на дипломну роботу освітньо-кваліфікаційного рівня магістр

Студенту Кухару василеві васильовичу

1. Тема роботи: “Оптимізація системи технічного обслуговування і ремонт автомобільних транспортних засобів за результатами діагностування їх технічного стану”

Затверджена наказом по університету

2. Термін здачі студентом закінченого дипломного проекту 2 травня 2010 р.

3. Вихідні дані для дипломної роботи: Звітні матеріали станцій технічного обслуговування автомобілів про результати діагностування ходової частини. Документація на ТО та діагностику автомобілів

4. Перелік питань, які необхідно розробити

Вступ

1. Існуючі системи технічного обслуговування і ремонт АТЗ

1.1 Причини зміни технічного стану АТЗ

1.2 Аналіз типових систем ТО автомобілів і методи визначення їх періодичності

1.3 Види ремонту АТЗ

2. Оцінка технічного стану АТЗ за результатами його діагностування

2.1 Основні положення технічної діагностики

2.2 Узагальнена блок-схема діагностування АТЗ

2.3 Діагностування агрегатів і систем АТЗ і автомобіля в цілому

3. Експериментальні дослідження за надійністю конструкцій підвісок легкових АТЗ

3.1 Програма та методика проведення досліджень

3.2 Особливості конструкцій підвісок досліджуваних автомобілів

3.3 Оцінка надійності конструкцій підвісок та визначення періодичності їх ТО

4. Теоретичні дослідження параметрів систем та агрегатів АТЗ та складання математичної моделі їх діагностування

4.1 Обґрунтування структурних параметрів систем та агрегатів АТЗ для визначення фактичного рівня їх технічного стану

4.2 Формулювання робочої гіпотези щодо вибору параметрів діагностування систем та агрегатів АТЗ

4.3 Формалізація станів складальних одиниць систем та складання математичної моделі їх діагностування (матричний підхід) на прикладі підвіски АТЗ

5. Порівняльні дослідження періодичності діагностування АТЗ

5.1 Вибір бази та методу порівняльних досліджень

5.2 Результати порівняльних досліджень, їх аналіз та оптимізація періодичності ТО на прикладі передньої підвіски автомобіля Lanos

5.3 Оцінка результатів порівняльних досліджень

6. Охорона праці

Висновки

Список використаних джерел

Додатки:

7. Перелік графічного матеріалу:

плакати для доповіді ( не менше 1 арк. формату. А1).

8. Консультанти з розділів дипломної роботи:

Дата видачі завдання

Керівник: к.т.н., в.о. проф. чухрай В.Є.

РЕФЕРАТ

Тема магістерської кваліфікаційної роботи:

Оптимізація систем технічного обслуговування і ремонт автомобільних транспортних засобів за результатами діагностування їх технічного стану

Мета роботи: обґрунтування періодичності виконання технічного обслуговування і ремонт АТЗ та підвищення рівня технічної експлуатації автомобілів (на прикладі підвіски легкового автомобіля).

Для досягнення мети розв'язуються такі задачі:

Аналіз стану питання в теорії та практиці технічного діагностування і ремонту автомобільних транспортних засобів.

Дослідження типових систем ТО автомобілів і методів визначення їх періодичності.

Аналіз результатів досліджень надійності конструкцій підвісок легкових автомобілів.

Аналіз можливих технічних несправностей підвіски легкових автомобілів і обґрунтування параметрів діагностування їх.

Розроблення першого варіанту математичної моделі та алгоритму діагностування підвісок легкових автомобілів.

Розроблення теоретичної моделі визначення періодичності технічних обслуговувань підвіски легкових автомобілів.

АНОТАЦІЇ

Оптимізація системи технічного обслуговування і ремонт автомобільних транспортних засобів за результатами діагностування їх технічного стану. // Магістерська кваліфікаційна робота. Кухар Василь Васильович. - Кафедра експлуатації та технічного сервісу машин - Дубляни, Львівський НАУ. 96 с. - Рис. 15. - Табл. 7 - 2 додатки. - 35 джерел.

Виконано аналіз стану питання за літературними джерелами і вітчизняним та закордонним практичним досвідом щодо методів, систем технічного обслуговування і ремонту АТЗ. Обґрунтовано задачі дослідження, методи їх розв'язання.

На основі аналізу структурних параметрів підвіски легкових автомобілів обґрунтовано мінімальну кількість параметрів їх діагностування, формалізовано стани приладів механізму, розроблено математичне забезпечення діагностування підвіски.

Використано методику визначення оптимальної періодичності технічних обслуговувань підвіски автомобіля з використанням критерію мінімального ризику.

Optimization of systems of maintenance operation and repair АТM by results of their diagnosing engineering стана // Magisteres qualification operation. Кухар Василь Васильович. Кафедра експлуатації та технічного сервісу машин - Дубляни, Львівський нАУ 96 with. - a Fig. 15. - Tab. 7 - 2 of the application. - 35 sources.

It is analysed стана a question behind references both domestic and foreign practical experience concerning methods, systems of maintenance operation and repair АТЗ. Is determined research problems, methods of their solution.

On the basis of the analysis of structural parameters of a suspender of cars is determined a minimum quantity of parameters their diagnosing, are formalized gears of the mechanism, the software of diagnosing of a suspender is developed.

The technique of definition of periodicity of maintenance operation of a suspender of the car with use of criterion of minimum risk is used.

