автореферат диссертации по транспорту, 05.22.10, диссертация на тему:Повышение надежности грузовых автомобилей путем применения системы эксплуатационной самодиагностики

На правах рукописи

Ревякин Максим Михайлович

ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМЫ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ САМОДИАГНОСТИКИ

05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 2 МАР 2012

0рел-2012

005012630

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Орловский государственный аграрный университет»

кандидат технических наук, доцент Жосан Артур Александрович

Родионов Юрий Владимирович доктор технических наук, профессор, Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, декан автомобильно-дорожного института

Катунин Андрей Александрович кандидат технических наук, Государственный университет - учебно-научно-производственный комплекс, доцент кафедры сервиса и ремонта машин

Ведущая организация: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Юго-Западный государственный университет»

Защита диссертации состоится 30 марта 2012 года в 12 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.182.07 при федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Государственный университет - учебно-научно-производственный комплекс» по адресу: 302030, г. Орел, ул. Московская, д. 77, ауд. 426.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГБОУ ВПО «Госуниверситет-УНПК» по адресу: 302020, г. Орел, Наугорское шоссе, д.29.

Отзывы на автореферат направлять в диссертационный совет по адресу: 302020, г. Орел, ул. Наугорское шоссе, д. 29.

Автореферат разослан «22» февраля 2012 г.

Научный руководитель: Официальные оппоненты:

Ученый секретарь диссертационного совета

' < "/ * Севостьянов А.Л.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Уровень надежности грузовых автомобилей во многом определяет своевременность и качество выполнения транспортно-экспедиторских функций различных предприятий нашей страны. Основным транспортным средством, активно эксплуатирующимся при грузоперевозке, а также в других сферах, являются грузовые автомобили МАЗ и MAN. Наработка до капитального ремонта указанных автомобилей может варьироваться в достаточно широких пределах в зависимости от условий эксплуатации и других факторов. Таким образом, долговечность, а, следовательно, и ресурс, заявленный заводом-изготовителем, в большинстве случаев реализуется далеко не в полной мере - надежность объектов является неудовлетворительной. Увеличение показателя наработки на отказ и наработки до капитального ремонта позволит автомобилям дополнительно выполнить значительный объем работ по транспортировке грузов. Следовательно, возникает необходимость применения механизмов оперативного контроля за техническим состоянием автомобиля в целом. Поэтому актуальность исследований в данном направлении не вызывает сомнений.

Цель работы - повышение надежности грузовых автомобилей посредством применения системы эксплуатационной самодиагностики, обеспечивающей мониторинг его систем и предупреждающей возникновение отказов различных групп сложности.

Задачи работы:

- осуществить анализ существующей системы технического обслуживания и ремонта машин, а также бортовых систем контроля и диагностики транспортных средств (ТС) с позиции обеспечения необходимого уровня надежности подвижного состава;

- выявить оптимальный способ повышения надежности ТС;

- определить принципы организации и осуществить теоретическое обоснование структуры и функционирования системы самодиагностики;

- экспериментально подтвердить влияние бортовой системы контроля и диагностики на показатели надежности объектов исследований;

- осуществить технико-экономическую оценку результатов исследований.

Объект исследования - автомобили MAN, используемые при транспортировке грузов для ЗАО «Тандер».

Предмет исследования: закономерности, принципы построения и функционирования бортовых систем диагностирования технического состояния грузовых автомобилей.

Методы исследования: теоретические (исследование систем управления и системный анализ, надежности, комбинаторики, автоматического управления), статистические (математическая статистика и моделирование, дифференциальное и интегральное исчисление), а также требования к комплекта-

ции систем на процессорной основе, локальных передающих сетей. Эксплуатационные исследования грузовых автомобилей MAN с различной наработкой в ЗАО «Тандер».

Научная новизна заключается в следующем:

- выявлено перспективное направление в формировании диагностических систем, позволяющее уменьшить количество отказов и повысить общий уровень надежности грузовых автомобилей;

- разработан способ мониторинга функционирования грузового автомобиля и структура бортовой системы самодиагностики, предусматривающая возможность вариации исполнения в зависимости от модели и марки ТС;

- определены принципы и алгоритмы функционирования, обеспечивающие оперативность работы системы самодиагностики, а также исключающие возможность потери информации внутри системы;

- выявлена степень влияния систем бортовой диагностики на надежность грузовых автомобилей.

Практическая ценность:

- разработанный способ мониторинга работы грузового автомобиля обеспечивает постоянное получение и интеллектуальную обработку информации о текущем состоянии всех его систем, что положительно сказывается на надежности объекта;

- разработанная структура и алгоритмы функционирования системы самодиагностики позволяют предупредить появление отказов различных групп сложности грузовых автомобилей и наиболее полно реализовать ресурс, заложенный заводом-изготовителем, а также предусматривают возможность применения на ТС, используемых в различных сферах производства.

На защиту выносится:

- способ мониторинга состояния грузовых автомобилей с использованием бортовой самодиагностики;

- теоретическое обоснование структуры и функционирования системы самодиагностики, а также принципы ее организации;

- результаты обработки статистической информации о показателях надежности объектов исследований.

Апробация работы. Основные положения диссертации были представлены и получили одобрение на международной научно-практической интернет-конференции ОрелГАУ (2008 г., 2009 г., 2010 г.); международной научно-практической интернет-конференции ОрелГТУ (2008 г.); международной научно-практической конференции КГСХА (2009 г.); научно-технической конференции ГОСНИТИ (2009 г.); международной выставки-интернет-конференции ОрелГАУ (2009 г.)

Публикации. По результатам исследований опубликовано 13 печатных работ, в том числе 6 рекомендованных ВАК для публикации материалов кандидатских диссертаций.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений, изложена на 163 страницах машинописного текста, включает 13 таблиц, 50 рисунков и библиографический список из 146 наименований, из них 25 на иностранном языке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследования, определены объект и предмет научного поиска, обозначена цель и задачи научной работы, определено теоретическое направление в исследовании, приведены положения, выносимые на защиту.

В первой главе диссертации «Состояние вопроса, цель и задачи исследования» на основе анализа литературных источников обоснованы цель и задачи исследования. Осуществлена оценка системы технического обслуживания с точки зрения обеспечения надежности ТС и его заявленного ресурса. Рассмотрены основные факторы и причины, влияющие на техническое состояние ТС, проанализированы процессы, применяемые методы диагностирования с позиции достижения заявленного заводами-изготовителями ресурса и выявлен перспективный вариант решения данной проблемы.

