уровня объекта техники. Форма Д.1.2 Тенденции развития объекта исследования 3 Заключение Приложение А. Задание на проведение исследований Приложение Б. Регламент поиска Приложение В. Отчет о поиске ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ, ТЕРМИНОВ В настоящем отчете о патентных исследованиях...»

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н.Э. БАУМАНА вки дгото ой по овск овуз рд Цент МГТУ им. Н.Э.Баумана ЦЕНТР ДОВУЗОВСКОЙ ПОДГОТОВКИ «ШАГ В БУДУЩЕЕ, МОСКВА» НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ СОРЕВНОВАНИЕ МОЛОДЫХ ИССЛЕДОВАТЕЛЕЙ «ШАГ В БУДУЩЕЕ, МОСКВА» СБОРНИК ЛУЧШИХ РАБОТ Москва УДК 004, 005, 51, 53, 6 ББК 22, 30, 31, 32, 34 Научно-образовательное соревнование молодых исследователей «Шаг Н34 в будущее, Москва»: Сборник лучших работ, в 2-х т.– М. : МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013. 298...»

«круглый стол «Законодательное регУлироВание наУЧно-технологиЧеской сферЫ В россии и За рУБежом» Действующий Федеральный закон «О науке и научно-технической политике», принятый в 1996 году, уже не отвечает современным условиям развития науки, в нем не отражены многие вопросы научной деятельности, требующие законодательного регулирования. К тому же некоторые его нормы не согласованы с положениями других законов, а большое число внесенных изменений и дополнений снизило его регулятивный потенциал...»

«1. Цели освоения дисциплины Цель изучения дисциплины – обеспечение фундаментальной физической подготовки, позволяющей будущим специалистам ориентироваться в научнотехнической информации, использовать физические принципы и законы, результаты физических открытий для решения практических задач в своей профессиональной деятельности. Изучение дисциплины должно способствовать формированию у студентов основ научного мышления, в том числе: пониманию границ применимости физических понятий и теорий;...»

« Рекомендовано Советом Государственного института управления и социальных технологий БГУ Реда кционная кол легия: Богатырева Валентина Васильевна – доктор экономических наук, заведующий кафедрой финансов Полоцкого государственного университета; Борздова Татьяна Васильевна – кандидат технических наук, заведующий кафедрой управления...»

«БЮЛЛЕТЕНЬ НОВЫХ ПОСТУПЛЕНИЙ 2014 г. Август Екатеринбург, 2014 Сокращения Абонемент младших курсов АБМЛ Абонемент гуманитарной литературы АБГЛ Читальный зал гуманитарной литературы ЧЗГЛ Читальный зал технической литературы ЧЗТЛ Читальный зал научной литературы ЧЗНЛ Научный фонд КХ1 Учебный фонд КХ2 Кабинет библиотековедения КБ Содержание Сокращения Социальные (общественные) науки в целом (ББК: С) Экономика. Экономические науки (ББК: У) Наука. Науковедение (ББК: Ч21, Ч22) Образование....»

« учреждения высшего профессионального образования «Донской государственный технический университет» в г. Ставрополе Ставропольского края (ТИС (филиал) ДГТУ) Курс лекций для магистров направления подготовки 29.04.05. «Конструирование изделий легкой промышленности» по дисциплине Инновации в легкой промышленности Ставрополь 2015 УДК ББК 74.4 Д 75...»

«Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет) Государственное учреждение «ГИДРОМЕТОРОЛОГИЧЕСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ» (ГУ «Гидрометцентр России») УДК № госрегистрации Инв. № УТВЕРЖДАЮ Директор ГУ «Гидрометцентр России» доктор технических наук Р.М. Вильфанд « » 2009 г. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ на ОКР «Разработка и создание интегрированной...»

«Дендрорадиография как метод ретроспективной оценки радиоэкологической ситуации МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Л.П. Рихванов, Т.А. Архангельская, Ю.Л. Замятина ДЕНДРОРАДИОГРАФИЯ КАК МЕТОД РЕТРОСПЕКТИВНОЙ ОЦЕНКИ РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ Монография Издательство Томского политехнического университета -551 Р55 Дельтаплан,...»

«Группа технической поддержки по вопросам достойного труда и Бюро МОТ для стран Восточной Европы и Центральной Азии Международная Организация Труда Методы определения порога бедности: опыт четырех стран Группа технической поддержки по вопросам достойного труда и Бюро МОТ для стран Восточной Европы и Центральной Азии © Международная организация труда, Публикации Международного бюро труда охраняются авторским правом в соответствии с Протоколом 2 Всемирной конвенции об авторском праве. Тем не...»

«АЗАСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖНЕ ЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН.И.Стбаев атындаы аза лтты техникалы зерттеу университеті Казахский национальный исследовательский технический университет имени К.И. Сатпаева «МАРКШЕЙДЕРИЯ МЕН ГЕОДЕЗИЯДАЫ ИННОВАЦИЯЛЫ ТЕХНОЛОГИЯЛАР» АТТЫ Халыаралы маркшейдерлер форум ЕБЕКТЕРІ 17-18 ыркйек 2015 ж. ТРУДЫ Международного форума маркшейдеров «ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В МАРКШЕЙДЕРИИ И ГЕОДЕЗИИ» 17-18 сентябрь 2015 г. Алматы 2015 г...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СБОРНИК СТАТЕЙ УЧАСТНИКОВ ВСЕРОССИЙСКАЯ МОЛОДЕЖНАЯ НАУЧНАЯ ШКОЛА ПО ИНЖЕНЕРНОМУ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСТВУ, ПРОЕКТИРОВАНИЮ И РАЗРАБОТКЕ ИННОВАЦИЙ «АРХИТЕКТОРЫ БУДУЩЕГО» Россия, г. Томск, ул. Усова 4а, 28-30 ноября 2014 г. УЧРЕДИТЕЛИ И СПОНСОРЫ НАУЧНОЙ ВЫСТАВКИ УДК 608(063) ББК 30ул0 А876...»

«Московский государственный технический университет имени Н.Э.Баумана _ Утверждено Первым проректором – проректором по учебной работе ПЛАНЫ УЧЕБНЫХ ЗАНЯТИЙ СТУДЕНТОВ на первый семестр 2010/2011 учебного года Москва 2010 СОДЕРЖАНИЕ Стр. График учебного процесса 1. 4 Отечественная история 2. 5 Экология 3. 14 Валеология 4. 1 Экономическая теория 5. 21 (для студентов факультета ИБМ) Английский язык 6. 29 (кроме студентов факультета ИБМ) Английский язык 7. 34 (для студентов факультета ИБМ) Немецкий...»
Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам , мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.

Темы рефератов по дисциплине «Основы работоспособности технических систем»:

Отказы машин и их элементов. Показатели надежности Технический прогресс и надежность машин. История формирования и развития триботехники. Роль триботехники в системе обеспечения долговечности машин. Трибоанализ механических систем Причины изменения технического состояния машин в эксплуатации Взаимодействие рабочих поверхностей деталей. Тепловые процессы сопровождающие трение. Влияние смазочного материала на процесс трения Факторы, определяющие характер трения. Трение эластомерных материалов Общая закономерность изнашивания. Виды изнашивания Абразивное изнашивание Усталостное изнашивание Изнашивание при заедании. Коррозионно-механическое изнашивание. Избирательный перенос. Водородное изнашивание Факторы, влияющие на характер и интенсивность изнашивания элементов машин. Распределение износа по рабочей поверхности детали. Закономерности изнашивания элементов машин. Прогнозирование износа сопряжений Назначения, классификация и виды смазочных материалов Механизм смазочного действия масел Требования, предъявляемые к маслам и пластическим смазочным материалам Изменения свойств смазочных материалов в процессе работы Усталость материалов элементов машин (условия развития, механизм, оценка параметров усталости методами ускоренных испытаний) Коррозионное разрушении деталей машин (классификация, механизм, виды, методы защиты деталей) Восстановление работоспособности деталей смазочными материалами и рабочими жидкостями Восстановление деталей полимерными материалами Конструктивные, технологические и эксплуатационные мероприятия повышения надёжности. Сравнительная характеристика и оценка степени влияния на ресурс деталей.

Требования:

К оформлению. Объём не менее 10 листов печатного текста (оглавление, введение, заключение, список литературы не требуется). Шрифт 14 Times New Roman, выравнивание по ширине, междустрочный интервал 1,5, отступы 2 см везде.

К содержанию. Работа должна быть написана студентом с обязательными ссылками на источники. Копирование без ссылок запрещается. Тема реферата должна быть раскрыта. Если примеры имеют место быть, то они должны быть отражены в работе (например, тема «абразивное изнашивание» должна быть подкреплена примером – шейка коленчатого вала - коренные подшипники или другим, в рамках данной темы, на усмотрение студента). Если в источниках имеются формулы, то в работе должны быть отражены только основные из них.

К защите. Работа должна быть прочитана студентом неоднократно. Время защиты не более 5 мин + ответы на вопросы. Тема должна быть представлена сжато, выделены ключевые моменты с примерами, если таковые требуются.

Основная литература:

1. Зорин работоспособности технических систем: Учебник для студ. высш. учеб. заведений. УМО. – М.: Изд. Центр «Академия», 2009. –208 с.

2. Шишмарев автоматического управления: учебное пособие дл я вузов. – М.: Академия, 2008. – 352 с.

Дополнительная литература:

1. Техническая эксплуатация автомобилей: Учебник для вузов. Под ред. . - М: Наука, 2001.

2. Российская автотранспортная энциклопедия: Техническая эксплуатация, обслуживание и ремонт автотранспортных средств. Т. 3 - М.: РООИГ1 -«За социальную защиту и справедливое налогообложение», 2000.

