Григоров Виктор Иванович. Повышение безотказности транспортных средств при использовании в сельском хозяйстве за счет диагностирования подвески : на примере автомобиля КАМАЗ

Краткое описание

Григоров Виктор Иванович. Повышение безотказности транспортных средств при использовании в сельском хозяйстве за счет диагностирования подвески : на примере автомобиля КАМАЗ : диссертация ... кандидата технических наук : 05.20.03 / Григоров Виктор Иванович; [Место защиты: Волгогр. гос. с.-х. акад.].- Волгоград, 2010.- 181 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/1555

Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия

авах рукописи
ГРИГОРОВ Виі#ор Иванович

и^иїиОіі?:?
ПОВЫШЕНИЕ БЕЗОТКАЗНОСТИ ТРАНСПОРТНЫХ
СРЕДСТВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ В СЕЛЬСКОМ
ХОЗЯЙСТВЕ ЗА СЧЕТ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ
ПОДВЕСКИ
Специальность 05.20.03 - Технологии и средства технического обслуживания
в сельском хозяйстве
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель - доктор технических наук, профессор А.Г.Жутов
Волгоград 2010

СОДЕРЖАНИЕ
стр.
ВВЕДЕНИЕ 4
1. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПО ПОВЫШЕНИЮ
НАДЕЖНОСТИ АВТОМОБИЛЕЙ 6
1.1. Особенности надежности автомобиля 6
1.2. Показатели надежности 7
1.3. Законы распределения случайной величины 10
1.4. Классификация отказов автомобиля 12
1.5. Технологические средства повышения безотказности автомобилей КАМАЗ 14
1.6. Надежность автомобилей 16
1.7. Испытания автомобилей на надежность 20
1.8. Испытания подвески на надежность 22
1.9. Необходимость проведения диагностирования автомобилей 25

1.10. Диагностирование автомобиля 27
1.11. Классификация методов диагностирования подвески
автомобиля 34
1.12. Диагностирование подвески автомобиля 3 6
1.13. Контролепригодность автомобилей к диагностированию 3 8 Выводы по первой главе 40 Задачи исследований 41
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 42
2.1. Диагностирование передней подвески автомобиля КАМАЗ с помощью амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) 42
2.2. Диагностирование задней подвески автомобиля КАМАЗ 47
2.3. Определение стратегии диагностирования подвески автомобиля КАМАЗ 53
2.4. Вероятность возникновения отказа 58
Выводы по второй главе 61
3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 62
3.1. Планирование наблюдений 62
3.2. Метод сбора эксплуатационной информации 64
3.3. Методы определения показателей безотказности 67
3.4. Методика лабораторных испытаний автомобиля КАМАЗ 71

3.4.1. Объект испытаний и оборудование для диагностирования 71
3.4.2. Диагностирование подвески автомобиля КАМАЗ 74
3.4.3. Экспериментальное определение вертикальных ускорений 77 автомобиля КАМАЗ
Выводы по третьей главе 85
9~

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 86
4.1. Показатели безотказности двигателя автомобиля КАМАЗ 86
4.2. Показатели безотказности трансмиссии автомобиля КАМАЗ 91
4.3. Показатели безотказности тормозной системы автомобиля
КАМАЗ 96
4.4. Показатели безотказности рулевого управления автомобиля КАМАЗ 99
4.5. Показатели безотказности электрооборудования автомобиля КАМАЗ 102
4.6. Показатели безотказности шасси автомобиля КАМАЗ 104
4.7. Показатели безотказности автомобиля КАМАЗ 108
Выводы по четвертой главе 111
5. АДЕКВАТНОСТЬ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
УЛУЧШЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ БЕЗОТКАЗНОСТИ 112
5.1. Проверка соответствия теоретического и фактического
распределений вероятности безотказной работы 112
5.2 Адекватность теоретической и экспериментальной АЧХ 113
5.3. Адекватность стратегии диагностирования подвески заводским
рекомендациям 114
5.4. Коэффициент технического использования автомобиля 115
5.5 Экономическая эффективность 116
Выводы по пятой главе 122
Общие выводы 123
Литература 125
Приложения 138

Введение
Большая часть перевозимых сельскохозяйственных грузов обеспечивается автомобильным транспортом. Это связано, в первую очередь, с большими территориями при возделывании сельскохозяйственных культур, бездорожьем, а также достаточно низкой, по сравнению с другими, себестоимостью перевозимых грузов. Наиболее распространенным средством для транспортировки этих грузов являются автомобили КАМАЗ. Они имеют достаточную грузоподъемность, обладают повышенной проходимостью, высоко маневренны. Согласно статистическим данным из 11800 автомобилей КАМАЗ, работающих в Волгоградской области, 7200 заняты перевозкой сельскохозяйственных грузов.
Автомобиль состоит из агрегатов, узлов, систем, деталей и может находится в состоянии работоспособности или неработоспособности. Работоспособность определяется надежностью автомобиля, то есть свойством, состоящим из безотказности, ремонтопригодности, долговечности и сохраняемости.
Безотказность — это свойство автомобиля непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого пробега.
Вероятность безотказной работы автомобилей закладывается при проектировании и изготовлении, а реализуется в процессе эксплуатации и ремонте.
Важной задачей при исследовании является определение уровня безотказности в условиях реальной эксплуатации и сравнение ее с уровнем заложенным при конструировании и производстве.
Для поддержания автомобилей в работоспособном состоянии необходимо знать отказы узлов и деталей, способы ремонта.
Информация полученная об отказах автомобилей при их эксплуатации дает более полное и достоверное представление о показателях безотказности, так как составленная математическая модель не в состоянии учесть множество факторов, приводящих автомобиль в неработоспособное состояние.
4

