Тема 4 Работоспособность и отказ.Методы определения

В.Ф. ЮХИМЕНКО
ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ
ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
ТЕМА 4. РАБОТОСПОСОБНОСТЬ И ОТКАЗ.
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО
СОСТАВЛЕНИЯ.
4.1 Работоспособность и отказ.
• Работоспособность - состояние изделия, при
котором оно может выполнять заданные функции с
параметрами, значения которых соответствуют
технической документации, т.е. в интервале (см. рис.
4.1).
• Наработка изделия до предельного состояния Yn
называется ресурсом - lр. В интервале наработки от l=l0
до l = lp изделие технически исправно и может
выполнять свои функции.
• Если продолжать эксплуатировать изделие за
пределами его ресурса (см. рис. 4.1), т.е. при наработке
l > lр, наступает отказ, т.е. событие, заключающееся в
нарушении или потере работоспособности.
• По практическим соображениям внутри зоны
работоспособности выделяют так называемую
предотказную зону ЗУ, в начале которой (при / = /у)
параметр технического состояния достигает своего
предельно допустимого Y п.д.значения, (табл. 4.1).
Значение этого параметра называют также
упреждающим. Попадание изделия в эту зону
свидетельствует о приближении отказа и необходимости принять профилактические меры по его
предупреждению, т.е. по поддержанию
работоспособности.
• Общая динамика изменения технического состояния
определяется следующим образом:
• Различают отказы автомобиля и его элементов
(агрегатов, систем, деталей).
В отечественной и международной документации
применяется также понятие исправность, которое шире
понятия работоспособность и соответствует такому
состоянию изделия, при котором оно удовлетворяет всем
требованиям документации.
Отказ автомобиля - это такое изменение его
технического состояния, которое приводит к
невозможности начать транспортный процесс или к
прекращению уже начатого транспортного процесса.
Отказ автомобиля фиксируется в следующих случаях,
связанных с техническим состоянием:
• опоздание с выходом на линию;
• прекращение уже начатого транспортного процесса
(линейный отказ);
• досрочный возврат с линии (неполное выполнение
задания);
• принудительное обоснованное недопущение к работе
или прекращение
работы автомобиля на линии контрольными органами
(ГИБДД, транспортная
инспекция, экологическая милиция).
Все остальные отклонения технического
состояния от нормы классифицируются как
неисправности автомобиля.
Следовательно, из всей совокупности
параметров технического состояния
(конструктивных Y и диагностических S) особое
значение для эксплуатации имеют четыре:
- номинальное или начальное
значение, которое определяется проектноконструкторской документацией и качеством
изготовления изделия;
- предельное значение, превышение
которого приводит к отказу изделия и
недопустимо;
- предельно допустимое значение,
которое предшествует предельному и
сигнализирует пользователю о необходимости
принятия мер по восстановлению технического
состояния;
- текущее значение параметра,
величина которого, определяемая в эксплуатации,
свидетельствует о фактическом техническом
состоянии изделия.
Перечень неисправностей и условий, при
которых запрещается эксплуатация транспортных
средств, устанавливается на федеральном уровне
постановлением правительства.
4.2 Неисправности при которых запрещается
эксплуатация транспортных средств.
• Перечень устанавливает неисправности
автомобилей, автобусов, автопоездов,
прицепов, мотоциклов, мопедов, тракторов,
других самоходных машин и условия, при
которых запрещается их эксплуатация.
Методы проверки приведенных параметров
регламентированы ГОСТ 25478-91
"Автотранспортные средства. Требования к
техническому состоянию по условиям
безопасности движения. Методы проверки".
1. Тормозные системы
При дорожных испытаниях не
обеспечиваются следующие нормы
эффективной рабочей тормозной
системы:
Примечания. 1. Значения тормозного пути и
установившегося замедления, приведенные
в скобках, распространяются на
транспортные средства, производство
которых было начато до 1 января 1981 г.
2.
3.
Испытания проводятся на горизонтальном
участке дороги с ровным, сухим, чистым
цементо - или асфальтобетонным покрытием
при скорости в начале торможения 40 км/ч –
для автомобилей, автобусов и автопоездов и
30 км/ч - для мотоциклов и мопедов.
Транспортные средства испытывают в
снаряженном состоянии с водителем путем
однократного воздействия на орган управления
рабочей тормозной системой.
Эффективность рабочей тормозной системы
транспортных средств может быть оценена и
по другим показателям в соответствии с ГОСТ
25478-91.
•
•
•
Нарушена герметичность гидравлического
тормозного привода.
Нарушение герметичности пневматического
и пневмогидравлического тормозных
приводов вызывает падение давления
воздуха при неработающем двигателе
более чем на 0,05 МПа (0,5 кгс/см) за 15
мин после полного приведения их в
действие.