Проведен анализ работ ведущих отечественных ученых в областях технической эксплуатации и диагностирования, а также обеспечения надежности ТС, среди которых следует отметить исследования Архипова B.C., Ве-личкина И.Н., Григорьева М.А., Голубева И.Г., Девянина С.Н., Дидманидзе О.Н. , Ерохина М.Н., Корчагина В.А., Кузнецова Е.С., Левшина А.Г., Ляля-кина В.П.,, Мигаль В.Д., Михлина В.М., Никитина Е.А., Новикова А.Н., Пучина Е.А., Селиванова А.И., Халфина М.А., Черноиванова В.И. и др., а также научные школы ВлГУ (Эфрос В.В.), ВолгГТУ (Петрушин А.Г.), МАДИ, Си-6АДИ (Машков Ю.К.), ХНАДУ (Алексеев А.П., Говорущенко Н.Я., Подри-гайло М.А.) и др.

В большинстве случаев достичь заявленного ресурса грузовым автомобилям не удается, что напрямую связано с несвоевременным обнаружением и устранением неисправности. Это приводит к увеличению скорости изнашивания комплектующих, и в последствии к возникновению отказов различных групп сложности. В основе технической эксплуатации подвижного состава длительное время находится планово-предупредительная система технического обслуживания и ремонта, которая не учитывает фактическое состояние ТС. Проводимое при этом диагностирование в основном направлено на регистрацию факта наличия неисправностей, а не на предупреждение их возникновения. Оно способно уменьшать простои объектов по техническим причинам, снизить расход топлива и запасных частей, затраты средств на техническое обслуживание и ремонт, но не в состоянии обеспечить предупреждение возникновения отказов и необходимую надежность.

Одним из решений данной проблемы является мониторинг систем ТС непосредственно в процессе их эксплуатации. Учитывая современные тенденции компьютеризации в различных областях, целесообразно использовать данную семантику и для грузовых автомобилей. Анализ имеющихся на текущий момент бортовых систем контроля показал их несовершенство: неудовлетворительная надежность, ограниченная функциональность и область применения, неудобная и устаревшая структура построения, а также программная архитектура. Необходимо создание бортовой системы самодиагностики, функционирующей в рамках ТС как единая информационная система, с возможностью ее применения на объектах различных марок, моделей, тягового класса и т.д., а также лишенной вышеперечисленных недостатков.

Во второй главе диссертации «Теоретическое обоснование структуры и функционирования системы самодиагностики» на основании теории систем управления и системного анализа, автоматического управления, а также требований к формированию и комплектации систем на процессорной основе обоснована возможность создания и надежного функционирования распреде-ленно-интегрированной компонентно-ориентированной системы самодиагностики (РИКОСС). Предлагаемый способ диагностики с использованием РИКОСС является одним из решений вопроса повышения надежности и обеспечения заявленного ресурса ТС. На рисунке 1 представлена функциональная схема РИКОСС.

Каждая структурная единица ТС, а также их подструктурные единицы, снабжаются средствами диагностики (элемент БД на рисунке 1), осуществляющими контроль над текущими параметрами состояния объекта диагностирования. Каждый элемент диагностики представляет собой комплекс датчиков первичной информации (ДЛИ), преобразователей, микроконтроллеров и локальных устройств управления, объединенных в блоки.

Бортовой компьютер рассматривается не только для выполнения функции контроля ТС при выполнении конкретной оперативно-функциональной задачи, но и как неотъемлемое структурное звено в системе стационарной диагностики на СТО. Общий алгоритм работы бортового компьютера представляет собой совокупность частных алгоритмов (комплексной обработки информации, сопряжения, диспетчеризации и прерывания, защиты и коррекции, инициализации и контроля) функционально связанных между собой и реализующих единую задачу надежной обработки информации с требуемой точностью и конкретной дискретностью выработки входящих сигналов.

Элементы системы самодиагностики согласованы и подключаются к коммуникационной шине для передачи данных. Данная структура характеризуется семиуровневой архитектурой, включающей в себя физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый, представительный и прикладной уровни, что положительно сказывается на возможности ее расширения для использования на объектах различных марок и конструкции. Структурные элементы системы самодиагностики в рамках отдельного ТС могут быть расположены в стохастическом порядке.

ктщтииошє сОяж

9

■ Ж

в І

іг]

___і.

Люжякшш'

ШЛ

10 г т

[ £й - ПҐ1 1 ГГ

1 [Г/Ц ! Ш пг '—г—

ВхпВяці»' бездействия ті моцті тбтикт/

\~ЕГ

("71 гнгі

11

ви

г

он

Принятое решение аі/ірекрсшеше зкащяшши и юпрабление на п 6.1 Ограничение нагрузат* и кинематических рехипзб-61 Атлант системи ЛкіттЛтя гШшыейт жщатшт К

ЦБК - центральный бортовой компьютер; ОИ - система обработки/отображения информации; О - оператор ТС; БД - элемент системы бортовой диагностики; 1 - остов; 2 - двигатель; 3 - трансмиссия; 4 - тормозная система; 5 - система контроля курсового движения; 6 - система подвески; 7 — движитель; 8 - электрическое и электронное оборудование; 9 - система технологического и вспомогательного оборудования; 10 - система безопасности и комфорта.

Рисунок I - Функциональная схема РИКОСС

Проводимые исследования показали целесообразность использования комбинированной структуры системы самодиагностики, что обеспечит высокое быстродействие сети на борту ТС и необходимую надежность.

Пусть Л - интенсивность отказов, а // - интенсивность восстановления структуры системы самодиагностики. Возможные состояния структуры при работающем ЦБК обозначим в виде: 0 - работают все элементы и структура исправна; 1 - отказал один элемент, но структура функционирует; 2 — отказало два элемента, но структура функционирует; _/- отказало / - элементов, но структура функционирует (j = 0...m-\)^,m- отказали либо все элементы, либо ЦБК, в обоих случаях структура не работает. Вероятность нахождения структуры в у-ом состоянии = 0...от) ■ Тогда система дифференциальных уравнений указанных состояний будет иметь вид

<1Р,

= тІР, - [(т - і)л + її)?, +

г = [«-(/-1)1^-. "[(и-УМ

= '!(/'._,+Р.)-

вид

простоя кп = Рт И коэффициент ГОТОВНОСТИ к = 1.

При этом условие нормировки ~а (2)

В стационарном состоянии система (1) с учетом условия (2) примет

- (ет + 1)АР0 +//(.Р, + = 0; тКРа - [(т -1 )Л + //]/» + !Л\ = 0;

+ =0; (3)

ЁЧ-!.

