Четверг, 08.12.2016, 10:50
Высшее образование
Приветствую Вас Гость | RSS
Поиск по сайту


Главная » Статьи » Техника. Технические науки

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ АГРЕГАТОВ ТРАНСМИССИИ АВТОМОБИЛЕЙ КамАЗ

В.В.Ионов, Вестник СВГУ. - 2013. - Вып. 20. - С. 82

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ АГРЕГАТОВ ТРАНСМИССИИ АВТОМОБИЛЕЙ КамАЗ

Рассмотрены основные причины аварийных отказов агрегатов трансмиссии автомобилей КамАЗ в суровых условиях северо-востока РФ.

Для инженерно-технических работников автомобильного транспорта, занимающихся проектированием и технической эксплуатацией автомобилей КамАЗ, соответствующих им агрегатов трансмиссии. 

Ключевые слова: трансмиссия; показатели надежности; подконтрольный объект; параметр потока отказов.

 

Более половины всех отказов автомобиля приходится на агрегаты трансмиссии [1, с. 98]. На сцепление, карданную передачу, раздаточную коробку, главную передачу и бортовые редукторы приходится по 10-15 % отказов и до 40 % материальных и трудовых затрат на технические воздействия от их общего объема по грузовым автомобилям [8, с. 174].

Агрегаты и механизмы трансмиссии автомобиля за некоторым исключением (нарушение регулировки и износ подшипников, шестерен) как составные его части относятся к агрегатам, техническое состояние которых влияет непосредственно на безопасность движения, состояние окружающей среды и топливную экономичность [8, с. 403].

При диагностировании агрегатов и механизмов трансмиссии прежде всего учитывают информацию водителя о работе ее агрегатов, выбеге автомобиля, самопроизвольном выключении передач или трудностях их включения, шумах и перегревах, наблюдаемых в процессе работы автомобиля на линии. Учитывают также результаты внешнего осмотра (отсутствие подтеканий, деформаций и др.), данные о суммарных люфтах, о легкости переключения передач, повышенных шумах и вибрациях отдельных агрегатов и данные о механических потерях в трансмиссии, определяемые на стенде с беговыми барабанами [8, с. 174].

В качестве примера можно также привести степень охвата элементов грузовых автомобилей (8 т) диагностированием. Распределение отказов, по трансмиссии: диагностируемых отказов 55 %, и 45 % - недиагностируемых. Отмеченное положение, вкупе с субъективным характером контрольных работ, проводимых водителем в процессе ежедневного обслуживания, его манерой вождения, сведений, получаемых от водителя, многое объясняют в части существенных затрат при проведении воздействий по агрегатам трансмиссии.

Если представить себе «средний» автомобиль, то относительное распределение общего числа отказов на пробеге до первого капитального ремонта будет следующим: двигатель - 25, агрегаты трансмиссии - 23, тормозная система - 13, подвеска и электрооборудование - по 10, рулевой механизм - 5, передний мост - 3, прочие узлы и агрегаты - 11 %.

Первопричиной изменений состояния автомобиля является износ. Чтобы управлять процессом, прогнозировать его изменение, нужно исследовать зависимость износа от пробега в процессе эксплуатации. По автомобилям наиболее распространены износовые отказы, удельный вес поломок по автомобилю в целом составляет менее 8 %. К числу износовых отказов относят детали карданной передачи (97,6 %), сцепления (83 %), заднего моста (72,9 %) [7, с. 32].

Вероятность отказа агрегатов трансмиссии увеличивается не только по мере износа, изменения параметров, геометрической формы деталей рассматриваемого агрегата, но и других, последовательно с ним связанных. Из-за износа зубьев шестерен коробки передач увеличивается нагрузка и на остальные последовательно связанные с ней сопряжения узлов (крестовина шарнира, редуктор заднего моста и др.) и, наоборот, из-за износа сопряжений заднего моста, например, увеличивается нагрузка на сопряжения крестовины шарнира, на зубья шестерен коробки передач, диски сцепления и т. д.

При ухудшении технического состояния одного агрегата повышается интенсивность изнашивания других последовательно связанных с ним агрегатов, уменьшается пробег автомобиля до очередной замены или ремонта агрегатов. Поскольку техническое состояние агрегатов трансмиссии взаимосвязано, существует и взаимная зависимость их износа. По износу одного агрегата трансмиссии автомобиля можно судить об износе остальных агрегатов. Таким образом, изменение технического состояния любого агрегата трансмиссии зависит от технического состояния остальных, последовательно связанных с ним агрегатов.

