Техническая эксплуатация автомобилей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию (Рособразование)

Архангельский государственный технический университет

Кафедра эксплуатации автомобилей и МЛК

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

По дисциплине: Автомобильное хазяйство

"Техническая эксплуатация автомобилей"

1. ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ АВТОМОБИЛЕЙ, НАЗНАЧЕНИЕ И ЗАДАЧИ

Автомобильный транспорт играет существенную роль в транспортном комплексе страны, регулярно обслуживая почти 3 млн. предприятий и организаций всех форм собственности, крестьянских и фермерских хозяйств и предпринимателей, а также население страны. В 2000 г. автомобильный парк России достиг 28 млн. ед., причем более 85% легковых и грузовых автомобилей и автобусов принадлежат гражданам на условиях личной собственности. Согласно данным Министерства транспорта Российской Федерации, численность субъектов, осуществляющих автотранспортную деятельность, превысила 370 тыс., из них 61% - предприятия и 39% -физические лица. Согласно оценкам, вклад автомобильного транспорта в перевозки грузов составляет 75-77%, а пассажиров (без индивидуального легкового) - 53-55%. Регулярными автомобильными перевозками (основными в пассажирских перевозках) охвачено 1,3 тыс. городов и 78,9 тыс. сельских населенных пунктов. Общее число автобусных маршрутов протяженностью 1,9 млн. км превысило 32 тыс., из них 30% - городские, 49 - пригородные, 21% - междугородные и международные.

Особенности и преимущества автомобильного транспорта, предопределяющие его опережающее развитие, связаны с мобильностью и гибкостью доставки грузов и пассажиров "от двери до двери", "точно в срок" и соблюдением при необходимости расписания. Эти свойства автомобильного транспорта во многом определяются уровнем работоспособности и техническим состоянием автомобилей и парков, зависящими, во-первых, от надежности конструкции автомобилей, во-вторых, от мер по обеспечению их работоспособности в процессе эксплуатации и от условий последней.

Работоспособность автомобилей и парков обеспечивается подсистемой технической эксплуатации автомобилей.

Как область практической деятельности ТЭА - это комплекс взаимосвязанных технических, экономических, организационных и социальных мероприятий, обеспечивающих:

1) своевременную передачу службе перевозок или внешней клиентуре работоспособных автомобилей необходимых номенклатуры и количества и в нужное для клиентуры время;

2) поддержание автомобильного парка в работоспособном состоянии при:

- рациональных затратах трудовых и материальных ресурсов;

- нормативных уровнях дорожной и экологической безопасности;

- нормативных условиях труда персонала. Как отрасль науки ТЭА определяет пути и методы управления техническим состоянием автомобилей и парков для обеспечения:

- регулярности и безопасности перевозок при наиболее полной реализации технико-эксплуатационных свойств автомобилей;

- заданных уровней работоспособности и технического состояния;

- оптимизации материальных и трудовых затрат;

- минимума отрицательного влияния автомобильного транспорта на население, персонал и окружающую среду.

Эффективность ТЭА обеспечивается инженерно-технической службой (ИТС), которая реализует цели и задачи ТЭА.

Таким образом, техническая эксплуатация автомобилей является одной из подсистем автомобильного транспорта, который включает также подсистему коммерческой эксплуатации (КЭ), или службу перевозок, и подсистему управления (У).

В зависимости от вида предприятий и рода их деятельности подсистема технической эксплуатации автомобилей организационно и экономически может выступать в качестве:

1) производственной структуры (подсистемы) конкретного предприятия или их объединений (транспортная компания, холдинг, коммерческое автотранспортное предприятие), осуществляющей наряду с перевозками поддержание парка в работоспособном состоянии;

2) независимого хозяйственного субъекта, оказывающего платные услуги владельцам разнообразных автотранспортных средств, всех форм собственности.

В первом случае главный вклад ТЭА состоит в том, что она обеспечивает подсистему коммерческой эксплуатации предприятия работоспособными и технически исправными транспортными средствами, т.е. обеспечивает саму возможность реализации транспортного процесса. Задачи подсистем коммерческой эксплуатации и управления - наиболее эффективно использовать исправные автомобили, получить доход и рассчитаться с системой ТЭА в соответствии с ее фактическим вкладом в транспортный процесс и полученной прибылью. Иными словами, между подсистемами предприятия (или группы предприятий) устанавливаются организационно-управленческие и производственно-хозяйственные отношения и связи. Во втором случае, широко распространенном в рыночных условиях, система технической эксплуатации трансформируется в сервисную систему (автосервис). Сервис (сервисная система) - совокупность средств, способов и методов предоставления платных услуг по приобретению, эффективному использованию, обеспечению работоспособности, экономичности, дорожной и экологической безопасности автотранспортных средств в течение всего срока их службы. Исполнитель осуществляет в соответствии с существующими правилами предоставление услуг юридическим и физическим лицам - владельцам автотранспортных средств (потребителям). Потребитель использует, приобретает, заказывает услуги по техническому обслуживанию и ремонту автотранспортных средств либо имеет намерение воспользоваться ими. Исполнителем и потребителем могут быть предприятие, организация, учреждение или гражданин. Техническая эксплуатация и сервис обычно включают в различных для разных предприятий комбинациях следующие основные виды работ и услуг:

- подбор и доставку необходимых для предприятия или клиента автотранспортных средств, оборудования, запасных частей и материалов;

- куплю и продажу новых и подержанных автотранспортных средств и агрегатов, их оценку;

- предпродажное обслуживание и гарантийный ремонт; * заправку, мойку, уборку и хранение;

- техническое обслуживание и ремонт автотранспортных средств в течение их эксплуатации;

- инструментальный технический осмотр и подготовку к нему;

- продажу запасных частей, материалов, комплектующих изделий и принадлежностей;

- предоставление автотранспортных средств в прокат и лизинг;

- техническую помощь на линии, эвакуацию;

- модернизацию, переоборудование и дооснащение автотранспортных средств, тюнинг;

- сбор и утилизацию отходов, образующихся при эксплуатации автотранспортных средств, включая прием и направление на переработку списанных изделий;

- информационное обеспечение владельцев автотранспортных средств;

- обучение и консультацию персонала автотранспортных предприятий, предпринимателей, физических лиц - владельцев автотранспортных средств.