Имеющиеся научные и методические разработки по безотказности, как одному из свойств надежности, недостаточно полно учитывают влияние конструкторско-производственных, эксплуатационных факторов и их влияние на повышение надежности автомобилей.
Одной из важных систем автомобиля, обеспечивающих безотказность движения, надежность работы автомобиля является подвеска.
По оценке ведущих специалистов в области эксплуатации транспорта работа с неисправной подвеской снижает долговечность автомобиля более чем в 1,5 раза. Неисправная подвеска вызывает также увеличение вертикальных и угловых ускорений, резкие толчки и удары кузова о подвеску.
Работа с неисправными подвесками ухудшает управляемость, устойчивость автомобиля и снижает безопасность его движения.
Вследствие вибрации рамы нарушается соосность двигателя и коробки передач автомобиля, ослабляются крепления корпусных деталей.
Из всего сказанного следует, что диагностирование подвески имеет большое значение в повышении надежности автомобилей и особенно большой грузоподъемности типа КАМАЗ.
Проблеме повышения безотказности автомобиля КАМАЗ посвящена настоящая работа.

Список литературы

Общие выводы
1. Получены аналитические зависимости амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) вертикальных ускорений автомобиля КАМАЗ над передней осью и построен график, который используются как эталонный для сравнения с АЧХ диагностируемого автомобиля.
2. Разработана математическая модель свободных затухающих колебаний кузова автомобиля КАМАЗ на задней балансирной подвеске и построена характеристика этих колебаний, по которой определяется максимальная амплитуда и ее уменьшение за один период.
3. Выполнены сравнительные экспериментальные исследования колебаний автомобиля КАМАЗ с целью получения АЧХ ускорения над передней осью. Расхождения теоретической и экспериментальной АЧХ с исправным амортизатором составляет 5...6%. Теоретическую АЧХ можно использовать как эталонную при диагностировании подвески.
Отклонение амплитуды АЧХ вертикальных ускорений передней части автомобиля на 20% от теоретической следует считать предельно допустимым.
4. Условная стрела прогиба исправной задней подвески равна 550 мм.,
а предельное ее значение - 500 мм.
Для исправной передней подвески условная стрела прогиба равна 540 мм., а предельно допустимая ее величина— 500 мм.
Разница в прогибах передних и задних рессор составляет 10 мм., что соответствует техническим требованиям на подвеску автомобиля КАМАЗ.
5. Выбраны показатели диагностирования подвески, которые можно определять без разборки - это условная стрела прогиба и АЧХ вертикальных ускорений.
6. Теоретически разработана оптимальная стратегия диагностирования подвески. Периодичность диагностирования следует проводить через 13360 км. пробега, расхождение с заводскими рекомендациями составляет 7%.
123

7. Построены графики и проанализированы количественные показатели безотказности — полигон распределения отказов, гистограмма параметров потоков отказов и вероятность безотказной работы. При пробеге в 100 тыс.км. наработка на отказ двигателя, трансмиссии, тормозной системы, шасси, электрооборудования и механизма подъема платформы составили соответственно: 3700; 2170; 2170; 1690; 5000; 5000 км. Наработка на отказ всего автомобиля — 413 км. — это при обычной эксплуатации без диагностирования.
При диагностировании подвески, в результате чего автомобиль эксплуатировался с исправной подвеской, увеличилась наработка на отказ, повысилась вероятность безотказной работы при разных интервалах пробега в среднем на 13... 16,5%, коэффициент технического использования увеличился с 0,92 до 0,94. Собранная информация обеспечила оценку и анализ безотказности с доверительной вероятностью 0,95 и относительной погрешностью 0,05. Суммарный годовой экономический эффект на один автомобиль составляет 31391 руб.
124

Список литературы
1. Аринин, И.Н. Техническая диагностика на предприятиях автомобильного транспорта. /И.Н. Аринин. -Ярославль: изд., 1974. - 141 с.
2. Аронов, И.З. Оценка надежности по результатам сокращенных испытаний. /И.З. Аронов, Е.И. Бурдасов. -М.: Стандарт, 1987.
3. Ахмад Джафар. Повышение эксплуатационной надежности восстанавливаемых коленчатых валов автомобилей: автореф. дис.канд. техн. наук: 06.09.04 /Ахмад Джафар. -Минск, 2001. -19 с.
4. Базовский, И.Н. Надежность. Теория и практика. /И.Н. Базовский. -М.:Мир, 1965.-210 с.
5. Балакина, Е.В. Диагностический датчик АБС. /Е.В. Балакина, В.В. Колесников //Материалы междунар. иаучн.-практич. конференции 8-11 октября 2002 г /ВТУ, Волгоград, 2002. - С. 253-255.
6. Басков В.Н. Повышение надежности автомобиля использованием рационального измерителя процесса эксплуатации: автореф. дис...д-ра тех.наук: 02.09.01 /Басков Владимир Николаевич. -Саратов, 2004. -39 с.
7. Безверхий, С.Ф. Показатели долговечности автомобилей. /С.Ф. Безверхий и др.//Автомобильная промышленность. -1982, №9. -С. 13-15.
8. Болдин, А.П. Методика определения оптимальной периодичности проведения диагностики автомобилей. /А.П. Болдин, В.М. Власов. //МАДИ. Сб. трудов. Техническое обслуживание автомобилей. Вып. 60. МАДИ -М., 1973. - С. 8-14.
9. Болтин, В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. /В.В. Болдин. -М.: Машиностроение, 1984. -250 с.
10. Борисов, Ю.С. Выбор коэффициентов вариации ресурсов при прогнозе усталостной долговечности деталей. /Ю.С. Борисов, Р.В. Кузель //НАТИ. Сб. трудов. -Вып. 241. /НАТИ. -М., 1995. -С.43-47.