.'=0

Решая систему алгебраических уравнений (3), выражаем коэффициент

кп для системы самодиагностики.

Постоянная оценка технического состояния структурных единиц ТС осуществляется мониторингом заявок, обрабатываемых системой самодиагностики учитывая равноранговый характер ее узлов вести передачу данных, по представленному на рисунке 2 алгоритму. С целью недопущения возникновения ошибок в системе самодиагностики осуществляется непрерывный контроль за передающей средой, а заявки снабжаются приоритетом. В случае одновременной передачи данных с нескольких узлов, элементы с более низким приоритетом обнаруживают конфликт и временно приостанавливают передачу. Классификация М. Флинна относит РИКОСС к классу систем с множественным потоком команд и множественным потоком данных. Применение

Рисунок 2 - Алгоритм функционирования РИКОСС

принципа распределенности приоритетных модулей удобно для системы самодиагностики, так как позволяет достичь высокой производительности за счет объединения нескольких относительно маломощных процессоров, а также обеспечивает толерантность системы, т.е. сохранение работоспособности при отказе одного или нескольких процессоров. Для системы самодиагностики производительность характеризуем зависимостью

У„=У,хп, (4)

где К/ - производительность одного процессора; п - количество процессоров системы.

Реально оценку производительности осуществляем с учетом относительных потерь, т.е. через среднее число простаивающих процессоров. Тогда

У„=У,х{п-пср)' (5)

где пСр - среднее количество простаивающих процессоров.

Учитывая, что множество процессоров РИКОСС это аналогичные по техническим характеристикам элементы, заявки обслуживаются в порядке поступления, число простаивающих процессоров определяется зависимостью

Пс, = "--—^— Х (1 — ' (б)

дхг

где Т„ - среднее время выполнения процессором одной команды; ц -связность программ, оцениваемая как количество в программе одноадресных команд; г - время обслуживания обращения к общим ресурсам (цикл памяти); Р„ - вероятность отсутствия обращений к каналу.

Вероятность простоя канала описывается исходя из соотношения интенсивности формирования процессором заявок и интенсивности их обслуживания формулой

(7)

где V - величина интенсивности формирования заявок; ц - интенсивность обслуживания заявок в системе самодиагностики; к - коэффициент, зависящий от количества процессоров в системе.

Используя выражения (5)-(7) определяем реальную производительность системы самодиагностики. Для ориентировочного определения эффективности многопроцессорной структуры использовали выражение, согласно которому добавление второго процессора увеличивает производительность структуры по сравнению с однопроцессорной в 1,5... 1,8 раза, третьего - в 2...2,2 раза, четвертого - не более чем в 2,5 раза

\\1УХ =£х1оё2(и-1)- (8)

Рассмотрим взаимосвязь величины времени пребывания заявки в системе и среднего числа заявок в системе. В режиме мониторинга системы среднее число заявок, поступающих в нее, равно среднему числу заявок покидающих систему, т.е. обслуженных. Оба потока имеют одну и ту же интен-

сивность, что обеспечивается комплектацией РИКОСС и характером функционирования ее структурных элементов.

Обозначим: Х({) - число заявок, фиксированных до момента І; У(і) -число заявок, покинувших систему до момента Г. Тогда число заявок, находящихся в системе будет определяться по формуле

Z{t) = x(t)-Y(t).

(9)

1 хш Лт

zc=X-]z{t)df

Рисунок 3 - Процесс поступления и обслуживания заявок

Получим Тогда

Когда линии х(Ч) и уф сливаются, в системе нет заявок (рисунок 3). Среднее число заявок в системе самодиагностики определяем по формуле

(10)

Ті " "

у- Указанный интеграл есть сумма площади прямоугольников рисунка 3, которые имеют высоту равную единице, а основание равное времени пребывания

соответствующей заявки в системе (ґлЛ).

(П)

і

: ->

ТЯ

Ф,'

(12)

где ТІ - среднее число заявок в системе за время Т; к - интенсивность потока заявок.

Среднее время пребывания заявки в системе определяем как отношение суммарного времени заявок в системе к среднему числу заявок

тл

(13)

Приведенные формулы характеризуют систему самодиагносгики с точки зрения быстроты обслуживания заявок и могут быть использованы для подборки комплектующих при ее формировании и модернизации.

При решении задачи повышения надежности грузовых автомобилей с помощью системы самодиагностики обработка заявок направлена на получение максимально точных оценок параметров функционирования всех узлов и систем диагностируемого объекта. Важнейшим свойством РИКОСС также является обеспечение необходимой «чистоты» поступающих сигналов, их свободного прохождения по каналам межмодульного обмена. Данный аспект реализуется программно и структурно с использованием алгоритмов: цифровой фильтрации сигналов, функционирования и преобразования аналог - код, управления и других.

В состав заявки входят три типа «слов»: командные (КС), информационные (D) и ответные (ОС). КС и ОС начинаются с синхроимпульса одной полярности (Sync С), а информационные - другой (Sync D). «Пословный»

10

контроль обеспечивается проверкой каждого принятого «слова» на достоверность (проверка правильности формы и полярности синхроимпульса, четности «слов» и достоверность кодировки). Перспективным вариантом является использование в качестве буфера стека типа FIFO на 32 «слова». Тогда в систему будут транслироваться только достоверные данные, а предлагаемая структура и принципы функционирования системы самодиагностики в полной мере обеспечат выполнение поставленной задачи по повышению надежности грузовых автомобилей.

В третьей главе диссертации «Программа и методика проведения исследований» представлены программа и общая методика экспериментальных исследований грузовых автомобилей в ЗАО «Тандер», а также разработана схема их проведения и обоснован выбор указанных объектов исследований.

Эксплуатационные испытания проводили по плану NMT, согласно которому под наблюдением находилось N=30 грузовых автомобилей с бортовой системой контроля и диагностики (БСКД) и столько же без нее. Отказавшие объекты подвергались восстановлению, и наблюдения за ними продолжались до выполнения заданного объема транспортных работ - Т. В качестве объектов наблюдения выступали грузовые автомобили MAN с минимальным пробегом (наработкой). Наблюдения за эксплуатацией автомобилей осуществляли периодически до проведения капитального ремонта или снятия объектов по организационным причинам в ходе эксперимента. По составу наблюдаемых объектов определяли суммарное количество отказов за период наблюдения, среднее число отказов на единицу техники по интервалам наработки, число отказов первой, второй и третьей групп сложности за установленный период наблюдений, параметр потока отказов по интервалам наработки и его среднее значение, среднюю наработку на отказ, вероятность безотказной работы по интервалам наработки, среднее время восстановления работоспособности, коэффициент готовности за весь период исследований, а также по интервалам наработки, наработку до капитального ремонта, /-% ресурс

(у =80%).