Техническая эксплуатация автомобилей, выполняя свои задачи (изложенные выше), способствует повышению эффективности работы автомобильного транспорта, влияет на объем транспортной работы, прибыль, производительность труда персонала и безопасность транспортного и сопутствующих процессов (рисунок 1).



АТП - автотранспортное предприятие, КР - капитальный ремонт

Рисунок 1 - Связь показателей эффективности работы автомобильного транспорта и его подсистемы технической эксплуатации

Это влияние обеспечивается ТЭА в целом и ее подсистемами, которые называются целереализующими.

Наиболее важными из них являются подсистемы:

C¹₀₁ - анализ и формирование потребности в услугах и воздействиях по техническому обслуживанию (ТО), ремонту (Р) и подготовке автомобилей к эксплуатации (внешние потребности - рынок и внутренние потребности предприятия, диверсификация, корректирование производственной программы);

C¹₀₂- нормативно-технологическое обеспечение и организация поддержания и восстановления работоспособности автомобилей и парков: система и виды ТО и ремонта, соответствующие нормативы, технологические процессы технического обслуживания, ремонта, хранения, заправки подвижного состава и др.;

C¹₀₃ - производственно-техническая база, характеризуемая видами предприятий (АТП, гаражи, станции технического обслуживания (СТО), мастерские, склады и т.д.), зданиями, сооружениями, технологическим оборудованием, используемыми при хранении, заправке, техническом обслуживании и ремонте;

C¹₀₄- персонал, состоящий из ремонтных и вспомогательных рабочих, инженерно-технических работников и частично водителей (при их участии в ТО и ремонте), выполняющий работы по техническому обслуживанию, ремонту, хранению и подготовке автомобилей к эксплуатации;

C¹₀₅ - снабжение и резервирование, характеризуемые каналами получения, хранения и методами доставки потребителям запасных частей и материалов, включая топливо, структурой дистрибьюторской сети, порядком расчетов за расходуемые запасные части и материалы и др.;

C¹₀₆- эксплуатационные материалы и подвижной состав, качество, конструктивное совершенствование, уровень надежности, возрастная структура которого фактически определяют объемы и содержание работ по поддержанию и восстановлению работоспособности парков и отдельных автомобилей;

C¹₀₇ - условия эксплуатации подвижного состава (дорожные, природно-климатические, транспортные и другие условия), которые влияют на объем и содержание работ по поддержанию и восстановлению работоспособности парков и отдельных автомобилей.

Являясь подсистемой автомобильного транспорта, ТЭА зависит от состояния и тенденций развития автомобильного транспорта, его роли в транспортной системе страны.

Рассмотрим состояние и главные тенденции развития автомобильного транспорта, проявившиеся за последние годы и оказывающие непосредственное влияние на ТЭА.

2. ТЕХНИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ АВТОМОБИЛЯ И ЕГО ИЗМЕНЕНИЕ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ

2.1 Понятие о техническом состоянии

Автомобиль может участвовать в транспортном процессе и приносить определенный доход, если он технически исправен и находится в работоспособном состоянии.

Техническое состояние автомобиля (агрегата, механизма, соединения) определяется совокупностью изменяющихся свойств его элементов, характеризуемых текущим значением конструктивных параметров К, (таблица 1). Обычно текущие значения конструктивных параметров связывают с наработкой. Наработка - продолжительность работы изделия, измеряемая единицами пробега (километры), времени (часы), числом циклов. Различают наработку с начала эксплуатации изделия, наработку до определенного состояния (например, предельного), наработку интервальную и др. На автомобильном транспорте, как правило, наработка автомобилей исчисляется в километрах пробега (/), реже (специальные автомобили, внедорожные карьерные самосвалы) - в часах (О-

Таблица 1 - Конструктивные элементы автомобиля и их параметры Y

Конструктивный элемент автомобиля	Число	Конструктивный параметр
Агрегат, система Узел, механизм	15-20 70-90	Кинематическая схема, степень подвижности, структурная формула Вид соединения, передач, опор и уплотнений Взаимное расположение деталей и узлов Присоединительные размеры, зазоры, люфты, ходы
Деталь	15000-25000	Размер и конфигурация, вид материала, прочность Качество и точность обработки поверхности Характер взаимодействия и взаимного перемещения Электрическое, гидравлическое сопротивление и др.

Наработка технологического оборудования исчисляется обычно в часах. По мере увеличения наработки l, t (рисунок 2) параметры технического состояния изменяются от номинальных Кн, свойственных новому изделию, до предельных У_п, при которых дальнейшая эксплуатация изделия по техническим, конструктивным, экономическим, экологическим или другим причинам недопустима.

ЗР - зона работоспособности; ЗО - зона отказов; ЗУ - зона упреждения отказов; предельно допустимое значение параметра; ресурс изделия; ресурс упреждения

Рисунок 2 - Схема изменения параметров технического состояния

На рисунке 3 приведены два характерных варианта изменения параметров технического состояния по наработке: 1 - увеличение; 11 - сокращение. Величины номинальных предельных и предельно допустимых значений параметров технического состояния устанавливаются законами, государственными стандартами, постановлениями правительства, нормативно-техническими и проектно-конструкторскими документами, систематизируются в справочных изданиях, в том числе и международных.



1 - шейка (втулка), 2 - вал, 3 - диск; Y_i¹ - увеличиваются, Y_i¹¹ - сокращаются в процессе работы автомобиля

Рисунок 3 - Варианты изменения геометрических параметров деталей

2.2 Причины и последствия изменения технического состояния автомобиля

Основные причины изменения конструктивных параметров и технического состояния:

- нагружение элементов;

- взаимное перемещение элементов;

- воздействие тепловой и электрической энергии;

- воздействие химически активных компонентов;

- воздействие внешней среды (влага, ветер, температура, солнечная радиация);

- воздействие оператора и др.

