Повышение безотказности транспортных средств при использовании в сельском хозяйстве за счет диагностирования подвески (на примере автомобиля камаз)
На правах рукописи
Григоров Виктор Иванович
ПОВЫШЕНИЕ БЕЗОТКАЗНОСТИ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ
ЗА СЧЕТ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ПОДВЕСКИ
(НА ПРИМЕРЕ АВТОМОБИЛЯ КАМАЗ)
Специальность 05.20.03 – Технологии и средства технического
обслуживания в сельском хозяйстве
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Волгоград – 2010 2
Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия»
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Жутов Алексей Григорьевич
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Ревин Александр Александрович кандидат технических наук, доцент Коблов Сергей Петрович Ведущая (оппонирующая) организация: ФГОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени К.Д.Глинки»
Защита состоится «26» февраля 2010г. в 10 часов 15 мин. на заседании дис сертационного совета Д 220.008.02 при ФГУ ВПО «Волгоградская государст венная сельскохозяйственная академия» по адресу: 400002, г. Волгоград, про спект Университетский, 26, ауд.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВГСХА
Автореферат разослан «25» января 2010г. и размещен на сайте www.vgsha.ru
Ученый секретарь диссертационного совета, А.И. Ряднов профессор
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Большая часть перевозимых сельскохозяйственных грузов обеспечивает ся автомобильным транспортом. Это связано, в первую очередь, с большими территориями при возделывании сельскохозяйственных культур, бездорожьем, а также достаточно низкой, по сравнению с другими, себестоимостью перево зимых грузов. Наиболее распространенным средством для транспортировки этих грузов являются автомобили КАМАЗ. Они имеют достаточную грузо подъемность, обладают повышенной проходимостью, высоко маневренны. Со гласно статистическим данным из 11800 автомобилей КАМАЗ, работающих в Волгоградской области, 7200 заняты перевозкой сельскохозяйственных грузов.
Эффективное использование автомобилей возможно при высокой их без отказности, то есть способности выполнять заданные функции.
Повышение безотказности, снижение продолжительности времени и тру доемкости технического обслуживания автомобилей приведет к резкому повы шению производительности труда.
В мобильных транспортных средствах и особенно большой грузоподъем ности, - например, в автомобиле КАМАЗ, одним из важнейших устройств, влияющих на безотказность работы всех узлов и механизмов является подвеска.
При работе автомобилей с неисправной подвеской увеличиваются дина мическая нагруженность, ускорения, снижается плавность хода, скорость дви жения. Все это приводит к снижению производительности и повышению рас хода топлива. Кроме того, ухудшается управляемость, устойчивость и безопас ность движения. В конечном счете снижаются показатели надежности.
Из всего вышеизложенного следует, что своевременное обнаружение и устранение неисправностей подвески, то есть ее диагностирование, имеет ог ромное значение. Поэтому повышение безотказности мобильных энергетиче ских средств является актуальной проблемой.
Целью работы является повышение безотказности автомобиля КАМАЗ за счет своевременного диагностирования его подвески.
Объект исследования – автомобили КАМАЗ, эксплуатирующиеся с ди агностированием и без диагностирования.
Научная новизна заключается в:
– комплексном исследовании безотказности автомобиля КАМАЗ;
– получении аналитической зависимости амплитудно-частотной характери стики (АЧХ) вертикальных ускорений автомобиля КАМАЗ над передней осью, используемой в качестве эталона при проведении экспериментальных исследо ваний;
– установлении параметра подвески, при помощи которого оценивалось ее техническое состояние без снятия с автомобиля и разборки.
Практическая ценность работы:
– разработана и применена методика диагностирования подвески автомоби ля КАМАЗ без снятия с автомобиля и разборки;
– определена стратегия проведения диагностирования подвески;
– результаты по повышению безотказности автомобилей КАМАЗ внедрены в автотранспортных предприятиях «ЛК-ТрансАВТо», ООО «Волготехснаб» и в учебном процессе Волгоградской государственной сельскохозяйственной ака демии.
