- использованием автомобилей при наиболее рациональных, нагрузочных, скоростных, температурных и других режимах работы всех агрегатов и систем в заданных условиях;
- контролем и диагностированием технического состояния автомобилей в процессе эксплуатации;
- выбором оптимальных вариантов построения системы ТО и ремонта, определяющей периодичность, трудоемкость и номенклатуру работ;
- экономически обоснованной длительностью эксплуатации автомобилей и высоким качеством ТО и ремонта.
Разнообразие дорожных, климатических и других условий, в которых используется автомобиль, требует от водителя в каждой ситуации принятия решения о рациональном режиме работы и, в первую очередь, об определении нагрузки и скорости движения автомобиля. Например, скорость автомобиля снижают при увеличении неровностей дороги, так как при этом увеличиваются динамические нагрузки агрегатов и деталей, что повышает интенсивность процессов разрушения (усталость, изнашивание) и может вызвать внезапный отказ. В связи с этим выбор рабочих режимов работы во многом определяется мастерством водителя. Принято считать, что межремонтные пробеги могут быть повышены до 60% от нормы при высоком мастерстве водителя.
Рациональные нагрузочные и скоростные режимы работы автомобилей обеспечивают повышением их производительности при относительно небольшом снижении безотказности и долговечности. Например, увеличение грузоподъемности подвижного состава в два раза при эксплуатации бортового автомобиля с прицепом не должно снизить его ресурс по действующим нормам более чем на 10%. Перегрузка автомобиля и его основных агрегатов предотвращается регламентацией максимальной грузоподъемности и допустимой скорости с учетом дорожных условий; при этом особое внимание уделяется режимам работы в период обкатки. Так, автомобиль ГАЗ-3307 имеет грузоподъемность 4,5 т и может буксировать прицеп общей массой 4 т. с максимальной скоростью 90 км/ч по дороге с твердым покрытием. На первой тысяче километров пробега грузоподъемность автомобиля ограничена 3 т при максимальных скоростях на передачах: первой - 7, второй - 14, третьей - 25 и четвертой - 45 км/ч.
Общими правилами, которыми руководствуются при выборе режима работы, являются исключение перегрузок, максимально возможное снижение нагрузок, особенно динамических, и обеспечение рационального темпа их нарастания. Скорость движения во многом определяет производительность транспорта, поэтому развитие автомобильных конструкций связано с постоянным повышением динамических свойств автомобилей. В конкретных условиях движения рациональную скорость выбирают из условия безопасности движения и топливной экономичности, а также динамики автомобиля с учетом плавности хода. Постоянное изменение дорожных сопротивлений и других условий движения автомобиля требует практически постоянного регулирования скорости движения и, следовательно, работы основных агрегатов в нестационарных режимах. Особенно резко изменяются режимы работы при разгонах и остановках автомобилей, при переключении передач в трансмиссии.
Исходя из обеспечения максимально возможной стабильности режимов работы агрегатов, скорость движения по улицам больших городов, например, выбирают с учетом ритма переключения светофоров, которые часто работает по схеме «зеленая волна», разгоняя автомобиль до оптимальной скорости, используя накат и переходя в зону светофора с включенной передачей без остановки.
Количество переходов при ступенчато-меняющихся нагрузка полностью определяет долговечность ряда ответственных деталей. При исследованиях надежности сцепления, коробки передач и других агрегатов условия эксплуатации оценивают количеством переключений на километр пути.
При работе в нестационарном режиме интенсивность процессов надо снижать до рациональных пределов. Тормозная система должна работать в основном в режимах служебного торможения при замедлениях 2,0...3,0 м/с² и только при необходимости в режиме экстренного торможения 4,0...6,1 м/с2. Интенсивность разгона автомобиля при трогании с места тоже нецелесообразно максимально увеличивать, однако длительное движение на низших передачах при разгоне увеличивает количество оборотов вала двигателя на километр пути и, следовательно, его износ.
На надежность и долговечность двигателя наряду с нагрузочными и скоростными режимами работы большое влияние оказывает температурный режим (см. рис. 1.4). Обеспечение оптимального температурного режима охлаждающей жидкости 70...100°С производится при работе автомобиля как автоматически -термостатами, так и при помощи жалюзи и утеплительных чехлов с помощью контрольных приборов на щитке автомобиля (термометр, лампы). При этом наибольшую сложность представляет обеспечение рациональной интенсивности нарастания и снижения температуры при резком изменении режима работы - при пуске и остановке двигателя. Таким образом, во всех условиях работы автомобиля имеются рациональные нагрузочные и скоростные режимы работы агрегатов, обеспечение которых наилучшим образом реализуется надежность автомобиля в любых условиях эксплуатации.
Рис. 1.4. Зависимость износа основных деталей двигателя от температуры охлаждающей жидкости
Постепенное изнашивание деталей и неисправности усложняют управление автомобилем, снижают эффективность работы агрегатов и приводов управления. Поэтому контроль технического состояния автомобиля при работе является еще одной важной задачей. По результатам контроля водители принимают решение о нормальности технического состояния или о наличии неисправностей, с которыми: можно закончить рабочую смену, необходимо прекратить работу и направить автомобиль на восстановление; прекратить движение и вызвать техническую помощь. Прекращение работы автомобиля на линии или прекращение движения необходимы в случае резкого снижения безопасности движения, а также при прекращении функционирования основных агрегатов и повышении вероятности их аварийного отказа. Кроме того, водитель постоянно контролирует наличие и уровень расхода эксплуатационных жидкостей и, прежде всего, расходы топлива и масла Вероятность аварийного отказа двигателя, например, резко возрастает при падении давления масла и повышении температуры, поэтому в соответствии с инструкцией завода-изготовителя, водитель в этих случаях должен прекратить движение до устранения неисправности. На автомобиле ГАЗ-3307 о таких неисправностях сигнализируют контрольные лампы панели приборов при падении давления в системе смазки до 0,04...0,08 МПа на средних и больших оборотах вала двигателя и при повышении температуры охлаждающей жидкости в верхнем бачке радиатора до 104...109°С.
