автореферат диссертации по транспорту, 05.22.10, диссертация на тему:Разработка системы диффренциального корректирования нормативов технического обслуживания и ремонта автомобильных двигателей (на примере двигателей автомобилей КамАЗ)

РГ6 од

СИБИРСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ 1 9 ¿Жомдшьно-доронний ИНСТИТУТ ИИ.В.В.КУЙБЫШЕВА

На правах рукописи

АКИМОВ йихаил Срьевич

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ДИФФЕРЕНЦИРОВАННОГО КОРРЕКТИРОВАНИЯ НОРМАТИВОВ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУВИВАНИЯ И РЕМОНТА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ (на примере двигателей автомобилей КаиАЗ)

05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Оиск 1993

Работа выполнена в Тюменской индустриальной институте иие] Ленинского комсомола на кафедре "'Эксплуатация автоиобильно] транспорта"

Научный руководитель

Официальные оппоненты

Ведущая организация

- доктор технических наук, профессор РЕЗНИК Л.Г.

- доктор технических наук, профессор ВОЛОДИН А.И.

- кандидат технических наук, доцент МОПШВИ! М.В.

- Твценския областной автоцентр "КАМАЗ"

Защита состоится 1993 г. в

Ж 431

на заседании специализированного Совета К 063.26.03 ВАК Российской Федерации при Сибирской автоцобильно-дорожноы институт! иц. В.В.Куйбыаева по адресу: 644080, г.Оцск, проспект Пира, 5 ауд. _

С диссертацией ыожно ознакомится в библиотеке института.

Автореферат разослан -Ж-. ^и^-р^Л 1993 г. Отзывы проспи направлять в двух ^кзеиплярах с подписью, з; веронной печатью.

Телефон для справок 65-27-27.

Учений секретарь специализированного совета кандидат технических наук,

доцент МАЛЬЦЕВА H.A.

0Б1ДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ

Актуальность работы. Переход страны к рыночный отношениям зебует повышения эффективности работы автомобильного транспора, в той числе совериенствования управления технической эксплу-гацией автоиобилей. Однии из важнейших элементов такого управ-гния является нормативная база, включащая учет различных усло-1й эксплуатации автомобилей.

Я числу важнейаих факторов условий эксплуатации относятся ээффициент сопротивления дороги, цасса перевозииого груза, ско-ость движения автонобиля, тенпература окружающего воздуха, вли-ние хоторых учитывается корректирующими коэффициентами, ииеюэд-и з соответствии с действующим Положением о ТО и ремонте одина-овые значения для всех аарок и моделей автоиобилей, агрегатов, злоз, деталей и систеи. Это приводит к потеряй, связанными с тсутствиеи объективных значений корректирующих коэффициентов.

Для устранения тахого недостатка коэффициенты корректирована нормативов ТО л ремонта должны быть дифференцированными, 'о есть раз-лгашии, учитывающий различный уровень приспособлен-юсти разных моделей автоиобилей и их элементов к основным акся-[уатйциопныи факторам. Такие значения этих коэффициентов иохио юлучить.на основе установления соответствующих закономерностей гзиеяеяяя интенсивности изнашивания автомобилей, агрегатов, уз-'.оз, деталей и систеи под влияние» основных факторов условий зк-:плуатац;ш.

Для практического использования дифференцированного хоррох-гироваиля Еорматавоз ТО и ремонта необходима система, вюшчаюлзя методическое, нормативное, программное и организационное обеспечение, Наиболее дорогостолаи?! и трудоемкий при технической эксплуатации . агрегаточ является двигатель, что обусловливает актуальность указанных исследований применительно к этому агрегату.

Представленная работа выполнена з соответствии с "комплексной научно-технической программой Государственного комитета по науке и технологиям "Автомобильный трансаорт" (проблема 07).

Иехьв работа является повыяеика эффективности технической эксплуатации автомобилей за счет разработки я внедрения системы дифференцированного корректирования нормативов технического обслуживания н ремонта двигателей на основе установления законо-

X.

мерностей изменения интенсивности их изнашивания в зависимое! от основных эксплуатационных факторов.

Объектом исследования служит процесс изнашивания двигателе в зависииости от основных Факторов условий эксплуатации. Экспе рыментальные исследования проводились на двигателях модели КаиАЗ-740 автомобилей семейства КаиАЗ, которые широко исподьзу ьтся в народной хозяйстве.

Научная новизна работы заключается в той, что: разработана математическая модель, описывающая закономер ности влияния сопротивления дороги, иассы перевозимого груза скорости автомобиля и температуры окружающего воздуха на иитен сивность изнашивания двигателей;

установлены численные значения параметров математическо модели для двигателей КаиАЗ-740 автомобилей различных моделей;

разработана система дифференцированого корректирования нор мативов ТО и ремонта двигателей.

Практическая ценность. Использование системы дифференцированного корректирования нормативов ТО и ремонта двигателей в зависимости от основных факторов условий эксплуатации обеспечивав' снижение затрат на поддержание двигателей в технически исправно! состоянии и повышение технической готовности автомобилей. На зааиту выносятся:

иатеиатическая модель, описывающая закономерности' влиянш сопротивления дороги, массы перевозимого груза, скорости автомобиля и температуры окружающего воздуха на интенсивность изнашивания двигателей;

численные значения параметров математической иодели дл* двигателей КаиАЗ-?40 автомобилей сецейства КамАЗ;

система дифференцированного корректирования нормативов ТО л ремонта двигателей в зависимости от основных факторов условий эксплуатации.