Затем проводили сравнительный анализ приведенных выше показателей для грузовых автомобилей MAN без БСКД и оснащенных БСКД.

В четвертой главе диссертации «Анализ результатов исследований» изложены основные результаты экспериментальных исследований.

В ходе проведения эксперимента был выполнен анализ изменения технического состояния грузовых автомобилей MAN, эксплуатируемых в ЗАО «Тандер». На основе полученных экспериментальных данных построены графические зависимости изменения показателей надежности грузовых автомобилей MAN с БСКД и без нее от наработки при проведении эксперимента.

Средний ресурс до капитального ремонта грузовых автомобилей MAN без БСКД и с БСКД ЗАО «Тандер» составляет 655,163 тыс.км и 719,12 тыс.км., а у-% ресурс - 594 тыс.км. и 650 тыс.км. соответственно.

Суммарное количество отказов при проведении эксперимента составило: 2265 для MAN без БСКД и 1923 для MAN с БСКД.

Сравнивая количество отказов по элементам конструкции и систем объектов исследований, следует отметить, что процент отказов двигателя грузовых автомобилей MAN с БСКД ниже на 9,3% (39,7% от общего числа отказов за период наблюдения у MAN без БСКД против 30,4% у MAN с БСКД), процент неисправностей кузова выше на 0,5% (3,6% у MAN без БСКД против 3,1% у MAN с БСКД), отказы трансмиссии ниже на 2,8% (16,6% у MAN без БСКД против 13,8% у MAN с БСКД), отказы несущей системы выше на 0,5% (5,8% у MAN без БСКД против 6,3% у MAN с БСКД), отказы в электрооборудовании и электронике выше на 13,7% (13% у MAN без БСКД против 26,7% у MAN с БСКД), отказы элементов управления и систем (рулевое управление, тормозная система, система подвески, мосты, системы сцепления для прицепов и т.д.) ниже на 1,6% (21,3% у MAN без БСКД против 19,7% у MAN с БСКД).

Изменение количества отказов грузовых автомобилей MAN по интервалам наработки показано на рисунке 4 и описывается зависимостями

--MAN без mil!

/ ---MAN с 6CKU (2)

1 Г - йҐ \ Л

>J Ґ jo- 2

«Ґ Li V 4J

а" о- jc' С-

Рисунок 4 - Количество отказов грузовых автомобилей MAN по интервалам наработки

-для MAN без БСКД: л(Д/) = 0,0471хГ4 -1,8255хГ3 + 20,248хГ2--52,399хГ+86,479, (И) -для MAN С БСКД: „(Д/)=0,0321хТ4-1,2522хГ3 + 13,532хГ2 -26,535хГ + 35;806 (15) Количество отказов грузовых автомобилей MAN в зависимости от роста наработки представлено на рисунке 5 и описываются выражениями

гппп

Рисунок 5 - Количество отказов грузовых автомобилей MAN в зависимости от роста наработки

- для MAN без БСКД: п = 157,45хТ -236,79,

- для MAN с БСКД: п = 134,19x7- 266,39.

(16) (17)

При проведении эксперимента установлено, что изменение количества отказов грузовых автомобилей MAN без БСКД с увеличением наработки в среднем выше на 27%. Суммарное количество отказов грузовых автомобилей MAN с БСКД ниже на 16,21%.

Изменение среднего количества отказов на один грузовой автомобиль MAN по интервалам наработки представлено на рисунке 6 описывается зависимостями

- для MAN без БСКД:

гср (л<) = -0,0001X Т6 + 0,0055 х Г5 - 0,1133 х Г4 +1,1039 х Г3 - 5,2173 х Т2 +1 1,609 х Г - 6,6904 (1 8) -для MAN сБСКД: г (д/)= -ОДЮЗЗхГ3 + 0,0204хТ2 + 0,7991хГ-0,5156- (19)

г.. Ч --MAN öey БСКД, 11

6 -—ГМсБСКПв) \

? 1 ■V зГ —а

О— -с -~2 1

100

200

300

WO I ш/сш

то

Рисунок 6 - Среднее количество отказов на один грузовой автомобиль MAN по интервалам наработки

900

Среднее количество отказов на один грузовой автомобиль MAN в зависимости от роста наработки представлено на рисунке 7. Зависимости рисунка 7 описываются выражениями

700. 1

600. --MAN Из ваш <1! /

500. ---MAN с века 121 К 1 1 /

WO. 9 - ч 1 /

г.. 300. S I

200. / \ У

СО. / /

-

V Л ТО V ю ТО л то « V 91

Рисунок 7 - Среднее количество отказов на один грузовой автомобиль MAN в зависимости от роста наработки

- для MAN без БСКД: r = j Ш1 х еол,ШТ > (20)

ср '

-для MAN с БСКД: Гср =1,1092хе°ш*т■ (21)

Среднее количество отказов на единицу техники по интервалам наработки для грузовых автомобилей MAN без БСКД выше на 25%. В ходе эксперимента объекты MAN без БСКД наработки 850 тыс.км не достигли. Увеличение среднего количества отказов на единицу техники с ростом наработки грузовых автомобилей MAN без БСКД в среднем выше на 37,3%.

Изменение параметра потока отказов грузовых автомобилей MAN по интервалам наработки представлено на рисунке 8 и описывается зависимостями

б®. am.

0072.

аозб.

-МНВпШИП

— тс те

г

к

wo

тыст

V7

Рисунок 8 - Параметр потока отказов грузовых автомобилей MAN по интервалам наработки

- для MAN без БСКД: w(At) = _0,0001 х Тъ + 0,0017 х Т2 + 0,008 х Т + 0,0184, (22) -для MAN с БСКД: <у(д?) =-0,0015 хГ2 +0,0305.x Г-0,0363- (23)

Параметр потока отказов грузовых автомобилей MAN в зависимости от роста наработки представлен на рисунке 9 и описывается выражениями

Рисунок 9 - Параметр потока отказов грузовых автомобилей MAN в зависимости от роста наработки

-для MAN без БСКД: m = 0,0186 xeo mhT, (24)

-для MAN с БСКД: ф = о,011 lxe0I95W. (25)

Среднее значение параметра потока отказов за весь период испытаний составляет: у MAN без БСКД 0,1157; У MAN с БСКД Ш = 0,089 ■