3. Кузнецов техническими системами. Учебное пособие. - М.: Изд. МАДИ, 1999, 2000.

4. Венцель операций. Задачи принципы методология. - М.: Наука, 1988.

5. Кузнецов и тенденции технической эксплуатации и сер­виса в России: Автомобильный транспорт. Серия: «Техническая эксплуа­тация и ремонт автомобилей». - М.: Информавтотранс, 2000.

6. Транспорт и связь России. Аналитический сборник. - М: Госкомстат России. 2001.

7.3. Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы:

Транскрипт

1 Федеральное агентство по образованию Сыктывкарский лесной институт филиал государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия имени С. М. Кирова» КАФЕДРА АВТОМОБИЛЕЙ И АВТОМОБИЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА ОСНОВЫ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ Методическое пособие по дисциплинам «Основы работоспособности технических систем», «Техническая эксплуатация автомобилей», «Основы теории надежности и диагностики» для студентов специальностей «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования», 9060 «Автомобили и автомобильное хозяйство» всех форм обучения Издание второе, переработанное Сыктывкар 007

2 УДК 69.3 О-75 Рассмотрено и рекомендовано к печати советом лесотранспортного факультета Сыктывкарского лесного института 7 мая 007 г. Составители: ст. преподаватель Р. В. Абаимов, ст. преподаватель П. А. Малащук Рецензенты: В. А. Лиханов, доктор технических наук, профессор, академик Российской академии транспорта (Вятская государственная сельскохозяйственная академия); А. Ф. Кульминский, кандидат технических наук, доцент (Сыктывкарский лесной институт) ОСНОВЫ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ: О-75 метод. пособие по дисциплинам «Основы работоспособности технических систем», «Техническая эксплуатация автомобилей», «Основы теории надежности и диагностики» для студ. спец «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования», 9060 «Автомобили и автомобильное хозяйство» всех форм обучения / сост. Р. В. Абаимов, П. А. Малащук; Сыкт. лесн. ин-т. Изд. второе, перераб. Сыктывкар: СЛИ, с. Методическое пособие предназначено для проведения практических занятий по дисциплинам «Основы работоспособности технических систем», «Техническая эксплуатация автомобилей», «Основы теории надежности и диагностики» и для выполнения контрольных работ студентами заочной формы обучения. Пособие содержит основные понятия по теории надежности, основным законам распределения случайных величин применительно к автомобильному транспорту, сбору и обработке материалов по надежности, общие указания по выбору вариантов задания. В задачах отражены вопросы построения структурных схем, планирования испытаний и учтены основные законы распределения случайных величин. Приведен список рекомендуемой литературы. Первое издание вышло в 004 г. УДК 69.3 Р. В. Абаимов, П. А. Малащук, составление, 004, 007 СЛИ, 004, 007

3 ВВЕДЕНИЕ В период эксплуатации сложных технических систем одной из основных задач является определение их работоспособности, т. е. способности выполнять возложенные на них функции. Данная способность в немалой степени зависит от надежности изделий, закладываемой в период проектирования, реализовываемой при изготовлении и поддерживаемой при эксплуатации. Техника обеспечения надежности систем охватывает различные аспекты инженерной деятельности. Благодаря инженерным расчетам надежности технических систем гарантируется поддержание бесперебойное снабжение электроэнергией, безопасное движение транспорта и т. п. Для правильного понимания проблем обеспечения надежности систем необходимо знать основы классической теории надежности. В методическом пособии даны основные понятия и определения теории надежности. Рассмотрены основные качественные показатели надежности, такие как вероятность безотказной работы, частота, интенсивность отказов, средняя наработка до отказа, параметр потока отказов. В связи с тем, что в практике эксплуатации сложных технических систем в большинстве случаев приходится иметь дело с вероятностными процессами, отдельно рассмотрены наиболее часто применяемые законы распределения случайных величин, определяющих показатели надежности. Показатели надежности большинства технических систем и их элементов могут быть определены только по результатам испытаний. В методическом пособии отдельная часть посвящена методике сбора, обработке и анализа статистических данных о надежности технических систем и их элементов. Для закрепления материала предусматривается выполнение контрольной работы, состоящей из ответов на вопросы по теории надежности и решении ряда задач. 3

4 . НАДЕЖНОСТЬ АВТОМОБИЛЕЙ.. ТЕРМИНОЛОГИЯ ПО НАДЕЖНОСТИ Надежность это свойство машин выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемой наработки. Теория надежности есть наука, изучающая закономерности возникновения отказов, а также способы их предупреждения и устранения для получения максимальной эффективности технических систем. Надежность машины определяется безотказностью, ремонтопригодностью, долговечностью и сохраняемостью. Для автомобилей, как и для других машин многократного действия, характерен дискретный процесс эксплуатации. При эксплуатации возникают отказы. На их отыскивание и устранение затрачивается время, в течение которого машина простаивает, после чего эксплуатация возобновляется. Работоспособность состояние изделия, при котором оно способно выполнять заданные функции с параметрами, значения которых установлены технической документацией. В том случае, когда изделие, хотя и может выполнять свои основные функции, но не отвечает всем требованиям технической документации (например, помято крыло автомобиля) изделие работоспособно, но неисправно. Безотказность это свойство машины сохранять работоспособность в течение некоторой наработки без вынужденных перерывов. В зависимости от типа и назначения машины наработка до отказа измеряется в часах, километрах пробега, циклах и т. д. Отказ это такая неисправность, без устранения которой машина не может выполнять заданные функции с параметрами, установленными требованиями технической документации. Однако, не всякая неисправность может быть отказом. Существуют такие отказы, которые могут быть устранены при очередном техническом обслуживании или ремонте. Например, при эксплуатации машин неизбежны ослабления нормальной затяжки крепежных деталей, нарушение правильной регулировки узлов, агрегатов, приводов управления, защитных покрытий и т. д. Если их своевременно не 4

5 устранить, то это приведет к отказам в работе машин и трудоемкому ремонту. Отказы классифицируются: по влиянию на работоспособность изделия: вызывающие неисправность (пониженное давление в шинах); вызывающие отказ (обрыв ремня привода генератора); по источнику возникновения: конструктивные (вследствие ошибок при конструировании); производственные (из-за нарушения технологического процесса изготовления или ремонта); эксплуатационные (применение некондиционных эксплуатационных материалов); по связи с отказами других элементов: зависимые, обусловленные отказом или неисправностью других элементов (задир зеркала цилиндра из-за поломки поршневого пальца); независимые, не обусловленные отказом других элементов (прокол шины); по характеру (закономерности) возникновения и возможности прогнозирования: постепенные, возникающие в результате накопления в деталях машины износа и усталостных повреждений; внезапные, возникающие неожиданно и связанные, главным образом, с поломками из-за перегрузок, дефектов изготовления, материала. Момент наступления отказа является случайным, не зависящим от продолжительности эксплуатации (перегорания предохранителей, поломки деталей ходовой части при наезде на препятствие); по влиянию на потери рабочего времени: устраняемые без потерь рабочего времени, т. е. при техническом обслуживании или в нерабочее (межсменное время); устраняемые с потерей рабочего времени. Признаками отказов объектов называются непосредственные или косвенные воздействия на органы чувств наблюдателя явлений, характерных для неработоспособного состояния объекта (падение давления масла, появление стуков, изменение температурного режима и т. д.). 5

6 Характером отказа (повреждения) являются конкретные изменения в объекте, связанные с возникновением отказа (обрыв провода, деформация детали и т. д.). К последствиям отказа относятся явления, процессы и события, возникшие после отказа и в непосредственной причинной связи с ним (остановка двигателя, вынужденный простой по техническим причинам). Кроме общей классификации отказов, единой для всех технических систем, для отдельных групп машин в зависимости от их назначения и характера работы применяется дополнительно классификация отказов по сложности их устранения. Все отказы по сложности устранения объединяют в три группы, при этом учитывают такие факторы, как способ устранения, необходимость разборки и трудоемкость устранения отказов. Долговечность это свойство машины сохранять работоспособное состояние до предельного с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов. Количественной оценкой долговечности является полный срок службы машины с начала эксплуатации до списания. Проектировать новые машины следует так, чтобы сроки службы по физическому износу не превышали моральное старение. Долговечность машин закладывается при их проектировании и конструировании, обеспечивается в процессе производства и поддерживается в процессе эксплуатации. Таким образом, на долговечность влияют конструкционные, технологические и эксплуатационные факторы, которые по степени своего воздействия позволяют классифицировать долговечность на три вида: требуемую, достигнутую и действительную. Требуемая долговечность задается техническим заданием на проектирование и определяется достигнутым уровнем развития техники в данной отрасли. Достигнутая долговечность обуславливается совершенством конструкторских расчетов и технологических процессов изготовления. Действительная долговечность характеризует фактическую сторону использования машины потребителем. В большинстве случаев требуемая долговечность больше достигнутой, а последняя больше действительной. В то же время не редки 6