Реализация результатов исследования. Система дифференцированного корректирования нормативов ТО и ремонта двигателей в зависимости от условий эксплуатации внедрена в автотранспортных предприятиях производственного объединения "Севертюиеньавтот-ранс" и в акционерном обществе грузовых перевозок автомобильный транспортом г.Тюмень. Годовой экономический эффект в среднем на один автомобиль составляет 26400 и 40900 рублей.

2

Апробация работы. Результаты исследования доложены и одоб-1ш на Тюменской областной конференции "Пути улучшения исполь-вания и экономии сырья, материалов и топливно-энергетических сурсов" (1984 г.), Тсиенской областной иежвузовской конферен-и нолодых ученых (1985 г.), Тшенской областной науч.-техн. нференции "Нефть и газ Западной Сибири" (1987 г.), региональ-й науч.-техн. конференции "Эксплуатация иашии в суровых усло-ях" (Тюмень, 1989 г.), всесопзной науч.-техн. конференции "По-азннз надежности и экологических показателей автомобильных игателей" (Горький, 1990 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликова1j 5 печат-х работ и отчеты о научно-исследовательских работах.

Структура и объем работы. Дис:ертация состоит из введения, та глав, выводов и приложений. Объем диссертации составляет 3 страницы, в тон числе 128 страниц цашинописного текста, 23 блицц, 13 рисункоз, список литературы из 167 наименования и 4 шожоний.

СОДЕРЙАНИЕ РАБОТЫ .

Во вселении обосновывается актуальность теиы исследований, «агаются цель, научная новизна и практическая ценность работы, вводятся выносимые на защиту положения.

В первой главе содержится анализ р^бот,'посзяценных иссле-танию влияния условий эксплуатации на интенсивность изменения Фзметров технического состояния двигателей и учету основных шторов зтнх условий при управлении технический состоянием ав-шобилей. Данной проблеме посвящены работы МАЛИ. КАДМ, ХАДИ, Ш, ТвмИИ,-ИИИАТ, НАМИ, Камского объединения по производству )льшегрузных авто-гобилей КаыАЗ и других институтов и организа-ta.

Проведенный анализ состояния зопроса позволил сделать сле-№цие выводы.

I. Выявлены наиболее значимые факторы условий эксплуатации зтоиобилей, влияющие па .интенсивность изиенения технического зстояния двигателей. К их числу относятся., коэффициент сопротиз-зния дороги, îiacca яер?воз::ного груза, скорость движения авто-збиля, температура окружающего воздуха. При упрзвлешш технн-5ской эксплуатацией автомобилей влияние этих факторов учнтива-

ется корректирующим коэффициентами, которые согласно действу! щеиу Положению о ТО и ремонте имеют одинаковые (усреднении* значения для двигателей и их элементов автомобилей всех марок моделей, без учета различного уровня их приспособленности к и: менению факторов условий эксплуатации. Это приводит к потеря: вследствие необъективных значений корректирующих коэффициента Следовательно, коэффициенты корректирования нормативов ТО и pi монта двигателей должны быть дифференцировании по маркам и мод| лям автомобилей, то есть иметь различные значения в зависимое от уровня приспособленности двигателей к условиям эксплуатацш Кроме этого, коэффициенты корректирования норм расхода запаси частей должны иметь дифференцированные значения по разным дет: лям двигателя. Объективные значения этих коэффициентов можно п< лучить на основе установления соответствующих закононерност' влияния основных эксплуатационных факторов на интенсивность и: нашивания деталей двигателей, для описания которых должна бы1 получена математическая модель.

2. Для практического использования математической моде, следует установить численные значения входящих в нее параметро: Определение параметров на основе результатов ранее проведенш исследований или аналитическим путем не представляется возио: ним, следовательно, численные значения параметров модели долж: быть найдены экспериментальным путем.

3. Использование дифференцированного корректирования норм тивов ТО и ремонта двигателей на практике невозможно без соо ветствующего методического, нормативного, программного и орган зационного обеспечения, совокупность которых представляет соб систему дифференцированного корректирования нормативов ТО к р монта двигателей.

Анализ состояния вопроса показал, что для достижения п ставленной цели необходимо решить следующие задачи.

1. Построить математическую модель, описывающую закономэ ности влияния сопротивления дороги, массы перевозимого груз скорости автомобиля и температуры окружающего- воздуха на инте сивность изнашивания двигателей.

2. Экспериментально определить численные значения парано ров математической модели.

3. Разработать систему дифференцированного корректирован

ормативов ТО и ремонта двигателей в зависимости от основных эк-плуатационн'ых факторов.

4. Внедрить результаты исследований и оценить экономическую ффективность от их применения.

Вторая глава посвящена теоретическим исследованиям.

В соответствии с целью и задачами разработана общая методи-а исследований, предусматривающая выполнение теоретических и кспериментальных исследований и, на основе полученных результа-ов, разработку системы дифференцированного корректирования нор-:ативов ТО и ремонта двигателей.

Теоретические исследования включают построение нн^гофактор-юй математической модели, описывающей закономерности влияния юпротивления дороги, массы перевозимого груза, скорости автоао-¡иля и температуры окружающего воздуха на интенсивность изнаки-)ания двигателей. Построение иногофакторной модели проводилось ¡огласно методики, разработанной в ТюмИИ. На основе ранее выпол-юнных исследований устанавливается вид однофакторных математи-¡еских моделей, отражающих влияние основных факторов условий эксплуатации на интенсивность изнашивания двигателей. Затем произ-зодится построение многофактдрной модели и анализ ее слагаемых.