На защиту выносятся:
• математическая модель амплитудно-частотной характеристики верти кального ускорения автомобиля КАМАЗ над передней осью;
• теоретическая гипотеза вероятности безотказной работы;
• методы диагностирования подвески автомобиля КАМАЗ без снятия и разборки (условная стрела прогиба подвески);
• стратегия определения периодичности проведения диагностирования и рекомендации.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы док ладывались на научно-практических конференциях ФГУ ВПО «Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия» (2006-2009 гг.) Публикации. Основные положения диссертационной работы опублико ваны в 5 статьях. Общий объем публикаций 1,5 п.л. Доля авторского участия 1,5 п.л.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, приложений, списка использованных источников (139 наименований), содержит 180 страниц машинописного текста и 61 рисунок.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
В первой главе «Анализ литературных источников по повышению на дежности автомобилей» рассмотрены научные исследования по изучению на дежности, проанализированы методы сбора информации, способы диагности рования подвески на специальных стендах.
Изучению и исследованию надежности автомобилей посвящены научные труды ученых Аринина И.Н., Говорущенко Н.Я., Гольда Б.В., Гусейнова Г.А., Денисова А.С., Ждановского Н.С., Копилевича Н.С., Пурника М.А., Федорова С.А., Кузнецова Е.С., Мирошникова Л.С., Загородских Б.П., Ревина А.А., Кур чаткина В.В., Поливаева О.И., Кугеля Р.В., Ротенберга Р.В., Яценко Н.Н. и мно гих других.
Проведенный анализ научных исследований показал, что выполнен ряд работ по надежности отдельных деталей автомобиля КАМАЗ, а исследования безотказности автомобиля в целом отсутствуют.
Повышение надежности автомобилей и в особенности большой грузо подъемности имеет огромное значение не только с экономической точки зре ния, но и влияет на безопасность дорожного движения.
В настоящее время отсутствует система параметров подвески, при помо щи которых можно было бы оценить ее техническое состояние без снятия с ав томобиля и без разборки.
На основе обзора и анализа научных литературных источников и в соот ветствии с поставленной целью в настоящей работе были сформулированы сле дующие задачи:
1. Выполнить теоретические исследования и получить аналитические за висимости амплитудно-частотной характеристики (АХЧ) вертикальных пере мещений и ускорений автомобиля КАМАЗ над передней осью и график сво бодных затухающих колебаний кузова с целью использования их как эталона при проведении экспериментов.
2. Аналитически определить предварительную гипотезу о вероятности безотказной работы автомобиля. Для проведения диагностирования установить такие показатели, которые можно определить с минимальными затратами вре мени, без снятия деталей подвески с автомобиля.
3. Определить стратегию диагностирования подвески автомобиля КА МАЗ и ее экономическую эффективность.
4. Провести сравнительные экспериментальные исследования безотказно сти автомобилей КАМАЗ с диагностированием подвески и столько же без ди агностирования.
Во второй главе – «Теоретические исследования диагностирования под вески» дается аналитическое определение амплитудно-частотной характери стики вертикальных перемещений и ускорений автомобиля КАМАЗ над перед ней осью с целью определения параметров диагностирования, с помощью кото рых можно дать заключение о техническом состоянии подвески. Для этого рас смотрим колебательную систему передней части трехосного автомобиля (рису нок 1).
Рисунок 1 - Колебательная система передней части трехосного автомобиля КАМАЗ Из теории колебаний известно, что при обычных компоновках грузовых автомобилей отношения расстояний a/b и b/а передней и задней оси от центра масс находятся в пределах 1…2,3 и 0,4…1 соответственно и показатель инер ционной связи = 0,8…1,2. Это говорит о том, что колебания передней и ab задней частей автомобиля можно рассматривать независимо друг от друга.
Конкретно для автомобиля КАМАЗ: = 2,9 м.;
а = 2,7 м.;
b = 2,9 м.;
2 ab.
Уравнение движения эквивалентной колебательной системы (рисунок 1) будет иметь вид:
z + 2 K z + 2 z 2 K 2 = 0 2 z = q (t ) 2, (1) 2K 2K + + z + µ µ µ µ где К - коэффициент неупругого сопротивления в подвеске, кГс/м;
z - перемещение под рессоренной массы М, м;
- перемещение неподрессоренной массы m, м;
- парциальные частоты собственных колебаний передней части автомобиля, 1/с;
- условные частоты соб ственных колебаний неподрессоренных масс на шинах колес, 1/с;
q - возмущение от дороги, м.;
µ - коэффициент неподрессоренных масс.