Не действует манометр пневматического
или пневмогидравлического тормозного
привода.
• Стояночная тормозная система не
обеспечивает неподвижное
состояние:
транспортных средств с полной
нагрузкой на уклоне до 16%
включительно;
• легковых автомобилей и автобусов в
снаряженном состоянии на уклоне до
23% включительно;
• автопоездов в снаряженном состоянии
на уклоне до 31% включительно.
2. Рулевое управление
1.
2.
3.
Суммарный люфт в рулевом управлении
превышает 10° для легковых автомобилей
и созданных на их базе автобусов, 20° для прочих
автобусов и 25° для грузовых автомобилей.
Имеются не предусмотренные конструкцией
перемещения деталей и узлов, резьбовые
соединения не затянуты или не зафиксированы
установленным способом.
Неисправен или отсутствует предусмотренный
конструкцией усилитель рулевого
управления.
3.
Внешние световые приборы
1. 3.1. Количество, тип, цвет, расположение и режим
работы внешних световых приборов
не соответствуют требованиям конструкции
транспортного средства.
2. Примечание. На транспортных средствах, снятых с
производства, допускается установка внешних
световых приборов от транспортных средств других
марок и моделей.
3. Регулировка фар не соответствует требованиям ГОСТ
25478-91.
4. Не работают в установленном режиме или загрязнены
внешние световые приборы и световозвращатели.
5. На световых приборах отсутствуют рассеиватели
либо используются рассеиватели и лампы, не
соответствующие типу данного светового
прибора.
6. Установка проблесковых маячков не
соответствует требованиям стандарта.
7. Спереди на транспортном средстве установлены
световые приборы с огнями красного цвета или
световозвращатели красного цвета, а сзади белого цвета, кроме фонарей заднего хода и
освещения регистрационного знака,
световозвращающих регистрационного,
отличительного и опознавательного знаков
4. Стеклоочистители и
стеклоомыватели ветрового стекла
1. Не работают в установленном режиме
стеклоочистители.
2. Не работают предусмотренные
конструкцией транспортного средства
стеклоомыватели.
5. Колеса и шины
1. Шины легковых автомобилей имеют остаточную
высоту рисунка протектора менее 1,6 мм, грузовых
автомобилей - 1 мм, автобусов - 2 мм, мотоциклов и
мопедов - 0,8 мм.
2. Примечание. Для прицепов устанавливаются нормы
остаточной высоты рисунка протектора шин,
аналогичные нормам для шин транспортных средствтягачей.
3. Шины имеют местные повреждения (пробои,
прорезы, разрывы), обнажающие
корд, а также расслоение каркаса, отслоение
протектора и боковины.
4. Отсутствует болт (гайка) крепления или
имеются трещины диска и ободьев
колес.
5. Шины по размеру или допустимой
нагрузке не соответствуют модели
транспортного средства.
6. На одну ось автобуса или прицепа к
нему установлены диагональные шины
совместно с радиальными или шины с
различным типом рисунка протектора.
6. Двигатель
1. Содержание вредных веществ в
отработавших газах и их дымность
превышают
величины, установленные ГОСТ
17.2.2.03-87 и ГОСТ 21393-75.
2. Нарушена герметичность системы
питания.
3. Неисправна система выпуска
отработавших газов.
7.
1.
2.
3.
•
Прочие элементы конструкции
Отсутствуют предусмотренные конструкцией транспортного
средства зеркала заднего вида, стекла.
Не работает звуковой сигнал.
Установлены дополнительные предметы или нанесены
покрытия, ограничивающие
обзорность с места водителя, ухудшающие прозрачность
стекол, влекущие опасность травмирования участников
дорожного движения.
Примечание. На верхней части ветрового стекла автомобилей
и автобусов могут прикрепляться прозрачные цветные
пленки. Разрешается применять тонированные стекла
промышленного изготовления (кроме зеркальных),
светопропускание которых соответствует требованиям ГОСТ
5727-КХ.
4. Не работают предусмотренные конструкцией замки
дверей кузова или кабины, запоры бортов грузовой
платформы, запоры горловин цистерн и пробки
топливных баков, механизм регулировки положения
сидения водителя, аварийные выходы и устройства
приведения их в действие, привод управления дверьми,
спидометр, тахограф, противоугонные устройства,
устройства обогрева и обдува стекол.
5. Отсутствуют предусмотренные конструкцией заднее
защитное устройство, грязезащитные фартуки и
брызговики.
6. Неисправны тягово-сцепное и опорно-сцепное устройства
тягача и прицепного звена, а также отсутствуют или
неисправны предусмотренные их конструкцией
страховочные
тросы (цепи). Имеются люфты в соединениях рамы
мотоцикла с рамой бокового прицепа.
