автореферат диссертации по транспорту, 05.22.10, диссертация на тему:Повышение качества ремонта автомобильных двигателей технологическими методами с использованием комплексного подхода

рг Б ой

- 2 m

МОСШЕСКИЙ ГОСУЗИРСТЕгННШ АЕТОМОБИЛЬШ-ЯОРОННЫЯ ИНСТИТУТ С Т23ЕИ=2СНШ УЗГВЕРСИТЕТ)

.•а правах рукописи

АГАШЕ ОЛЕГ ВАСИЛЬЕВИЧ

ПСВЬЕЕШ КАЧЕСТВА Г2ЮНГА АЗТОЮБКЛЬЕЫХ ЛЕКГДТЕЛЕЙ ТН^ЮГИЧККт MET05AMÍ С ЯСтЛьЬ0В.«3-1ЕМ КОМШЕКСНОГО ТШЮЗА

05.22.10 - Эксплуатация азгомоСкдгнсго транспорта

i 3 ! О ? ¿ S ï ? A Ï

SKCsptaiBK на соискание ученой степени каклклага ге.тничесхтс наук -

Ч

\

Москва - 1594

JaSста агзгнека з Мгсмззежм государственном азтомобша-зо-гсрсжнс-м лнстзгг—г ( тегс-ягчгскэ.« университете;.

.-кучный руководитель - доктор техническая каук,

профессор йхтеринский Л. В.

оппонент- - лектор те:с~кч5ск:;2 наук, профессор дажтн В. Г.

- кандидат T£ï:-:îi48c:-'_i:i наук, лс-iísht . Левин В. И.

организация - Г'с-сугарсгвэнннй научно-ясс-гелс-затель-OKtó ;->:ссисут агтсмойкдгЕого транспорта СЕИйАТ)

j3t3îte оостоегсн

"il."

кого совета

.1295

час. Mbc-

на cBCssaKKK .ОЕЭииалиэирозанного Совета К 053, SO. 09 ВАК 2 козском гбоударстзенком азто^Сигако-дорожном институте (,т ерническом ук::в5рс::тего} по алресу: 125829. Москва, A-Sí'9.' Ленинградский лрсor., 54. ауд. .

О дкссертазгай ознакомиться s библиотеке института.

Отзывы з екэемпднраг с псдпксьг:, заверенной печатью, просим ••гпрЕзляп в адрес спеш!алкгкрсванногс совета.

Телефон для справок: 155-03-55. ч

Автореферат pasco;

HS

1594 r.

Ученн?. секретарь сиеииалкгирсваннсгс совета канлкдас т52Н1ГЧ5скии наук. допект

^асоз В. ií.

- 1 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Высокое качество продукции является . одним иг главных ¿актеров 1сонкуректоспосо0костк производства, стабильности зксйокики и' благосостояния г раздан.

Проблема повышения качества капитального ремонта автомобильных двигателей носит комплексный характер, затрагивая сферы производства ремонта и использования отремонтированной продукции. , 'достигнутый сьгодня уровень культуры производства и соответствующего ему сервиса в эксплуатации предопределил круг sa-лач. связанных с обеспечением требуемого ресурса двигателя при жЕикальгах трудоемкости и стоимости выполняемых ремонтов.

Наряду со значительными трудозатратами, результаты реадиза-пии технологии КР двигателя характеризуются неоднородностью качества деталей, что приводит к повышенным потерям от недоис-польсозакия их ресурса, а в условиях дефицита и высокой стой- 4 мости с?.пзсных частей, при отсутствии услут АРП по восстановлению отказавших злемеятоз вне комплекта с двигателем - к преждевременной сдаче последних в очередной КР. Как следствие -спикзн>:э гф&екгизности ремонта и недополучение прибыли АРП, увеличение :;здержэк АТП на поддерзкание работоспособности двигателя, повьтзние тарифов на траяспортныэ услуги и цен на пере во-

oViMbic 'TOBSUbL " * 4 " * »• •

Ревекке стснеих задач предполагает проведение исследования качества КР двигателей с прогнозированием otiihsdb и построением структуры ремонтов з эксплуатации, что позволит дать интегральную оценку результатов мероприятий по совериэяствовапию технологии КР и обосновать целесообразность принимаемых решений при модернизации производства.

Актуальность настоящей работы состоит в раскрытии резервов повышения качества двигателей за счет увязки совершенствуемой технологии К? со структурой ремонтов в эксплуатации.

Целью диссертации является разработка ызтодики интегральной оценки качества двигателей при совершенствовании технологии их капитального реконта.

Дая достижения поставленной цели, в процессе исследований • резались'следующие задач!'.:

1. Формирование подхода к оценке качества двигателей.

2. Разработка частных методик:

- прогнозирования ресурса деталей и узлов двигателя по интенсивности изменения технологических параметров с учетом влияния

между ниыз;

- расчета похерь от недоиспользования ресурса составных частей двигателя;

- построения рациональной структуры ремонтов двигателя в эксл- " луатации. " ".

3. 'Проведение экспериментальных исследований, иллюстрирующих применение разработанных частных методик на примере прогнозировала результатов технологических мероприятий по повышению качества репонта механизма газораспределения (ГРМ) двигателей ЗИЛ-130.

4. Оценка экономической эффективности предлагаемых мероприятий.

5. Разработка алгоритма совершенствования технологии капитального ремонта двигателей.

Методы исследований: В работе использованы методы исследования операций и математической статистики, основы теории вероятностей. ,

Научная новизна работа- предложен инженерный подход к оценке качества капитально отремонтированных двигателей;

- получека формула вероятности, возводящая прогнозировать отказы двигателя по известным распределениям отказов его злемен-. тов;

- разработана методика расчета потерь от недоиспользования ресурса составных частей.двигателя;

- разработана методика прогнозирования наработок деталей и узлов двигателя до пределного значения лимитирующих параметров с учетом влияния на интенсивность юс изменения со стороны прочих параметров.