Последствия и формы изменения конструктивных параметров во времени: изнашивание; коррозия; усталостные разрушения; пластические деформации; температурные разрушения и изменения; старение и др.

Изнашивание. Процесс изнашивания возникает под действием трения, зависящего от материала и качества обработки поверхностей, смазки, нагрузки, скорости относительного перемещения поверхностей и теплового режима работы сопряжения. Изнашивание - это процесс разрушения и отделения материала с поверхности детали и (или) накопления ее остаточной деформации при трении, проявляющийся в постепенном изменении размеров и формы деталей. Результат изнашивания, определяемый в установленных единицах, называется износом, который может быть линейным, объемным, массовым. Интенсивность изнашивания -- это относительные величины износа (отношение износа к пути трения или показателю, связанному с работой изделия, например километру пробега или часу работы автомобиля, числу циклов и т.д.).

Обычно в практике ТЭА выделяют абразивное, усталостное, коррозионно-эрозионное, окислительное, электроэрозионное изнашивание, а также изнашивание при заедании, фретинге и фретинг-коррозии. Изнашивание при фретинге, абразивное, эрозионное и усталостное относятся к механическому виду изнашивания, а окислительное и при фретинг-коррозии - к коррозионно-механическому.

При преимущественно механическом разрушении поверхности, когда химические, тепловые и другие процессы не имеют решающего значения, интенсивность изнашивания, по К.В. Фролову и Ю.Н. Дроздову, определяется следующими группами обобщенных факторов (рисунок 4):

1 - Фсм - определяет относительную толщину смазочного слоя; 2 - Фн - характеризует напряженное состояние контакта, площадь фактического контакта сопряженных пар трения; 3 - Фу - характеризует усталостную прочность трущихся поверхностей; 4 - Фш, - определяет влияние шероховатости на процесс изнашивания.

Рисунок 4 - Зависимость интенсивности изнашивания J от обобщенных безразмерных факторов Ф_см , Ф_н, Ф_у, Ф_ш

Абразивное изнашивание является следствием режущего или царапающего действия поверхностей трения и твердых частиц, находящихся между ними. Такие частицы, попадая извне в виде пыли и песка между трущимися деталями (например, тормозными накладками колодок и барабанами) или в смазочные материалы открытых узлов трения (шкворневое соединение, рессорные шарниры), резко увеличивают их износ. В ряде механизмов, например кривошипно-шатунном, в качестве абразивных частиц выступают также сами продукты изнашивания, отделившиеся от трущихся деталей.

Эрозионное изнашивание происходит в результате воздействия на поверхность потока жидкости, газа или твердых частиц. Такому изнашиванию на автомобиле подвержены в первую очередь рабочие поверхности тарелок выпускных клапанов двигателя, жиклеры карбюратора.

Усталостное изнашивание состоит в том, что поверхностный слой материала в результате трения и циклической нагрузки становится хрупким и разрушается, обнажая лежащий под ним менее хрупкий материал, образуя трещины и ямки выкрашивания (питтинг). Такой вид изнашивания может наблюдаться на беговых дорожках подшипников, шестерен, зубьях.

Изнашивание при заедании происходит в результате схватывания, глубинного вырывания материала, переноса его с одной поверхности на другую и воздействия возникших неровностей на сопряженную поверхность. Оно приводит к образованию глубоких борозд, наростов, оплавлений, задирам, заклиниванию и разрушению механизмов. Такое изнашивание обуславливается наличием местных контактов между трущимися поверхностями, на которых вследствие больших нагрузок и скоростей происходят разрыв масляной пленки, сильный нагрев и "сваривание" частиц металла. При дальнейшем относительном перемещении поверхностей происходит разрыв связей. Типичный пример - заклинивание коленчатого вала при недостаточной смазке.

Окислительное изнашивание происходит в результате сочетания механического изнашивания и агрессивного воздействия среды, под действием которой на поверхности трения образуются непрочные пленки окислов; при механическом трении они снимаются, а обнажающиеся поверхности опять окисляются. Такое изнашивание наблюдается на деталях цилиндропоршневой группы, гидроусилителей, тормозной системы с гидроприводом и др.

Изнашивание при фретинге - это механическое изнашивание соприкасающихся деталей при возвратно-поступательных перемещениях с малыми амплитудами. Если при этом агрессивно воздействует среда, то происходит изнашивание при фретинг-коррозии. Такое изнашивание может происходить в местах контакта вкладыша шеек коленчатого вала и постели в картере и крышке, в заклепочных, болтовых, шлицевых и шпоночных соединениях, рессорах.

Электроэрозионное изнашивание проявляется в эрозионном изнашивании поверхности в результате воздействия разряда при прохождении электрического тока, например между электродами свечи зажигания.

Пластические деформации и разрушения. Такие повреждения связаны с достижением или превышением пределов текучести или прочности соответственно у вязких (сталь) или хрупких (чугун) материалов. Обычно этот вид разрушений является следствием либо ошибок при расчетах, либо нарушений правил эксплуатации (перегрузки, неправильное управление автомобилем, дорожно-транспортные происшествия и т.п.). Иногда пластическим деформациям или разрушениям предшествует механическое изнашивание, приводящее к изменению геометрических размеров и сокращению запасов прочности детали.

Усталостные разрушения. Этот вид разрушений возникает при циклическом приложении нагрузок, превышающих предел выносливости металла детали. При этом происходят постепенное накопление и рост усталостных трещин, приводящие при определенном числе циклов нагружения к усталостному разрушению деталей. Совершенствование методов расчета и технологии изготовления автомобилей (повышение качества металла и точности изготовления, исключение концентраторов напряжения) привело к значительному сокращению случаев усталостного разрушения деталей. Как правило, оно наблюдается в экстремальных условиях эксплуатации (длительные перегрузки, низкие или высокие температуры) в рессорах, полуосях, рамах.