7 случаи, когда действительная долговечность машин превышает достигнутую. Например, при норме пробега до капитального ремонта (КР), равной 0 тыс. км, некоторые водители при умелой эксплуатации автомобиля достигли пробега без капитального ремонта 400 тыс. км и более. Действительная долговечность подразделяется на физическую, моральную и технико-экономическую. Физическая долговечность определяется физическим износом детали, узла, машины до их предельного состояния. Для агрегатов определяющим является физический износ базовых деталей (у двигателя блок цилиндров, у коробки передач картер и др.). Моральная долговечность характеризует срок службы, за пределами которого использование данной машины становится экономически нецелесообразным ввиду появления более производительных новых машин. Технико-экономическая долговечность определяет срок службы, за пределами которого проведение ремонтов данной машины становится экономически нецелесообразным. Основными показателями долговечности машин являются технический ресурс и срок службы. Технический ресурс есть наработка объекта до начала эксплуатации или ее возобновления после среднего или капитального ремонтов до наступления предельного состояния. Срок службы календарная продолжительность эксплуатации объекта от ее начала или возобновления после среднего или капитального ремонтов до наступления предельного состояния. Ремонтопригодность это свойство машины, заключающееся в ее приспособленности к предупреждению, обнаружению, а также устранению отказов и неисправностей проведением технических обслуживании и ремонтов. Основной задачей обеспечения ремонтопригодности машин является достижение оптимальных затрат на их техническое обслуживание (ТО) и ремонт при наибольшей эффективности использования. Преемственность технологических процессов ТО и ремонта характеризует возможность применения типовых технологических процессов ТО и ремонта как машины в целом, так и ее составных частей. Эргономические характеристики служат для оценки удобства выполнения всех операций ТО и ремонта и должны исключать опе- 7

8 рации, требующие нахождения исполнителя длительное время в неудобной позе. Безопасность выполнения ТО и ремонта обеспечивается при технически исправном оборудовании, соблюдении исполнителями норм и правил техники безопасности. Перечисленные выше свойства в совокупности определяют уровень ремонтопригодности объекта и оказывают существенное влияние на продолжительность ремонтов и технического обслуживания. Приспособленность машины к ТО и ремонту зависит от: количества деталей и узлов, требующих систематического обслуживания; периодичности обслуживания; доступности точек обслуживания и простоты выполнения операции; способов соединения деталей, возможности независимого снятия, наличия мест для захвата, простоты разборки и сборки; от унификации деталей и эксплуатационных материалов как внутри одной модели автомобиля, так и между разными моделями автомобилей и т. д. Факторы, влияющие на ремонтопригодность, могут быть объединены в две основные группы: расчетно-конструкторские и эксплуатационные. К расчетно-конструкторским факторам относятся сложность конструкции, взаимозаменяемость, удобство доступа к узлам и деталям без необходимости съема находящихся рядом узлов и деталей, легкость замены деталей, надежность конструкции. Эксплуатационные факторы связаны с возможностями человекаоператора, эксплуатирующего машины и с окружающими условиями, в которых эти машины работают. К этим факторам можно отнести опыт, мастерство, квалификацию персонала по обслуживанию, а также технологию и методы организации производства при обслуживании и ремонте. Сохраняемость это свойство машины противостоять отрицательному влиянию условий хранения и транспортирования на его безотказность и долговечность. Поскольку работа является основным состоянием объекта, то особое значение имеет влияние хранения и транспортирования на последующее поведение объекта в рабочем режиме. 8

9 Различают сохраняемость объекта до ввода в эксплуатацию и в период эксплуатации (при перерывах в работе). В последнем случае срок сохраняемости входит в срок службы объекта. Для оценки сохраняемости применяют гамма-процентный и средний сроки сохраняемости. Гамма-процентным сроком сохраняемости называют срок сохраняемости, который будет достигнут объектом с заданной вероятностью гамма-процентов. Средним сроком сохраняемости называется математическое ожидание срока сохраняемости... КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ МАШИН При решении практических задач, связанных с надежностью машин, качественной оценки недостаточно. Для количественной оценки и сравнения надежности различных машин необходимо ввести соответствующие критерии. К таким применяемым критериям относятся: вероятность отказа и вероятность безотказной работы в течение заданного времени работы (пробега); частота отказов (плотность отказов) для неремонтируемых изделий; интенсивность отказов для неремонтируемых изделий; потоки отказов; среднее время (пробег) между отказами; ресурс, гамма-процентный ресурс и т. д.... Характеристики случайных величин Случайная величина это величина, которая в результате наблюдений может принимать различные значения, причем заранее неизвестно какие (например, наработка на отказ, трудоемкость ремонта, продолжительность простоя в ремонте, время безотказной работы, число отказов к некоторому моменту времени и т. д.). 9

10 Из-за того, что значение случайной величины заранее неизвестно, для ее оценки используется вероятность (вероятность того, что случайная величина окажется в интервале ее возможных значений) или частотность (относительное число случаев появления случайной величины в указанном интервале). Случайная величина может быть описана через среднее арифметическое значение, математическое ожидание, моду, медиану, размах случайной величины, дисперсию, среднеквадратичное отклонение и коэффициент вариации. Среднее арифметическое значение это частное от деления суммы полученных из опытов значений случайной величины на число слагаемых этой суммы, т. е. на число опытов N N N N, () где среднее арифметическое случайной величины; N число проведенных опытов; х, х, х N отдельные значения случайной величины. Математическое ожидание сумма произведений всех возможных значений случайной величины на вероятности этих значений (P): X N P. () Между средним арифметическим значением и математическим ожиданием случайной величины существует следующая связь при большом числе наблюдений среднее арифметическое значение случайной величины приближается к ее математическому ожиданию. Мода случайной величины наиболее вероятное ее значение, т. е. значение, которому соответствует наибольшая частота. Графически моде соответствует наибольшая ордината. Медиана случайной величины такое ее значение, для которого одинаково вероятно, окажется ли случайная величина больше или меньше медианы. Геометрически медиана определяет абсциссу точки, ордината которой делит площадь, ограниченную кривой распре- 0

11 деления пополам. Для симметричных модальных распределений среднее арифметическое, мода и медиана совпадают. Размах рассеивания случайной величины это разность между максимальным и минимальным ее значениями, полученными в результате испытаний: R ma mn. (3) Дисперсия является одной из основных характеристик рассеивания случайной величины около ее среднего арифметического значения. Величина ее определяется по формуле: D N N (). (4) Дисперсия имеет размерность квадрата случайной величины, поэтому пользоваться ею не всегда удобно. Среднее квадратичное отклонение также является мерой рассеивания и равно корню квадратному из дисперсии. σ N N (). (5) Поскольку среднее квадратичное отклонение имеет размерность случайной величины, пользоваться им удобнее, чем дисперсией. Среднее квадратичное отклонение называют также стандартом, основной ошибкой или основным отклонением. Среднее квадратичное отклонение, выраженное в долях среднего арифметического, носит название коэффициента вариации. σ σ ν или ν 00%. (6) Введение коэффициента вариации необходимо для сравнения рассеивания величин, имеющих разную размерность. Для этой цели среднее квадратичное отклонение непригодно, так как имеет размерность случайной величины.

12 ... Вероятность безотказной работы машины Считают, что машины работают безотказно, если при определенных условиях эксплуатации они сохраняют работоспособность в течение заданной наработки. Иногда этот показатель называют коэффициентом надежности, который оценивает вероятность безотказной работы за период наработки или в заданном интервале наработки машины в заданных условиях эксплуатации. Если вероятность безотказной работы автомобиля в течение пробега l км равняется P () 0,95, то из большого количества автомобилей данной марки в среднем около 5% теряют свою работоспособность раньше, чем через км пробега. При наблюдении в условиях эксплуатации N-гo количества машин за пробег (тыс. км) можно приблизительно определить вероятность безотказной работы P(), как отношение числа исправно работающих машин к общему числу машин, находящихся под наблюдением на протяжении наработки, т. е. P () N n () N N n / N ; (7) где N общее число машин; N() число исправно работающих машин к наработке; n число отказавших машин; величина рассматриваемого интервала наработки. Для определения истинного значения P() нужно переходить к пределу P () n / () N n lm при 0, N 0. N Вероятность P(), подсчитанная по формуле (7), называется статистической оценкой вероятности безотказной работы. Отказы и безотказность это события противоположные и несовместные, так как они не могут появиться одновременно в данной машине. Отсюда сумма вероятности безотказной работы P() и вероятности отказа F() равна единице, т. е.

13 P() + F() ; P (0) ; P () 0; F (0) 0; F ()...3. Частота отказов (плотность отказов) Частотой отказов называется отношение числа отказавших изделий в единицу времени к первоначальному числу находящихся под наблюдением при условии, что отказавшие изделия не восстанавливаются и не заменяются новыми, т. е. f () () n, (8) N где n() число отказов в рассматриваемом интервале наработки; N общее число изделий, находящихся под наблюдением; величина рассматриваемого интервала наработки. При этом n() может быть выражено как: n() N() N(+) , (9) где N() число исправно работающих изделий за наработку; N(+) число исправно работающих изделий за наработку +. Так как вероятность безотказной работы изделий к моментам и + выражается: N () () P ; P() N (+) N + ; N N () NP() ; N() NP(+) +, то n() N (0) 3

14 Подставляя значение n(t) из (0) в (8), получим: f () (+) P() P. Переходя к пределу, получим: f () Так как Р() F(), то (+) P() dp() P lm при 0. d [ F() ] df() ; () d f () d d () df f. () d Поэтому частота отказов иногда называется дифференциальным законом распределения времени выхода изделий из строя. Проинтегрировав выражение (), получим, что вероятность отказа равна: F () f () d 0 По величине f() можно судить о количестве изделий, которые могут выйти из строя на любом промежутке наработки. Вероятность отказа (рис.) в интервале наработки, будет: F () F() f () d f () d f () d. 0 0 Так как вероятность отказа F() при равна единице, то: 0 (). f d. 4