В соответствии с Правилами дорожного движения, исполнение которых контролируется ГИБДД МВД России, движение автомобилей и других транспортных средств запрещается при возникновении технических неисправностей, ухудшающих безопасность движения, вызывающих загрязнение окружающей среды отработавшими газами и шумом, повышающих опасность пожара. Регламентированы требования к техническому состоянию тормозных систем, рулевых управлений, внешних световых приборов, стеклоочистителей и стеклоомывателей ветрового стекла, шин колес, двигателя и трансмиссии, некоторых других элементов конструкции подвижного состава. Рабочая тормозная система одиночного грузового автомобиля, например, при движении с полной нагрузкой со скоростью 40 км/ч по прямой, ровной, горизонтальной, сухой дороге с асфальтобетонным покрытием должна обеспечить тормозной путь не более 23 м или установившееся замедление не менее 4,0 м/с²; при усилии на органе управления не более 676 Н; время срабатывания тормоза не должно превышать 1 с; отношение разницы максимальных усилий, развиваемых тормозными механизмами на правых и левых колесах любой оси автомобиля, к их сумме не должно превышать 0,13. Шины грузового автомобиля должны иметь остаточную высоту рисунка протектора не менее 1 мм; автобуса - не менее 2 мм; легкового автомобиля - до индикатора износа или менее 1,6 мм и т. д.
Контроль технического состояния агрегатов, систем и автомобиля в целом является первой и заключительной по очередности, наиболее сложной и ответственной операцией при ТО и ремонте. Контрольные работы составляют около 30% объема технического обслуживания автомобилей; при этом объем и качество исполнительной части обслуживания определяется по результатам контроля. Сложность операций контроля приводит к несвоевременному обнаружению неисправностей; велик уровень аварийных отказов, а часть агрегатов поступает в ремонт с недоиспользованным ресурсом. Все это вызвало необходимость поднятия контрольных операций на новый более высокий уровень - на уровень диагностирования.
Под диагностированием понимают определение технического состояния элемента конструкции автомобиля бег его разборки и формирование заключения о потребности в определенном виде ремонта или обслуживания, которые обеспечат исправность автомобиля в течение требуемого пробега. Следует отметить, что разборки агрегатов автомобиля только в целях контроля могут приводить к потере до 20% их ресурсов. Для внедрения диагностирования и инструментального контроля качества ТО и ремонта потребовалось разработать сложные диагностические стенды, аппаратуру и приборы.
Рис. 1.6. Влияние схождения колес на интенсивность изнашивания шин
Исследования закономерностей появления отказов автомобильных конструкций, показывают, что нарушение работоспособности автомобиля в основном происходит в результате постепенного ухудшения технического состояния. Увеличение износа протектора шин из-за нарушения установки передних колес (рис. 1.6) или отклонения от нормы давления воздуха (рис. 1.7) снижает их сцепление с дорогой, что ухудшает динамичность, управляемость и устойчивость автомобиля. Износ деталей тормозных механизмов увеличивает тормозной путь (рис. 1.8), снижая динамичность автомобиля. Нарушение регулировки и износ деталей двигателя приводит к снижению его мощности, повышению расходов топлива и масла, к повышению выделения окиси углерода. Поэтому критериями отказов и неисправностей систем и агрегатов автомобиля и, как следствие, их диагностическими параметрами являются показатели эффективности работы, характеристики рабочих и сопутствующих процессов.
Рис. 1.7. Влияние внутреннего давления воздуха на срок службы шины
Рис. 1.8. Зависимость тормозного пути от величин зазора между тормозными колодками и барабанами
В настоящее время выявлена техническая возможность и экономическая целесообразность диагностирования большинства агрегатов автомобиля и на этой основе проведения операций ремонта и ТО до нарушения функционирования агрегатов. Предотвращение нарушений функционирования обеспечивает: снижение дорожно-транспортных происшествий, вызванных плохим техническим состоянием автомобиля; уменьшение дорожных и линейных отказов, требующих вызова технической помощи и приводящих к потере рабочего, линейного времени; повышение долговечности основных агрегатов, узлов и деталей за счет исключения аварийных отказов.
Исследования надежности и диагностировка автомобильных конструкций являются базой для построения планово-предупредительной системы ТО всех систем и ремонта автомобилей. Оптимальная периодичность, номенклатура и объем ТО всех систем автомобиля, кроме обеспечивающих безопасность движения, вероятность безотказной работы которых регламентируется на уровне неменее 0,95, определяется по экономическим критериям. Решения о целесообразности восстановления деталей, а также о технологии ремонта принимаются только на основании экономических расчетов.
Повышенная ремонтопригодность современных автомобильных конструкций позволяет при относительно невысоких затратах восстанавливать работоспособность автомобиля практически при всех видах отказов. Однако величины межремонтных пробегов постепенно уменьшаются и, следовательно, количество отказов увеличивается. С ростом затрат на ремонт и увеличение потерь, вызванных простоем автомобиля в технически неисправном состоянии, неизбежно наступает момент, когда дальнейшая эксплуатация данного автомобиля экономически нерациональна, поэтому определение предельного состояния автомобиля и его основных агрегатов производится по экономическим или техникоэкономическим критериям.
Таким образом, организация процессов управления надежностью автомобилей в эксплуатации является одной из важнейших задач инженеров-экономистов автомобильного транспорта.
Комментарии к этой статье