Зміст

Вступ

1. Існуючі системи технічного обслуговування і ремонт АТЗ

1.1 Причини зміни технічного стану АТЗ

1.2 Аналіз типових систем ТО автомобілів і методи визначення їх періодичності

1.3 Види ремонту АТЗ

2. Оцінка технічного стану АТЗ за результатами його діагностування

2.1 Основні положення технічної діагностики

2.2 Узагальнена блок-схема діагностування АТЗ

2.3 Діагностування агрегатів і систем АТЗ і автомобіля в цілому

3. Експериментальні дослідження за надійністю конструкцій підвісок легкових АТЗ

3.1 Програма та методика проведення досліджень

3.2 Особливості конструкцій підвісок досліджуваних автомобілів

3.3 Оцінка надійності конструкцій підвісок та визначення періодичності їх ТО

4. Теоретичні дослідження параметрів систем та агрегатів АТЗ та складання математичної моделі їх діагностування

4.1 Обґрунтування структурних параметрів систем та агрегатів АТЗ для визначення фактичного рівня їх технічного стану

4.2 Формулювання робочої гіпотези щодо вибору параметрів діагностування систем та агрегатів АТЗ

4.3 Формалізація станів складальних одиниць систем та складання математичної моделі їх діагностування (матричний підхід) на прикладі підвіски АТЗ

5. Порівняльні дослідження періодичності діагностування АТЗ

5.1 Вибір бази та методу порівняльних досліджень

5.2 Результати порівняльних досліджень, їх аналіз та оптимізація періодичності ТО на прикладі передньої підвіски автомобіля Lanos

5.3 Оцінка результатів порівняльних досліджень

6. Охорона праці

6.1 Структурно-функціональний аналіз технологічних процесів розбирання автомобіля

6.2 Вимоги безпеки до території, приміщень, обладнання і виробничих процесів ремонтних майстерень

Висновки

Список використаних джерел

Додатки

Вступ

Аналіз соціально-економічної ситуації в Україні свідчить про її виняткову складність і протиріччя. Переорієнтація на створення соціально-орієнтованої ринкової економіки вимагає особливої уваги до підвищення технічного рівня виробництва за рахунок використання нових технологій.

Цілеспрямована технічна політика, яка вимагає розроблення нових методів і засобів технічного обслуговування, повинна приводити до росту економічної ефективності роботи автомобільного транспорту в цілому. Дійсним інструментом введення режиму економії є зниження затрат на технічне обслуговування (ТО) і ремонт автомобілів за рахунок широкого використання засобів діагностування, тобто визначення технічного стану автомобілів і їх агрегатів без розбирання з метою прогнозування можливостей їх подальшої безвідмовної роботи чи застосування ощадних технологій ТО і ремонту [1]. Діагностика дає змогу виявити приховані несправності і попередити відмови механізмів, визначити їх придатність для подальшої експлуатації, уточнити обсяги ремонтних і профілактичних робіт, дати оцінку якості ТО чи ремонту.

Необхідність діагностування зумовлена і тим, що під час експлуатації автомобіля несправності більшою частиною визначаються лише тоді, коли дія їх є значною. Несправності, що призводять до незначного зниження потужності, збільшення витрати палива, деформації ходової частини, зниження ефективності гальм тощо, можуть бути непомічені навіть досвідченим водієм.

Звичайно, найкраще було б діагностувати автомобіль під час його руху на всіх можливих режимах роботи. На сучасних закордонних автомобілях використовується бортова комп'ютерна мережа, яка має в своїй базі даних допустимі параметри, з якою вона постійно звіряє поточні значення їх. Тобто, якщо значення параметра не відповідає нормативним, то система повідомляє водія про наближення передвідмовного стану, а інколи навіть унеможливлює подальший рух. Зазвичай, така бортова система дуже дорога, вимагає великої кількості давачів, та діагностувати усі без винятку агрегати та механізми вона не може.

Тому йдуть шляхом використання спеціальних діагностичних роз'ємів (більшість автомобілів закордонних фірм, а також ВАЗ 2108-2110), які дають змогу діагностувати через мережу давачів всі системи двигуна внутрішнього згорання (ДВЗ) та автоматичну коробку перемикання передач, при її наявності. Разом з діагностичним роз'ємом можуть також використовуватись спеціальні електронні зчитувально-запам'ятовуючі пристрої, які зчитують коди інформації з давачів під час руху і запам'ятовують їх. Це дозволяє отримати інформацію про стан механізмів і систем під час руху.

Виходячи з наведеного вище, актуальним є розроблення теми магістерської кваліфікаційної роботи:

”Оптимізація систем технічного обслуговування і ремонт автомобільних транспортних засобів за результатами діагностування їх технічного стану”

У роботі сформульована мета: обґрунтування періодичності виконання технічного обслуговування і ремонт автомобільних транспортних засобів (АТЗ) та підвищення рівня технічної експлуатації автомобілів (на прикладі підвіски легкового автомобіля).

Для досягнення цієї мети розв'язуються такі задачі:

Аналіз стану питання в теорії та практиці технічного діагностування і ремонту АТЗ.

Дослідження типових систем ТО автомобілів і методів визначення їх періодичності.

Аналіз результатів досліджень надійності конструкцій підвісок легкових автомобілів.

Аналіз можливих технічних несправностей підвіски легкових автомобілів і обґрунтування параметрів діагностування їх.

Розроблення першого варіанту математичної моделі та алгоритму діагностування підвісок легкових автомобілів.

Розроблення теоретичної моделі визначення періодичності технічних обслуговувань підвіски легкових автомобілів.

1. Існуючі системи технічного обслуговування і ремонт автомобільних транспортних засобів

1.1 Причини зміни технічного стану АТЗ

Робочі процеси, що відбуваються в автомобілі і його елементах, пов'язані з проявом різних форм енергії - механічної, теплової, електричної, енергії тиску рідини, повітря, газу тощо. Наслідком прояву енергії є процеси зношування, а також фізико-механічні, хіміко-температурні, електрохімічні, поступові і раптові зміни стану елементів автомобіля (рис. 1.1) [1].

При відносному переміщенні двох з'єднаних деталей у площині їхнього торкання виникає опір, який називається зовнішнім тертям. Тертя прийнято вважати небажаним явищем і людина робила багато спроб, щоб звести його до мінімальних величин.

Робота, що затрачається на подолання тертя між елементами, що сполучаються, багато в чому залежить і від наявності між ними змащувального шару. У цьому випадку розрізняють тертя сухе, рідинне, граничне, напівсухе і напіврідинне.

Сухе тертя виникає при відсутності змащення між поверхнями тертя елементів, наприклад, між дисками зчеплення, між гальмовим барабаном і накладками тощо.

Рідинне тертя відбувається при повному поділі поверхонь тертьових елементів шаром рідини. У цьому випадку сила тертя створюється в основному за рахунок внутрішнього опору шарів рідини [1]. Прикладом рідинного тертя є підшипники колінчатого вала при працюючому двигуні.