Изменение показателя средней наработки на отказ грузовых автомобилей MAN по интервалам наработки, представлено на рисунке 10, описывается зависимостями

100_

80 \ --МАЫбезБСКЦЩ --МАЯ с БСКД /2,1 т 1

60 \ 1

W X 1 1

20 Ч /

-И

W 200 300 № 500 Т. пыскп

Рисунок 10 - Средняя наработка на отказ грузовых автомобилей MAN по интервалам наработки

Для MAN без БСКД: Го(дг) = -0,0362хГ3 +1,2172хГ2-12,902x7-+ 49,762, (26) -ДЛЯ MAN сБСКД: Го(Д/)=0,0272хГ4 -1,0327хГ3+13,8хГ2 - 76,919 x 74 162,19- (27)

14

Средняя наработка на отказ грузовых автомобилей MAN в зависимости от роста наработки представлена на рисунке 11 и описывается выражениями

- для MAN без БСКД: то = 53,865 х , (28)

- для MAN с БСКД: Та = 89,776 х е"0'196*7' ■ (29)

По результатам расчетов показатель средней наработки на отказ грузовых автомобилей MAN с БСКД по отдельным интервалам наработки выше на 23%, а в зависимости от роста наработки выше на 37%.

\

__ NAN дез ИСКИ 111 MAN с ВСКЛ121

1

1 \

\

\ ч / J

А

-

- —ч

4Ж 500 Т. тскп

Рисунок 11 - Средняя наработка на отказ грузовых автомобилей MAN в зависимости от роста наработки

Изменение показателя вероятности безотказной работы грузовых автомобилей MAN по интервалам наработки представлено на рисунке 12 и описывается зависимостями

і ч

1

і і ш і 1 m я m і я 1

1-е :uOj&iJ\ 1 і ! _1 ■ г г

1 і P I Г : _ і ■

■л mw\ 1 і 1 і І j І 1

Г Г ■CCC'~< j I і _ 1 і у І І

E II II II 1 HH 11! і І і і і

І ЩНсбОїЛ. vxiii!

Рисунок 12 - Вероятность безотказной работы грузовых автомобилей MAN по интервалам наработки

-для MAN без БСКД: />(д/) = -0,0004хГ3 + 0,0П9хТ2 -0,1207x7 + 0,3679, (30) - для MAN с БСКД: ^(д,) = 0,0002 х Г4 - 0,0068 х Т3 + 0,0928 х Г2 - 0,5279 х Г +1,0867 • (31) По результатам расчетов показатель вероятности безотказной работы грузовых автомобилей MAN с БСКД по интервалам наработки выше в 1,6 раза.

Изменение коэффициента готовности грузовых автомобилей MAN по интервалам наработки представлено на рисунке 13 и описывается зависимостями

пв .2 J

(16 у 1

/74 -V*.

а? --MAN Во 50ГД 1} 1

---MAN г ЩИ Ш \

т

тыскп

Рисунок 13 - Коэффициент готовности грузовых автомобилей MAN по интервалам наработки

- для MAN без БСКД: кг = -0,0001 х Г3 + 0,0057 х Т1 -0.1034х Т + 0,9965, (32)

- для MAN с БСКД: Кг = 0,0003х Т3 -0,0034х Т2 -0,0494х Г+ 0.9802- (33)

Коэффициент готовности за время эксперимента изменялся в пределах 0,88 - 0,33 для грузовых автомобилей MAN без БСКД; 0,94 - 0,43 для MAN с БСКД и в среднем выше у объектов с БСКД на 7%. Целесообразность проведения ремонтных работ для грузовых автомобилей MAN без БСКД возникает через 470-500 тыс.км пробега, для автомобилей MAN с БСКД соответственно через 530-550 тыс.км.

Средний ресурс до капитального ремонта и у -процентный ресурс грузовых автомобилей MAN с БСКД превышает аналогичные показатели у MAN без БСКД на 64 тыс.км и 56 тыс.км соответственно.

Исходя из полученных в ходе эксперимента данных, а также произведенных расчетов, можно отметить положительное комплексное влияние бортовой системы контроля и диагностики на величину отказов по отдельным конструктивным элементам и системам грузовых автомобилей и показатели надежности. Однако процент отказов электрооборудования и электроники грузовых автомобилей MAN с БСКД в 2 раза выше, что свидетельствует о неудовлетворительной надежности самой бортовой системы контроля и диагностики применяющейся в настоящее время на объектах исследований.

Все математические зависимости получены на персональном компьютере с использованием специализированного программного обеспечения. Область существования функций находится в пределах от 50 тыс.км и до ресурса заявленного заводом-изготовителем.

В пятой главе диссертации «Технико-экономические показатели применения системы самодиагностики для грузовых автомобилей» за основу была взята методика А.П. Коршунова, предусматривающая возможность оценки эффективности новой техники и технологий в физических единицах.

При условии, что применение предлагаемой системы самодиагностики, сблизит фактический и заявленный ресурс грузовых автомобилей на 345 тыс. км, то для ЗАО «Тандер» дополнительная наработка только грузовых автомобилей MAN составит 499905 тыс.км. При заявленном ресурсе для MAN равным 1000 тыс. км для выполнения этой работы необходимо 499 автомобилей.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Существующая система технического обслуживания и ремонта машин является неоптимальной с точки зрения обеспечения надежности ТС. Основными недостатками являются: отсутствие эффективных методов и средств технической диагностики ТС для уточнения сроков вывода объектов в капитальный ремонт, жесткая регламентированность межремонтных периодов, обязательность проведения капитального ремонта без составления экономического обоснования и определения целесообразности его проведения. Применяемые в настоящее время бортовые системы контроля и диагностики ТС имеют недостаточную информативность и функциональность для обеспечения требуемой надежности.

2. Способ мониторинга работы машин с применением системы бортовой самодиагностики является наиболее перспективным направлением в формировании диагностических систем, позволяющим уменьшить количество отказов, а также повысить надежность грузовых автомобилей.

3. Сформулированы основные требования к системе самодиагностики, определяющие ее формализацию, а также стабильность функционирования и надежность. Формирование системы самодиагностики с использованием принципа распределенности приоритетных модулей, комбинированная многопроцессорная архитектура исполнения в полной мере способствуют реализации поставленной задачи по повышению надежности грузовых автомобилей.

4. Структура построения, процесс функционирования каналов межмодульного обмена информацией, а также разработанные алгоритмы фильтрации сигналов, сопряжений элементов, преобразований информации и управления внутри РИКОСС обеспечивают минимизацию задержки информации и полностью исключают возможность ее потери.