Воздействие основных факторов условий эксплуатации проявля-этся через нагрузочный, скоростной и температурный режимы работы двигателя. С ростом нагрузки на двигатель интенсивность изнашивания зозрастает со снижением темпа возрастания. Проведенные для эксплуатационных режимов расчеты показали, что с достаточной для практики точностью можно считать зависимость возрастания интенсивности изнашивания от нагрузки линейкой: при аппроксимации зависимости, линейной кодель» коэффициент корреляции равен 0,95 ...0,99. Зависимость интенсивности изнаиивания двигателя Upa от изменения среднего эффективного давления Рв при постоянной частоте эрацения П коленчатого вала описывается уравнением

Upe = а0 ♦ di-Pe , (I)

где do. Oí - коэффициенты,..зависящие от хонструктивно-техноаоги-ческих особенностей двигателя.

Среднее эффективное давление двигателя определяется по известной формуле

Pe = 12,5 гт-гг— + % , С

VbLoUn ТР \ Í3 /

где 2« - радиус качения колеса, и;

Vh - рабочий объем цилиндров двигателя, л; L„, 1« - передаточные числа главной передачи и коробки передач:

П тр - к.п.д. трансмиссии автомобиля; Но - полная масса автоиобиля (автопоезда), кг; § - ускорение свободного падения, м/с ; Ч> - коэффициент сопротивления дороги; kF - фактор обтекаемости автомабийя, 11с У и ; Va - скорость движения автомобиля, км/ч. При подстановке Формулы (2) в формулу (I) получается моде! зависимости интенсивности изнашивания U» от нагрузки на двига тель, обусловленной перацсккыми Мв и Ф:

U„ s Upo + áiloV , <3

12,5'2к К

„и

|S

. . ** м _ «К 1« I »

в которой Upo = Оо + а* .. ¡ „— 75 v

V Ф еЬ кП т I»

* " 1 0 ; "; п— '

V hw сд* к I т р

где Up0 - условная минимальная интенсивность изнашивания (при ПаЧ9 = 0); óp - параметр чувствительности двигателя к изменении нагрузки по интенсивности изнашивания.

В реальной эксплуатации минимальную интенсивность изнашива ння Upo' двигатель будет кисть при движении автомобиля без груз по дороге с иинииальныи сопротивлением. Для зтого случая из фор мулы (3) следует

Upo = Up» - ¿J104>0 , (<t

где Ч1 о - оптимальнее (минимальное в данном случае) значение ко зффиц:!снта сопротивления дороги, соответствующее Up0.

Выражение (4) подставляется в формулу (3)

U. e-U,. ♦ ¿ЛН.Ф - М.Ч>.) . (5

Для определения коэффициентов корректирования нормативов Т

[ ремонта двигателей используется не мгновенные значения интенсивности изнашивания 11, а ее средние значения 11 за определенный ¡птервал пробега._ При переходе х интервальной оценке интенсив-юсти изнашивания 11» модель (5) после преобразований принимает

*ид

а. = а.о + - ИоЧ*.) , (6)

) которой_ но = на +• £ ,

'де ИЧ1 - средние значения полной массы автомобиля и коо<М>и-■циоцта сопротивления дороги на рассматриваемой интервале пробега: Н„ - собственная ь'эсса автомобиля; Чн - ношшальная грузоподьопность автомобиля; о - коэффициент использования г руз о п одъ о уно с ?и; Р - коэффициент использования пробега.

Зависимость интенсивности изнашивания двигателя и„ от изие-¡ения частоты врэцегшя коленчатого зала П при постоянном ^ :д.чоы эффективно!» давлении аппроксимируется уравненной квадратичного трехчлена:

и„ = бо > 24-П 1- €а-п2 > (7)

где €0, 81, 6г - коэффициенты, зависящие от конструктивло-техна-логичэсиих особенностей двигателя. Зависимость яптенсизностн изнашивании двигателя 11 у от скорости движения автонобиля У„ выражается подобны:« «о уравнение!;:

иУ Во + 8 Л* * ВА'1 > (0)

В котором Во = Во; в, = Б, ; В' = КШ1 \

_Для перехода к интервальной оценке лнтснсквности иэнакиБа-[ШЯ и, модель (8) необходимо преобрззоють. При зтоц.появляется параметр <5 отражающий влияние ностациокарности скоростного режина дгя.уэнля :

П.»Во ♦ в,-У. ♦ вг№ * , " о)

где Уа, а » - среднее значение и дисперсия скорости автомобиля на рассматриваемо« интервале пробега. Исходя из ранее установленной связи цегду нестацнонарнэстьп

7

скоростного режима и скоростью автомобиля, модель (9) можно представить следующим образом:

й» = BS + B:-V0 ♦ BÍ-72 , (10)

где численные значения коэффициентов В* учитывают нестационарность скоростного режима.