Коррозия. Это явление происходит вследствие агрессивного воздействия среды на детали (ржавление), приводящего к окислению металла и, как следствие, к уменьшению прочности и ухудшению внешнего вида. Основными активными агентами внешней среды, вызывающими коррозию, являются соль и другие химические вещества, которыми обрабатывают дороги зимой, кислоты, содержащиеся в воде и почве, а также компоненты, входящие в состав отработавших газов автомобилей, и их химические соединения. Коррозия главным образом поражает детали кузова, кабины, рамы. Коррозия деталей кузова, расположенных снизу, сопровождается абразивным изнашиванием в результате воздействия на поверхность при движении автомобиля абразивных частиц песка, гравия. Способствует коррозии сохранение влаги на металлических поверхностях, в том числе под слоем дорожной грязи, что особенно характерно для всякого рода скрытых полостей и ниш. Коррозия способствует усталостному изнашиванию и разрушению, так как создает на поверхности металла концентраторы напряжения в виде коррозионных язв. Такой вид разрушений наблюдается, например, в местах сварки, крепления кронштейнов рессор. Применительно к автомобилям различают местную коррозию, поражающую в основном кузовные панели, и общую, результатом которой является, кроме того, разрушение несущих конструкций кузова или рамы (рисунок 5).



А - количество автомобилей, подверженных коррозии

Рисунок 5 - Тенденции изменения местной (1) и общей (2) коррозии при старении легковых автомобилей

Старение. Техническое состояние деталей и эксплуатационных материалов изменяется под действием внешней среды. Так, резинотехнические изделия теряют прочность и эластичность в результате окисления, термического воздействия (разогрев или охлаждение), химического воздействия масла, топлива и жидкостей, а также солнечной радиации и влажности. В процессе эксплуатации свойства смазочных материалов и эксплуатационных жидкостей ухудшаются в результате накопления в них продуктов износа, изменения вязкости и потери свойств присадок.

Детали и материалы изменяются не только при их использовании, но и при хранении: снижаются прочность и эластичность, например, резинотехнических изделий; у топлива, смазочных материалов и жидкостей наблюдаются процессы окисления, сопровождаемые выпадением осадков.

Таблица 2 - Распределение отказов, %, для грузового автомобиля большой грузоподъемности и автобуса среднего класса при пробеге 100 тыс. км

Причина отказа	Грузовой автомобиль	Автобус
Износ	40	37
Пластические деформации и разрушения, в том числе:	26	29
обрыв, срыв, разрыв, срез	20	19
вытягивание, изгиб, смятие	6	10
Усталостные разрушения, в том числе:	18	16
трещины	12	7
поломки	5	8
выкрашивание	1	1
Температурные разрушения, в том числе	12	11
перегорание, замыкание, подгорание	5	7
прогорание	4	3
закоксование	3	1
Прочие	4	7

2.3 Основные факторы, влияющие на изменение технического состояния автомобиля

На техническое состояние автомобиля влияют конструктивные, технологические, эксплуатационные и другие факторы.

Конструктивные факторы определяются формами и размерами деталей (от них зависит удельное давление на поверхность детали, концентрация напряжений, ударная и усталостная прочность металла); жесткостью конструкции, т. е. свойством деталей, особенно базовых и основных, незначительно деформироваться под воздействием воспринимаемых нагрузок; точностью взаимного расположения поверхностей и осей совместно работающих деталей; правильным выбором посадок, обеспечивающих надежную работу сопряжений, и др.

Технологические -- это факторы, зависящие от качества материалов, используемых для изготовления деталей, применения соответствующей термической обработки их и сборочных работ (центровка, соосность, регулировка зазоров, качество крепления) и т. д.

Эксплуатационные факторы зависят от дорожных, транспортных и климатических условий. Они в наибольшей степени влияют на техническое состояние автомобилей. Дорожные условия характеризуются типом, состоянием и прочностью покрытий, продольным профилем дороги, режимом движения, видимостью и т. д. Климатические условия в различные периоды года определяются температурой и влажностью воздуха, атмосферным давлением, количеством осадков, силой и направлением ветра, продолжительностью снегового покрова. Транспортные условия включают объем и расстояние перевозок, условия погрузки и разгрузки, особенности организации перевозок, условия хранения, обслуживания и ремонта автомобилей. В зависимости от условий эксплуатации изменяются скоростные и нагрузочные режимы деталей, механизмов и агрегатов автомобилей и срок их безотказной работы. Например, на коротких маршрутах чаще пользуются сцеплением, тормозами, переключают передачи и сцепление, вследствие чего увеличивается вероятность их отказов.

При эксплуатации автомобилей в тяжелых дорожных условиях увеличиваются нагрузки на детали автомобиля, вызывая ускоренное изнашивание, усталость металла, нарушение стабильности креплений и регулировок, а в ряде случаев поломку деталей трансмиссии, ходовой части и рулевого управления. Разные дорожные условия влияют на изменение характера действия нагрузок. Вибрации рамы вследствие неровностей дороги ослабляют заклепочные соединения, нарушают соосность двигателя и коробки передач, вызывают дополнительные нагрузки в корпусах. Вибрация автомобиля ускоряет износ и приводит к поломке крепежных деталей карданной передачи, радиатора и подвески.

Понижение температуры окружающего воздуха, ухудшение состояния дороги вследствие снежных заносов или распутицы вызывают дополнительные преждевременные износы или поломки деталей автомобиля (износ шлицев, вилок, шипов и подшипников крестовины, срез шпилек крепления подвесной опоры и др.).

С целью уменьшения влияния климатических условий на протекание рабочих процессов автомобиля созданы специальные смазочные материалы. Работа автомобиля на влажных дорогах, а также в условиях влажного климата вызывает коррозию деталей подвески, рамы, кузова, крыльев, кабины и т. п.