Граничне тертя спостерігається в працюючих сполучених елементах, розділених шаром мащення незначної величини, таких як шестерні головної передачі і, зокрема, гіпоїдної передачі.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1.1 Процеси зміни технічного стану елементів автомобіля

Напівсухе і напіврідинне тертя - це змішані види тертя, одночасно і граничне і сухе чи рідинне і граничне, і виникають вони звичайно при перехідних робочих процесах чи змінних режимах роботи двигуна автомобіля. Сила тертя залежить також від якості обробки поверхонь тертя, виду застосовуваного матеріалу, навантажувальних і теплових режимів.

У сучасному автомобілі на подолання тертя затрачається до 20% усієї потужності, яка реалізується двигуном внутрішнього згоряння [1]. Для прикладу можна сказати, що в турбореактивному двигуні на тертя затрачається лише 1,5-2,0% потужності. Найважливіше полягає в тому, що тертя є однією з причин зношування відповідальних деталей автомобіля.

Зношуванням називається процес поступової зміни розмірів з'єднаних деталей у результаті тертя, що виражається у відділенні з поверхонь тертя матеріалу.

Знос є результатом зношування і виражається у зміні розмірів деталей. Це необоротний процес. Своєчасні технічні впливи під час профілактики, регулярний контроль і діагностування дозволяють зменшити інтенсивність зношування, яка неоднакова з пробігом автомобіля. У цьому випадку весь термін служби сполучених деталей автомобіля, які зношуються, можна представити у виді трьох періодів:

- 1 період характеризується інтенсивним зношуванням деталей унаслідок припрацювання поверхонь тертя;

- 2 період - після приробляння інтенсивність зношування зменшується і пробіг характеризується плавним наростанням зазору в спряженні до граничного стану. Величина цього пробігу залежить від своєчасності проведення профілактичних заходів і їхньої повноти при виконанні першого і другого технічних обслуговувань. Закономірність наростання зазору між деталями визначається наявністю методів і засобів інструментального діагностування;

- 3 період - називається міжремонтним пробігом. Цей період характерний прогресивним зношуванням, коли різко збільшуються відмови в зв'язку з якісними змінами сполучених елементів. Тут великий вплив ударних навантажень, теплового режиму, умов мащення і т.п. Експлуатація елементів із зазорами вищими допустимих економічно недоцільна через подорожчання ремонту.

У результаті зношування сполучених деталей під дією динамічних навантажень з'являється конусність і овальність, порушуються регулювання. Результатом впливу тисків і високих температур на елементи автомобіля є фізико-механічні, гідропневматичні і хіміко-температурні зміни. Результатом електричних впливів є електрохімічні зміни елементів у вигляді сульфатації, окислювання, обгорання, пробою, замикання і т.п.

Зміна технічного стану елементів автомобіля в значній мірі обумовлена впливом умов виготовлення і збирання на автомобільному заводі. Деталі автомобіля, що сполучаються, виготовляються з визначеними допусками на неточність, обумовленими характером роботи цих спряжень. Величина допуску зв'язана з характером з'єднання - посадкою, а також із граничними і середніми значеннями зазорів чи натягів, обумовленими умовами роботи даного вузла чи механізму автомобіля.

Допуском посадки називається різниця найбільшого і найменшого зазорів чи натягів. Межі (поле) допуску залежать від класу точності: чим нижче клас точності, тим більше межі допуску, тим більш грубо зроблена обробка деталей, що сполучаються. Це у свою чергу спричинить за собою більш інтенсивну зміну стану сполучення як у процесі припрацювання (1 період), так і в процесі нормальної експлуатації.

У загальному випадку під час експлуатації автомобілів, на погіршення технічного стану автомобілів впливають наступні чинники:

а) вид дорожніх покрить та їх якість;

б) макрорельєф і розташування доріг над рівнем моря;

в) умови руху АТЗ (у населених пунктах і поза ними);

г) природнокліматичний район експлуатації;

д) експлуатація поодиноких АТЗ, чи з причепами;

е) сумарні пробіги АТЗ від початку їх експлуатації;

є) галузь, у якій використовуються АТЗ;

ж) добові та річні режими експлуатації АТЗ;

з) кваліфікація та стаж роботи водіїв;

і) рівень розвитку виробничо-технічної бази обслуговування і ремонту АТЗ.

1.2 Аналіз типових систем ТО автомобілів і методи визначення їх періодичності

В процесі експлуатації проходить порушення регулювання систем, вузлів і агрегатів, тобто змінюються значення їх структурних параметрів, безпосередньо тих, що характеризують справність об'єкту діагностування. До них відносять зазори в спряженнях, величину зносу поверхонь деталей і інші параметри, вимірювання яких пов'язане з необхідністю проведення розбиральних робіт. Це підвищує трудомісткість контролю і суттєво знижує (інколи до 10%) ресурс агрегату, що контролюється. Останнє пояснюється появою додаткового циклу припрацювання поверхонь спряження, що контролюється. Тому важливо правильно визначити періодичність втручань для того, щоб забезпечити достатню надійність і одночасно зменшити кількість впливів, що називаються технічним обслуговуванням.

Основним документом, який регламентує проведення запобіжних і ремонтно обслуговувальних дій (РОД) є “Положення про технічне обслуговування і ремонт дорожніх транспортних засобів автомобільного транспорту” (“Положення-98”) [2], який передбачає наступні РОД: підготовку до продажу, технічне обслуговування в період обкатки, щоденне обслуговування (ЩО), перше технічне обслуговування (ТО-1), друге технічне обслуговування (ТО-2), сезонне технічне обслуговування (СО), поточний ремонт (ПР), капітальний ремонт (КР), технічне обслуговування під час консервації АТЗ, технічне обслуговування та ремонт АТЗ на лінії.

Підготовка до продажу здійснюється торгівельною організацією з метою введення АТЗ в експлуатацію. Вона виконується на спеціалізованих пунктах чи підприємствах, які реалізують продукцію та здійснюють фірмове обслуговування. У разі відсутності сервісного обслуговування підготовку АТЗ до експлуатації здійснює покупець. Перелік та обсяг робіт з підготовки до продажу встановлюється виробником і наводиться у сервісній документації автомобіля. Підготовка до продажу обов'язково містить такі роботи, як зняття консерваційного покриття, очищення, регулювання, заправлення, змащування, кріплення, а також перевірку комплектності та працездатності.