7.
•
•
•
8.
9.
Отсутствуют:
на автобусе, легковом и грузовом автомобилях, колесных
тракторах аптечка, огнетушитель, знак аварийной остановки
(мигающий красный фонарь);
на грузовых автомобилях с разрешенной максимальной
массой свыше 3,5 т и автобусах с разрешенной максимальной
массой свыше 5 т противооткатные упоры (не менее двух);
на мотоцикле с боковым прицепом - аптечка, знак аварийной
остановки (мигающий красный фонарь).
На транспортных средствах, не принадлежащих оперативным
и специальным службам, используются проблесковые маячки,
звуковые сигналы с чередованием тонов и
цветографические
схемы, предусмотренные ГОСТ Р
50574-93.
Отсутствуют ремни безопасности, если их установка
предусмотрена конструкцией транспортного средства.
10. Ремни безопасности неработоспособны или имеют видимые
надрывы на лямке.
11. Регистрационный знак транспортного средства не отвечает
требованиям стандарта.
12. Отсутствуют предусмотренные конструкцией или
установлены без согласования с предприятиемизготовителем транспортного средства или иной
уполномоченной на то организацией дополнительные
элементы тормозных систем, рулевого управления и иных
узлов и агрегатов, требования к которым регламентируются
настоящим Перечнем.
Исходя из специфики транспортного процесса
(потребность и время работы клиентуры, законодательные
ограничения и др.), конкретные автомобили используются
циклически, т.е. время непосредственной работы (перевозки
грузов и пассажиров) чередуется с организационными или
техническими простоями.
• Поэтому применительно к автомобилю классификация
отказов связана не только с техническим событием
(превышение параметрами технического состояния
предельных значений), но и с моментом возникновения
этого события и продолжительностью восстановления
работоспособности.
• Различают следующие фазы, или циклы, работы
автотранспортных предприятий и конкретных
автомобилей (рис. 2.5).
•
- рабочее время предприятия, или конкретная
часть суток, в течение которой автомобильный парк
предприятия обслуживает клиентов, пользующихся
транспортом, т.е. работает на линии. Обычно Тр.в.п.,
определяется договором (контрактом) на обслуживание
и режимом работы клиента (завода, стройки, склада,
магазина, населения).
• В течение
транспортное предприятие должно
направить клиенту оговоренное число автомобилей
нужной грузоподъемности, вместимости и т.п. Рабочее
время грузового автотранспортного предприятия может
составлять 12-15 ч, пассажирского - до 20-22 ч.
•
- рабочее время автомобиля, или время в T
р .в . а
наряде, время, в течение которого автомобиль должен
находиться на линии, участвуя в транспортном процессе.
Продолжительность определяется трудовым
законодательством и правилами внутреннего распорядка
(односменная, полуторасменная, двухсменная работа).
Для конкретного автомобиля устанавливается график
работы, в котором фиксируется начало рабочего времени
tH, т.е. выход автомобиля на линию, окончание рабочего
времени tK - возврат автомобиля на АТП, и необходимые
организационные и технические перерывы, т.е.
T р.в.а  Т с  t к  t н Как правило,
.
•
Tн.в.а — нерабочее время автомобиля -
время, в течение которого автомобиль не
должен работать на линии и находится на
АТП.
включает часть суток до и
после наряда:
• Т м с.в.а. - межсменное время автомобиля промежуток времени между двумя
последовательными циклами работы
автомобиля на линии. Т м с.в.а. включает нерабочее время автомобиля после очередного
наряда (
) и до последующего
наряда (
Т ' 2 н.в.а.
Т ' ' 2 н.в.аи
). В зависимости от момента
. места
возникновения различают (см. рис. 2.5):
• ЛО - линейные отказы, которые возникают на
линии в течение рабочего времени автомобиля и
нарушают транспортный процесс, и
• НЛО - нелинейные отказы, которые выявлены
или возникли в межсменное время автомобиля.
• Линейные отказы подразделяются на
• ЛОУ - устраняемые на линии с потерей рабочего
времени (водителем, персоналом технической
помощи) и
• ЛОН - не устраняемые на линии, требующие
транспортировки автомобиля для устранения
отказа на АТП, станции технического
обслуживания или в мастерской.
• В зависимости от продолжительности
устранения (/ус) нелинейные отказы
подразделяются на:
• НЛОМ - устраняемые в межсменное
время и не влияющие на транспортный
процесс:
• НЛОР- не устраняемые в межсменное
время, вызывающие простой
автомобиля за счет рабочего времени и
влияющие на транспортный процесс.
4.4 Определение технического
состояния
• 1. Прямой и косвенный методы
• Техническое состояние определяется
текущими значениями конструктивных
параметров (размеры, зазоры, ходы и
т.д.) с использованием прямого и
косвенного метода.