На срок службы силовых передач автомобиля существенно влияет их тепловой режим. Он определяется температурой окружающего воздуха, степенью загрузки автомобиля, его скоростью и зависит от длины ездки, продолжительности простоя под погрузкой и выгрузкой, качеством ТО в процессе работы и другими показателями.

В процессе работы и хранения автомобиля ряд его агрегатов и деталей находятся в постоянном взаимодействии с эксплуатационными материалами. Свойства этих материалов и условия их применения сказываются на процессе изнашивания и коррозии деталей, расходе масла, производительности автомобиля. Применяемые эксплуатационные материалы должны соответствовать конструктивным и технологическим особенностям агрегатов автомобиля, их техническому состоянию и условиям эксплуатации.

Большое влияние на техническое состояние автомобиля оказывает качество его вождения, от которого зависят динамические нагрузки в деталях трансмиссии автомобиля. Наиболее действенны режимы трогания с места в случае застревания автомобиля. При резком включении сцепления крутящий момент, прикладываемый к трансмиссии, может значительно превысить максимальный крутящий момент двигателя с учетом коэффициента запаса. Этим объясняются поломки в трансмиссии автомобиля, работающего в условиях плохих дорог.

2.4 Классификация отказов автомобиля

Отказы и неисправности автомобиля можно классифицировать по различным признакам в зависимости от поставленной задачи.

По источнику возникновения отказы автомобиля можно разделить на конструктивные, технологические, эксплуатационные и износовые.

Конструктивные отказы связаны с несовершенством конструкции автомобиля - неудачно выбрана конструктивная схема автомобиля и его агрегатов, не известны условия эксплуатации, плохо защищены детали от попадания абразивов, влаги и т. д.

Технологические отказы возникают вследствие неправильно назначенной технологии. изготовления детали, некачественного материала, низкой культуры производства и т. д.

Эксплуатационные отказы - следствие неправильной эксплуатации автомобиля или его элементов, нарушения режимов ТО и других факторов. Естественное изнашивание и старение металлов или других материалов вызывают износовые отказы.

По характеру процесса отказы автомобиля делят на постепенные и внезапные. Отказ, которому предшествует постепенное изменение какого-либо параметра или свойства, называют постепенным (например, поломка коренного листа рессоры в результате накопления усталостных повреждений), а отказ, возникновение которого практически возможно в любой период эксплуатации (зависит только от случайных факторов) -- внезапным (например, прокол шины).

Многие внезапные отказы являются таковыми лишь по форме возникновения, и их прогнозирование зависит от уровня знаний специалиста, контрольно-диагностических средств и экономической целесообразности их применения.

Поэтому в группе внезапных отказов целесообразно выделить подгруппу условно-внезапных отказов, возникающих в результате такого постепенного изменения параметров технического состояния, которое в данный период изучено недостаточно и не может быть зафиксировано существующими приборами и методами. К этой группе относятся также неисправности и отказы, которые в процессе эксплуатации фиксировать нецелесообразно по экономическим причинам. Установлено, что около половины отказов относятся к постепенным, из которых 60--65 % непосредственно зависят от регулярности и качества ТО. Количество условно-внезапных отказов составляет около 20 %. Группа условно-внезапных отказов -- это резерв профилактических воздействий, все шире применяемых по мере совершенствования конструкции автомобилей и использования, эффективных контрольно- диагностических средств.

Процесс технической подготовки автомобилей следует рассматривать как единую систему, состоящую из технической подсистемы (автомобиль), операторов (водители) и исполнителей работ (ремонтно-профилактические рабочие, механики, мастера). Это позволит овладеть методами повышения качества ремонтно-профилактических работ, выполнить анализ трудовых процессов профилактики и ремонта автомобилей, учесть эксплуатационно-технические характеристики техники и психофизиологические особенности исполнителей работ, улучшить эффективность использования автомобилей и повысить безопасность дорожного движения.

3. КОМПЛЕКСНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМОБИЛЕЙ

Автомобиль является сложным восстанавливаемым изделием и субъектом транспортного процесса, который может в определенные моменты времени находиться в одном из состояний: работать на линии, проходить ТО или ремонт, ожидать клиентуру и т.д. Вероятность перехода автомобиля из одного состояния в другое определяется по закономерностям марковского процесса с непрерывным временем.

При достаточно больших промежутках времени работы автомобиля или группы автомобилей эти вероятности, называемые в этом случае финальными, становятся достаточно стабильными (или близкими к стабильным) и характеризуют среднее время нахождения автомобилей в определенном состоянии (таблица ), а суммарная продолжительность этих состояний составляет цикл . Цикл может быть кратковременным (сутки, неделя, месяц) или длительным: от года () до проведения капитального ремонта () или списания ().

Стационарные показатели характеризуют:

- уровень работоспособности автомобиля или парка;

- взаимоотношения между инженерно-технической и перевозочной службами;

- эффективность работы инженерно-технической службы.

Основные показатели стационарного состояния автомобиля (парка):

1) коэффициент выпуска, определяющий долю календарного времени, в течение которого автомобиль (парк) фактически осуществляет транспортную работу на линии:

автомобиля - ;

парка -

где число автомобилей, находящихся в зафиксированном состоянии определенное число дней (смен).

2) коэффициент технической готовности (КТГ), определяющий долю рабочего времени, в течение которого автомобиль (парк) исправен и может быть использован в транспортном процессе:

автомобиля - ;

парка - .

3) коэффициент нерабочих дней, определяющий долю календарного времени, в течение которого исправный автомобиль (группа автомобилей) не используется в транспортном процессе по организационным причинам (выходные, отсутствие работы, персонала, забастовки, погодно-климатические условия):

автомобиля - ;

парка - .