15 f() Рис.. Вероятность отказа в заданном интервале наработки..4. Интенсивность отказов Под интенсивностью отказов понимают отношение числа отказавших изделий в единицу времени к среднему числу работающих безотказно за данный промежуток времени при условии, что отказавшие изделия не восстанавливаются и не заменяются новыми. Из данных испытаний интенсивность отказов может быть подсчитана по формуле: λ () n N ср () (), () где n() число отказавших изделий за время от до + ; рассматриваемый интервал наработки (км, ч и т. д.); N cp () среднее число безотказно работающих изделий. Среднее число безотказно работающих изделий: () + N(+) N Nср (), (3) где N() число безотказно работающих изделий в начале рассматриваемого интервала наработки; N(+) число безотказно работающих изделий в конце интервала наработки. 5

16 Число отказов в рассматриваемом интервале наработки выражается: n () N() N(+) [ N(+) N() ] [ N(+) P() ]. (4) Подставляя значения N ср () и n() из (3) и (4) в (), получим: λ () N N [ P(+) P() ] [ P(+) + P() ] [ P(+) P() ] [ P(+) + P() ]. Переходя к пределу при 0, получаем Так как f(), то: () λ () [ P() ]. (5) P () () f λ. P () После интегрирования формулы (5) от 0 до получим: P () e () λ d. 0 При λ() const вероятность безотказной работы изделий равна: P λ () e...5. Параметр потока отказов В момент наработки параметр потока отказов можно определить по формуле: 6 () dmср ω (). d

17 Промежуток наработки d мал, и следовательно, при ординарном потоке отказов в каждой машине за этот промежуток может возникнуть не более одного отказа. Поэтому приращение среднего числа отказов можно определить как отношение количества отказавших за период d машин dm к общему числу N машин, находящихся под наблюдением: dm dm N () dq ср, где dq вероятность отказа за период d. Отсюда получаем: dm dq ω (), Nd d т. е. параметр потока отказов равен вероятности отказа за единицу наработки в момент. Если вместо d возьмем конечный промежуток времени и через m() обозначим общее количество отказов в машинах на этом промежутке времени, то получим статистическую оценку параметра потока отказов: () m ω (), N где m() определяется по формуле: N где m (+) N (+); m () m n N () m (+) m () Изменение параметра потока отказов во времени для большинства ремонтируемых изделий протекает, как показано на рис.. На участке происходит быстрое нарастание потока отказов (кривая идет вверх), которое связано с выходом из строя деталей и 7 общее количество отказов в момент времени общее количество отказов в момент времени.,

18 узлов, имеющих дефекты изготовления и сборки. Со временем детали прирабатываются, и внезапные отказы исчезают (кривая идет вниз). Поэтому данный участок называют участком приработки. На участке потоки отказов можно считать постоянными. Это участок нормальной эксплуатации машины. Здесь происходят, главным образом, внезапные отказы, а изнашиваемые детали изменяются во время технического обслуживания и планово-предупредительных ремонтов. На участке 3 ω() резко возрастает вследствие износа большинства узлов и деталей, а также базовых деталей машины. В этот период машина обычно поступает в капитальный ремонт. Самым продолжительным и существенным участком работы машины является. Здесь параметр потока отказов остается почти на одном уровне при постоянстве условий эксплуатации машины. Для автомобиля это означает езду в сравнительно постоянных дорожных условиях. ω() 3 Рис.. Изменение потока отказов от наработки Если на участке параметр потока отказов, представляющий собой среднее число отказов на единицу наработки, постоянный (ω() const), то среднее число отказов за любой период работы машины на этом участке τ будет: m ср (τ) ω()τ или ω() m ср (τ). τ 8

19 Наработка на отказ за любой период τ на -м участке работы равна: τ const. m τ ω(τ) ср Следовательно, наработка на отказ и параметр потока отказов, при условии его постоянства, являются обратными величинами. Поток отказов машины можно рассматривать как сумму потоков отказов ее отдельных узлов и деталей. Если машина содержит в себе k отказывающих элементов и за достаточно большой промежуток работы наработка на отказ каждого элемента составляет, 3, k, то среднее число отказов каждого элемента за эту наработку будет: m ср (), m (),..., m () ср срk. Очевидно, среднее число отказов машины за эту наработку будет равно сумме средних чисел отказов ее элементов: m () m () + m () +... m (). + ср ср ср срk Дифференцируя это выражение по наработке, получим: dmср() dmср () dmср() dmср k () d d d d или ω() ω () + ω () + + ω k (), т. е. параметр потока отказов машины равен сумме параметров потока отказов составляющих ее элементов. Если параметр потока отказов постоянный, то такой поток называется стационарным. Этим свойством обладает второй участок кривой изменения потока отказов. Знание показателей надежности машин позволяет производить различные расчеты, в том числе расчеты потребности в запасных частях. Количество запасных частей n зч за наработку будет равно: 9 k

20 n зч ω() N. Учитывая, что ω() функция, для достаточно большой наработки в пределах от t до t получим: n зч N ω(y) dy. На рис. 3 приведена зависимость изменения параметров потока отказов двигателя КамАЗ-740 в условиях эксплуатации в условиях г. Москвы, применительно к автомобилям, наработка которых выражается километром пробега. ω(t) L (пробег), тыс. км Рис. 3. Изменение потока отказов двигателя в условиях эксплуатации 0

21 . ЗАКОНЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СЛУЧАЙНЫХ ВЕЛИЧИН, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ МАШИН И ИХ ДЕТАЛЕЙ Основываясь на методах теории вероятностей, возможно установить закономерности при отказах машин. При этом используются опытные данные, полученных по результатам испытаний или наблюдений за эксплуатацией машин. В решении большинства практических задач эксплуатации технических систем вероятностные математические модели (т. е. модели, представляющие собой математическое описание результатов вероятностного эксперимента) представляют в интегральнодифференциальной форме и называют еще теоретическими законами распределения случайной величина. Для математического описания результатов эксперимента одним из теоретических законов распределения недостаточно учитывать только сходство экспериментальных и теоретических графиков и числовые характеристики эксперимента (коэффициент вариации v). Необходимо иметь понятие об основных принципах и физических закономерностях формирования вероятностных математических моделей. На этом основании необходимо провести логический анализ причинно-следственных связей между основными факторами, которые влияют на ход исследуемого процессе и его показатели. Вероятностной математической моделью (законом распределения) случайной величины называется соответствие между возможными значениями и их вероятностями Р() по которому каждому возможному значению случайной величины поставлено в соответствие определенное значение ее вероятности Р(). При эксплуатации машин наиболее характерны следующие законы распределения: нормальный; логарифмически-нормальный; закон распределения Вейбулла; экспоненциальный (показательный), закон распределения Пуассона.

22 .. ЭКСПОНЕНЦИАЛЬНЫЙ ЗАКОН РАСПРЕДЕЛЕНИЯ На протекание многих процессов автомобильного транспорта и, следовательно, формирование их показателей как случайных величин, оказывает влияние сравнительно большое число независимых (или слабозависимых) элементарных факторов (слагаемых), каждое из которых в отдельности оказывает лишь незначительное действие по сравнению с суммарном влиянием всех остальных. Нормальное распределение весьма удобно для математического описания суммы случайных величин. Например, наработка (пробег) до проведения ТО складывается из нескольких (десяти и более) сменных пробегов, отличающихся один от другого. Однако они сопоставимы, т. е. влияние одного сменного пробега на суммарную наработку незначительно. Трудоемкость (продолжительность) выполнения операций ТО (контрольных, крепежных, смазочных и др.) складывается из суммы трудоемкостей нескольких (8 0 и более) взаимно независимых элементов-переходов и каждое из слагаемых достаточно мало по отношению к сумме. Нормальный закон также хорошо согласуется с результатами эксперимента по оценке параметров, характеризующих техническое состояние детали, узла, агрегата и автомобиля в целом, а также их ресурсов и наработки (пробега) до появления первого отказа. К таким параметрам относятся: интенсивность (скорость изнашивания деталей); средний износ деталей; изменение многих диагностических параметров; содержание механических примесей в маслах и др. Для нормального закона распределения в практических задачах технической эксплуатации автомобилей коэффициент вариации v 0,4. Математическая модель в дифференциальной форме (т. е. дифференциальная функция распределения) имеет вид: f σ () e () σ π, (6) в интегральной форме () σ F() e d. (7) σ π

23 Закон является двухпараметрическим. Параметр математическое ожидание характеризует положение центра рассеивания относительно начала отсчета, а параметр σ характеризует растянутость распределения вдоль оси абсцисс. Характерные графики f() и F() приведены на рис. 4. f() F(),0 0,5-3σ -σ -σ +σ +σ +3σ 0 а) б) Рис. 4. Графики теоретических кривых дифференциальной (а) и интегральной (б) функций распределения нормального закона Из рис. 4 видно, что график f() симметричен относительно и имеет колоколообразный вид. Вся площадь, ограниченная графиком и осью абсцисс, вправо и влево от делится отрезками, равными σ, σ, 3 σ на три части и составляет: 34, 4 и %. За пределы трех сигм выходит лишь 0,7 % всех значений случайной величина. Поэтому нормальный закон часто называют законом «трех сигм». Расчеты значений f() и F() удобно производить, если выражения (6), (7) преобразовать к более простому виду. Это делается таким образом, чтобы начало координат переместить на ось симметрии, т. е. в точку, значение представить в относительных единицах, а именно в частях, пропорциональных среднему квадратическому отклонению. Для этого надо заменить переменную величину другой, нормированной, т. е. выраженной в единицах среднего квадратического отклонения 3