Область применения предлагаемой методики оценки качества двигателей ограничена подходом, к прогнозированию результатов реализации технологических вариантов формирования параметров деталей и узлов с точки зрения возникновения постепенных отказов. В этой связи, преимущественным ее назначением является оценка эффективности, мероприятий по совершенствованию процессов: очистки, дефектации, восстановления деталей й сборки.

Практическая ценность. ' Разработанная методика позволяет сформировать рациональную технологию КР автомобильных двигате-. лей, обеспечивающую получение максимального экономического эффекта.

- Реализация результатов работы. Результаты выполненных исследований вошли а рекомендации по оценке эффективности технологических мероприятий, направленных на повышение качества' КР двигателей • • на заводе "APEi.E-2Разработанная методика прогнозирования отказов двигателя принята к использованию в научных исследованиях ГОСНИТИ.

Программное обеспечение. Для выполнения расчетов по предлагаемых частных« методикам к работе прилагается набор программ, составлениях на языке GW BASIC.

Апробация работы. Основные результаты исследований были представлены и обсуждены на отраслевой научно-технической конференции, проходившей в Московском азтомобильно-дорожном институте з 1338 году, а такие па заседаниях кафедры "Производство и ремонт автомобилей и дорожных машин" МАДЙ в 1989,1890,1393 гг.

Публикации. По материалам диссертации депонировано три, статьи обЕим объемом 17 страниц.

На затпкту выносится: методика интегральной оценки качества двигателей.

Обь^м работы: диссертация состоит из введения, четырех глав, списка использованной литературы и приложений. Работа содержит 210 страниц, з том числе: 120 страниц машинописного текста,■• 24-рисунка, 23 таблиц,-59 страниц приложений и список ли-. тератуоы (153 наименования}.

3 первой глаз? рассмотрено состояние вопроса, изложена идея комплексного подхода к проблеме качества ремонта автомобильных двигателей, сформулированы цель и задачи, составлена общая методика исследований.

Во втоиой главе представлены: постановка задачи и условия расчетов для интегральной оценки качества двигателя; частный методик:-;, используемые при прогнозировании результатов технологически етропрткткй; алгоритм совершенствования технологии капитального ремонта двигателей. - ;

■ В третьей глазе приведено обоснование выбора объекта исследования, изложены задачи," структура и порядок проведения экспериментальных исследований, представлены результаты построения структурной схемы - ГРМ и выбора номенклатуры микрометрируемых. параметров двигателя.

Четвертая глава посвящена обработке экспериментальных данных, разработке и технико-экономической оценке результатов технологических мероприятий по повышению качества ремонта механизма газораспределения двигателя ЗИЛ-ISO с использованием предло-

зенных частных методик.

В прилозаниях приводятся результаты рекламационного анализа и ыккроматраза двигателей 25ÜI-120, поступивших в очередной KP; результаты■расчёта•ошибок механизмов; результаты'прогнозирования наработок деталей и узлов двигателя до предельного значения лаширугащос параметров' и аппроксимации полученных распределений по закону Еейбуяла; результаты вычисленияуравнений множественной- регрессии, связывающих исследуемые-параметры ITH; справочные материалы к расчету экономической эффективности предлагаемых мероприятий; программное обеспечение работы.

Экспериментальные исследования проводилась на авторемонтном заводе "APElß-1" г. Москва

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТН Наибольшая эффективность мероприятий, направленных на повышение качества продукции авторемонтного производства, достигается при реализации комплексного подхода к их разработке.

■Идея комплексного подхода имеет две стороны. Первая предполагает совместное рассмотрение различных этапов технологического процесса ремонта как совокупности технологических вариантов формирования параметров, определяющих геометрические размеры и физико-механические свойства деталей, ошибки механизмов-двигателя. Каждому технологическому варианту соответствует набор технологических факторов, ' представляюЕзк методы и способы ремонта, тип применяемого оборудования, материалы и т. д. Результаты реализации технологических вариантов оцениваются показателями качества деталей"и узлов по наработкам до предельного значения лимитирующие параметров и затратам на ремонт.

Вторая сторона комплексности состоит в обеспечении сбалансированности реализуемой технологии КР и рациональной структуры ремонтов в эксплуатации, посредством увязки формируемых показателей качества элементов двигателя с показателями эффективности его использования. В основа данной увязки лежит анализ потерь от недоиспользования ресурса составных частей двигателя.

■Предпосылками дет реализации- первой стороны-идея комплексу яости послужим работы трех направлений: оптимизация процессов технического контроля, выбор рациональных вариантов восстанов--ления деталей и обоснование.норм точности ремонтируемых изделий. В основу данных работ положен принцип'получения оптималь-

него сочетания показателей производственного качества, формируемые на том или ином зтапе ремонта, обеспечиззЕпзх заданный трззеаь поуребктбдьсяого качества, с. минимальны!®! изгвржкзми...

Что касается второй стороны комплексности, то ргбатой. зк-кумулкрутсиэй " опыт раке? выполненных исследований врофессоров , • Кузнецова Е. С., Крамарекко Г. 3. , Шейнина А. М. является методика проф. Ззмина К. 3. построения структуры ремонтов двигателей з эксплуатации, которая в настоящем исследовании дополнена учетом кэлеяе-гкл полей рассеивания наработок до отказов элементов.