Анализ последнего уравнения показывает, что на каждой передаче имеется скорость VOOP при которой интенсивность изнашивания двигателя минимальна. Такая скорость является оптимальной по интенсивности изнапивания. При отклонении скорости от оптимальной Voa интенсивность изнасивания увеличивается. Исходя из этого Физического смысла модель (10) может быть приведена к следующему виду:

Üv = Uv. ♦ Óv(\?o " Voe)a , " (II)

в*г в*

в которой uvo = BS - rr-fj* ; б, = Bj ; Voo 5 ттп? » VU2 ¿*Dj

где Uvo - минимальная интенсивность изнашивания:

¿v - параметр чувствительности двигателя к изменению Va по интенсивности изнашивания. Влиянию температуры окружающего воздуха t на интенсивность изнапивания двигателя U* были посвящены ранее проведонные исследования в ТвмИИ, в результате которых установлена зависимость

Üt = Ute + ¿t[(t - t„)s ♦ <5 ?] , (12)

где U* - сроднее значение интенсивности изнашивания па рассматриваемом интервале пробега; Uto - минимальная интенсивность изнашивания в зависимости

от температуры воздуха; ¿u - параметр чувствительности двигателя к изменению t по

интенсивности изнапивания; t„ -'оптимальная томпаратура воздуха, соответствующая 1Це; t, 6 t - среднее значение и дисперсия температуры воздуха за рассматриваемый период. Для получения зависимости интенсивности изнашивания двигателя от совокупности влияния трех факторов (нагрузка, скорости автомобиля и температуры воздуха) в соответствии с правильна построения иногофактарных моделей однофакторние подели (б), (II)

и (12) перемножаются. Коэффициенты полученного многочлена обозначаются новыми символами. После этого искомая модель имеет следующий вид:

а = и. ♦ ¿»([Цр - Н.ч>.)+ - Уав)' ♦

♦ ¿3[(Т - и* ♦ б \] ♦ - М„^„)(70 - V«,.)2 ♦

♦ 65(Я„ф - 11вч>в)[{Т - б ♦

+ - У00}5[(Т - иа ♦ <*?] ♦ (п)

♦ - И.Ф „)(У0 - У00)г[сТ - и» + в я .

Четыре последних члена этого уравнения являются смешанными эффектами факторов. Если влияние смешанных эффектов на функцию отклика статистически незначимо или относительно мало по сравнения с главными эффектами, то используется модель на главных эффектах :

Й. о.* ¿,(Нан» - Н0Ф0) ♦ Да(7„ - у„.)г +

♦ ¿г[(Т - 1:0)1 в . (Ш

Ревение вопроса об использовании «одели (13) или модели (14) принимается после проведения эксперимента и сводится к поиску компромисса между сложностью модели, точностью, простотой и наглядностью содержательной интерпретации ее параметров.

Третья глава посвящена методике экспериментальных исследований. включающим выбор метода определения изменения интенсивности изпапивания деталей двигателя, планирование и методику обработки результатов эксперимента.

Анализ'существующих методов определения износа деталей'двигателя показал, что наиболее приемлемый является метод эмиссионного спектрального анализа работающего наела при помощи вращающегося дискового электрода. Этот метод позволяет проследить изменение интенсивности изнашивания сразу нескольких деталей двигателя в процессе непосредственной эксплуатации без разборки двигателя за относительно короткое вреия работы автомобиля.

Поскольку с помочь» данного метода определяется относительное изменение интенсивности изнашивания, вводится коэффициент изменения интенсивности изнепп-гвания который показывает во сколько раз значение средней интенсивности изнашивания и з дан-

ных условиях отличается от значения интенсивности изнашивания в оптимальных условиях:

Кц = — . (

ив

Оптииальныии являются следующие условия эксплуатации: н меньшее значение коэффициента сопротивления дороги Ч*«, (су асфальтобетонное покрытие дороги 1-ой технической категори равнинной местности): Па = Ие; Уа = 1 = 1;в.

Численные значения коэффициента Ки вычисляются на осн изменения концентрации продуктов износа в работающей масле этом случае модели (13) и (14) представляются в следующей вид

К„ = 1 + слПоФ - И.ч».)* са(У0 - Уа0)г ♦

- С,[й - 1в)а ♦ 6 ?] ♦ СчШоФ - П0Ч>0)(Ь - V„.)* * + с5(Й0ч> - П.Ч>0)1(Т - О» * в *

* с6(Ус - у00)а[(Т - гу * б а (

* с7(йаф - И0ч\)(У„ - Чоа)2[(Т - ХУ + ,

1(„ = I ♦ сЛНоЧ7 - НоФ„) * с2(Уо - ЧаУ *

* С,[(1 - и1 * б1) , с

б которых относительные параметры чувствительности

¿С1 ¿С7

С1 = Св.....07 = с0 •

где ¿с1. .... ¿.с? - параметры чувствительности двигателя к и: иенению эксплуатационных факторов по концентрации зл( мента-индикатора в масле; С0 - ишшиальная концентрация элемента-индикатора. Применение выражения (16) и (17) основывается на тон, « концентрация элементов износа в масле прямо пропорциональна 1 тенсивности изнашивания. Это установлено ранее проведенными ; следованиями других авторов применительно к сравнительной оцеа интенсивности изнаиивания.

За индикатор изнашивания цилиндров и шеек коленчатого в; принято количество железа в масле, поршней - количество алю:

Ю ' . - .

ия, пораневых колец - количество хроиа, подшипников коленчатого ала - количество свинца. Для спектрального анализа масла ис-ользовалась фотоэлектрическая установка МФС-7.

Пробы масла отбирались через 1200 км пробега автомобиля осле проведения ТО-2. На этой пробеге фиксировались факторы, арактериэувцие дорожные, транспортные и климатические условия ксплуатации.