5. Предлагаемая структура системы самодиагностики имеет возможность вариации, а, следовательно, применение для ТС различных марок, эксплуатируемых при транспортировке грузов, а также других производственных сферах с целью повышения надежности объектов,

6. Экспериментально подтверждено положительное влияние системы бортовой диагностики на показатели надежности грузовых автомобилей: суммарное количество отказов за период исследований (здесь и далее для грузовых автомобилей MAN с БСКД) ниже на 16,21%; среднее число отказов на единицу техники ниже на 25%; средняя наработка на отказ выше на 23%; коэффициент готовности больше на 7%, вероятность безотказной работы выше в 1,6 раза; средний ресурс до капитального ремонта выше на 64 тыс.км; у -% ресурс выше на 56 тыс.км.

7. Расчетный технико-экономический эффект от внедрения системы самодиагностики только для грузовых автомобилей без БСКД компании ЗАО «Тандер» позволит увеличить общую наработку на 499905 тыс.км, что даст

возможность выполнения объема работ, соответствующего эксплуатации 499 автомобилей.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ, ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Ревякин М.М. Система технического обслуживания как средство обеспечения необходимого уровня надежности транспортных средств [Текст] / Мир транспорта и технологических машин. - 2011. - №3. - С. 35- 39 - ISSN 2072-8964.

2. Ревякин М.М. Информационные технологии в технической эксплуатации мобильных энергосредств [Текст] / М.М. Ревякин, A.A. Жосан // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2010. - №1. - С. 53-55. - ISSN 02358573.

3. Ревякин М.М. Бортовые системы контроля и диагностики как средство обеспечения надежности транспортных средств [Текст] / A.A. Жосан, М.М. Ревякин// Вестник ОрелГАУ. -2012. -№1. - С. 72-74 - ISSN 1990-3618.

4. Ревякин М.М. Топология построения систем самодиагностики: вариативность и оптимальность [Текст] / М.М. Ревякин, A.A. Жосан // Мир транспорта и технологических машин. - 2011. - №1. - С. 37-41. - ISSN 2072-8964.

5. Ревякин М.М. К вопросу развития средств диагностирования [Текст] / М.М. Ревякин, С.Н. Куликов, A.A. Жосан // Труды ГОСНИТИ. М.: ГОСНИТИ, 2009. - Том 103. - С. 47-48. - ISSN 0131-9299.

6. Ревякин М.М. Архитектурная топология системы самодиагностики [Текст] / М.М. Ревякин, A.A. Жосан // Вестник ОрелГАУ. - 2011. - №2. - С. 109-112.-ISSN 1990-3618.

Публикации в сборниках научных трудов и материачах конференций:

7. Ревякин М.М. Повышение эксплуатационных характеристик и надежности МТА при помощи систем телематического контроля [Текст] / М.М. Ревякин, С.Н. Куликов // Инновационные технологии механизации, автоматизации и технического обслуживания в АПК: Сб. материалов Международной научно-практической интернет-конференции, март 2008. - Орел: ОрелГАУ, 2008. - 272 с. - С. 90-93. - ISBN 987-5-93382-118-2.

8. Ревякин М.М. Современный подход и реалии диагностирования [Текст] / М.М. Ревякин, A.A. Жосан // Энерго- и ресурсосбережение - XXI век: Сб. материалов Международной научно-практической интернет-конференции, март-май 2008. - Орел: ОрелГТУ, 2008. - 289 с. - С. 193-196.

9. Ревякин М.М. Предпосылки формирования систем оперативной диагностики мобильных энергетических средств [Текст] / М.М. Ревякин, A.A. Жосан // Инновационное развитие аграрного сектора экономики: взгляд молодых ученых: Сб. материалов Международной научно-практической конфе-

ренции, декабрь 2009. - Курск: КГСХА, 2010. - 278 с. - С. 267-271. - ISBN 978-5-7369-0685-7.

10. Ревякин М.М. Инновационные технологии в технической эксплуатации мобильных энергетических средств [Текст] / М.М. Ревякин, A.A. Жосан // Известия Международной академии аграрного образования. - СПб.: Санкт-Петербургское региональное отделение Международной академии аграрного образования, 2008. - №7. - С. 35-36. - ISSN 1994-7860.

11. Ревякин М.М. Система РИКОСС как способ обеспечения и поддержания целевой динамичности мобильных энергетических средств [Текст] / М.М. Ревякин, A.A. Жосан // Состояние и перспективы энерго- и ресурсосберегающих технологий в АПК: Сб. материалов Международной научно-практической конференции, март 2009. - Орел: ОрелГАУ, 2009. - 208 с. - С. 52-56.

12. Ревякин М.М. Формализация системы самодиагностики мобильных энергетических средств [Текст] / М.М. Ревякин, A.A. Жосан // Энергообеспечение и строительство: Сб. материалов Третьей международной выставки-интернет-конференции, ноябрь 2009. - Орел: ОрелГАУ, 2009. - 354 с. - С. 157-159.

13. Ревякин М.М. Оценка способов формирования систем самодиагностики распределенного типа [Текст] / М.М. Ревякин, A.A. Жосан // Энергосберегающие технологии и техника в сфере АПК: Сб. материалов межрегиональной выставки-конференции, ноябрь 2010. - Орел: ОрелГАУ, 2011. - 324 с.-С. 209-211.

Подписано в печать 21.02.2012 г. Формат 60x90/16. Бумага офсетная. Гарнитура Тайме. Усл. печ. л. 1,0. Заказ 43. Тираж 100 экз.

Отпечатано в издательстве Орел ГАУ, 2012, Орел, Бульвар Победы, 19

61 12-5/2137

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

На правах рукописи

РЕВЯКИН Максим Михайлович

ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМЫ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ САМОДИАГНОСТИКИ

Специальность 05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель -кандидат технических наук, доцент Жосан А.А.