3 едзвм задача совершенствования технологии К? двигателей жиет быть сформулирована сле-душим образом. Пусть имеется совокупность элементов двигателя и множество параметров, определявших 13 техническое состояние, формируемых прз КР. Требуется -дать интегральную опенку качества двигателя с использованием показателей качества летеаей узлоз по формируемым параметра!/.. оценить значимость элементов лвкггтёля, разработать технологические мероприятия, дать прогнозную оценку результатов реализации мероприятий и выбрать наиболее зйфекткнпзе из них, збеспечизззспие максимальную величину экономического эффекта за расчетный период.

Яятеграл^-ная опенка качества двигателя произведена с использование:,: котетлексяого "показателя П, разного:

И = I / (Зкр + Згр), тыс. км/'руб 4 (1)

где I. - послеремонгнзя наработка двигателя, тыс. гая Зкр - затрат;« ка КР, руб: Згр - сумма затрат на ТР при наработке Ь, руб.

Комплексный показатель качества рассчитан для дзух случаев:

1. При средней'межремонтной наработке двигателя 46,4 тыс. км (по"ланка: АГП г. йзекзы), себестоимости КР - 187,0 вуб и затра- • х:ч1: кг проведение ТР равных нулю (все стоимостные показатели глесь и далее в пенах 1990 г.).

2. Зрк .реализации структуры ремонтов, обеспечиагзтаэй средник; мрузззизеткгз наработку двигателя не нике ЗОН' 2&ремонтного срока сл7зйн С 0,6*155, 3=122 тыс. км) к предусматривавшей газ.:с-ну накошенных злэмгнтов восстановленными.

- ■ Зля случал. 1, при Зкр = 187,0 руб, Я = 0,248 тьс.км/руб'.

Зля случая 2 расчет комплексного показателя качества выполнен в результате "построения структуры ремонтов и • калькуляции затрат на устранение случайных отказав .двигателя.

ЗЪеллота:-—=й в работе подход проиллюстрирован -на примере опенки эффективности мероприятий по повышению качества' ремонта

- б -

механизма газораспределения двигателя ЗШМЗО, выполненной с использованием разработанных частных методик.

Обоснованием выбора объекта исследования послужили результаты .анализа причин .рекламационных отказов, двигателей, отремон-. тированных на заводе "AFEK3-1", свидетельствующие о том, что в 25 7. случаев предъявлены претензии к качеству ремонта ГРМ.

По результатам ранее выполненных исследований построена структурная схема ГРМ, устанавливающая связь между: диагностическими показателями работы двигателя - показателями работоспособности ГРК - параметрами деталей и узлов двигателя.

При построении схемы осуществлялось группирование параметров по признаку предельности: - — -

1 группа - параметры, вызывающие отказ двигателя при достижении предельного значения.

2 группа - параметры, оказывающие влияние на интенсивность изменения первых.

С использованием построенной.структурной схемы определена номенклатура исследуемых параметров, по которым произведен необезличенный микрометраж 10 двигателей, поступивших в очередной КР. Ш результатам ыжрометража выполнен расчет ошибок, лимитирующих ресурс следузодих элементов: клапанного механизма (ГЦ), распределительных шестерен (РШ), коленчатого вала с вкладышами (КБ-ВЯЛ) и распределительного вала со втулками (РЕ-ВТ).

Для, оценки предельных значений ошибок, или параметров 1-й группы, а также прогнозирования наработок перечисленных элементов, и сопряжений гильза - поршневые кольца (Г-ПК) до предельного, значения лимихируквдх параметров, в настоящем исследовании использован подход, предложенный проф. Дахиным В. Г.

В результате обработки статистических данных о причинах отказов отремонтированных двигателей ЗИЛ-130 определялись вероятности Кет отказов элементов (табл. 1).

Таблица 1

Статистические вероятности отказов элементов при выхода двигателя ЗИЛ-130 в очередной КР

Наименование механизма (узла, детали) Fct

Коленчатый вал с вкладышами, _ >.(еханизм газораспределения (кроме РШ) ¡илиндро-поршневая группа злок цилиндров -'аспоеделктельные шестерни jiaryH - 1рокладки и РТК as&ss&s ооооооо

Ко совокупности реализация параметров контрольной выборки двигателей оценивались предельные значения, при которых вероятности отказа соответствующих элементов не превышали заданной доверительной величины Гст."

Прогнозирование наработок элементов до предельного значения лимитирующее параметров осуществлялось в следующей последовательности. Сначала, рассчитывалось среднее исходное значение параметра Уо и определялась средняя интенсивность V изменения параметра У для каждой его реализации при заданной наработке Ь двигателя.

V = (УСи - Уо)/Ь ' (2)

Затем, прогнозировалась наработка 1л до предельного значения параметра Упред.

1л = (Упред - Уо)/V (3)

Полученные распределения прогнозируемых наработок аппрокси- 4 мировались по закону Вейбулла (табл. 2).

Р(1) = 1 - ЕХР(-(Ь - Ьо)"А/В), (4)

где Г(и - вероятность предельной реализации параметра на нара--Оогкй Ь; А,В - параметры закона Еейбулла; Ьо - начальная наработка, тис. км.

Погрешность К прогнозирования средней заработки 1лз определялась по .формуле:

Н = (Тр-2 * 0/Ю"0,5, " (5)

где Тр - показатель достоверности (для доверительной вероятности ?-0,9 Тр=1,64); 0 - дисперсия наработок; N - сбьем.зыборки.

Для прогнозирования отказоз двигателя и его элементов получена 'формула, з соответствии с которой вероятность Рдв( Л отказа двигателя на 1-м интерзале наработки равна:

И

ГдвСЛ -ЕПКи). (6)

1=1

где Рг(1Л) - вероятность комбинации событий, состоящих в 'предельной реализации 1-го параметра, непредельных реализациях 1,...,(1-1)-го параметров на ,1-м интервале наработки и безотказной работе дветате:_ч на предыдущих интервалах.