Эксперимент проводился по полному план? с вариацией нагрузи на двигатель на двух уровнях, а скорости автомобиля и темпе-атурн воздуха - на трох. Количество уровней обусловлено уста-овлешшн ранее видом однофзкторных моделей. Необходимое число тбора проб масла определялось исходя из доверительной вероят-ости 30% и относительной погрешности 10%.

При обработке результатов эксперимента использовались Дания по концентрации элементов в масле только технически исправим двигателей, техническое состояние которых контролировалось ¡о концентрации указанных вьете элементов, а также по концентрата крешгая в пасло.

'Определение численных значений параметров моделей (16) и 17) проводилось с помоцыо метода наименьших квадратов, после [рообразования этих моделей в линейные.

В четвертой главе приведены результаты исследований и их шализ.

Аппроксимация результатов экспериментальных исследований по злиянию основных факторов условий эксплуатации на интенсивность снашивания деталей двигателей проводилась как моделью па глав-шх эффектах (13), (16), так и моделью со смешанными эффектами (I'l), (17), что позволило па основе статистических выводов слезать выбор подели для использования ео в практических целях.

В ходе корреляционного анализа в модели со смешанными ;}ектаии был обнаружен эффект иультиколлинеарности. Это приводит ч неэффективной оценке параметров модели. В связи с этиь даль-«ейЕий корреляционно-регрессионный анализ проводился примените льно к модели на главных эффектах.

Об адекватности этой модели экспериментальным данный свидетельствуют числошшэ значения средней ошибки аппроксимации, критерия Дурбипа-Ватсопа и расчетные значения дисперсионного отнесения Фипера, которые зызз табличного значения F-критерия при

>ровне значимости 0,05. Кроме этого, модель на главных эффе: имеет преимущество перед моделью со смешанными эффектами, за; чающееся в относительной простоте и возможности содержатся интерпретации ее параметров. Численные значения коэффициента терминации составили 0,787...0,904, что указывает на достато' полноту учета факторов в модели и подтверждает результаты вьи значимых факторов. Таким образом, результаты эксперимента ш вердили гипотезу о возможности использования для описания ис< дуемого процесса модели на главных эффектах (17).

Численные значения параметров этой модели, полученные в зультате эксперимента, приведены в таблице.

Численные значения параметров математической модели

Сэ

Модель Элемент- ^001 и. с». 10 10

автомобиля индикатор км/ч •с 1/тс (км/ч)2 (°с:

Ре 51 6 0,737 6,96 1.35

КамАЭ-5320 А( 51 6 0,844 4,75 1,6'

♦ГКБ-8350 Сг 51 6 0,717 . 7,64 1.6*

Р6 51 6 1,005 6,33 1.5;

Ре 52 7 0,656 6,04 1.13

КамАЗ-5410 М 52 7 0,821 4,50 1.35

♦0дАЗ-9370 Сг 52 7 0,713 7,32 1.«

Рё 53 7 0.971 , 5,90 1.34

Ге 50 4 0,595 9,27 2.3£

КаыАЗ-5511 № 50 4 0,783 7,19 2,7Е

С? 50 0,650 10,65 2,7-5

Р£ 50 4 0,881 9,80 2,74

Интервал изменения значений относительного параметра ч ствительности железосодержащих деталей (цилиндров и шеек код чатого вала) двигателей для автомобилей разных моделей к изие нию нагрузки ьа двигатель составил от 0,595 до 0,737 1/тс, к нененкю скорости автомобиля - от 6,04 • Ю-4 до $,27 • I 1/(кы/ч)г, к изменению температуры окружающего воздуха -1,13 • Ю-3 до 2.32 • Ю-3 I/(вС)г. Интервал изменения отно тельного параметра чувствительности поршней к изменению нагру соступил от 0,783 до 0.844 1/тс, к изменению скорости -4,50 • 10 " до 7,19 ' 10~ч 1/(ки/ч)3, к изменению температур

,35 • ÎO"1 до 2,78 • Ю-' I/(°C)2. Интервал изменения отно-

льного параметра чувствительности поршневых колец к измене-

нагрузки составил от 0,650 до 0,717 I/тс, к изиенению ско-

и - от 7,32 '10 до 10,65 • 10 1/(ки/ч) , к изменении

[ературы - от 1.^0 • Ю~э до 2,77 • Ю~э 1/(°С)г. Интервал

тения относительного параметра чувствительности подшипников

(нчатого вала к изменению нагрузки составил от 0,881 до 1,005

- ч - ч

:, к изменения скорости - от 5,90-10 до 9,80 • 10

/2 — 3

cu/ч) , к изменении температуры - от 1,34 • 10 до ! • Ю"3 1/(0С)г.

Средняя интенсивность изнашивания железосодержащих деталей изменении козФФициента сопротивления дороги на 0,01 изиеня-I на 6,15...10,63%, при изменении пассы груза па I т -на 0,62 ),82%, при изменении скорости автомобиля от оптимального зна-1Я на 10 ки/ч - на 4,35...6,32%, при изменении температуры д:аюяего воздуха от оптииалыюго значения па I °С - на 0,09 3.20%. Средняя интенсивность изнашивания порзней при изыене-

козффициента сопротивления дороги на 0,01 изменяется на 5.'. .12,042, при изменении массы груза на I т - на 0,77... 3%, при изменении скорости автонобиля от оптимального значена 10 т/ч - на 3,04...4,567», при изменении температуры ок-асдего воздуха от оптииалышго значения на I °С - па 0,10... 3%. Средняя интенсивность изнашивания поршневых колец при из-ении косффицкента сопротивления дороги на 0,01 изменяется на I...I0,48%, при пзнененки кассы груза на I г - на 0,64... 8%, при пзноненкн скорости автомобиля от оптимального значена 10 ки/ч - на 5,06.. .6,,31%, при изменен:.'!! температуры окающего воздуха от оптимального значения на I °С - на 0,11... 4%. Средняя интенсивность изнапивяппя подшипников ноленчатего а при изменении коэффициента сопротивления дороги на 0,01 **з-яется на 8,60.. .14,01%, при измонс-яки массы груза на 1т- на 6...1,07%, при изменении скорости автомобиля от оптимального чения на 10 км/ч - на 4,02... 6,14/0, при изменении течпорату-окрухасщего воздуха от оптимального значения на I °С - на :0. . .0.22%.