24 z σ, (8) а величину среднего квадратического отклонения положить равной, т. е. σ. Тогда в новых координатах получим так называемую центрированную и нормированную функцию, плотность распределения которой определяется: z ϕ (z) e. (9) π Значения этой функции приведены в прил.. Интегральная нормированная функция примет вид: (dz. (0) π z z z F0 z) ϕ(z) dz e Эта функция также протабулирована, и ею удобно пользоваться при расчетах (прил.). Значения функции F 0 (z), приводимые в прил., даются при z 0. Если значение z оказывается отрицательным, то надо воспользоваться формулой F 0(0 z Для функции ϕ (z) справедливо соотношение z) F (). () ϕ (z) ϕ(z). () Обратной переход от центрированной и нормированной функций к исходной делается по формулам: f ϕ(z) σ (), (3) F) F (z). (4) (0 4

25 Кроме того, используя нормированную функцию Лапласа (прил. 3) z z Ф (z) e dz, (5) π 0 интегральную функцию можно записать в виде () Ф. F + (6) σ Теоретическая вероятность P() попадания случайной величины, распределенной нормально, в интервал [ a < < b ] с помощью нормированной (табличной) функции Лапласа Ф(z) определяется по формуле b Φ a P(a < < b) Φ, (7) σ σ где a, b соответственно нижняя и верхняя граница интервала. В расчетах наименьшее значение z полагают равным, а наибольшее +. Это означает, что при расчете Р() за начало первого интервала, принимают, а за конец последнего +. Значение Ф(). Теоретические значения интегральной функции распределения можно рассчитывать как сумму накопленных теоретических вероятностей P) каждом интервале k. В первом интервале F () P(), (во втором F () P() + P() и т. д., т. е. k) P(F(). (8) Теоретические значения дифференциальной функции распределения f () можно также рассчитать приближенным методом 5

26 P() f (). (9) Интенсивность отказов для нормального закона распределения определяется: () () f λ (х). (30) P ЗАДАЧА. Пусть поломка рессор автомобиля ГАЗ- 30 подчиняется нормальному закону с параметрами 70 тыс. км и σ 0 тыс. км. Требуется определить характеристики надежности рессор за пробег х 50 тыс. км. Решение. Вероятность отказа рессор определяем через нормированную функцию нормального распределения, для чего вначале определим нормируемое отклонение: z. σ С учетом того, что F 0 (z) F0 (z) F0 () 0,84 0, 6, вероятность отказа равна F () F0 (z) 0, 6, или 6 %. Вероятность безотказной работы: Частота отказов: P () F() 0,6 0,84, или 84 %. ϕ(z) f () ϕ ϕ ; σ σ σ 0 0 с учетом того, что ϕ(z) ϕ(z) ϕ() 0, 40, частота отказов рессор f () 0,0. f () 0,0 Интенсивность отказов: λ() 0, 044. P() 0,84 6

27 При решении практических задач на надежность часто возникает необходимость определить наработку машины для заданных значений вероятности отказа или безотказной работы. Подобные задачи проще решить с использованием так называемой таблицы квантилей. Квантили это значение аргумента функции, отвечающее заданному значению функции вероятности; Обозначим функцию вероятности отказа при нормальном законе p F0 P; σ p arg F 0 (P) u p. σ + σ. (3) p u p Выражение (3) определяет наработку p машины для заданного значения вероятности отказа P. Наработка, соответствующая заданному значению вероятности безотказной работы, выражается: х х σ u p p. В таблице квантилей нормального закона (прил. 4) даны значения квантилей u p для вероятностей р > 0,5. Для вероятностей р < 0,5 их можно определить из выражения: u u. p p ЗАДАЧА. Определить пробег рессоры автомобиля, при котором поломки составляют не более 0 %, если известно, что х 70 тыс. км и σ 0 тыс. км. Решение. Для Р 0,: u p 0, u p 0, u p 0,84. Для Р 0,8: u p 0,8 0,84. Для Р 0, берем квантиль u p 0,8 co знаком «минус». Таким образом, ресурс рессоры для вероятности отказа Р 0, определится из выражения: σ u ,84 53,6 тыс. км. p 0, p 0,8 7

28 .. ЛОГАРИФМИЧЕСКИ НОРМАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ Логарифмически нормальное распределение формируется в случае, если на протекание исследуемого процесса и его результат влияет сравнительно большое число случайных и взаимонезависимых факторов, интенсивность действия которых зависит от достигнутого случайной величиной состояния. Эта так называемая модель пропорционального эффекта рассматривает некоторую случайную величину, имеющую начальное состояние 0 и конечное предельное состояние n. Изменение случайной величины происходит таким образом, что (), (3) ± ε h где ε интенсивность изменения случайных величин; h() функция реакции, показывающая характер изменения случайной величины. h имеем: При () n (± ε) (± ε) (± ε)... (± ε) Π (± ε), 0 0 (33) где П знак произведения случайных величин. Таким образом, предельное состояние: n n Π (± ε). (34) 0 Из этого следует, что логарифмически нормальный закон удобно использовать для математического описания распределения случайных величин, представляющих собой произведение исходных данных. Из выражения (34) следует, что n ln ln + ln(± ε). (35) n 0 Следовательно, при логарифмически нормальном законе нормальное распределение имеет не сама случайная величина, а ее логарифм, как сумма случайных равновеликих и равнонезависимых вели- 8

29 чин. Графически это условие выражается в вытянутости правой части кривой дифференциальной функции f() вдоль оси абсцисс, т. е. график кривой f() является асимметричным. В решении практических задач технической эксплуатации автомобилей этот закон (при v 0,3...0, 7) применяется при описании процессов усталостных разрушений, коррозии, наработки до ослабления крепежных соединений, изменений люфтов зазоров. А также в тех случаях, где изменение технического происходит главным образом вследствие износа пар трения или отдельных деталей: накладок и барабанов тормозных механизмов, дисков и фрикционных накладок сцепления и др. Математическая модель логарифмически нормального распределения имеет вид: в дифференциальной форме: в интегральной форме: F f (ln) (ln) (ln a) σln e, (36) σ π ln (ln a) ln σln e d(ln), (37) σ π ln где случайная величина, логарифм которой распределен нормально; a математическое ожидание логарифма случайной величины; σ ln среднее квадратичное отклонение логарифма случайной величины. Наиболее характерные кривые дифференциальной функции f(ln) приведены на рис. 5. Из рис. 5 видно, что графики функций являются асимметричными, вытянутыми вдоль оси абсцисс, что характеризуется параметрами формы распределения σ. ln 9

30 F() Рис. 5. Характерные графики дифференциальной функции логарифмически нормального распределения Для логарифмически нормального закона замена переменных производится следующим образом: z ln a. (38) σ ln z F 0 z определяются по тем же формулам и таблицам, что и для нормального закона. Для расчета параметров вычисляют значения натуральных логарифмов ln для середины интервалов, статистическое математическое ожидание a: Значения функций ϕ (), () a k () ln (39) m и среднеквадратическое отклонение логарифма рассматриваемой случайной величины σ N k (ln a) ln n. (40) По таблицам плотностей вероятностей нормированного нормального распределения определяют ϕ (z) и рассчитывают теоретические значения дифференциальной функции распределения по формуле: f () 30 ϕ (z). (4) σln

31 Вычисляют теоретические вероятности P () попадания случайной величины в интервале k: P () f (). (4) Теоретические значения интегральной функции распределения F () рассчитываются как сумма P () в каждом интервале. Логарифмически нормальное распределение является асимметричным относительно среднего значения экспериментальных дан- M для ных. Поэтому значение оценки математического ожидания () данного распределения не совпадает с оценкой, рассчитанной по формулам для нормального распределения. В этой связи оценки математического ожидания M () и среднего квадратичного отклонения σ рекомендуется определять по формулам: () σln a + M e, (43) σ (σ) M () (e) ln M. (44) Таким образом, при обобщении и распространении результатов эксперимента не всю генеральную совокупность с использованием математической модели логарифмически нормального распределения необходимо применять оценки параметров M () и M (σ). Логарифмически нормальному закону подчиняются отказы следующих деталей автомобиля: ведомых дисков сцепления; подшипников передних колес; периодичность ослабления резьбовых соединений в 0 узлах; усталостное разрушение деталей при стендовых испытаниях. 3

32 ЗАДАЧА. При стендовых испытаниях автомобиля установлено, что число циклов до разрушения подчиняется логарифмически нормальному закону. Определить ресурс деталей из условия отсутствия 5 разрушения Р () 0,999, если: a Σ 0 циклов, N k σln (ln a) n, σ Σ(ln ln) 0, 38. N N Решение. По таблице (прил. 4) находим для P() 0,999 Uр 3,090. Подставляя значения u р, и σ в формулу, получаем: 5 0 ep 3,09 0, () циклов.. 3. ЗАКОН РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЙБУЛЛА Закон распределения Вейбулла проявляется в модели так называемого «слабого звена». Если система состоит из групп независимых элементов, отказ каждого из которых приводит к отказу всей системы, то в такой модели рассматривается распределение времени (или пробега) достижения предельного состояния система как распределение соответствующих минимальных значений отдельных элементов: c mn(; ;...; n). Примером использования закона Вейбулла является распределение ресурса или интенсивности изменения параметра технического состояния изделий, механизмов, деталей, которые состоят из нескольких элементов, составляющих цепь. Например, ресурс подшипника качения ограничивается одним из элементов: шарик или ролик, конкретней участок сепаратора и т. д. и описывается указанным распределением. По аналогичной схеме наступает предельное состояние тепловых зазоров клапанного механизма. Многие изделия (агрегаты, узлы, системы автомобиля) при анализе модели отказа могут быть рассмотрены как состоящие из нескольких элементов (участков). Это прокладки, уплотнения, шланги, трубопроводы, приводные ремни и т. д. Разрушение указанных изделий происходит в разных местах и при разной наработке (пробеге), однако ресурс изделия в целом определяется наиболее слабым его участком. 3