Перелік та обсяг робіт ТО в період обкатки автомобіля встановлюється виробником і наводиться в сервісній документації.

ЩО проводиться після роботи на лінії з метою підготовки автомобіля до подальшої експлуатації. Воно передбачає:

- перевірку технічного стану;

- виконання робіт щодо підтримання належного зовнішнього вигляду АТЗ;

- заправлення експлуатаційними рідинами;

- усунення виявлених несправностей;

- санітарну обробку автомобіля.

Прибирально-мийні роботи виконуються за потребою, але обов'язково перед ТО чи ремонтом. Оброблення кузовів автомобілів спеціального призначення здійснюється відповідно до вимог та інструкцій на перевезення даного виду вантажів.

ТО-2 проводиться разом з черговим ТО-1

СО здійснюється двічі на рік (весною та восени і проводиться разом з черговим ТО-2.

ПР виконується за потребою, згідно з результатами діагностування технічного стану автомобіля, або за наявності відповідних несправностей і призначений для забезпечення або відновлення його працездатності.

КР призначений для продовження терміну експлуатації автомобіля, виконується за потребою згідно з результатами діагностування. Середнє значення пробігу автомобіля до КР визначається заводом - виробником. Цей вид робіт виконується на спеціалізованих авторемонтних заводах.

ГОСТ 18322-78 (СТ СЭВ 5151-85) “Система технического обслуживания и ремонта техники. Термины и определения” встановлює технічні і виробничі терміни і визначення показників основних понять видів, методів і показників технічного обслуговування і ремонту 3. Терміни, які встановлені даним стандартом, обов`язкові для використання в документації всіх видів науково-технічної, учбової та довідкової літератури.

В загальних положеннях цього стандарту наведені трактування термінів, що стосується ТО і Р, зокрема, що стосується технічного обслуговування:

· Технічне обслуговування - комплекс операцій чи операція щодо підтримки роботоздатності або справності виробу під час використання за призначенням, зберігання та транспортування;

· Система ТО і ремонту техніки - сукупність взаємопов`язаних засобів, документації технічного обслуговування і ремонту та виконавців, які потрібні для підтримування і відновлення якості виробів, що входять у цю систему;

· Періодичність ТО (ремонту) - інтервал часу чи напрацювання між даним видом технічного обслуговування (ремонту) і наступним таким же видом або іншим більшої складності;

Даний стандарт також регламентує терміни щодо видів технічного обслуговування:

· Періодичне ТО - ТО, яке використовується через встановлені у експлуатаційній документації значення напрацювання або інтервалу часу;

· Регламентоване ТО - ТО, яке передбачає в нормативно-технічній документації і, яке використовується з періодичністю і в обсязі, встановленими в ній, незалежно від технічного стану виробу в моменти початку ТО;

· ТО з періодичним контролем - ТО, при якому контроль технічного стану виконується згідно з встановленою в нормативно-технічній документації періодичністю і об`ємом, а об`єм всіх решта операцій визначається технічним станом.

За даними НИИАТ на технічне обслуговування і ремонт одного вантажного АТЗ протягом року витрачається 750-1000 люд-год. трудовитрат [1]. Грошові витрати автотранспортного підприємства (АТП) на технічне обслуговування і ремонт вантажних АТЗ становить 12-15% собівартості перевезень. Застосування засобів технічного діагностування АТЗ перетворює звичайні технологічні процеси технічного обслуговування і ремонту у раціональні, які характеризуються зменшеними трудовитратами на технічне обслуговування на 6-10%, на ПР - на 5-7%; витратами запчастин - на 8-10%; ремонтно-технологічних матеріалів - на 10-12%; палива (після відповідних регулювань) - на 1-3%. В результаті підвищується коефіцієнт технічної готовності парку АТЗ на 4-6%.

На сьогодні на автомобільному транспорті діє планово-запобіжна система планування періодичності ТО згідно з “Положенням-98” в якій регламентовано періодичності виконання ЩО, ТО-1 і ТО-2 (табл. 1.1).

Таблиця 1.1

Періодичність технічного обслуговування дорожніх транспортних засобів

Початкові нормативи ТО і ремонту автомобілів, що наведені у Положенні, коректуються за допомогою коефіцієнтів залежно від: категорія умов експлуатації - коефіцієнт К₁, модифікації АТЗ та організації їх роботи - коефіцієнт К₂, природно - кліматичних умов - коефіцієнт К₃, пробігів АТЗ з початку експлуатації - коефіцієнтами К₄ і К₄, розмірів АТП та кількості технологічно - сумісних груп АТЗ - коефіцієнт К₅.

На Україні, крім планово-запобіжної системи, регламентованої “Положенням-94, 98”, у 80-х роках професором Говорущенко М.Я. була розроблена система ОР-Д-УН - обов'язкові роботи - діагностування - усунення несправностей [4]. Система регламентувала виконання обов'язкових робіт ОР-1 і ОР-2 не залежно від технічного стану автомобіля, під час виконання яких виконувалося діагностування Д-1 і Д-2. Д-1 з метою визначення загального технічного стану і стану систем безпеки руху, а Д-2 - поглиблене діагностування окремих механізмів. Причому на ОР припадало близько 15-25% трудомісткості, Д - 8-12% і на УН - 65-75% загальної трудомісткості робіт.

На основі системи ОР-Д-УН було розроблено “Положення про профілактичне обслуговування і ремонт рухомого складу автомобільного транспорту” за 1994 рік, згідно якого, перелік обов'язкових робіт (у країнах СНД-ТО), їх періодичність, а також зміна переліку та періодичності в залежності від тривалості операції автомобіля (вік рухомого складу) фірми або заводи-виготівники наводять у сервісних книжках, заводських інструкціях та інших документах.

ГОСТ 21624-81 “Система техничного обслуживания и ремонта техники. Требования к эксплуатационной технологичности и ремонтопригодности изделий”, введений в дію з 1.01.1983, покладений в основу “Положення-94” (табл. 1.2), регламентував виконання ТО для легкових автомобілів, що було усунене в “Положенні-98”.