Приведенное результаты свидетельствует о различной приспо-1Лонности дэнгг'телей апто;:оС:::леР разных нодолей к изиененип ¡сиатригэошпс С-зктороа по интенсивности изнашивания и подт-

ьарждают необходимость дифференцированного корректирования но] мативов ТО и ремонта двигателей разных моделей автомобилей.

Кроме того, экспериментально установлено,что средняя инте) сивность изнашивания разных деталей двигателя автомобиля КамЛ; 5320»ГКБ-8350 при изменении коэффициента сопротивления дороги I 0,01 изменяется на 10,14...13,99%, при изменении пассы груза I I т - на 0,78...1,07%, при изменении скорости автомобиля от 01 ткмального значения на 10 км/ч - на 3,10...5,15%, при изменен! температуры окружающего воздуха от оптимального значения на I - на 0,11...0,13%.

Средняя интенсивность изнашивания разных деталей двигате.) автомобиля КамАЗ-5410 при изменении коэффициента сопротивлеш дорога на 0,01 изменяется на 10,00...14,01%, рри изменении касс груза на I т - на 0,74...1,04%, при изменении скорости автомоб! лг. от оптимального значения на 10 ки/ч - на 3,04.. .5,06%, пг изменении температуры окружающего воздуха от оптимального значс ния на I °С - на 0,09.. .0,11%.

Средняя интенсивность изнашивания разных деталей, двигате! автомобиля КамДЗ-5511 при изменении коэффициента сопротивлеш' дороги на 0,01 изменяется на 6,15...8,60%, при изменении масс груза на I т - на 0,62.. .0,86%, при изменении скорости автомоб!: ля от оптимального значения на 10 км/ч - на 4,56...6,91%, пр изменении температуры окружающего воздуха от оптимального значс ния на I °С - на 0,20.. .0.24%.

Такая разница подтверздает необходимость дифференцированно гокорректирования расхода запасных частей на замену различив элементов двигателя.

Пятая глава посвящена разработке системы дифференцированно го корректирования нормативов ТО и ремонта двигателей в завися мости от основных факторов условий эксплуатации, состоящей и методического, нормативного, программного и организациошюг обеспечения.

Методика дифференцированного корректирования нормативов Т и ремонта двигателей предусматривает учет конкретных условий зк сплуатации и уровня приспособленности двигателей к этим условия с помощью корректирующего коэффициента К. Этот коэффициент учи •1^1?чет совместное влияние основных факторов дорожник, транспорт ньпг, климатических условий и аналогичен результирующему коэКи 14

ионту, принимаемому по Положении о ТО и ремонте, который полу-ается перемножением отдельных коэффициентов К1, Кг и Кэ- Значе- • иа норматива 3 я данных условиях определяется по уравнении:

!) = !#«-!< , (13)

до У5 - значение норматива в условиях, принятых за базовые.

Базовые условия принимаются в соответствии с действующим сложенней о ТО и ремонте и другими нормативными документами. По оро::;ныи условиям в качестве базовых принимаются условия, соот-зтствуг'дие 1-оП категории условий эксплуатации.

По транспортным условиям в качестве базовых принимаются ус-овия при которых коэффициент использования грузоподъемности раен единице и коэффициент использования пробега - 0,5.

По скорости движения автомобиля в качестве базовой принииа-тся среднетехническая скорость равная 49 км/ч.

По климатически!! факторам условий эксплуатации в роли базо-ых прииицаэтся условия умеренного климатического района, пред-тавителыша пунктом которого является г. Москва. Поэтому, по еипоратуряоиу режиму окружавцего воздуха в качестве базовых ришшаются среднее годовое значение и среднее квадратическое тклонэкие температуры воздуха для этого пункта С1г = 4,6вС, 5 * = Н,б°С).

Значение корректирующего коэффициента К отражает отличив редней интенсивности изнашивания и в данных условиях от этой арактернстики в базовых условиях 11$. Учитывая, что ресурс дви-'ателя обратно пропорционален интенсивности его изнашивания, ко-|ффиционт корректирования Кь пробега двигателя до капитального юмонта определяется из виранечия

I» к Р. г 11 К ц

•до Ь«р, - пробег двигателя до капитального ре?лонта в дан-

ных и базовых условиях; ¡(и. К„г - значения коэффициента изменения интенсивности изпаяивания в данных и базовых условиях, кото-рыо определяется из выражения (15).