33 Закон распределения Вейбулла является весьма гибким для оценки показателей надежности автомобилей. С его помощью можно моделировать процессы возникновения внезапных отказов (когда параметр формы распределения b близок к единице, т. е. b) и отказов из-за износа (b,5), а также тогда, когда совместно действуют причины, вызывающие оба этих отказа. Например, отказ, связанный с усталостным разрушением, может быть вызван совместным действием обоих факторов. Наличие, закалочных трещин или надреза на поверхности детали, являющихся производственными дефектами, обычно служит причиной усталостного разрушения. Если исходная трещина или надрез достаточно велики, то они сами по себе могут вызвать поломку детали при внезапном приложении значительной нагрузки. Это будет случаем типичного внезапного отказа. Распределение Вейбулла также хорошо описывает постепенные отказы деталей и узлов автомобиля, вызываемые старением материала в целом. Так, например, выход из строя кузова легковых автомобилей вследствие коррозии. Для распределения Вейбулла в решении задач технической эксплуатации автомобилей значение коэффициента вариации находится в пределах v 0,35 0,8. Математическая модель распределения Вейбулла задается двумя параметрами, что обуславливает широкий диапазон его применения на практике. Дифференциальная функция имеет вид: интегральная функция: f () F b a () a 33 b e b a b a, (45) e, (46) где b параметр формы, оказывает влияние на форму кривых распределения: при b < график функции f() обращен выпуклостью вниз, при b > выпуклостью вверх; а параметр масштаба, характеризует растянутость кривых распределения вдоль оси абсцисс.

34 Наиболее характерные кривые дифференциальной функции приведены на рис. 6. F() b b,5 b b 0,5 Рис. 6. Характерные кривые дифференциальной функции распределения Вейбулла При b распределение Вейбулла преобразуется в экспоненциальное (показательное) распределение, при b в распределение Релея, при b,5 3,5 распределение Вейбулла близок к нормальному. Этим обстоятельством и объясняется гибкость данного закона и его широкое применение. Расчет параметров математической модели производится в следующей последовательности. Вычисляют значения натуральных логарифмов ln для каждого значения выборки и определяют вспомогательные величины для оценки параметров распределения Вейбулла a и b: y N N ln (). (47) σ y N N (ln) y. (48) Определяют оценки параметров a и b: b π σ y 6, (49) 34

35 γ y b a e, (50) где π 6,855; γ 0,5776 постоянная Эйлера. Полученная таким образом оценка параметра b при малых значениях N (N < 0) значительно смещена. Для определения несмещенной оценки b) параметра b необходимо провести поправку) b M (N) b, (5) где M(N) поправочный коэффициент, значения которого приведены в табл.. Таблица. Коэффициенты несмещаемости M(N) параметра b распределения Вейбулла N M(N) 0,738 0,863 0,906 0,98 0,950 0,96 0,969 N M(N) 0,9 0,978 0,980 0,98 0,983 0,984 0,986 Во всех дальнейших расчетах необходимо использовать значение несмещенной оценки b). Вычисление теоретических вероятностей P () попадания в интервалы может производиться двумя способами:) по точной формуле: P b b βh βb β, (5) (< < β) H где β H и β соответственно, нижний и верхний пределы -го интервала по приближенной формуле (4). Распределение Вейбулла также B является асимметричным. Поэтому оценку математического ожидания M() для генеральной совокупности необходимо определять по формуле: B e M () a +. (53) b e 35

36 . 4. ЭКСПОНЕНЦИАЛЬНЫЙ ЗАКОН РАСПРЕДЕЛЕНИЯ Модель формирования данного закона не учитывает постепенного изменения факторов, влияющих на протекание исследуемого процесса. Например, постепенного изменения параметров технического состояния автомобиля и его агрегатов, узлов, деталей в результате изнашивания, старения и т. д., а рассматривает так называемые нестареющие элементы и их отказы. Данный закон используют чаще всего при описании внезапных отказов, наработки (пробега) между отказами, трудоемкости текущего ремонта и т. д. Для внезапных отказов характерным является скачкообразное изменение показателя технического состояния. Примером внезапного отказа является повреждение или разрушение в случае, когда нагрузка мгновенно превысит прочность объекта. При этом сообщается такое количество энергии, что ее преобразование в другой вид сопровождается резким изменением физико-химических свойств объекта (детали, узла), вызывающим резкое падение прочности объекта и отказ. Примером неблагоприятного сочетания условий, вызывающего, например, поломку вала, может явиться действие максимальной пиковой нагрузки при положении наиболее ослабленных продольных волокон вала в плоскости нагрузки. При старении автомобиля удельный вес внезапных отказов возрастает. Условиям формирования экспоненциального закона соответствует распределение пробега узлов и агрегатов между последующими отказами (кроме пробега от начала ввода в эксплуатацию и до момента первого отказа по данному агрегату или узлу). Физические особенности формирования данной модели заключаются в том, что при ремонте, в общем случае, нельзя достичь полной начальной прочности (надежности) агрегата или узла. Неполнота восстановления технического состояния после ремонта объясняется: только частичной заменой именно отказавших (неисправных) деталей при значительном снижении надежности оставшихся (не отказавших) деталей в результате их износа, усталости, нарушении соосности, герметичности и т. п.; использованием при ремонтах запасных частей более низкого качестве, чем при изготовлении автомобилей; более низким уровнем производства при ремонте по сравнению с их изготовлением, вызванного мелкосерийностью ремонта (невозможность комплексной 36

37 механизации, применения специализированного оборудования и др.). Поэтому первые отказы дают характеристику главным образом конструктивной надежности, а также качества изготовления и сборки автомобилей и их агрегатов, а последующие характеризуют эксплуатационную надежность с учетом существующего уровня организации и производства ТО и ремонта и снабжения запасными частями. В этой связи можно заключить, что начиная с момента пробега агрегата или узла после его ремонта (связанного, как правило, с разборкой и заменой отдельных деталей) отказы проявляются подобно внезапным и их распределение в большинстве случаев подчиняется экспоненциальному закону, хотя физическая природа их является в основном совместным проявлением износной и усталостной составляющих. Для экспоненциального закона в решении практических задач технической эксплуатации автомобилей v > 0,8. Дифференциальная функция имеет вид: f λ () λ e, (54) интегральная функция: F (λ) e. (55) График дифференциальной функции представлен на рис. 7. f() Рис. 7. Характерная кривая дифференциальной функции экспоненциального распределения 37

38 Распределение имеет один параметр λ, который связан со средним значением случайной величины соотношением: λ. (56) Несмещенная оценка определяется по формулам нормального распределения. Теоретические вероятности P () определяют приближенным способом по формуле (9), точным способом по формуле: P B λ λβh λβb (β < < β) e d e e. (57) H B β β H Одной из особенностей показательного закона является то, что значению случайной величины, равному математическому ожиданию, функция распределения (вероятность отказа) составляет F() 0,63, в то время как для нормального закона функция распределения равна F() 0,5. ЗАДАЧА. Пусть интенсивность отказов подшипников ОТКАЗ скольжения λ 0,005 const (табл.). Определить вероятность безотказной работы подшипника за пробег 0 тыс. км, если из- 000км вестно, что отказы подчиняются экспоненциальному закону. Решение. P λ 0,0050 () e e 0, 95. т. е. за 0 тыс. км можно ожидать, что откажут около 5 подшипников из 00. Надежность для любых других 0 тыс. км будет та же самая. Какова надежность подшипника за пробег 50 тыс. км? P λ 0,00550 () e e 0,

39 ЗАДАЧА. Используя условие вышеописанной задачи определить вероятность безотказной работы за 0 тыс. км между пробегами 50 и 60 тыс. км и наработку на отказ. Решение. λ 0,005 () P() e e 0,95. Наработка на отказ равна: 00тыс. км. λ 0,005 ЗАДАЧА 3. При каком пробеге откажут 0 передач редукторов из 00, т. е. P() 0,9? Решение. 00 0,9 e ; ln 0,9 ; 00ln 0,9 тыс. км. 00 Таблица. Интенсивность отказов, λ 0 6, /ч, различных механических элементов Наименование элемента Передачи редуктора Подшипники качения: шариковые роликовые Подшипники скольжения Уплотнения элементов: вращающихся поступательно движущихся Оси валов 39 Интенсивность отказов, λ 0 6 Пределы изменения 0, 0,36 0,0,0 0,0, 0,005 0,4 0,5, 0, 0,9 0,5 0,6 Среднее значение 0,5 0,49, 0,45 0,435 0,405 0,35 Экспоненциальный закон достаточно хорошо описывает отказ следующих параметров: наработку до отказа многих невосстанавливаемых элементов радиоэлектронной аппаратуры; наработку между соседними отказами при простейшем потоке отказов (после окончания периода приработки); время восстановления после отказов и т. д.