Это характерное свойство отличает агрегаты трансмиссии от всех других агрегатов автотранспортных средств. Все сопряжения, за небольшим исключением, динамически нагружены, поэтому закономерность износа в процессе эксплуатации каждого из последовательно связанных сопряжений экспоненциальная.

На основе аналитического вывода о взаимном влиянии последовательно связанных сопряжений можно определять техническое состояние всех агрегатов автомобиля по изменению технического состояния одного из них, установить изменения наработки в зависимости от пробега автомобиля с начала эксплуатации, а следовательно, и расхода деталей, трудоемкости устранения отказа и других показателей состояния автомобиля [1, с. 99].

На нескольких предприятиях г. Магадана, автотранспорт которых осуществляет перевозку народнохозяйственных грузов по территории Магаданской области, собраны статистические данные по отказам агрегатов трансмиссии (60 автомобилей КамАЗ). В трансмиссию включены: сцепление, коробка передач, карданная передача, ведущий мост. Подконтрольная выборка непосредственно представлена этими автомобилями - объектами исследования.

Этапами исследования были: статистическая обработка распределения отказов агрегатов трансмиссии; определение и проверка закона распределения случайной величины; определение вероятности отказа и вероятности безотказной работы; определение характеристик потока отказов; применение графического метода определения оценок параметров распределения (метод Джонсона) [2, с. 60, 123].

Получены данные, приведенные ниже.
1. Основные вероятностные характеристики надежности агрегатов трансмиссии (табл. 1).

 
Таблица 1

Вероятностные характеристики надежности

2. Интенсивность отказов (табл. 2).

Таблица 2
Интенсивность отказов

3. Параметр потока отказов (табл. 3).

Таблица 3
Параметр потока отказов максимальный

 

4. Вероятность безотказной работы для первого отказа (для закона Вейбулла; формула, получена графическим методом определения оценок параметров распределения).
(1)
5. Основные вероятностные характеристики надежности агрегатов трансмиссии, полученные графическим методом определения оценок параметров распределения (табл. 4).

Приведенные ниже положения подтверждают специфичность экспоненциального распределения:

а) при экспоненциальном законе распределения вероятность безотказной работы не зависит от того, сколько проработало изделие с начала эксплуатации, а определяется конкретной продолжительностью рассматриваемого периода или пробега, называемого временем выполнения задания. Модель не учитывает постепенного изменения параметров технического состояния, например, в результате изнашивания, старения и т. д., а рассматривает так называемые нестареющие элементы и их отказы;

б) равенство среднего значения наработки на отказ и среднеквадратического отклонения. Из табл. 1 и 5 мы видим, что это действительно так, так как величины близки;

Таблица 4
Вероятностные харакристики надежности


 
Последние данные, конечно, расходятся с теми оценками, которые были приведены ранее (см. табл. 1). Однако они существенно близки, что говорит о достаточной точности расчетов.

Так, по данным НАМИ, наработка на первый отказ автомобиля грузоподъемностью 8 т составляет: сцепление - 42, карданная передача - 35, коробка передач - 77, ведущий мост - 110 тыс. км [4, с. 10].

Таблица 5

Среднее значение и среднеквадратическое отклонение экспоненциального распределения

в) постоянство и независимость от времени интенсивности отказов, а также соответствие средней наработке:

6. Коэффициент полноты восстановления ресурса (табл. 6).

В реальной эксплуатации грузового автомобиля в жестких условиях Северо-Востока действуют такие факторы, как: низкие температуры, перепады температур и влажности, горная местность, высокая доля грунтовых дорог, в связи с этим запыленность, - сложные дорожные условия и напряженные условия перевозок, перегруз транспортного средства, зачастую явные нарушения технической эксплуатации, выражающиеся в несвоевременной замене эксплуатационных материалов (перепробег, несвоевременное проведение ТО), применении несоответствующего или некачественного материала и т. д.