Орел 2012

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

Введение................................................................................. 4

Глава 1 Состояние вопроса, цель и задачи исследования..................... 7

1.1 Причины снижения надежности транспортных средств.................. 7

1.2 Диагностирование как способ получения информации о техническом состоянии грузовых автомобилей и

повышения их надежности...................................................... 11

1.3 Оценка системы технического обслуживания с точки зрения обеспечения работоспособности грузовых

автомобилей и их надежности................................................... 19

1.4 Анализ и перспективы развития бортовых систем

контроля и диагностики транспортных средств............................. 26

1.5 Цель и задачи исследований..................................................... 33

Глава 2 Теоретическое обоснование структуры и

функционирования системы самодиагностики........................ 35

2.1 Отказ как предпосылка формирования системы

самодиагностики.................................................................... 35

2.2 Формализация системы самодиагностики.................................... 38

2.3 Архитектурная топология системы самодиагностики..................... 46

2.4 Обеспечение функционирования системы

самодиагностики для грузовых автомобилей................................. 56

2.4.1 Реализация принципа распределенности приоритетных

модулей в структуре системы самодиагностики............................. 57

2.4.2 Обслуживания заявок в системе самодиагностики....................... 61

2.4.3 Трансформация данных о техническом состоянии

грузового автомобиля в системе самодиагностики......................... 62

2.4.4 Обеспечение информационной достоверности

в системе самодиагностики...................................................... 69

2.4.5 Обеспечение комплексного непрерывного

функционирования системы самодиагностики............................................................74

Глава 3 Программа и методика проведения исследований........................................99

3.1 Программа и общая методика......................................................................................................99

3.2 Обоснование выбора объектов исследований..............................................................101

3.3 Методика экспериментальных исследований..............................................................102

3.4 Методика определения основных показателей,

характеризующих надежность объектов исследований........................................105

Глава 4 Анализ результатов исследований..............................................................................114

Глава 5 Технико-экономические показатели применения

системы самодиагностики для грузовых автомобилей..............................142

Общие выводы....................................................................................................................................................147

Литература............................................................................................................................................................149

Приложения............................................................................................................................................................163

ВВЕДЕНИЕ

Надежность грузовых автомобилей во многом определяет своевременность и качество выполнения транспортно-экспедиторских функций различных предприятий Российской Федерации (в том числе и ЗАО «Тандер»). Основным транспортным средством, активно эксплуатирующимся при грузоперевозке, а также в других сферах, являются грузовые автомобили МАЗ и MAN. Наработка до капитального ремонта указанных автомобилей может варьироваться в достаточно широких пределах в зависимости от условий эксплуатации и других факторов. Таким образом, надежность, а, следовательно, и ресурс, заявленный заводом-изготовителем, в большинстве случаев реализуется далеко не в полной мере. Увеличение показателя наработки на отказ и наработки до капитального ремонта позволит автомобилям дополнительно выполнить значительный объем работ по транспортировке грузов. Следовательно, возникает необходимость применения механизмов оперативного контроля условий эксплуатации и состояния машин в целом. По данным ЗАО «Тандер» на 1.01.2012 г. автопарк компании насчитывает 3000 автомобилей. В перспективе до конца 2012 года предполагается увеличить количество транспортных средств до 4500 ед. Учитывая только текущий автопарк, следует отметить, что если увеличить наработку до ремонта всего на 10 тыс. км, это позволит дополнительно выполнить объем работ по транспортировке грузов равный 30000 тыс.км. Поэтому актуальность исследований в данном направлении не вызывает сомнений.

В большинстве случаев повысить надежность достижением заявленного ресурса грузовым автомобилям не удается, что напрямую связано с несвоевременным обнаружением и устранением неисправности. Это приводит к увеличению скорости изнашивания комплектующих, и в последствии к возникновению отказов различных групп сложности. Для решения этой проблемы в планово-предупредительной системе технического обслуживания предусмотрено диагностирование. Однако все это не решит вопрос достижения

заявленного ресурса. Планово-предупредительная система технического обслуживания не учитывает фактическое состояние транспортного средства и ее цикличность также неудовлетворительна. Диагностирование же в основном направлено на регистрацию факта наличия неисправностей, а не на предупреждение их возникновения. Оно способно уменьшать простои объектов по техническим причинам, повысить их производительность, снизить расход топлива и запасных частей, затраты средств на техническое обслуживание и ремонт, но не в состоянии обеспечить предупреждение возникновения отказов.

Решением проблемы является мониторинг систем транспортных средств непосредственно в процессе эксплуатации. Учитывая современные тенденции компьютеризации в различных областях, целесообразно использовать данную семантику и для объектов, активно использующихся при грузоперевозке. Имеющиеся на текущий момент бортовые системы контроля не лишены недостатков, имеют неудовлетворительный уровень надежности, ограниченную функциональность и область применения. Необходимо создание бортовой системы самодиагностики, функционирующей в рамках грузового автомобиля как единая информационная система, с возможностью ее применения на объектах различных марок, грузоподъемности и т.д. Поэтому мы сосредоточили свои усилия в этом направлении.

Теоретические исследования выполнены на основании следующих теорий: систем управления и системного анализа, надежности, математической статистики и аппарата дифференциальных уравнений, комбинаторики, автоматического управления, локальных передающих сетей а также требований к комплектации систем на процессорной основе; технической эксплуатации транспортных средств.

Эксплуатационные исследования проводились на грузовых автомобилях автопарка ЗАО «Тандер»: MAN F90 и MAN TGA.

Основные положения диссертационной работы доложены и получили одобрение на пяти научных конференциях. Диссертация состоит из введения,

пяти глав, общих выводов и приложений. Содержит 163 страницы машинописного текста, 13 таблиц и 50 рисунков. Список использованной литературы включает 146 наименований, из них 25 - на иностранном языке.

На защиту выносится:

- способ мониторинга состояния грузовых автомобилей с использованием бортовой самодиагностики;

- теоретическое обоснование структуры и функционирования системы самодиагностики, а также принципы ее организации;

- результаты обработки статистической информации о показателях надежности объектов исследований.

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Причины снижения надежности транспортных средств

Постоянное усложнение технических объектов и рост степени автоматизации процесса управления делают основной проблему оптимальной организации эксплуатации сложных технических объектов, в том числе и автотранспорта. Особую роль при этом отводят определению технического состояния транспортных средств (ТС), которое в процессе эксплуатации непрерывно изменяется под действием внешних и внутренних факторов.

Исследованием этих факторов, а также выявлением степени их влияния на МЭС занимались многие ученые, в том числе Архипов B.C., Вельских В.И., Боуден Ф.П., Величкин И.Н., Григорьев М.А., Дидманидзе О.Н., Кузнецов Е.С., Мигаль В.Д., Михлин В.М., Никитин Е.А., Новиков А.Н., Пучин Е.А., Селиванов А.И., Халфин М.А., Черноиванов В.И., Франк П.М. [3, 6, 7, 21,22,38,58,73,74, 77, 78,95, 110, 117, 131].