40 . 5. ЗАКОН РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПУАССОНА Закон распределения Пуассона широко применяется для количественной характеристики целого ряда явлений в системе массового обслуживания: потока автомобилей, прибывающих на станцию обслуживания, потока пассажиров, прибывающих к остановкам городского транспорта, потока покупателей, потока вывозов абонентов на АТС и т. д. Этот закон выражает распределение вероятностей случайной величины числа появления некоторого события заданный отрезок времени, которое может принимать только целочисленные значения, т. е. m 0, 3, 4 и т. д. Вероятность появления числа событий m 0, 3,... за данный отрезок времени в законе Пуассона определяется по формуле: P (m a) m (λ t) t m, a α λ e e m! m!, (58) где P(m,a) вероятность появления за рассматриваемый отрезок времени t некоторого события равно m; m случайная величина, представляющая число появления события за рассматриваемый отрезок времени; t отрезок времени, в течение которого исследуется некоторое событие; λ интенсивность или плотность события в единицу времени; α λt математическое ожидание числа событий за рассматриваемый отрезок времени..5.. Вычисление числовых характеристик закона Пуассона Сумма вероятностей всех событий в любом явлении равна, m a α т. е. e. m 0 m! Математическое ожидание числа событий равно: X a m m α α α (m) m e a e e a m 0!. 40

Лекция 4. Основные количественные показатели надежности технических систем Цель: Рассмотреть основные количественные показатель надежности Время: 4 часа. Вопросы: 1. Показатели оценки свойств технических

Лекция 3. Основные характеристики и законы распределения случайных величин Цель: Напомнить основные понятия теории надежности, характеризующие случайные величины. Время: часа. Вопросы: 1. Характеристики

Модуль МДК05.0 тема4. Основы теории надёжности Теория надежности изучает процессы возникновения отказов объектов и способы борьбы с этими отказами. Надежность - это свойство объекта выполнять заданные

ЗАКОНЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕНИ МЕЖДУ ОТКАЗАМИ Иваново 011 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ивановская

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ТЕОРИИ ВЕРОЯТНОСТЕЙ Надежность технических систем и техногенный риск 2018 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ 2 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ отказы ТС* ошибки операторов ТС внешние негативные воздействия *Отказ это

ЛЕКЦИЯ-6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДЕТАЛЕЙ План 1. Понятие о техническом состоянии автомобиля и его составных частей 2. Предельное состояние автомобиля и его составных частей 3. Определение критериев

НАДЕЖНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ И ТЕХНОГЕННЫЙ РИСК ЗАКОНЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ В ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ Закон распределения Пуассона Распределение Пуассона играет особую роль в теории надежности оно описывает закономерность

Приложение В. Комплект оценочных средств (контролирующих материалов) по дисциплине В.1 Тесты текущего контроля успеваемости Контрольная работа 1 вопросы 1 18; Контрольная работа 2 вопросы 19 36; Контрольная

ЛЕКЦИЯ. Основные статистические характеристики показателей надёжности ЭТО Математический аппарат теории надёжности основывается главным образом на теоретико-вероятностных методах, поскольку сам процесс

Основные понятия и определения. Виды технического состояния объекта. ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ Техническое обслуживание (согласно ГОСТ18322-78) это комплекс операций или операция по поддержанию работоспособности

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени академика С.П. КОРОЛЕВА РАСЧЕТ БЕЗОТКАЗНОСТИ ИЗДЕЛИЙ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ САМАРА 003 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

Баринов С.А., Цехмистров А.В. 2,2 Слушатель Военной Академии материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева, г. Санкт-Петербург РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ИЗДЕЛИЙ РАКЕТНО- АРТИЛЛЕРИЙСКОГО

1 Лекция 5. Показатели надежности ЭТО Показатели надежности характеризуют такие важнейшие свойства систем, как безотказность, живучесть, отказоустойчивость, ремонтопригодность, сохраняемость, долговечность

Практическая работа Обработка и анализ результатов моделирования Задача. Проверить гипотезу о согласии эмпирического распределения с теоретическим распределением с помощью критериев Пирсона и Колмогорова-

Лекция 9 9.1. Показатели долговечности Долговечность свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

НАДЕЖНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ И ТЕХНОГЕННЫЙ РИСК ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ Это количественные характеристики одного или нескольких свойств объекта, определяющих его надежность. Значения показателей получают

Лекция 17 17.1. Методы моделирования надежности Методы прогнозирования состояния технических объектов, основанные на изучении происходящих в них процессов, способны значительно уменьшить влияние случайных

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тихоокеанский государственный университет» Утверждаю в печать Ректор университета

Федеральное агентство по образованию Волгоградский государственный технический университет К В Чернышов МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ Учебное пособие РПК Политехник Волгоград

Лекция 8 8.1. Законы распределения показателей надежности Отказы в системах железнодорожной автоматики и телемеханики возникают под воздействием разнообразных факторов. Поскольку каждый фактор в свою очередь

Федеральное агентство по образованию НОУ ВПО «СОВРЕМЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ» УТВЕРЖДАЮ Ректор СТИ, профессор Ширяев А.Г. 2013 г. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ при поступлении в магистратуру

3.4. СТАТИСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЫБОРОЧНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ПРОГНОЗНЫХ МОДЕЛЕЙ До сих пор мы рассматривали способы построения прогнозных моделей стационарных процессов, не учитывая одной весьма важной особенности.

Лабораторная работа 1 Методика сбора и обработки данных о надёжности элементов автомобиля Как уже отмечалось, под влиянием условий эксплуатации, квалификации персонала, неоднородности состояния самих изделий,

Структурная надежность. Теория и практика Дамзен В.А., Елистратов С.В. ИССЛЕДОВАНИЕ НАДЕЖНОСТИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ШИН Рассматриваются основные причины, определяющие надежность автомобильных шин. На основании

Федеральное агентство по образованию Сыктывкарский лесной институт филиал государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «СанктПетербургская государственная лесотехническая

Nadegnost.narod.ru/lection1. 1. НАДЕЖНОСТЬ: ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ При анализе и оценке надежности, в том числе и в электроэнергетике, конкретные технические устройства именуются обобщенным понятием

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Курганский государственный университет» Кафедра «Автомобильный

Модели постепенных отказов Начальное значение выходного параметра равно нулю (A=X(0)=0) Рассматриваемая модель (рис47) также будет соответствовать случаю, когда начальное рассеивание значений выходного

Случайные величины. Определение СВ (Случайной называется величина, которая в результате испытания может принимать то или иное значение, заранее не известное).. Какие бывают СВ? (Дискретные и непрерывные.

Тема 1 Исследование надежности технических систем Цель: формирование у студентов знаний и навыков оценки надежности технических систем. План занятия: 1. Изучить теорию вопроса. 2. Выполнить практическое

ЧАСТНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ БЕЗОТКАЗНОСТИ Иваново 2011 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ивановская государственная

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ МОДУЛЬ 1. РАЗДЕЛ 2. МЕТОДЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ УРОВНЯ НАДЁЖНОСТИ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРОКА СЛУЖБЫ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА «ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ИЗДЕЛИЯ ПО ДАННЫМ

Раздел 1. ОСНОВЫ ТЕОРИИ НАДЁЖНОСТИ СОДЕРЖАНИЕ 1.1.Причины обострения проблемы надежности РЭУ...8 1.2. Основные понятия и определения теории надежности...8 1.3. Понятие отказа. Классификация отказов...1

Лекция.33. Статистические испытания. Доверительный интервал. Доверительная вероятность. Выборки. Гистограмма и эмпирическая 6.7. Статистические испытания Рассмотрим следующую общую задачу. Имеется случайная

Лекция Подбор подходящего теоретического распределения При наличии числовых характеристик случайной величины (математического ожидания, дисперсии, коэффициента вариации) законы ее распределения могут быть

Обработка и анализ результатов моделирования Известно, моделирование проводится для определения тех или иных характеристик системы (например, качества системы обнаружения полезного сигнала в помехах, измерения

НАДЕЖНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ И ТЕХНОГЕННЫЙ РИСК ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ Информация о дисциплине Вид учебной деятельности Лекции Лабораторные занятия Практические занятия Аудиторные занятия Самостоятельная работа

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ИНСТИТУТ СФЕРЫ ОБСЛУЖИВАНИЯ И ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА (ФИЛИАЛ) ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

Надежность технических систем и техногенный риск Лекция 2 Лекция 2. Основные понятия, термины и определения теории надежности Цель: Дать основной понятийный аппарат теории надежности. Учебные вопросы:

АСТРАХАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА «Автоматика и управление» АНАЛИТИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК НАДЁЖНОСТИ Методические указания к практическим занятиям по

Иткин В.Ю. Задачи по теории надежности Задание.. Показатели надежности невосстанавливаемых объектов.. Определения Определение.. Наработка время или объем работы объекта. Наработка может быть как непрерывной

Лекция 3 3.1. Понятие о потоке отказов и восстановлений Восстанавливаемым называется объект, для которого восстановление работоспособного состояния после отказа предусмотрено в нормативнотехнической документации.

Моделирование внезапных отказов на основе экспоненциального закона надежности Как уже указывалось ранее в, причина возникновения внезапного отказа не связана с изменением состояния объекта во времени,

ОСНОВЫ ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ И ДИАГНОСТИКИ КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ Введение Теория надежности и техническая диагностика разные, но в то же время тесно связанные друг с другом области знаний. Теория надежности это

3. Патент РФ 2256946. Термоэлектрическое устройство терморегулирования компьютерного процессора с применением плавящегося вещества/ Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М., Гаджиева С.М., Нежведилов Т.Д., Гафуров

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Р.Е. АЛЕКСЕЕВА Кафедра «Автомобильный транспорт»

1 ЛЕКЦИЯ 12. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА. 1 Плотность вероятности. Помимо дискретных случайных величин на практике приходятся иметь дело со случайными величинами, значения которых сплошь заполняет некоторые

Лекция 8 РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НЕПРЕРЫВНЫХ СЛУЧАЙНЫХ ВЕЛИЧИН ЦЕЛЬ ЛЕКЦИИ: определить функции плотности и числовые характеристики случайных величин имеющих равномерное показательное нормальное и гамма-распределение

Министерство сельского хозяйства российской федерации ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина» Факультет Заочного образования Кафедра «Ремонт и надежность машин»

3 Введение Контрольная работа по дисциплине «Надежность транспортного радиооборудования» предназначена для закрепления теоретических знаний по дисциплине, получения навыков расчета показателей надежности