Обшая формула лля расчета вероятностей Гг( 1Л). на' примере ' Я-го слагаемого выражения (5), имеет зад;

5-1 5-1

•ггСН,2) = Р(Н,2)*{1-^ Рг( 3,3)-Е Рдв(^)/(1- Е Р(ЫЛ)), (7) 1=1 >1 1=1

где Г(Н;5) - вероятность предельной реализации М-го параметра на З-м интерзале наработки двигателя, при условии непредельности прочих параметров (рассчитывается по результата!,« прогнозирования ■ наработок до предельного значения-рассматриваемого . пара' метра). г

„ ^ . Таблица 2 Результаты аппроксимации по закону Вейбулла распределений прогнозируемых наработок деталей и узлов двигателя ЗИЛ-130 до предельного значения лимитирующих параметров

Элемент

, 1Ьваметр , (обозначение)

Упред

Уо,

Ю, (ЬЛБ, | Н, ■¡■ь;с. ку

ГЦ

1. Перекос осей выпускного клапана ^с^дла, град.

2. Зазор в сапожник выпускной клапан-направляю-— втулка, мм

3. Смеяение осей выпускного клапа-ра^и седла, мм

4. Перекос осей впускного клапана и с^дда, град.

5. Зазор в сопряжении зпускной кла-пан-направлявдая ^^ка, мм -

6. Смещэние осей впускного клапана и^одла, мм

0,45 0,04 1,65 241,6 27,0 51,.9 2,8

0,36. 0,11 1,65 412,1 28,0 62,4 3,9

0,24 0,09 1,6 262,1 28,0 57,1 3,4

0,36 0,03 1,91 1207,0 25,0 61,4 3,6

О,'36 0,09 1,58 402,5 34,0 74,0 4,7

0,24 0,08 1,5 196,1 34,0 64,5 3,7

РШ

7. Сметание осей вращения газораспределительных 1рес|ерен, мм

8. перекос осей воашзния газораспределительных цё стерев, град.

0,69 0,50 1,8 1126,4 40,0 84,1 13,2

0,136 0,005 1,71 1336,1 35,0 95,0 18,7

КВ-ВКЛ

9. Зазор в сопряжениях коренные шейки коленчатого ^ала-вкладьши, мм

0,20 0,08 1,8 474,9 46,0 73,3 8,1

РВ-вт

10. Зазор в сопряжениях опорные шейки распределительного вала-улки, мм рв)

т

0,17 0,06 1,98 400,6 63,0 81',3 6,9

Г-ПК

11. Радиальный износ 1-го компрессионного кольца,

1,0 0 2,3 9385,4 40,0 88,6 6,6

А

Пзгрезгасть Ндв прогнозирования отказа двигателя рассчиты-аалась по формуле:

Ндв = Е £ HC I) * №(J) * F(I,J)/E F( I, J) (8)

J I .......I .......

.Для расчетов по формулам (Б),(7),(8) составлена программа, к с использованием исходных данных, померенных в табл. 2, выполнен прогноз средних наработок на отказ клапанного механизма (39,3 тыс.км) и распределительных шестерен (71,9 тис.км),- оценены погрешности прогнозирования, составившие, соответственно, 3,5 и 15,7 тыс. kv.

Ака-гогичпиэ расчету выполнены для двигателя, средняя ожидаемая наработка до 1-го отказа которого равна 39,0 тыс. км с погрешностью -а,2 тыс. км.

Сроки проведения последующих ремонтных воздействий прогнозировались с учетом номенклатуры заменяемых элементов, экономя-ческзя нелесообразность совместной замены которых оценивалась по критерии

Зэ - Q2(T) > 0, (9)

где Зэ - гкокоыьа от снижений трудоемкости ремонтов при .совместной замене элементов, руб.;. Q2(T) - потери 2-го вида от недоиспользован:.:? ресурса 7-го элемента, вследствие отказа прочих, руб. - _ . . ;

Q2(Т) = (1_ззл(Т) - Сгдв(Т)). -а 1(7)', (10)

где ЬгздСП - средняя прогнозируемая наработка до отказа Т-гс элемента, тыс. км; Ьгдв( Т) - средняя наработка до отказа двигателя, —рк дрлу.чэнки о безотказной работе Т-гс элемента, тыс. км; Z(T) - стоимость 1-го элемента по калькуляции затрат кз 125, отнесенная к прогнозируемой наработке до его отказа, руб/тыс. im.

К

Lteb(T) = Е Ls(J) * Ггдв(ТЛ), (11)

J=1

где L3(J) - середина J-ro интервала 'наработки двигателя, тыс. км ■ Вероятность отказа двигателя Ггде(ТЛ) на j-м интервале наработки, при дот/шении о безотказной работе 1-го элемента, рассчитывалась по формуле, аналогичной (6):

5'

Гглз(Т,J) Fr3*(G,J), при Б-Т -> Ргэл(ЕЛ)=0 -(12)

где Ргзл(Б,1) - вероятность комбинации событий, состоягшгх в отказе G-ro элемента, безотказной работе 1____,(G-l)-ro элементов

на J-м интервале наработки и безотказной работе двигателя на предыдущее интервалах.

После каждого ремонтного воздействия, связанного с компенсацией износа в сопряжениях: КВ-БКЯ, РВ-В7 и Г-Ш,-. прогнозировался остаточный ресурс Loct с учетом соотношения. R интенсив- . ностей изнашивания сопрягаемых деталей.

Loct = Ьээл - La /(R + 1)", ^ (13)

где Ls - наработка с момента последней замены одной из сопрягаемых деталей, тыс. км.