В результате случайного изменения нагрузки ее значение может превысить предельно допустимые нагрузки для механизма или детали, что и приведет к отказу (переход в другое состояние). Вероятность этого события не зависит от предшествующей работы, но она увеличивается, если конструкция недоработана, или при нарушении технологии изготовления или ремонта, что приводит к значительному сокращению предельно допустимого значения нагрузки (отказы возникают в результате внезапного случайного воздействия, превышающего допустимые значения).

Таблица 6

Коэффициент полноты восстановления ресурса

Величина коэффициента полноты восстановления ресурса агрегатов трансмиссии (см. табл. 6) говорит о недостаточном качестве производимых ремонтов. Его величина меняется от примерно от 0,5 до 0,65 (см. нижеприведенное положение).
Так, известно, что для грузовых автомобилей (8-14 т) наработка при последующих заменах деталей сцепления составляет до 53 % от наработки до первой замены, а для деталей карданной передачи - 63 %. Указанное уменьшение наработок объясняется, в первую очередь, низким качеством запасных частей и ремонта, а также износом базовых и сопряженных деталей в процессе эксплуатации [4, с. 11].

1. Данные табл. 1 и 4, особенно по средним наработкам на отказ четко согласуются с данными ведущих научно-исследовательских институтов (хср1 = 34,29 и 43,9 тыс. км).

На основании рассмотрения данной модели, имеем выводы [3, с. 70]:
- так как вероятность безотказной работы не зависит от общего времени работы системы, при экспоненциальном законе распределения времени безотказной работы данного элемента нецелесообразно прибегать к профилактическим мерам;
- экспоненциальный закон распределения времени безотказной работы элементов механической системы свидетельствует о конструктивном несовершенстве и плохом качестве изготовления и (или) ремонта, что необходимо использовать при оценке эксплуатационной надежности автомобилей.

Действие вышеперечисленных факторов ведет к возникновению внезапных аварийных отказов и объясняется частичной заменой только отказавших деталей при значительном сокращении надежности других, особенно сопряженных, использованием зачастую запасных частей и материалов худшего качества, чем при изготовлении АТС; низким технологических уровнем работ (особенно по ведущему мосту и коробке передач).

Необходимо указать на то, что предприятиям (АТП), эксплуатирующим данные автомобили (в данном случае автомобили семейства КамАЗ), необходимо повышать организационный и технологический уровни работ, повышать квалификацию персонала (ИТР, водители, слесарный состав), увеличивать фондовооруженность производства (менять устаревшее оборудование, повышать качество работ и т. д.), жестко соблюдать правила технической эксплуатации автомобилей.

 

Библиографический список

1. Авдонькин Ф.Н. Теоретические основы технической эксплуатации автомобилей: учеб. пособие для вузов / Ф.Н. Авдонькин. - М. : Транспорт, 1985. - 215 с.
2. Гурвич И.Б. Эксплуатационная надежность автомобильных двигателей / И.Б. Гурвич, П.Э. Сыркин. - М. : Транспорт, 1984. - 141 с.
3. Кузнецов Е.С. Техническое обслуживание и надежность автомобилей / Е.С. Кузнецов. - М. : Транспорт, 1972. - 224 с.
4. Лукинский В.С. Долговечность деталей шасси автомобиля / В.С. Лукинский, Ю.Г. Котиков, Е.И. Зайцев; под общ. ред. В.С. Лукинского. - Л. : Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1984. - 231 с.
5. Резник Л.Г Эффективность использования автомобилей в различных условиях эксплуатации / Л.Г. Резник, Г.М. Ромалис, С.Т. Чарков. - М. : Транспорт, 1989. - 128 с.
6. Решетов Д.Н. Надежность машин: учеб. пособие для машиностр. спец. вузов / Д.В. Решетов [и др.]; под ред. Д.Н. Решетова. - М. : Высш. шк., 1988. - 238 с.
7. Ротенберг Р.В. Основы надежности системы водитель-автомобиль-дорога-среда / Р.В. Ротенберг. - М. : Машиностроение, 1986. - 216 с.
8. Техническая эксплуатация автомобилей: учебник для вузов / под общ. ред. Е.С. Кузнецова. - М. : Транспорт, 1991. - 413 с.

Вестник Северо-Восточного государственного университета
Магадан 2013. Выпуск 20

Категория: Техника. Технические науки | Добавил: x5443 (09.09.2016)
Просмотров: 117 | Теги: КАМАЗ | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
...




Copyright MyCorp © 2016