Таблица 5 - Важнейшие стационарные состояния автомобиля

Техническое состояние автомобиля	Местонахождение	Процесс	Продолжительность, дни (смены, часы)
Исправен	На линии - в эксплуатации	Перевозочный
Исправен	В зоне хранения	Ожидание работы
Неисправен	В зоне ТО и ремонта	ТО, ремонт, ожидание ТО или ремонта

Коэффициент технической готовности (КТГ) является одним из показателей, характеризующих работоспособность автомобиля и парков. Рассмотрим соотношение

,

откуда

Таким образом, коэффициент выпуска непосредственно зависит от коэффициента технической готовности и коэффициента нерабочих дней, а соотношение этих трех коэффициентов определяет вклад каждой из подсистем автомобильного транспорта в транспортный процесс и производительность автомобиля W_a и парка W_А.

Для грузовых перевозок

, т км/год

Где 1 - потенциальная производительность автомобиля; 2 - вклад в транспортную работу ИТС посредством предоставления для перевозок технически исправных автомобилей; 3 - вклад службы перевозок и управления (наличие заказов, организация перевозочного процесса, работа с клиентурой, организация движения, режимы работы предприятия и др.); номинальная грузоподъемность; коэффициент использования грузоподъемности; коэффициент использования пробега автомобиля; среднесуточный пробег.

Для парка автомобилей - . т км/год, где инвентарное количество автомобилей в парке. Рассмотрим связь коэффициента технической готовности с организацией технического обслуживания и ремонта. Если числитель и знаменатель в формуле разделить на , получим

.

Продолжительность эксплуатационного цикла в днях зависит от планируемого пробега или наработки за цикл и среднесуточного пробега : .

Простой на ТО и в ремонте за цикл складывается из простоя в капитальном ремонте, если он производится, и простоя на ТО и ТР: . Простой в капитальном ремонте обычно нормируется в календарных днях, а простой на ТО и ТР - в виде удельной нормы в днях на 1000 км пробега. Таким образом, .

Следует обратить внимание, что основная доля простоев (до 85-95%) приходится на текущий ремонт. Поэтому сокращение простоев в ремонте на АТП является для ИТС главным резервом увеличения и .

Рисунок 5.1 - Влияние интенсивности использования автомобилей на производительность и работоспособность

Продолжим анализ коэффициента технической готовности и рассмотрим следующее выражение:

,

где удельные простои с потерей рабочего времени за цикл автомобиля во всех видах ТО и Р, дней/1000 км.

В этом случае

,

где эксплуатационная скорость, км/ч; продолжительность рабочей смены (или времени наряда), ч.

1 - 100%; 2 - 80%; 3 - 60%

Рисунок 5.2 - Влияние коэффициента технической готовности и уровня линейной безотказности (1-3) на удельные затраты С городских пассажирских перевозок автобусом особо большой вместимости

4. СИСТЕМА ТО И РЕМОНТА АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

4.1 Формирование системы и оценка режимов технического обслуживания автомобилей

Установив сроки проведения профилактических работ, формируют систему ТО и ремонта автомобилей.

Система технического обслуживания и ремонта -- это комплекс взаимосвязанных положений и норм, определяющих организацию и порядок проведения работ по ТО и ремонту автомобилей для заданных условий эксплуатации с целью обеспечения показателей качества, предусмотренных в нормативно-технической документации.

Основное внимание при формировании системы обращают на число видов обслуживания, периодичность, перечень и трудоемкость выполнения профилактических работ. При этом руководствуются следующим: число видов ТО должно быть минимальным; высшие номера обслуживания должны включать в себя номенклатуру работ низших; следует избегать ненужных разборок и регулировок сопряженных пар, предусматривать возможность механизации и автоматизации профилактических работ.

Режимы ТО разрабатываются для нескольких типичных условий эксплуатации автомобилей. Проверяют их в конкретных условиях эксплуатации по критериям, позволяющим установить соответствие выбранных режимов ТО действительно необходимым. Основными критериями для оценки служат эксплуатационная надежность, трудоемкость ТО и текущих ремонтов (ТР), затраты на выполнение ТО и ТР на 1000 км пробега и эффективность ТО.

Эксплуатационную надежность автомобилей определяют по среднему значению коэффициента технической готовности, трудоемкость ТО а ТР -- хронометражными наблюдениями; а затраты -- по экспериментальным данным в реальных условиях эксплуатации автомобилей.

Эффективность ТО автомобиля оценивается отношением количества отказов, выявленных в процессе профилактики, к числу всех зарегистрированных отказов в процессе эксплуатации автомобиля

,(1)

где -- число отказов, возникших между очередными ТО.

Режимы ТО автомобилей корректируют в период государственных и эксплуатационных испытаний (первый этап), в первые 1--2 года подконтрольной эксплуатации специально выделенной группы новых автомобилей в условиях АТП (второй этап) и в процессе эксплуатации автомобилей (третий этап).

Первый этап -- это начало практической проверки уточнения первоначальных режимов ТО автомобилей. На протяжении всего периода собирают и анализируют информацию по отказам и неисправностям автомобилей, уточняют показатели их надежности, определяют целесообразность и необходимость выполнения ряда нетиповых работ, уточняют объем и периодичность выполнения типовых работ, и структуру форм ТО автомобилей.

На втором этапе автомобили должны обслуживаться с увеличенной периодичностью и сокращенным (по сравнению с остальным парком данного типа автомобилей) объемом выполнения профилактических работ. Статистическую информацию о надежности автомобилей собирают так же, как и на первом этапе.

Третий этап -- систематическая корректировка режимов ТО автомобилей в процессе их эксплуатации. Основой для корректирования режимов ТО является опыт эксплуатации автомобилей и данные об отказах и неисправностях, выявленных в процессе ТО.

Корректирование режимов ТО включает в себя следующие работы:

- сбор статистической информации по отказам и неисправностям автомобилей;

- качественный анализ выявленных отказов и неисправностей;

- расчет надежности агрегатов, влияющих на безопасность движения автомобиля, по наиболее опасным отказам и неисправностям;

- оценка показателей надежности;

- разработка перечня изменений к действующим режимам ТО и рекомендаций по их совершенствованию;

- проверка новых режимов ТО автомобилей на ограниченном их количестве путем проведения подконтрольной эксплуатации по специальным программам;

- окончательная доработка режимов ТО и их внедрение на всем парке эксплуатируемых автомобилей этой модели.