Закордоном не передбачено чітких періодичностей ТО, зокрема, для японських автомобілів (Toyota, Nissan) не передбачено регламентування періодичності і нумерації її.

Таблиця 1.2

Періодичність ТО виробів автомобільної техніки (1 категорія умов експлуатації)

Передбачено лише поагрегатні ТО: для нових автомобілів після 20 тис. км, але не пізніше одного року експлуатації та кожне наступне через кожні 40 тис. км, але не рідше одного разу в 2 роки. Особливістю систем ТО закордонних АТЗ полягає в тому, що періодичність регламентується не на проведення ТО, а для обов'язкового діагностування технічного стану [5].

В процесі виконання транспортної роботи, технічний стан автомобіля погіршується, що може привести до часткової або повної втрати працездатності. Існує два способи підтримання АТЗ у справному стані - технічне обслуговування (ТО) і ремонт. Основна мета ТО - випередити і попередити момент настання відмови, та забезпечити безвідмовну роботу автомобіля на певному пробігу.

Як критерії визначення оптимальної періодичності профілактичних робіт можуть бути використані такі характеристики експлуатаційної надійності автомобілів: ймовірність безвідмовної роботи, середнє напрацювання на відмови, інтенсивність відмов, гамма-відсоткове напрацювання на відмови, середнє напрацювання на відмову, параметр потоку відмов, математичне сподівання відмов за пробіг [6].

В інтервалі від 0 до ймовірність безвідмовної роботи рівна [6]:

, (1.1)

де - густина розподілу напрацювання на відмови;

- функція розподілу напрацювання на відмови.

Середнє напрацювання на відмови - математичне сподівання напрацювання об'єкту до першої відмови [6]:

, (1.2)

де - функція розподілу напрацювання на відмови.

Універсальною характеристикою, яка відтворює поведінку системи, є інтенсивність відмов :

(1.3)

Гамма-відсоткове напрацювання на відмови - напрацювання, протягом якого відмова об'єкту не виникає з ймовірністю , вираженою у відсотках. Його визначають з рівняння [6]:

(1.4)

Середнє напрацювання на відмову - відношення напрацювання відновлюваного об'єкта до математичного сподівання кількості його відмов протягом цього напрацювання.

Параметр потоку відмов характеризує середню кількість відмов очікуваних у малому інтервалі пробігу [6]:

= (1.5)

де V_a - математичне сподівання кількості відмов за пробіг.

При обґрунтуванні режимів ТО автомобілів застосовують такі методи визначення періодичності ТО автомобілів [6, 7, 8, 9, 10]:

1. Метод визначення періодичності ТО за допустимим рівнем безвідмовності

2. Метод визначення періодичності за допустимим значенням і закономірністю зміни параметра технічного стану

3. Техніко-економічний метод

4. Економіко-імовірнісний метод

5. Метод статистичних випробовувань

6. За параметрами технічного стану

7. За найбільшою продуктивністю

8. За зовнішнім виглядом автомобіля, створенням безпеки руху

9. Метод коректування періодичності залежно від напрацювання

10. Метод визначення періодичності профілактичного обслуговування після безвідмовної роботи км пробігу

11. Профілактичне обслуговування здійснюється після загального напрацювання пробігу, незалежно від проміжних відмов

12. Поглиблене профілактичне обслуговування з введенням операцій поточного ремонту після k-ої відмови

13. Метод визначення оптимальної періодичності ТО за витратою палива

Метод визначення періодичності ТО за допустимим рівнем безвідмовності базується на виборі раціональної періодичності, при якій ймовірність виникнення відмови не перевищує раніше заданої величини [10]:

, тобто , (1.6)

де R_Д - допустима ймовірність безвідмовної роботи;

- напрацювання на відмову;

- періодичність ТО;

- гамма-процентний ресурс.

Визначена таким чином періодичність значно менша середнього напрацювання на відмову і пов'язана з ним:

, (1.7)

де - коефіцієнт раціональної періодичності, який враховує величину і характер варіації напрацювання на відмову, а також прийняту допустиму ймовірність безвідмовної роботи.

Метод визначення періодичності за допустимим значенням і закономірністю зміни параметра технічного стану [8]. Згідно цього методу, визначають за статистичними даними середнє значення зміни параметра, за яким, а також за допустимим значенням параметра визначають середнє напрацювання. Але якщо його прийняти за періодичність обслуговування, то ті вироби, що мали напрацювання менші від опосередкованого значення, досягають граничного стану раніше від середнього значення, що може призвести до відмови. Тому назначають таку періодичність, при якій ймовірність відмови не буде перевищувати заданої величини ризику F. Випадок, коли інтенсивність зміни параметра технічного стану більша, ніж середня

,

де - середня інтенсивність зміни параметру,

- коефіцієнт максимальної інтенсивності зміни параметра технічного стану, але повинна дотримуватися умова:

(1.8)

Техніко-економічний метод зводиться до визначення сумарних питомих витрат на ТО і ремонт і їх мінімізації [10]. Мінімальним витратам відповідає оптимальна періодичність ТО . Питомі витрати на ТО визначаються:

, (1.9)

де - періодичність ТО;

- вартість виконання операції ТО.

Збільшення періодичності, як правило веде зменшення ресурсу деталі і росту питомих витрат на ремонт:

, (1.10)

де - витрати на ремонт;

- ресурс до ремонту.

Тоді є цільовою функцією, екстремальне значення якої відповідає оптимальному рішенню. В даному випадку оптимальне рішення відповідає мінімуму питомих витрат.

Економіко-імовірнісний метод поєднує попередні і враховує економічні і імовірнісні фактори, а також дозволяє порівнювати різні методи [10]. Періодичність ТО визначається з виразу:

, (1.11)

де - періодичність ТО, км;

- ймовірність передчасного ТО (від до );

Р - ймовірність ТО з пробігом, який більший від встановленого (від до );

- витрата на одне ТО з періодичністю ;

с - фактичний рівень питомих витрат на ТО.

Це рівняння дає змогу для будь-якого типу розподілу визначити періодичність ТО при відомих характеристиках розподілу і співвідношення витрат с і .