Для прогнозирования очередного отказа двигателя после произведенной замены, определялась новая начальная наработка Loh уравнения закона Вейбулла (4) для данного параметра по формуле:

Loh = LsflB + Lo - (Lssi - Loct), (14)

где LsflB - средняя прогнозируемая наработка до предыдущего от-кага двигателя, тыс. км.

Исходные данные и результаты прогнозирования отказов двигателя по разработанной программе, • с учетом номенклатуры заменяемых при кавдом ремонте элементов, представлены в табл. 3. *

После калькуляции суммарных затрат на капитальный и текутщге ремонты при средних наработках на отказы двигателя, в результате расчетов по формуле (1) осуществлялось построение функции -комплексного показателя качества двигателя от-наработки, определялся ее максимум и соответствующий этому максимуму средний межремонтный ресурс (рис.1).

Для оценки значимости элементов двигателя разработана методика расчета потерь 1-го вида Q1(T) от недоиспользования ресурса составных частей двигателя вследствие отказа Т-го элемента.

5

Q1(U = (Lnm(T) - lsäb) * (Е Z(G) - Z(T)), (15)

ß=l

где 1^дв - средняя прогнозируемая наработка на отказ двигателя, тыс. км.

'Для определения величины потерь Q1 и Q2 составлена программа, результаты расчетов по которой (табл 4) свидетельствуют о том, что наиболее значимым элементом является клапанный механизм, имешяй наибольшую величину потерь 1-го вида.

/¿следования состояния ремонтного-фонда, проведенные на заводе "APSE-l", показали, что 42Х клапанных пруяин, 311 штанг толкателей, 37% сопряжений головка шипшдтх;в - седло выпускного клапана не отвечает предусмотренным норштзгвайг по следующим па-

Таблица 3

Исходные данные и результаты прогнозирования отказов двигателя

б Элемент двигателя Обозначение лимитирующего параметра Показатели уравнения •• закона-Вейбудла - 1ост, тыс. км

ион,тыс. км А В

1-й отказ|39,0 тыс.км Замена ГЦ Затраты 36,76 руб

1 ГЦ 1 § о 4 5 6 У1 уг УЗ У4 В 66,0 8:8 64 0 731,0 73 ГО 1 60 1,91 1;1о8 241,6 т тя 19бГ 1 39,3

2-й отказ 59,8 тыс. км Замена РШ,ЕКЛ,ВТ,ПК Затраты '61,79 руб

2 РШ 7 8 Ш ' 99,8 94|3 1,80 1,71 1126,4 1336,1 71,9

О (_> КБ-ВКЛ 9 81,9 1,80 474,9 49,4

4 РВ-ЕТ 10 1рв 101,0 1,98 400,6 59,1

5 г-ш -' 44 ■ X А Як 74,6 2,30 9985,4 63,4

3-й отказ 78,2 тыс. км Замена: ГЦ Затраты 36,76 руб

1 ГЦ 1 2 3 4 ' 5 6 У1 У2 УЗ У4 У5 У6 105,2 106 2 Ш 112,2 11212 1,65 1,65 1 60 1 '91 1 58 1 50 241,6 412,1 262,1 1207 0 т 3913

4-й отказ 100,9 тыс. км Замена: ВКЛ, ВТ, ПК Затраты 54,-14-руб

о А* РШ 7 8 Ей И 108,2 94,8 1,80 1!'1 1126,4 1336:1 35,2

3 КВ-ЕКЛ 9 гкв 106,6 1,80 .474,9 33,0

л РБ-ВТ 10 " грв 126,6 1,98 400,6 43,8

5 Г-ПК 11- йс 98,4 2,30 9985,4 46,1

5-й оттерт 114,1 тыс. км Замена: ГЦ Затраты 36,76 руб

.1 ГЦ г 3 6 У1 У2 УЗ У4 £ 141,1 142 1 1 139*1 148 1 148 1 . 1,65 1,о5 1 60 1 91 1158 1 50 241,6 412 1 262 1 1207 0 402 5 196 1 39,3

6-й отказ 121,0 тыс. км

Условные обозначения: ГЦ - головка цилиндров в сборе с клапанным механизмом; РШ - распределительные шестерни; ВКЛ - коренные зкладыши; ЕТ - втулки распределительного вала; 'ПК - поршневые кольца

Примечание: при расчете затрат на ремонт учитывались стоимости сменных элементов и заработная плата ремонтных рабочих.

Средние прогнозируемые'наработки до отказов двигателя

.Отказы: 1-й

2-й 3-й

4-й 5-й 5-й

39,0 " 59,8 78,2 100,9 114; 1''121,0

тыс. идт

Средние прогнозируемые наработки до отказов элементов

КР

39,3

га

71.9

73,:

РШ

, ЕКЛ

1,3

вг

Г-2

78,

88,6 ГЦ

ПК

103,9

ы и

119 г О

131/ ВТ

РШ

тга

122,7

ТРа

4 Л *7 ^ л. 1 / , и

-г*-, рш

133.9

144,7

. 147,0

; ПК • - *

ГЦ

Функция копшлексного показателя кечества двигателя от наработки

П, ~ тке. км/руб 0,3

Ц-гах -10,3131

0,2о7

0,203 /о £

0,174 0,210

0,293

0.268 °'2?6

39,0 59,8 78,2 ЩхЩ 114,1 121,0 Ь,тыс. км Сумма затрат ка капитальный и. текувде .ремонты,. руб:, 187,0 223,76 285,55 322,31 376,45 413,21

Риг. 1 Построение структуры ремонтов и интегральная оценка качества двигателей.

Таблица 4

Результаты расчета потерь 1-го и 2-го вида, соответственно, за межремонтный период эксплуатации и при втором отказе двигателя на наработке 59,В тыс. км

.. • Элемент двигателя .. С21 ¡. 02.