• Характеристики методов и их взаимосвязь
Преимущества методов:
• точность;
• наглядность;
• достоверность;
• достаточно простой инструмент;
• простые технологии;
• не нужна разборка агрегата, системы;
• меньшая трудоемкость;
• оперативность;
• возможность контроля неразбираемых
элементов, контроля сложных систем (впрыск,
компьютерные системы);
Недостатки методов:
• необходимость частичной или полной разборки,
• увеличивающей интенсивность изнашивания;
• нарушение приработки;
• большая трудоемкость;
• невозможность комплексного контроля сложных
систем.
• сложность диагностического оборудования;
• большая стоимость оборудования и самого
контроля;
• необходимость периодического
метрологического контроля оборудования;
• высокие требования к персоналу.
• Приведенные примеры свидетельствуют,
что, как правило, изменение
конструктивного параметра может быть
зафиксировано несколькими различными
диагностическими параметрами, из
которых целесообразно выбрать
наиболее эффективный.
• Для этого используются свойства
однозначности, чувствительности,
стабильности, информативности и
системности.
• Однозначность означает, что при
изменении Y в диапазоне YH-YU соотношение
S/Y изменяется монотонно и не имеет
перегибов.
• Стабильность диагностического параметра
означает, что измеренное его значение Si
соответствует конструктивному в пределах
заданной точности, т.е. фактическое значение
конструктивного параметра Yi, лежит внутри
интервала шириной.
• Чувствительность диагностического параметра
характеризуется изменением его приращения S при
dS
0
изменении конструктивного параметра Y . При
dY
параметр малочувствителен. Для чувствительного
диагностического параметра dS  0 .
dY
• Информативность является комплексным
свойством, объединяющим все предыдущие, и
характеризует снятие неопределенности при
определении технического состояния объекта
диагностирования и сведение к минимуму
возможности, используя принятый диагностический
параметр, принять фактически неисправный по
техническому параметру объект диагностирования за
исправный (ошибки первого рода) и наоборот
(ошибки второго рода).
•
•
•
•
2. Виды диагностических параметров (ДП)
ДП выходных рабочих процессов
характеризуют функциональные свойства
автомобиля, агрегата, системы.
Примеры: мощность двигателя, скорость
автомобиля, расход топлива, тормозной путь.
ДП сопутствующих процессов сопровождают
работу двигателя, агрегата, системы.
Примеры: температура агрегата, материала;
уровень шума или вибрации; содержание
продуктов износа в масле; содержание
вредных веществ в отработавших газах.
Виды средств диагностирования.
• Как правило, используются два Способа
диагностирования.
• При первом в процессе диагностирования на
объект диагностирования (ОД), не
находящийся в рабочем состоянии,
осуществляются определенные
механические, электрические,
гидравлические и другие воздействия и с
помощью датчиков фиксируется его реакция
в виде диагностического сигнала Si.
• При втором способе объект диагностирования
выводится на заданный режим работы, и также с
помощью датчиков от него воспринимаются сигналы,
характеризующие диагностические параметры Si.
Эти сигналы преобразуются (модулируются) в
электрические, улучшаются (очищаются от "шума"),
например, с помощью аналого-цифрового
преобразователя и аналогового мультипликатора и
далее поступают или непосредственно в средства
отображения информации и считываются
оператором, или, в более сложных диагностических
приборах, в микропроцессор (микропроцессоры), где
с учетом информации, содержащейся в блоке памяти
(запоминающее устройство), осуществляется анализ,
а в ряде случаев и прогноз, и полученная
информация передается в средства отображения.
• В блоке памяти может также содержаться
информация о механике-диагносте,
проводившем соответствующий контроль.
• В ряде диагностических приборов на дисплее
может выдаваться рекомендация по конкретному
перечню работ, которые необходимо выполнить
данному автомобилю.
• В блоке памяти могут содержаться сведения о
предыдущем контроле данного автомобиля, что
позволяет проследить динамику изменения
диагностических параметров и дать прогноз
наработок до предельно допустимого и
предельного значений параметров технического
состояния.
• На практике прямой и диагностический
методы взаимодействуют и дополняют друг
друга. Надо уметь определить
рациональные сферы их использования.
• Главным критерием выбора метода
является сравнение суммарных затрат на
предупреждение, выявление и устранение
отказов и неисправностей при
использовании прямых и диагностических
методов контроля технического состояния, а
также продолжительности процедуры.
Контрольные вопросы.
1. Что такое работоспособность?
2. В каких случаях фиксируется отказ
автомобиля?
3. Как влияют отказы на транспортный
процесс?
4. Какими методами определяют техническое
состояние автомобиля?
5. Какие имеются виды средств в
диагностировании?