Основными деталями, лиаитируш га ресурс двигателя, являвт-:л цилиндры и коленчатый вал. Поэтому значение коэффициента К«,

определяется по изменению интенсивности изнашивания этих дета лей, индикатором изнашивания которых служит железо:

кь. . к«* (20

где ürsñ. UFe - средние значения интенсивности изнашивания желе-Fe Fa зосодержащих деталей в базовых и данных условиях К«", Kue - значения коэффициента изменения интенсивности из нашивания железосодержащих деталей в базовых и данных условиях, рассчитанные ла основе модели (17) и значений ее параметров, полученных зкспе-- риментально "(таблица). По такому же принципу определяются коэффициенты корректиро вания расхода запасных частей (поршней, поршневых колец, подтип ниг.ов коленчатого вала) и коэффициенты корректирования величин оборотного фонда двигателей. При определении этих коэффициенте учитывается, что расход запасных частей и величина оборотног фонда находятся в прямой зависимости от интенсивности изнашива ния.

Значение коэффициента корректирования К »ч * расхода детал 1-ого наименования определяется из выражения

- < i > и с 11

(21

м <»> и <»} Us r\U{

где U<|>, Uj"- средние значения интенсивности изнашивания дета ли 1-ого наименования в данных и базовых условиях

КС t > I/ <i > „

u i - значения коэффициента изменения интенсивности изнашивания детали 1-ого наименования в данных и базовых условиях, рассчитанные на основе.модели (17) и значений ее параметров для соответствующего элемента-индикатора, определенных экспериментально (таблица). Величина оборотного фонда двигателей обусловливается их ре сурсон до капитального'ремонта. Так как индикатором интенсивное ти изнашивания основных деталей двигателя служит изменение кое цонтрации железа в масле, значение коэффициента корректирован» Квд величины оборотного фонда двигателей определяется из следу!

щего выражения: 16

„ uFa 1С , x

Kc(v = - = - . (22)

Fa i/Pe

Us l\»s

При изменении интенсивности изнашивания деталей двигателя коряется или замедляется процесс отклонения параметров техни-ского состояния его элементов от нормативного значения, что зволяет применить коэффициент К и для корректирования периодич-сти технического обслуживания двигателя.

Б связи с тем, что двигатель является наиболее трудоемким регатой при ТО и обладает наименьшим уровнем надежности, пока установлены соответствующие закономерности по другим агрега-и, узлам и системам автомобиля, полученные коэффициенты кор-ктирования периодичности ТО могут использоваться для корректи-вания периодичности ТО автомобилей.

Нормативное обеспечение включает значения нормативов ТО и нонта двигателей в базовых условиях эксплуатации, которые лри-дены в нормативно-технической документации, и значения коррек-руищих коэффициентов, которые установлены в данной работе.

В программное обеспечение входит разработанная программа [Я вычисления дифференцированных коэффициентов корректирования Фмативов ТО и ремонта двигателей на ПЭВМ типа IBM РС/АТ.

Организационное обеспечение представлено Руководством по )ганизации дифференцированного корректирования нормативов ТО и ¡ионта двигателей, включающим в себя иетодики использования и !едрения дифференцированного корректирования нормативов, а так; таблицы, содержащие численные значения корректирующих козффи-ieiiTOB для двигателей семейства КамАЗ.

Использование дифференцированных коэффициентов корректиро-шия позволяет устанавливать объективные значения нормативов ТО ремонта двигателей, что обеспечивает:

снижение затрат на поддержание двигателей в технически исп-шюм состоянии, з случае уменьшения количества технических «действий по сравнению с их количество!!, определенным по коэф-;щиентаи, согласно Положения о ТО к ремонте;

повышение технической готовности автомобилей за счет сокра-эния внеплановых простоев в ТО и ремонте при увеличении коли-ества воздействий;

снижение затрат на запасные части и оборотные фонды при уменьшении их запасов до объективно необходимого уровня.

Система дифференцированного корректирования нормативов ТО и ремонта двигателей внедрена в автотранспортных предприятиях производственного объединения "Севертюменьавтотранс" и в акционерном обществе грузовых перевозок автомобильным транспортом г.Тюмень. Годовой экономический эффект в среднем на один автомобиль составляет 26400 и 40900 рублей в условиях представительных пунктов холодного и умеренно холодного климатических районов Российской Федерации (г.Салехард и г.Тюмень).

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Решена научно-практическая задача по повышению эффективности технической эксплуатации автомобилей за счет разработки системы дифференцированного корректирования нормативов технического обслуживания и ремонта двигателей на основе установления закономерностей изменения интенсивности их изнашивания в зависимости от основных эксплуатационных факторов.

2. На основе экспериментальных исследований подтверждена значимость выбранных факторов условий эксплуатации, определяющих изменение интенсивности изнашивания двигателей: нагрузки, на двигатель, обусловленной сопротивлением дороги и массой автомобиля (автопоезда); скорости движения автомобиля и температуры окружающего воздуха. Совокупность указанных факторов на .79...90« обусловливает изменение интенсивности изнашивания двигателей.

3. В результате а]'шлитических исследований установлено, что зависимости интенсивности изнашивания двигателей от нагрузки на двигатель и скорости автомобиля могут быть аппроксимированы соответственно однофакторкими линейной и квадратичной моделями приспособленности.

4. Построена многофакторная математическая модель, описывающая закономерности совместного влияния нагрузки на двигатель, скорости автомобиля и температуры окружающего воздуха'на интенсивность изнашивания двигателей, которая представляет собой аддитивную трехфакторную модель приспособленности двигателя к :пыенению указанных факторов.

5. Злсг^шшенталышии исследованиями доказана адекватность

зстроенной многофакторной математической модели исследуемому эоцессу: числешшо значения дисперсионного отношения Фишера :еЕышайт табличные значения критерия Фишера с вероятностью 95%.