4.2 Принципиальные основы системы технического обслуживания и ремонта автомобилей

На автомобильном транспорте принята планово-предупредительная система ТО автомобилей. Ее цель -- постоянное поддержание высокой технической готовности транспортных средств при заданных затратах труда и времени. Характерный признак этой системы -- обязательное соблюдение плановости в объемах работ и периодичности их выполнения.

Принципиальные основы планово-предупредительной системы ТО автомобилей установлены действующим Положением о ТО и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта [4].

В соответствии с Уставом автомобильного транспорта, Положение обязательно для всех организаций и предприятий автомобильного транспорта. Положение является обязательным для организаций и предприятий автомобильной и смежных отраслей промышленности в части обеспечения установленных нормативов и взаимодействия с эксплуатационными и ремонтными организациями и предприятиями автомобильного транспорта.

В Положении определены основные направления взаимодействия, задачи и ответственность организаций и предприятий автомобильного транспорта, промышленности и авторемонтного производства в обеспечении высокой надежности подвижного состава и снижении затрат на ТО и ремонт. Например, одна из задач автомобильной промышленности -- непосредственное участие в освоении автотранспортниками новых моделей. Промышленные предприятия обязаны своевременно обеспечивать автотранспортные и авторемонтные предприятия технической документацией, образцами нестандартизованного оборудования, оснастки, специального инструмента, запасными частями и эксплуатационными материалами, необходимыми для организации ТО и ремонта; оказывать содействие при организации капитального ремонта автомобилей на промышленной основе, а также восстанавливать детали в качестве товарной продукции и др.

Положение состоит из двух частей. Первая определяет систему ТО и ремонта подвижного состава и техническую политику на автомобильном транспорте. Вторая часть Положения содержит нормативы по моделям автомобилей. Она разрабатывается в виде отдельных приложений по мере изменения конструкции автомобилей, условий эксплуатации и других факторов.

Положением определены основы рациональной организации ТО и ремонта как на автотранспортных предприятиях, так и в территориальных объединениях автотранспорта.

Определены принципы и направления развития производственно-технической базы и форм организации ТО и ремонта подвижного состава в регионе, виды и объемы работ, подлежащих первоочередной централизации. Даны конкретные рекомендации по выбору методов планирования периодичности ТО, допустимому объему сопутствующего ТР, выполняемого на постах ТО, выбору методов ТО, применению средств диагностирования технического состояния и разработке технологических процессов. Предусмотрены требования к системе учета на автотранспортных предприятиях.

В приложении Положения приведены основные комплексные показатели обеспечения работоспособного состояния подвижного состава; перечень агрегатов, узлов и деталей, техническое состояние которых обеспечивает безопасность движения, экономное расходование топлива и защиту окружающей среды при работе автомобильного транспорта; нормативы ТО и ремонта подвижного состава выпуска до 1972 г; типовую химмотологическую карту с учетом ГОСТ 25549--82; распределение подвижного состава по технологически совместимым группам при производстве ТО и ремонта; районирование территории СССР по природно-климатическим условиям с учетом ГОСТ 16350--80; требования к оборудованию для проверки технического состояния узлов и систем, обеспечивающих безопасность движения автотранспортных средств и др.

Цель технического обслуживания -- поддержание работоспособности и надлежащего внешнего вида подвижного состава, уменьшение интенсивности изнашивания деталей, предупреждение отказов и неисправностей. Это профилактическое мероприятие, которое проводится принудительно в плановом порядке через определенные пробеги или время работы подвижного состава.

Ремонт предназначен для регламентированного восстановления и поддержания работоспособности подвижного состава, устранения отказов и неисправностей, возникших в работе или выявленных при ТО. Ремонтные работы выполняются как по потребности (после появления соответствующего отказа или неисправности), так и по плану (через определенный пробег или время работы подвижного состава). Ремонтные работы, выполняемые по плану, являются профилактическими и называются предупредительным ремонтом.

Предупредительный ремонт применяется в первую очередь для подвижного состава, к которому предъявляются повышенные требования безопасности движения и безотказности в работе, а также для автомобилей, работающих в одинаковых условиях, при которых упрощается возможность выявления сроков замены или ремонта отдельных Деталей и узлов с целью предупреждения отказов при работе автомобилей на линии и связанных с ними простоев.

Цель профилактических и ремонтных воздействий -- обеспечение исправного состояния автомобильной техники. Однако при прочих равных условиях важнейшим фактором, от которого зависит уровень суммарных материальных и трудовых затрат на поддержание автомобилей в исправном состоянии, является соотношение профилактических и ремонтных воздействий. Важно отметить, что затраты на ремонтные воздействия больше, чем на профилактические. Требования к техническому состоянию автомобильной техники устанавливаются действующими правилами технической эксплуатации подвижного состава и правилами дорожного движения. Неисправный подвижной состав, влекущий за собой угрозу безопасному движению, не должен участвовать в транспортном процессе. Если неисправности автомобиля не влияют на безопасность движения и не связаны с интенсивным износом или преждевременным разрушением деталей, автомобиль может завершить транспортную работу в пределах сменного или суточного задания.

Системой ТО и ремонта предусмотрены контрольная и исполнительская составные части операций.

Цель контроля и диагностирования при ТО заключается в определении действительной потребности в технических воздействиях, а также в прогнозировании момента возникновения отказа или неисправности и в оценке качества выполнения работ. При ремонте цель контроля и диагностирования заключается в выявлении причин возникновения отказов и неисправностей и в выборе наиболее эффективного способа их устранения: на месте, со снятием узла или агрегата, с полной или частичной разборкой и заключительным контролем качества работ.

В Положении раскрыто содержание составных элементов ТО и ремонта, определены виды ТО и ремонта.