Головка цилиндров в сборе. • распределительные шестерни. Коренные вкладыши. Етулки распределительного вала. Поршневые кольца. 15,05 6 81 10 83 1 21 4 18 14,12 0 37 0 98 0 42 2 75

раметрам: XI (Х4) - усилие пружины выпускного (впускного) клапана при сжатии до длины 48 мм, кгс; Х2(Х5) - биение штанги толкателя выпускного (впускного) клапана, мм; ХЗ - внутренний диаметр седла выпускного клапана, измеренный в плоскости качания коромысла (характеризующий натяг в сопряжнии с головкой цилиндров) .

Для установления количественных зависимостей между значени- , ями исследуемых параметров 1-й группы У клапанного механизма и 2-й группы X вычислены уравнения множественной регрессии: '

У1 = -9,477-- 0,0111*Х1 + 0,0415*Х2 + 0,27*ХЗ; (16) У2 = 0,696 - 0,0177*Х1 + 0,0431*Х2-, ... УЗ = 0,413 - 0,С092*Х1 + 0,0251*Х2; У4 = 0,508 - 0,0115*Х4 + 0,0422*Х5;

- - ■ У5 = 0,611 - 0,0156*Х4-;+ 0,041б*Х5; - • -

УБ = 0,368 - 0,0080*Х4 + 0,0218*)®. где У1(У4) - перекос осей тарелки выпускного (впускного) клапана и седла, град; У2(У5) - зазор в сопряжнии выпускной (впускной) клапан-направляющая втулка, мм; УЗ(Уб) - смещение осей тарелки выпускного (впускного) клапана и седла, мм.

С целью увеличения ресурса клапанного механизма разработаны следующие технологические мероприятия по повышению качества ре- * монта ГРМ: осуществлять дефектацию клапанных пружин по упругости на установке ШШ-100-2 и пгганг толкателей по биения с последующей ' правкой на прессе К100А, производить очистку от нагара головок цилиндров на установке Ю-6701-44 и дефектацию по натягу с седлами выпускных клапанов (методом НАШ) с обеспечением предусмотренных норм запрессовкой седел ремонтного размера..

Для оценки ■ результатов мероприятий разработана методика, прогнозирования наработок деталей и узлов двигателя до предельного значения параметров 1-й группы с.учетом влияния коррелированных с ними параметров 2-й группы.

. Величина <1Ц,1) смещения середины ]-го интервала Lб(J) базового распределения прогнозируемых наработок элемента двигателя до предельного значения параметра У, при изменении технологии формирования 'параметров X,' рассчитывалась по формуле: " . л

<Ш) « ЬССЛ) * (Ку-1) * Кй * Кп, (17)

где Ку - коэффициент изменения интенсивности накопления ошибки ■ механизма по параметру У; Кй - коэффициент детерминации уравнения регрессии; Кп - коэффициент погрешности прогнозирования.

Ку = (У(Ж)-Уо) / (У(Хн)-Уо), (18)

где У{ Ж), У( Хн) - значение параметра У, вычисленное по уравнении регрессии, подстановкой в него средних значений параметров X (табл. 5), при реализации базовой и новой" технологии их формирования, соответственно.

Таблица 5

Результаты оценки средних акачаний параметров ' 2-й группы до и после мероприятий

Параметр Цредельно-допустимое значение Среднее значение

до мероприятий - после

Усилие пружины клапана при длине 48 мм, кто Биение птанги толкателя, мм акутренний диамето седла выпускного клапана, .измерений 'в плоскости качгйия косомысла, мм 25,0 0|5 с* со О/ , ^х-/ 24.4 0,47 37,39 27.0 0,1б 37,26

Середины новых интервалов ЬнО) определялись по формуле:

ии) = ЬбО) + сШ). (19)

Ш данной методике составлена программа и произведены расчеты. Полученные распределения прогнозируемых наработок, с базовыми вероятностями и новыми интервалами, аппроксимированы- по закону "Еейбулла (табл. 6).

С использованием полученных теоретических распределений оценена средняя наработка до отказа клапанного механизма, которая составила 44,4 тыс. км, превысив базовую величину на 13%.

В результате построения структуры ремонтов двигателей с -учетом новых: распределения прогнозируемых наработок до отказа клапанного механизма и себестоимости КР (188,3 руб), -дана' интегральная оценка качества двигателя (0,318 тыс. км/руб) после мероприятий (рис.3), прирзцэние которой составило 1,6% относительно базового значения П,'-вычисленного по результатам построения структуры ремонтов до мероприятий, и 28% - относительно

У -

Уирёд

У(Хб) У(Хн)

Уо

Рис.2 Графическая интерпретация метода оценки величины приращения сЛпз средней наработки элемента двигателя Ьпгб до предельного значения параметра У при изменении технологии формирования параметров X 1_зз - среднестатистическая межремонтная наработка двигателя (45,4 тыс.км).

ч

Таблица 5 закону Еейбулла распределений

прогнозируемых наработок клапанного механизма до п ного значения лимитирующих параметров после меропр зедель- 1ЯТИЙ

■ " Параметр -А - В Ьо,-тыс. км Ьпз, тыс. км

1. Песекос осей выпускного клапана и седла - 2. Зазоо в сопряжении выпускной клапан - напра- 3 ЛЯКШЗ^л ЕТ 3. Смешение осей выпускного клапана и седла. 4. Перекос осей впускного клапана и седла 5. Зазор в сопряжении впускной клапан — направляющая втулка. 6. Смещение осей впускного клапана и седла * 1,60 1,65 1,60 1,91 1,59 1,51 259,7. 520,6 313.1 1466,0 526,8 233.2 32,1 32.4 30.5 27,55 39,1 37.6 61,1 • 72.0 63.1 67,9. 85,3 71,0

реализуемого значения (0,248 тыс. км/руб).