Метод статистичних випробовувань ґрунтується на імітації реальних випадків процесів ТО, що дає змогу прискорити випробовування, виключити вплив сторонніх факторів, різко зменшити вартість експерименту [8].

Суть методу визначення періодичності ТО за закономірністю зміни і допустимими значеннями параметрів технічного стану автомобіля полягає у тому, що припускають, що технічний стан автомобіля змінюється за раціональною функцією n-го порядку [6]:

, (1.12)

де - параметр технічного стану;

- початкове значення параметра технічного стану (при );

- пробіг;

- коефіцієнти, що визначають характер і ступінь залежності параметра від пробігу або часу.

Знаючи закономірність зміни технічного стану і допустимого значення параметра можна визначити оптимальну періодичність ТО:

(1.13)

Визначення періодичності ТО за найбільшою продуктивністю рухомого складу полягає у припущенні, що при оптимальному режимі ТО приріст продуктивності має дорівнювати або бути більшим від втрати продуктивності при простоях [10]:

, (1.14)

де - найвигідніша періодичність ТО;

- тривалість простою в ТО або ремонті;

- максимальна ефективна потужність;

- інтенсивність спадання потужності на км пробігу або годину роботи двигуна.

Використання як критерію оптимального зовнішнього вигляду автомобіля можливе лише для визначення періодичності проведення прибирально-мийних операцій, кріпильних тощо. Цей метод має обмежене застосування [6].

В [9] запропоновано визначати періодичність проведення ТО методом коректування періодичності залежно від напрацювання, при якому пробіги автомобіля між сусідніми ТО зменшувалися б по мірі “старіння” автомобіля. Припускаючи, що пробіг між першим і другим ТО повинен бути максимальним, а пробіг між передостаннім і останнім ТО-2 - мінімальним у зв'язку з погіршенням технічного стану АТЗ. Пробіг між i-м та (i+1)-м ТО-2 визначається виразом [9]:

, (1.15)

де - нормативний пробіг між i-м та (i+1)-м ТО-2, км;

- кількість ТО-2, які необхідно провести автомобілю під час його експлуатації:

(1.16)

де - пробіг автомобіля до списання, км.

Наступний метод полягає в тому, що профілактичне обслуговування виконується після безвідмовної роботи км пробігу [10]. Якщо відмова відбулася до , обслуговування проводять під час усунення відмови. Момент наступного обслуговування при цьому переплановується.

Загальний вираз для визначення оптимальної періодичності:

(1.17)

де , - відповідно вартість профілактики та поточного ремонту.

З допомогою цього методу, визначивши з рівняння , найбільш ефективно попереджаються відмови, які виникають у результаті процесів зношування.

Профілактичне обслуговування здійснюється після загального пробігу пробігу, незалежно від проміжних відмов, а при виникненні відмови виконується мінімально необхідний ремонт [10]:

, (1.18)

де і - математичне очікування втрат пробігу за час простою відповідно при виконанні планового обслуговування і поточного ремонту.

Поглиблене профілактичне обслуговування з введенням операцій поточного ремонту після k-ої відмови, при попередніх відмовах виконується мінімально необхідний ремонт [10]. Значення оптимального k визначається з нерівності:

, (1.19)

де U(k) - напрацювання до k-ої відмови,

С₀ - втрати транспортної роботи при ремонтах і технічному обслуговуванні на одиницю пробігу.

Метод визначення оптимальної періодичності ТО за витратою палива [9]. Якщо відома сумарна витрата палива за пробіг, то, знаючи поточну витрату палива, можна прогнозувати оптимальний пробіг АТЗ до виконання ТО:

, (1.20)

де - сумарна витрата палива за весь пробіг АТЗ до ТО, л;

- поточне значення сумарної витрати палива, л;

- залишковий пробіг АТЗ за витратою палива до виконання ТО, л;

- питома витрата палива в даних умовах експлуатації АТЗ, л/100 км.

1.3 Види ремонту АТЗ

За ступенем складності ремонти поділяються на поточний (ПР) і капітальний (КР) [11].

Поточний ремонт (ПР) передбачає часткове розбирання машин, усунення несправностей в агрегатах і вузлах, що виникають у процесі роботи машин і припинення їх нормальної експлуатації, а також заміну окремих агрегатів, вузлів і деталей (крім базових) новими чи заздалегідь відремонтованими.

Своєчасне і якісне виконання поточних ремонтів значно скорочує потреба в проведенні капітальних ремонтів машини. Поточний ремонт включає проведення розбірних, слюсарно-механічних, зварювальних, бляхарських, електротехнічних і інших робіт.

Поточний ремонт реалізують безпосередньо на АТЗ, ремонтуючи несправні елементи, або замінюючи їх на справні.

Поточний ремонт агрегату, знятого з автомобіля під час виконання обов'язкових робіт і поточний ремонт повнокомплектного автомобіля виконують способом заміни несправних деталей на нові, крім корпусних. Реалізують на ремонтних дільницях виробничо-технічної бази автотранспортних підприємств.

При поточному ремонті машини роблять часткове розбирання двигуна з заміною деталей, які швидко зношуються, притирання клапанів, очищення від нагару головки циліндрів і днищ поршнів; очищення системи мащення і охолодження; регулювання паливної системи, гідроприводів і електроустаткування; в агрегатах трансмісії і ходової частини роблять регулювання натягу ланцюгів і приводних ременів, регулювання фрикційних і гальмових муфт [11]. Замаслені накладки промивають бензином, а при значному зносі переклепують. У разі потреби правлять і заварюють окремі деталі металоконструкцій, капоти, арматуру.

Капітальний ремонт (КР) машини чи агрегату полягає у відновленні їхнього технічного стану відповідно до технічних умов на ремонт, збирання та випробовування. У результаті проведення капітального ремонту повинний бути забезпечений термін служби машини чи агрегату не менш планового міжремонтного циклу [11].

При капітальному ремонті проходить повне розбирання машини, відновлення всіх початкових посадок і сполучень у відповідності з вказівками по капітальному ремонті машин, зайнятих у будівництві, і заміняються зношені агрегати і вузли новими чи заздалегідь відремонтованими.