4.3 Виды технического обслуживания автомобилей и их технико-экономическая характеристика

ТО подвижного состава по периодичности, перечню и трудоемкости выполняемых работ подразделяется на ежедневное техническое обслуживание (ЕО), первое техническое обслуживание (ТО-1), второе техническое обслуживание (ТО-2) и сезонное техническое обслуживание (СО). По согласованию с головным разработчиком допускается обоснованное изменение числа видов ТО при изменении конструкции транспортных средств и условий эксплуатации.

Ежедневное обслуживание автомобилей предусматривает общий контроль, направленный на обеспечение безопасности движения, поддержание надлежащего внешнего вида, заправку топливом, маслом, охлаждающей жидкостью, а для некоторых видов подвижного состава и санитарную обработку кузова. ЕО выполняют после окончания работы подвижного состава. При смене на линии водители проверяют техническое состояние автомобиля.

Основное назначение ТО-1 и ТО-2 автомобилей -- снижение интенсивности изнашивания деталей, выявление и предупреждение отказов и неисправностей путем своевременного выполнения контрольно-диагностических, крепежных, регулировочных, смазочных и других работ. ТО обеспечивает безотказную работу подвижного состава в пределах установленных периодичностей по воздействиям, включенным в обязательный перечень операций. ТО-1 и ТО-2 выполняются через определенный пробег, установленный в зависимости от условий эксплуатации подвижного состава. Нормативы периодичностей приведены в таблице 4.1 [3]. Периодичность ТО грузовых автомобилей КамАЗ, ГАЗ-53-12, автобусов ЛАЗ-4202 приведена во второй части Положения. Там же указана периодичность замены масел и смазок. Допустимые отклонения от нормативов периодичности ТО составляет F = 10 %.

СО проводится два раза в год и предназначается для подготовки подвижного состава к эксплуатации в холодное и теплое время года. В качестве отдельно планируемого вида СО рекомендуется проводить для подвижного состава, работающего в зоне холодного климата. Для остальных условий СО совмещается преимущественно с ТО-2 или с ТО-1 при соответствующем увеличении трудоемкости.

Все виды ТО проводятся в объеме основных операций, исходный перечень которых приведен в Положении [4].

4.4 Виды ремонта автомобилей и их технико-экономическая характеристика

В соответствии с назначением и характером выполняемых работ ремонт подразделяется на капитальный (КР), производимый на специализированных предприятиях, и текущий (ТР), выполняемый на АТП. Для случаев эксплуатации подвижного состава в тяжелых условиях допускается в виде исключения проведение среднего ремонта автомобилей (СР). Ремонт включает контрольно-диагностические, регулировочные, разборочные, сборочные, слесарные, механические, медницкие, жестяницкие, кузнечные, сварочные, обойные, электротехнические, шиномонтажные, малярные и другие работы. Ремонт может выполняться по отдельным агрегатам и узлам, а также по автомобилю в целом.

КР предназначен для регламентированного восстановления работоспособности автомобилей и агрегатов и обеспечения пробега не менее 80 % от нормы для новых автомобилей и агрегатов. За срок службы полнокомплектный автомобиль подвергается, как правило, одному КР, не считая КР агрегатов и узлов до и после КР автомобиля.

Автомобили и агрегаты направляют в КР на основании тщательного анализа технического состояния, с учетом пробега, выполненного с начала эксплуатации до и после КР, а также расхода запасных частей. Легковые автомобили и автобусы направляются в КР при необходимости КР кузова. Грузовые автомобили направляются в КР при необходимости КР рамы, кабины, а также не менее трех других основных агрегатов в любом их сочетании. Минимальные нормы пробега автомобилей и агрегатов новых моделей до КР для первой категории условий эксплуатации приведены в таблице 4.2 [3]. Агрегат направляется в КР, если базовая и основные детали нуждаются в ремонте, требующем полной разборки агрегата; работоспособность агрегата не может быть восстановлена или ее восстановление экономически нецелесообразно проведением ТР.

Положением предусмотрено ограничить КР полнокомплектных автомобилей и в перспективе совсем исключить его (в первую очередь это относится к грузовым автомобилям и легковым автомобилям-такси) с учетом достигнутого уровня надежности кузова, кабины, рамы и возможности работы их без КР до списания автомобиля.

СР автомобиля предусматривает замену двигателя, требующего КР; углубленную диагностику технического состояния автомобиля и одновременно устранение выявленных при этом неисправностей агрегатов, с заменой или ремонтом деталей; окраску кузова и выявление других работ, необходимых для восстановления эксплуатационных качеств всего автомобиля. СР автомобиля производится с периодичностью свыше одного года.

Нормативы и рекомендации по применению СР и планово-предупредительного ремонтов автомобиля и его агрегатов будут разрабатываться с учетом достигнутого уровня надежности автомобилей. Они приводятся во второй части Положения.

ТР предназначен для устранения отказов и неисправностей и способствует выполнению установленных норм пробега до КР при минимальных простоях. Он выполняется путем проведения разборочных, слесарных, сварочных и других необходимых работ с заменой отдельных деталей (кроме базовых), узлов, механизмов и агрегатов. Базовой деталью агрегата считают наиболее сложную и дорогую деталь (корпус, каркас, основание, блок и др.), к которой крепятся все другие детали. ТР должен обеспечивать безотказную работу восстановленного автомобиля не менее чем до очередного ТО-2. При ТР допускается одновременная замена (комплектом) агрегатов, узлов и деталей, близких по ресурсу.

Автомобили и агрегаты, не пригодные по своему техническому состоянию к дальнейшей эксплуатации или КР и прошедшие установленный амортизационный срок, подлежат списанию в установленном порядке. При этом агрегаты, узлы и детали, годные к дальнейшему использованию или подлежащие КР, оприходуются для пополнения оборотного фонда АТП. Отработавшие элементы автомобиля направляются на специализированные участки предприятия для восстановления.