6. Экспериментально определены численные значения пзраыет-)в многофакторной математической модели для двигателей автоно-!лей семейства КамАЗ. Численные значения относительных парамет->в чувствительности железосодержащих деталей (цилиндров и шеек >ленчатого вала) двигателей для автомобйлей разных моделей к шенению нагрузки на двигатель отличаются в 1,24 раза, к изменив скорости автомобиля - в 1,53 раза, к изменению температуры [ружаюдего воздуха - в 2,05 раза. Значения относительных пара-¡тров чувствительности поршней к изменению нагрузки отличаются 1,08 раза, к изаонопи» скорости - в 1,60 раза, к изменению шпературы - з 2,06 раза. Значения относительных параметров 'вствителыюсги яориневых колец к изменению нагрузки отличатся 1,10 раз, к изменение скорости - в I,45 раза, к изменению тем-¡ратуры - в 1,98 раза. Значения относительных параметров гвстзителыюсти подшипников коленчатого вала к изменению наг-'зки отличатся в ¡.И раза, к изменению скорости - в 1,66 раза, изменению температуры - в 2,0'| раза. .

7. Анализ результатов экспериментальных исследований, пока-1Л, что при одинаковом изменении условий эксплуатации изменение [тенсивиости изнашивания двигателей даже одной и той же марки,

| установленных на автомобилях разных моделей, изменяется -разному. Так, средняя интенсивность изнашивания железосодер-дих деталей (цилиндров и шеек коленчатого вала) при изменении эффициента сопротивления дороги кё 0,01 изменяется на 6,15... ¡.68%, при изменении массы груза на I т - яа'0,62...0,82%, при иеиепии скорости автомобиля от оптимального значения на 10 /ч - на 4,35...6,32%, при изменении температуры окружающего здуха от оптимального значения на I °С - на 0,09...0,20%. Тая разница подтверздает необходимость диффзренцировашюго кор-ятирования нормативов ТО и ремонта двигателей разных моделей томобилей.

0. Экспериментально установлено различное влияние основных кторов условий эксплуатации на»интенсивность изнашивания раз:: деталей двигателя автомобиля од"ой модели. Так, интенейв-сть изнашивания деталей двигателя автомобиля КааАЗ-5320. с при-

ц^пои ГКБ-8350 при изменении коэффициента сопротивления доро на 0,01 изменяется на 10,14...13,98%, при изменении массы гру: на I т - на 0,78...1,07%, при изменении скорости автомобиля > оптимального значения на 10 км/ч - на 3,10...5,15%, при измен нии температуры окружающего воздуха от оптимального значения ! I °С - на 0,11...0,13%. Это подтверждает необходимость дифференцированного корректирования расхода запасных частей на заме; разных элементов двигателя.

9. На основе установленных закономерностей разработана н тодика определения дифференцированных коэффициентов корректир вания норн пробега двигателей до капитального ремонта, периода ности их технического обслуживания, расхода запасных част (поршней, поршневых колец, подшипников коленчатого вала), вел: чины оборотного фонда.

10. Для практического использования дифференцированно корректирования нормативов разработано Руководство по организ ции дифференцированного корректирования нормативов ТО и ремон двигателей", включающее в себя методики использования и внедрен дифференцированного корректирования нормативов, а также таблиц содержащие численные значения корректирующих коэффициентов д двигателей автомобилей семейства КамАЗ.

11. Система дифференцированного корректирования норматив ТО и ремонта двигателей внедрена в автотранспортных предпрняти производственного объединения "Севертюыеньавтотранс" и в акци нерном обществе грузовых перевозок автомобильный транспорт г.Тюмень.' Годовой экономический эффект в среднем на один овтоы биль составляет 4,3% и 6,7% от стоимости двигателя КаиАЗ-740.

12. Дальнейшие исследования в данной области управлен технической эксплуатацией автомобилей должны быть направлены совершенствование системы корректирования нормативов ТО и ремо та автомобилей за счет установления закономерностей влиян эксплуатационник еакторов на интенсивность изнашивания друг агрегатов автомобиля.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих р Сотах.

I. Акимов Н.Ю., Петров C.B. Дифференцированное корректир вание нормативов технической эксплуатации автомобилей в завис

:ти от дорожных условий//Тез. докл. обл. иежвуз. кокф. молодых эных и специалистов. - Темень, 1985. - С. 121 - 122.

2. Акимов M.D. Влияние дорожных условий эксплуатации авто-5илей на интенсивность изнапивания двигателей// Тез. докл. я. науч.- техн. конф. "Нефть и газ Западной Сибири". - Тюмень, В7. - С. 177.

3. Акимов 13.D. Совершенствование нормативного обеспечения хпического обслуживания и ремонта автомобильных двигателей Гез. докл. региональной науч.- техн. конф. "Эксплуатация папин суровых условиях". - Темень, 1989. - С. 82.

Акимов H.H. Влияние переменных условий эксплуатации ав-иобилей на долговечность их двигателей// Тез. докл. всесоюзной уч.- техн. конф. "Повышение надежности и экологических показа-лей автомобильных двигателей". - Горький, 1990. - С. 92.

5. Акимов И.О. Зависимость интенсивности изнасивания двига-лей от сопротивления дороги, массы груза, скорости автонобиля температуры окружающего воздуха//Проблемн эксплуатации машин в ровых условиях Сибири: Межзуз. сб. научн. трудов. - "Ь;:!ень: НИИ, 1991. - С. 63-69.