Реалізуються капітальний ремонт на спеціалізованих ремонтних підприємствах (заводах, майстернях, цехах), можливо на спеціалізованих відділеннях та дільницях АТП: агрегатне відділення, слюсарно-механічне відділення, електротехнічне відділення, акумуляторне відділення, дільниця ремонту приладів системи живлення, шиномонтажне відділення, вулканізаційне відділення, ковальсько-ресорне відділення, мідницьке відділення, зварювальне відділення, бляхарське відділення, арматурне відділення, оббивне відділення, деревообробне відділення, відділення ремонту таксометрів і радіо ремонтне.

2. Оцінка технічного стану АТЗ за результатами його діагностування

2.1 Основні положення технічної діагностики

Теоретичні основи діагностики технічного стану автомобілів представляють собою комплекс закономірностей, характеристик і зв'язків між елементами, що утворюють систему діагностування. Будь-яка система діагностування автомобіля включає наступні взаємопов'язані елементи: об'єкт діагностування, діагностичні параметри, нормативні показники, засоби, процедуру діагностування і людину.

Розробити систему діагностування якого-небудь агрегату чи механізму автомобіля це означає: виявити закономірності зміни параметрів технічного стану об'єкта діагностування і його контролепридатність, вибрати діагностичні параметри, визначити характеристики їх зміни і зв'язки з параметрами стану об'єкта, встановити нормативні значення діагностичних параметрів, визначити спосіб постановки діагнозу, вибрати і техніко-економічно обґрунтувати відповідні методи і вимірювальні засоби, визначити оптимальну процедуру чи алгоритм діагностування. Системи діагностування автомобілів органічно пов'язані з технологічними процесами їх ТО і ремонту.

На рис. 2.1 наведена структурна схема формування процесів діагностування і ТО автомобілів [12].

Як видно, об'єкт діагностування знаходиться, з однієї сторони, під руйнівною дією умов експлуатації, а з другої - під відновлюючою дією ТО і ремонту. При цьому його технічний стан і ефективність міняються. Зміни технічного стану і ефективності об'єкту, що діагностується, обумовлені різноманітними експлуатаційними і виробничими факторами та являються випадковими подіями.

Рис. 2.1 Схема формування технологічних процесів діагностування автомобілів в умовах експлуатації

Об'єкт діагностування характеризується переліком його складових елементів, їх функціональним призначенням і взаємодією, закономірностями зміни параметрів технічного стану і економічними показниками, діагностичними параметрами та їх зв'язками із структурними параметрами і, наприкінці, пристосованістю агрегатів і механізмів до діагностування (контролепридатністю) [13].

Закономірності зміни технічного стану об'єкта діагностування обумовлюють його надійність і затрати на відновлення. Вказані вимірювання можуть бути неперервними і дискретними. В результаті цих вимірювань відповідно виникають поступові (накопичувальні) і неочікувані відмови. Неочікування відмови відбувається через випадкові причини, що викликають значні зміни технічного стану об'єкта.

Виходячи із змісту поняття діагностування як процесу опосередкованого виміру параметрів технічного стану, можна рахувати, що одним з його найважливіших елементів є система діагностичних параметрів.

Діагностичні параметри являють собою фізичні величини, адекватні структурним параметрам, що використовуються для виміру технічного стану механізму, що діагностується, без його розбирання.

З усього багатоманіття можливих діагностичних параметрів вибирають і використовують з практичною метою лише ті параметри, які відповідають вимогам однозначності, стабільності, широти вимірювань, доступності і зручності вимірювання, інформативності і технологічності. Зміст перерахованих вимог графічно показаний на рис. 2.2 [14].

Рис. 2.2 Графічна ілюстрація основних вимог до діагностичних параметрів за: а - однозначністю; б - стабільністю; в - діапазоном вимірювання; 1, 2 - криві неоднозначної залежності, 3 - крива однозначної залежності, 4 - рівний коридор розсіювання, 5 - коридор розсіювання, що збільшується, 6 - крива більшої широти вимірювання, 7 - крива меншої широти виміру

Вимоги однозначності передбачають дотримання умов, коли кожному значенню структурного чи функціонального параметру відповідає одне-єдине значення діагностичного параметра. Так, параметри кривих 1 і 2 (рис. 2.2, a) не відповідають критерію однозначності, а параметри кривої 3 - відповідають, тобто діагностичному параметру Д₂ можуть відповідати чотири різні значення структурного параметра (S₂', S₂'', S₂''', S₂''''), параметру Д₁ - два значення структурного параметра (S₁', S₁''), а будь - якому діагностичному параметру Д₃ відповідає одне значення структурного параметра S₃.

Вимоги стабільності встановлює можливу величину відхилення діагностичного параметра від свого середнього значення, що характеризує розсіювання параметра при незмінних значеннях структурних параметрів і умовах їх виміру.

Вимоги ширини вимірювання встановлює діапазон виміру діагностичного параметра, що відповідає заданій величині зміни структурного параметра. Чим більший діапазон зміни діагностичного параметра, тим вища його інформативність. На рис. 2.2, в параметр кривої 6 має більшу широту зміни діагностичного параметру ?Д₄, ніж параметр кривої 7 ?Д₅. Аналітично умова показується наступною залежністю:

, (2.1)

Тому перед вибором діагностичного параметра необхідно проаналізувати його залежність від структурного параметра, вияснити взаємозв'язок між ними та визначити інформативність діагностичного параметра.

Отримання інформації про технічний стан об'єкта за допомогою будь-якого діагностичного параметра пов'язане з матеріальними затратами. Економічна цілеспрямованість цих затрат залежить, з однієї сторони, від вартості діагностичних засобів, а з другої - від ймовірностей відмов і вартості їх усунення, тобто вартості ремонту. Тому кінцева оцінка раціональної повноти інформації визначається вартісними критеріями і критеріями надійності об'єкта діагностування.

Класифікацію діагностичних параметрів можна подати за такою схемою (рис. 2.3) [14].

Діагностичні параметри являють собою фізичні величини, адекватні структурним параметрам, що використовуються для визначення технічного стану механізмів, що діагностуються без їхнього розбирання. Як вже було розглянуто з всіх можливих діагностичних параметрів вибирають ті, які відповідають вимогам однозначності, стабільності, чутливості і інформативності.