ГОСТ 21623-76 Группа Т51 МКС 03.080.10 03.120 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ Система технического обслуживания и ремонта техники ПОКАЗАТЕЛИ ДЛЯ ОЦЕНКИ РЕМОНТОПРИГОДНОСТИ Термины и определения System of technical

Минестерство образования Республики Беларусь УО «Витебский государственный технологический университет» Тема4. «ЗАКОНЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СЛУЧАЙНЫХ ВЕЛИЧИН» Кафедра теоретической и прикладной математики. разработана

Глоссарий Вариационный ряд группированный статистический ряд Вариация - колеблемость, многообразие, изменчивость значения признака у единиц совокупности. Вероятность численная мера объективной возможности

Лекция 16 16.1. Методы повышения надежности объектов Надежность объектов закладывается при проектировании, реализуется при изготовлении и расходуется при эксплуатации. Поэтому методы повышения надежности

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вологодская государственная молочнохозяйствепная академия имени

Лекция 2 КЛАССИФИКАЦИЯ И ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ОТКАЗОВ 1 Основным явлением, изучаемым в теории надежности, является отказ. Отказ объекта можно представить как постепенный или внезапный выход его состояния

Задание 6. Обработка экспериментальной информации об отказах изделий Цель работы: изучение методики обработки экспериментальной информации об отказах изделий и расчета показателей надежности. Ключевые

Лекция 7. Непрерывные случайные величины. Плотность вероятности. Помимо дискретных случайных величин на практике приходятся иметь дело со случайными величинами, значения которых сплошь заполняет некоторые

Кафедра математики и информатики ТЕОРИЯ ВЕРОЯТНОСТЕЙ И МАТЕМАТИЧЕСКАЯ СТАТИСТИКА Учебно-методический комплекс для студентов ВПО, обучающихся с применением дистанционных технологий Модуль 3 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Математическое моделирование

Федеральное агентство по образованию Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ) Кафедра эксплуатации и ремонта автомобилей Анализ и учет эффективности работы технических служб АТП

Данная курсовая работа состоит из двух глав. Первая глава посвящена практическому использованию теории надежности техники. В соответствии с заданием на выполнение курсовой работы рассчитываются показатели: вероятность безотказной работы агрегата; вероятность отказа агрегата; плотность вероятности отказа (закон распределения случайной величины); коэффициент полноты восстановления ресурса; функция восстановления (ведущая функция потока отказов); интенсивность отказов. На основании расчетов строятся графические изображения случайной величины, дифференциальная функция распределения, изменение интенсивности постепенных и внезапных отказов, схема формирования процесса восстановления и формирование ведущей функции восстановления.
Вторая глава курсовой работы посвящена изучению теоретических основ технической диагностики и усвоению методов практического диагностирования. В данном разделе описывается назначение диагностики на транспорте, разрабатывается структурно-следственная модель рулевого управления, рассматриваются все возможные способы и средства диагностирования рулевого управления, проводится анализ с точки зрения полноты выявления неисправностей, трудоемкости, стоимости и т.п.

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ 6
ВВЕДЕНИЕ 6
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 8
Глава 1. Основы практического использования теиории надежности 8
Глава 2. Методы и средства диагностирования технических систем 18
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 21

Работа содержит 1 файл

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования

«Тюменский Государственный Нефтегазовый Университет»

Филиал г.Муравленко

Кафедра ЭОМ

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине:

«Основы работоспособности технических систем»

Выполнил:

Студент группы СТЭз-06 Д.В. Шилов

Проверил: Д.С. Быков

Муравленко 2008

Аннотация

Данная курсовая работа состоит из двух глав. Первая глава посвящена практическому использованию теории надежности техники. В соответствии с заданием на выполнение курсовой работы рассчитываются показатели: вероятность безотказной работы агрегата; вероятность отказа агрегата; плотность вероятности отказа (закон распределения случайной величины); коэффициент полноты восстановления ресурса; функция восстановления (ведущая функция потока отказов); интенсивность отказов. На основании расчетов строятся графические изображения случайной величины, дифференциальная функция распределения, изменение интенсивности постепенных и внезапных отказов, схема формирования процесса восстановления и формирование ведущей функции восстановления.

Вторая глава курсовой работы посвящена изучению теоретических основ технической диагностики и усвоению методов практического диагностирования. В данном разделе описывается назначение диагностики на транспорте, разрабатывается структурно-следственная модель рулевого управления, рассматриваются все возможные способы и средства диагностирования рулевого управления, проводится анализ с точки зрения полноты выявления неисправностей, трудоемкости, стоимости и т.п.

Задание на курсовую работу

22 вариант. Ведущий мост.
160	160,5	172,2	191	161,7		100	102,3	115,3	122,7	150
175,5	169,5	176,5	192,1	162,2		126,5	103,6	117,4	130	147,7
166,9	164,7	179,5	193,9	169,6		101,7	104,8	113,7	130,4	143,4
189,6	179	181,1	194	198,9		134,9	105,3	124,8	135	139,9
176,2	193	181,9	195,3	199,9		130,5	109,6	122,2	136,4	142,7
162,3	163,6	183,2	196,3	200		133,8	107,4	114,3	132,4	146,4
188,9	193,5	185,1	195,9	193,6		122,5	108,6	125,6	138,8	144,8
158	191,1	187,4	196,6	195,7		105,4	113,6	126,7	140	138,3
190,7	168,8	188,8	197,7	193,5		133	111,9	127,9	145,8	144,6
180,4	163,1	189,6	197,9	195,8		122,4	113,6	128,4	143,7	139,3

Перечень сокращений и условных обозначений

АТП – автотранспортное предприятие

СВ – случайные величины

ТО – техническое обслуживание

УТТ – управление технологическим транспортом

Введение

Автомобильный транспорт развивается качественно и количественно бурными темпами. В настоящее время ежегодный прирост мирового парка автомобилей равен 10-12 млн. единиц, а его численность – более 100 млн. единиц.

В машиностроительном комплексе России объединено значительное количество отраслей производства и переработки продукции. Будущее автотранспортных хозяйств, организаций нефтегазодобывающего комплекса и предприятий коммунальной сферы Ямало-Ненецкого региона находится в неразрывной связи с их оснащенностью высокопроизводительной техникой. Работоспособность и исправность машин может быть достигнута своевременным и качественным выполнением работ по их диагностированию, техническому обслуживанию и ремонту.

В настоящее время перед автомобильной промышленностью поставлены задачи: уменьшить на 15-20 % удельную металлоемкость, увеличить ресурс работы и снизить трудоемкость технического обслуживания и ремонта автомобилей.

Эффективное использование техники осуществляется на базе научно обоснованной планово-предупредительной системы технического обслуживания и ремонта, позволяющей обеспечить работоспособное и исправное состояние машин. Эта система позволяет повысить производительность труда на основе обеспечения технической готовности машин при минимальных затратах на эти цели, улучшить организацию и повысить качество работ по техническому обслуживанию и ремонту машин, обеспечить их сохранность и продлить срок службы, оптимизировать структуру и состав ремонтно-обслуживающей базы и планомерность ее развития, ускорить научно-технический прогресс в использовании, обслуживании и ремонте машин.

Заводы-изготовители, получая право самостоятельно торговать выпускаемой продукцией, одновременно должны нести ответственность за ее работоспособность, обеспечение запасными частями и организацию технического сервиса в течение всего срока службы машин.

Важнейшей формой участия заводов-изготовителей в техническом сервисе машин является развитие фирменного ремонта наиболее сложных сборочных единиц (двигателей, гидротрансмиссий, топливной и гидравлической аппаратуры и т.д.) и восстановление изношенных деталей.

Этот процесс может идти по пути создания собственных производств, а также при совместном участии действующих ремонтных заводов и ремонтно-механических мастерских.

Развитие научно обоснованного технического сервиса, создания рынка услуг и конкуренция предъявляют жесткие требования к исполнителям технического сервиса.

При существующем росте темпов автомобильных перевозок на предприятиях, увеличении количественного состава автомобильного парка предприятий возникает необходимость в организации новых структурных подразделений АТП, задачей которых является осуществление работ по ТО и ремонту автомобильного транспорта.

Важным элементом оптимальной организации ремонта является создание необходимой технической базы, которая предопределяет внедрение прогрессивных форм организации труда, повышение уровня механизации работ, производительности оборудования, сокращение затрат труда и средств.

Основная часть

Глава 1. Основы практического использования теории надежности.

Исходные данные для расчета первой части курсовой работы являются наработки до отказа у пятидесяти однотипных агрегатов:

Наработка до первого отказа (тыс.км.)

160	160,5	172,2	191	161,7
175,5	169,5	176,5	192,1	162,2
166,9	164,7	179,5	193,9	169,6
189,6	179	181,1	194	198,9
176,2	193	181,9	195,3	199,9
162,3	163,6	183,2	196,3	200
188,9	193,5	185,1	195,9	193,6
158	191,1	187,4	196,6	195,7
190,7	168,8	188,8	197,7	193,5
180,4	163,1	189,6	197,9	195,8

Наработка до второго отказа (тыс.км.) 304,1

331,7 342,6 296,1 271 297,5 328,7 346,4 311,4 302,1 310,7 334,7 338,4 263,4 304,7 314,1 336,6 334 323,7 280,7 316,7 343,5 338,1 302,8 276,7 318 341,6 335,1

Случайные величины- наработки на отказ (от 1 до 50) располагают в порядке возрастания их абсолютных значений:

L 1 = L min ; L 2 ; L 3 ;…;L i ;…L n-1 ; L n = L max , (1.1)

где L 1 ... L n – реализации случайной величины L ;

n – число реализаций.

L min =158 ; L max =200;