Величина экономического эффекта Зарп, полученного АРП в результате реализации мероприятий, определялась по формуле:-

Зарп = (сЩ - йЗкр) * Аг * Р - Ф, (20)

где йЦ - приращение отпускной цены отремонтированного двигателя после мероприятий, руб; с!3кр - приращение технологической себестоимости КР (1,3 руб); Аг'- годовая производственная программа КР двигателей ЗИЛ-130 (.5 тыс. дв.); Р - продолжительность расчетного периода (1 год);. Ф - дополнительные капитальные вложения в производственные фонды (5,4 тыс. руб).

П. " тыс. км/руб

0,304 0,269 0,270

0,315 10.3181- П-ШХ

LfP

87,2 101,9 ГШЛ L. ТЫС. КМ

0 43,7 60,2

Затраты ка ремонт, руб:

168,3 36,76 61,79 36,76 54,14

Суша, руб: 225,06 286,85 323,61 377,75 Рис.3 Интегральная опенка-качества двигателя после мероприятий.

Приращение отпускной цены сЩ определялось по формуле:

сЩ = Цб * dn/100, (21)

где Ш - базовая отпускная цена.(по данным 1990г - 294.0 руб);. cffi - прираление комплексного показателя качества (1,62).

При увеличена отпускной цены двигателя ка 4,7 руб эффект Зарп за расчетный период 1 год составит 10,8 тыс. руб.

Величина среднегодового, экономического эффекта ДТП равна: Эатп = (1/П?б - 1/Шм)_ * Lsr * Аг, (22)

где Езб, Пэм - показатели зффгетивкости использования отремон-. тированного -двЕгатедя до. и после -мероприятий, тж. км/руб; lsr— среднегодовой пробег а/м ЗШГ-130 ( 40 тыс.км).

Показатель эффективности Пэ рассчитывался по формуле (1), приникая Зкр равными отпускной цене К двигателя.

Среднегодовой экономический эффект ДТП от реализации мероприятий составит 38,1 тус. руб, суммарный среднегодовой з£фэкт ДТП с учетом построенной структуры решнтсв - 452,8 ткс. руб..

Для ожидаемого межремонтного ресурса дзигат&ля после мероприятий и среднегодового пробега автомобиля - можно гарантировать, что расчетная геличина эффекта Затп будет обеспечена в. течение периода, не превышшэго: 120/40+1=4 лет с шкэнта проведения мероприятий.'.

3 результате выполненных исследований предложи- следующий алгоритм совершенствования технологии ■ КР двигателей: '■

-ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ - статистика реализаций параметров деталей и узлов двигателя при заданных наработках; ' - калькуляция затрат на ремонт. .........

1 1 этап: ОЦЕНКА КАЧЕСТЕА ЛЕИГАТЕЛЕЯ ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ ЗАЗОВОЯ ТЕХНОЛОГИИ КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА 1

1 4 Г* Прогнозирование наработок деталей и узлов двигателя до предельного значения лимитирующих параметров.

1

1.2 Прогнозирование отказов элементов двигателя. •

1 .

1.3 1_ Шстроеяие структуры ремонтов в эксплуатации и определение величины комплексного показателя качества двигателя: П ='Ьзр/(Зкр + Зтр).

1 2 этап: РАЗРАБОТКА. ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ И ВЫБОР ЗФ5ЕКТИЕНЫХ' ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ .МЕРОПРИЯТИЯ

2.1 Оценка значимости элементов двигателя по результатам расчета потерь 1-го вида от недоиспользования их ресурса: ■ 01"- ггах.

1

о о ... Разработка технологических мероприятий по повышению качества ремонта элементов в порядке их значимости,

1 .

2.3 Прогнозирование наработок элементов до предельного значения лимитирунщих параметров после мероприятий.

1

2.4 Построение структуры ремонтов, оценка качества двигателя и выбор э&рективных мероприятий по критерию сШ > 0

1

2.5 Определение величины экономического эффекта за расчетный период и выбор мероприятий, обеспечивающих максимальный пололзггельный эффект: ' Злах > 0

Рис. 4 Алгоритм совершенствования технологии КР двигателей.

- 18 -

Основные результаты и выводы:

1. Разработана методика интегральной опенки'качества дзига-гелей, с использованием которой осенена эффективность мероприятий по говагеяшз качества'ремонта ¡ахакизма газораспределения двигателей 37К-130, построена структурная схема обгекта исследования: выявлена номенклатура параметров, по которым произведен микрометрах двигателей; выполнен рггче? ошибок мэхачизмов с последующим прогнозированием наработок деталей и углоз до предельного ввачениг лиштирушшх царамгтроз и ашзрокишалиеа ли-луче.чкых распределений ло закону Егйбулла.

2. Собраны статистические данные о лоремоктных к межремонтных наработках двигателей ЗЗЯМЗО по ДТП г. Москгь:, средние величины которых составили, соответственно: 152 к 46 тыс. км. Пана интегральная опенка качества отремонтированных двигателей в ре-альних условиях эксплуатации --0,245 тьк.кк/руб в йенах 1990 г.

3. Получена формула вероятности отказа двигателя, с использованием которой по заданным теоретическим распределениям вычислены средние наработки до отказа клапанного механизма (33.3 тыс. км) и газораспределительных шестерен .(71,9 тыс. км). Оценены средние наработки до отказа коленчатсго зала с ы^ааыиэ1.я (73,3 тыс. км), распределительного вала со втулками (31,3 тыс. км) и сопряжений, гкльза-поршневые -вольна (86.б тыс. км)..