Анализируя работы этих и других ученых можно выделить внешние и внутренние факторы. К первым относятся климатические, физико-химические свойства почв, а также уровень технического обслуживания и ремонта (эксплуатационные факторы). Так, несвоевременное или неправильное регулирование соединений, несвоевременная замена смазочного материала или изношенных деталей, недостаточный крепеж составных частей значительно увеличивают динамические и температурные нагрузки на составные части, что приводит к повышению интенсивности их изнашивания, вибрации, дисбаланса вращающихся деталей и т.п. Это в свою очередь ухудшает свойства рабочих жидкостей и значительно сокращает ресурс составных частей автомобилей, тем самым снижается надежность ТС в целом.

К внутренним (конструктивно-технологическим) факторам отнесем уровень проектирования машин, качество изготовления комплектующих. Одно-

именные детали и соединения, как правило, имеют в определенных пределах различную твердость трущихся поверхностей, шероховатость, первоначальные зазоры и натяги. Качество сборки и обкатки на предприятиях - изготовителях также не одинаково.

Кроме перечисленного также необходимо отметить влияние на ресурс таких факторов как качество топлива, смазочных материалов и технических жидкостей, а также квалификацию и накопленный опыт операторов ТС, их умение анализировать и своевременно реагировать на изменение технического состояния машин.

В результате комплексного или единичного воздействия факторов на объект значительно быстрее ухудшаются его технико - экономические показатели: снижается мощность, увеличивается расход топлива, смазочных материалов и технических жидкостей, и, как следствие, увеличение числа отказов и простоев, снижение надежности ТС.

Причинами возникновения отказов у работающих машин является появление тех или иных неисправностей у деталей. По его классификации все виды неисправностей различных деталей можно свести к следующим группам:

- износы;

- наносы;

- изменение физико-механических свойств материала детали;

- деформации и поломки.

Процесс развития неисправностей первых трех видов протекает постепенно. Развитие этих неисправностей вызывает старение деталей, в конечном итоге приводящее к их выходу за предельное состояние. Последний же вид неисправностей возникает внезапно и является следствием действия на деталь сверхрасчетных нагрузок. Все это в итоге влияет на уровень надежности автомобиля.

Согласно ГОСТ, надежность - это свойство объекта (детали, сборочной единицы, машины, агрегата, системы) выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных показателей качества в заданных

пределах. [34] Надежность является комплексным свойством для любого объекта, включающим четыре свойства: безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость. В соответствии с ГОСТом долговечность объекта оценивается ресурсом, т.е. суммарной наработкой объекта от начала его эксплуатации или ее возобновления после ремонта до наступления предельного состояния. Этот параметр приводится в нормативно - технической документации и стендовой (рекламной) информации.

Но предприятия - изготовители, ссылаясь на понятие «ресурс» фиксированное ГОСТ, не гарантируют заявленную наработку.

Учитывая тот факт, что автомобили одной марки всегда в какой-либо степени отличны друг от друга по своим исходным характеристикам, и что условия эксплуатации машин одной и той же марки весьма разнообразны, фактический ресурс определяется случайной величиной.

Поэтому необходимо разграничить понятия заявленного и фактического ресурса. Под понятием «заявленный ресурс» следует понимать наработку, заложенную заводом - изготовителем, а под определением «фактический ресурс» - реальную наработку до перехода в предельное состояние. Еще одной причиной обособления является существенное, до 25 %, различие параметров этих показателей для автомобилей. [71]

Наработку объекта до наступления предельного состояния (до возникновения потребности в капитальном ремонте или до списания) целесообразно прогнозировать на основе оценки состояния и темпа изменения контролируемых параметров.

Прогнозирование потребности объекта в ремонте позволяет еще до наступления отказа выполнить регулировочные работы, подготовить объект для текущего ремонта и выполнить его при оптимальном пробеге. Определить потребность в текущем ремонте можно по экономическому или техническому критериям, а также по изменению технического состояния данного объекта.

Прогнозирование технического состояния есть научно обоснованное определение с известной вероятностью наработки (пробега), по истечении которого диагностируемый параметр или эксплуатационный показатель достигнет заданного значения. С целью предугадать изменения технического состояния необходимо знать закономерность изменения критерия состояния в зависимости от пробега автомобиля и результаты диагностирования при разной наработке конкретного узла или агрегата.

Как известно полный процесс прогнозирования включает в себя три этапа: ретроспекцию, диагностирование и прогноз. Начальный этап заключается в исследовании процесса изменения параметров состояния объекта в прошлом. При диагностировании фиксируются номинальные, допускаемые и предельные значения параметров, измеряются их текущие значения. На заключительном этапе осуществляется прогноз состояния объекта, в результате анализа которого выносится конкретное решение об осуществлении тех или иных воздействий на объект. [65]

Прогнозирование базируется на диалектическом методе - изучение процесса во всей его сложности и многообразии форм. В этой связи прогноз как форма будущих свершений достоверен в той степени, в которой достоверен результат изучения процесса на начальных его этапах.

Проблематика достижения заявленного значения ресурса заключается в сложности его предсказания, а также в отсутствии официально закрепленного термина в нормативно-технической документации. Следовательно, юридической основы данного понятия не существует. Поэтому предприятия-изготовители, назначая заявленный ресурс, могут варьировать его значения, не боясь юридической ответственности за свои «заявки». Такое явление выгодно лишь с маркетинговой точки зрения, а не со стороны эксплуатирующих технику организаций и компаний, которые становятся заложниками сложившейся ситуации, когда объект существенно не дорабатывает до обозначенного значения ресурса. Учитывая индивидуальные особенности автомобилей одинаковых марок (в том числе и грузовых автомобилей), процент

достижения ими заявленного ресурса очень невелик. Средства достижения значений заявленных ресурсов, и, как следствие, повышение надежности также ни где не обозначены.

Оптимальным способом повышения надежности (реального достижения объектом своего заявленного ресурса) является мониторинг за изменением различных параметров с целью недопущения возникновения отказов.

1.2 Диагностирование как способ получения информации о техническом состоянии грузовых автомобилей и повышения их надежности

Для формулировки эффективных решений по оперативному управлению производственными процессами технической эксплуатации грузовых автомобилей возникает необходимость использования достоверной информации о техническом состоянии каждого отдельно взятого объекта. Как известно, базовыми источниками информации такого рода являются технический контроль, включающий в себя осмотр и инструментальное диагностирование.

На начальном этапе развития специфика производственных процессов технической эксплуатации крайне неоднородных по своему составу ТС определила возможность применения в основном субъективных методов определения технического состояния. Однако, впоследствии, с усложнением процесса управления работоспособностью подвижного состава, требования к индивидуальной информации значительно повысились, что послужило катализатором возникновения и развития технической диагностики, как отрасли