Рис. 2.3 Класифікація діагностичних параметрів

Чутливість К_ч діагностичного параметру, тобто його приріст dS при зміні dU структурного параметру, буде [14]:

, (2.2)

Однозначність діагностичного параметру означає відсутність екстремуму () в діапазоні від початкового U_н до граничного U_гр значень структурного параметра.

Інформативність є одним із найважливіших властивостей діагностичних параметрів. Вона дозволяє знизити вихідну невизначеність (ентропію) технічного стану об'єкта діагностування за рахунок відомостей, отриманих в результаті вимірювання даного діагностичного параметру. Ентропія об'єкта Н(x) характеризується деяким числом n його технічних станів, кожне з яких може відбутися з цією чи іншою ймовірністю Р_і, що залежить від надійності об'єкта. Якщо вимірювання даного діагностичного параметра дозволяє повністю вирішити діагностичну задачу, то його інформативність I_х дорівнює ентропії об'єкту Н(x) [14]:

, (2.3)

Практично при діагностуванні механізмів автомобіля часто використовують декілька діагностичних параметрів. При цьому значення Р_і різні, а зв'язки між структурними і діагностичними параметрами неоднозначні. В подібних випадках інформативність діагностичного параметра можна оцінити по об'єму представлених ним відомостей про виявлення несправності об'єкта. Для цього порівнюють розподіл величин діагностичного параметра, виміряного у достатньо великій кількості справних і несправних об'єктів. Якщо діагностичний параметр малоінформативний, то розподіли відрізняються незначно. Це означає, що параметр не дозволяє відрізнити справний об'єкт від несправного. Чим більша різниця розподілів, тим вища інформативність даного параметра. Різницю розподілів оцінюють за допомогою коефіцієнта інформативності [14]:

, (2.4)

де , - відповідно ймовірності попадання спостереження в даний діапазон ознаки j при справному (А) і несправному (В) стані об'єктів;

n - кількість діапазонів розподілу величин діагностичного параметра.

2.2 Узагальнена блок-схема діагностування АТЗ

Діагностування автомобіля в цілому і по його елементах повинно проводитися у визначеному порядку, що використовує послідовні, умовні перевірки. З цією метою весь автомобіль можна розділити на рівні (рис. 4).

Перший рівень містить у собі загальне діагностування автомобіля з метою визначення його основних вихідних показників продуктивності й економічної ефективності.

На другому рівні діагностуються частини автомобіля, такі, як двигун, електроустаткування, трансмісія, ходова частина, рульове керування, гальмові системи і додаткове устаткування в цілому.

У третій рівень входить діагностування агрегатів механізмів, систем, приладів, пристроїв.

Четвертий рівень містить у собі діагностування рухливих з'єднань типу: деталь з деталлю, деталь із зовнішнім середовищем.

На п'ятому рівні розглядаються окремі деталі.

Використання запропонованої класифікації дозволяє більш строго підійти до розгляду всіх наступних матеріалів, почавши з загального діагностування автомобіля і закінчивши цей процес з'єднань і при необхідності деталями, зокрема, для підвіски автомобіля.

Сучасні досягнення в області розвитку методів і засобів діагностування дозволяють проводити оцінку стану на перших трьох рівнях, а забезпеченість засобами діагностування четвертого рівня складає не більш 20%.

Діагностувати окремі деталі навряд чи доцільно, тому що істотні зміни елементів автомобіля відбуваються в рухливих і інших з'єднань під час робочих процесів.

Контроль стану деталей проходить звичайно при розбиранні під час поточного і капітального ремонтів.

2.3 Діагностування агрегатів і систем АТЗ і автомобіля в цілому

Під загальним діагностуванням розуміється діагностування автомобіля по параметрах, що характеризує його загальний технічний стан без виявлення конкретної несправності чи відмови за принципом «придатний - непридатний», «справний - несправний».

Продуктивність чи кількість вантажів або пасажирів, перевезених автомобілем на визначену відстань за одну годину, за зміну, за рік залежить, крім інших причин, і від технічного стану автомобіля. Такі параметри, як потужність двигуна, тягове зусилля, інтенсивність розгону автомобіля впливають на показники продуктивності.

Паливна економічність автомобіля характеризується витратами палива на різних режимах і залежить від технічного стану тих елементів автомобіля, які беруть участь у переміщенні автомобіля. Таким чином, знаючи тягове зусилля на колесах автомобіля, інтенсивність розгону і витрати палива на режимах холостого ходу, руху і розгону, можна судити про загальний технічний стан автомобіля.

Попередній технічний стан визначається по параметрах суб'єктивного діагностування за допомогою органів чуттів і застосування найпростіших засобів для посилення сигналу.

Інтенсивність розгону автомобіля може бути визначена на дорозі при русі на прямій передачі на мінімальній швидкості, шляхом різкого натискання на педаль керування дроселем і візуальною оцінкою часу розгону до визначеної швидкості. При цьому візуально оцінюється робота двигуна на мінімальній частоті обертання в режимі холостого ходу, герметичність систем мащення, охолодження і живлення.

Аналогічно може бути визначена величина вибігу з максимальної швидкості до нульової. за кольором відпрацьованих газів, роблять висновки про склад робочої суміші. Чорний вихлоп говорить про збагачену суміш.

На ходу автомобіля перевіряється робота зчеплення, коробки передач, трансмісії. Шуми і стукоти можуть прослухуватися стетоскопом з визначенням конкретного місця чи стукоту шуму, перевіряється гальмовий шлях, уповільнення при гальмуванні й одночасність гальмування коліс.

Для об'єктивного діагностування автомобіля в цілому, здійснюваного за допомогою контрольно-вимірювального устаткування і приладів, застосовуються стенди з біговими барабанами, оснащеними гальмовою установкою і витратомірами.

Рис. 2.4 Рівні діагностування автомобіля

Перевірка роботи ходової частини проходить за допомогою спеціальних діагностичних засобів. Ходова частина автомобілів працює в несприятливих умовах у зв'язку з постійним контактом з поверхнею дороги і наявністю пилу і бруду. Тому при виконанні щоденного обслуговування роблять зовнішній огляд, перевіряють затягування гайок кріплення коліс, періодично - тиск повітря в шинах. При ТО-1 визначають стан і кріплення елементів підвісок.