4. -Предложен? методика построения структуры ремонтов э зкс-плуатаник, презусматризагозя прогнозирование отказов кия-отеля с учетом нктерберарсзаниг лисперсшг ргсурсоЕ его элементов. В результате расчетов'по данной методике определены средние прогнозируемые сроки наступления отказов двигателей (39,0; 59,8; 73.2: 100,9; 114,1; 121,0 тыс. ки}, номенклатура заменяемых цр:; каждом ремонте элементов, построена функция изменения комплексного показателя качества язхгателя, максимум которой (0,313 тыс. км/руб) соответствует наработке 100,9 тис. км. Сргвнепие ■ полученной средней межремонтной наработки двигателя с дорэмоетной (152 тыс. км) свидетельствует о необходимости повышения качества К?."—

5. Зля определения значимости элементов двигателя по " влиянию на эффективность-реализуемой структуры • ремонтов'-разработана методика расчета потерь 1-го зила (от недоиспользования ресурса составных частей лзигателя вследствие отказа данного элемента). Расчеты'попредложенной'методике показали, что наиболее значимым из рассмотренных элементов является клапанный механизм:

имевший максимум потерь 1-го вила (15,05 руб) за межремонтный -период эксплуатации двигателя.

5., Предложены мероприятия по устранения выявленных нарушений технологии ремонта механизма газораспределения; связанные с обеспечением предусмотренных зсрмативов для пружин клапанов, штанг толкателей," ' седел выпускных клапанов, соответственно:, по-жесткости. биения и натягу, Произведен выбор оборудования' и определены: приращение себестоимости КР двигателя (1,3 руб) и объем дополнительных капитальных вложений (6,4 тыс.руб).

7. Ляя оценки результатов мероприятий разработана методика прогнозирования ресурса деталей и узлов двигателя пс5 интенсив-кости изменения лкмитирухших параметров с учетом влияния коррелированных с ними параметров (2-й группы). По данной методике . произведен расчет новых интервалов распределений прогнозируемых наработок клапанного механизма до предельного значения параметр роз 1-й группы: зазора э сопряжении клапан - направлявшая втулка, смешения и перекоса осей седла и клапана Полученные распределения аппроксимированы по закону Бейбулла

3. IЪ новым теоретическим распределениям вычислена средняя наработка на отказ клапанного механизма (44,4 тыс.юл), превысившая базовое значение на 13*.

Э. 3 результате построения структуры ремонтов двигателей после мероприятий, с учетом нового распределения прогнозируемых наработок на отказ клапанного меанизма, определена максимальная 'величина комплексного показателя качества двигателя (0,313 тыс. км/руб), с соответствующей ей средней межремонтной наработкой 120 тыс. км. Приращение .комплексного показателя качества двигателя составило 1.6Т. относительно значения, вычисленного в результате построения структуры ремонтов до мероприятий, й 23.2« относительно фактически реализуемого значения.

10. Определена величина суммарного среднегодового' экономического эффекта ДТП от реализации построенной структуры .ремонтов и технологических мероприятий при КР, составившая 452,3 тыс. руб. Дана сценка экономического эффекта,АРП от реализации мероприятий (10,8 тыс. руб) ва расчетный период 1 год, при увеличении отпускной цены за отремонтированкый даигатель .'пропорци- . окально пркрашения комплексного показатели качества (4.7 руб).

11. 3 результате выполненных исследований разработая алгоритм совершенствования технологии капитального ремонта двигателей с программным обеспечением расчетов по частным методикам.

Примечание: з зкзномич есккх расчет ах использованы спрзрочно-кормзхианне данные к расценки за г у 30 год.

■ • Практическое хслсльзованке предлзжнной столики пнтеграль-нсй опенки хачесгза лзигателей И реализация результате» выполненных екслериментзлькьы исследований предполагает наличие ряда зрганиаационЕо-техничэсккх предпосылок.

Зс-первыл, обеспечение обратной свяаи производителя с потребителем посредством организации кз АгЛ службы по изучении зрсбхзы ДТП, сгнганкых с ксаоазозааиеи отрёмантирэвгнной продукции.

2п-зторых. иссленоганке качества в сосгЕегст-.ш с градло-аеннзй методикой и прогнозирование результатов ¡гьнчыаемых тех-нологкческхх ренений требует, заряду с творческим гохолом ЙТ?, оснащения А?П компьютерной техникой.

3-треп к:-:. услозкем обеспечения прогнозируемого уровня потребительского качества казя&зько отремонтированных дзигатя-лей является более полное удовлетворение потребностей АГП а залас-ных частях за счет органигагл-щ А?П дополнительных услуг, пре-дусматркзазлдих, помимо лолно.чомплектного ремонта ьгрегатоз. восстановление отдельных отг шагавших злекекхоз.

Основные положения диссертации опуйзикоаакы з работах: Определен:? потерь от нелокспс-льеованш ресурса состаз-ных частей лзигатеаей при оптимизации технологии их ремонта / Агапоз' О. В. Л~п. з Нестандарте 4.12. £Q, N 2053. Указатель Вй-НШ1 "ЛепсЕягозазаж научные работы" N 5, iSSl. с. 57.

2. Вычисление показателей закона распределения прогногируе-ikx наработок ло предельного значения параметра детали (узла) лзкгзтелд при наличии злииняя на интенсивность его изменения со 'стороны прочих параметров / Агапов С. й. Яеп. э ВЖстандарте 4.12.90, N 2062. Указатель -ЗЕШЙ "Лелснироьаавыэ научные работы"' N 5, 1591.. с. 67

2. Определение средней наработки до отказа двигателя по известным законам распределения прогнозируемых наработок до предельного значения лтгопрухших параметроз деталей, и узлов / . Агапов O.S. Леи. в НККсгакдарте 4.12.30, ÎJ 20S2. Указатель Ш-НКТИ "~е.-оь~.фозаннн~ научные работы" Я 5, 19S1, с. 57