Найдем передаточную функцию прогиба рессоры.
a2 s 2 + a3 s Z (s) Фz ( s ) = =, (2) q ( s ) bo + b1s + b3 s 3 + b4 s где а2=МСш;
а3=МКш;
bо=СрСш;
b1=КСш+КшСр;
b2=МСр+МСш+mСр+ККш;
b3=МК+МКш+mК;
b4=Мm.
Если заменить комплексную переменную s=i, то получим амплитудно фазовую характеристику рессоры:
a2 2 a3i Фz (i ) =. (3) bo + b1i b2 2 b3i 3 + b4 Модуль амплитудно-фазовой характеристики называется амплитудно частотной характеристикой (АЧХ).
a2 2 a3i = Az ( ).
Фz (i ) = (4) bo b2 2 + b4 4 + (b1 b3 3 )i Если возвести в квадрат выражение (4), то получим квадрат АЧХ прогиба рессоры a22 4 a32 [Az ( )] =. (5) (bo b2 2 + b4 4 )2 + (b1 b3 3 ) Передаточная функция перемещения передней части автомобиля будет:
Ks + C р Z b(s) Ф(zвz(s) = ФZ(s).
= (6) Ms q(s) Заменяя комплексную переменную s = i и возведя в квадрат выражение (6), получим амплитудно-частотную характеристику вертикальных перемеще ний автомобиля над передней осью:
K 2 2 + C р [A ] [ AZ ( )].
= 2 (7) M zв ( ) Амплитудно-частотная характеристика вертикальных ускорений будет:
K 2 2 + C р [A ] [ AZ ( )].
= 2 (8) z в ( ) М При исправных рессорах и амортизаторах АЧХ будет отличаться от АЧХ подвески при любом отклонении жесткости рессоры и сопротивления аморти затора. Например, при трещинах в рессорах, недостаточном уровне жидкости в амортизаторе или неисправных клапанах. Следовательно, АЧХ дают возмож ность оценить неисправность амортизатора при условии нормальной жесткости рессоры. Значит вначале следует определить техническое состояние рессоры, например, по условной стреле прогиба, а затем с помощью полученной АЧХ сделать оценку о работоспособности амортизаторов.
Значения ускорений передней части автомобиля или массы, расположен ной над передней осью при условии независимого колебания масс переднего и заднего мостов (2 = ab) представлены на рисунке 2.
Az () м/с2/см 20 40 60 80, (),1/c Рисунок 2 – АЧХ вертикальных ускорений автомобиля КАМАЗ над передней осью Наиболее характерной частью амплитудно-частотной характеристики яв ляется область низкочастотного резонанса с частотой 15…20 1/с, так как пере мещения здесь максимальны, а в области 50…60 1/с они незначительны. Сле довательно, при проведении исследований в подвеске автомобиля КАМАЗ сле дует возбуждать низкочастотные колебания в вышеуказанных пределах и оце нивать состояние амортизаторов, сравнивая АЧХ с эталонной (рисунок 2), и в случае отклонения устранять неисправность.
При работе рессоры задней балансирной тележки лишь частично выпол няют функцию направляющего устройства. Неподрессоренные массы мостов удерживают реактивные штанги. В связи с этим на схеме рессоры можно пред ставить упругой цилиндрической пружиной и жестким балансиром (рисунок 3).
m z k 2cp m2 m k k 2cш1 2cш Рисунок 3 - Колебательная схема, эквивалентная задней подвеске автомобиля КАМАЗ: m – подрессорная масса задней части автомобиля;
m1 – неподрессоренная масса среднего моста;
m2 – неподрессоренная масса заднего моста;
k1, k2, k3 – коэффициенты сопротивления в ши нах и рессорах;
2cш1 и 2cш2 – жесткость шин среднего и заднего мостов;
2cр – жесткость рес сор балансирной тележки.
Влияние непосредственных масс m1 и m2 с жесткостями 2cш1 и 2cш2 на перемещения подрессоренной массы невелико, поэтому уравнение колебаний в этом случае запишем в следующей форме:
a 2 + 2 d 2 z2 аb 2 d 2 z dz 2 + K2 + C2 z 2 + M 2 = 0, (9) M L2 L dt dt dt где M – масса всего автомобиля, кГм-1с2;
a и b – расстояния от центра масс до передней и задней осей автомобиля, м;
– радиус инерции автомобиля, м;
K – приведенный коэффици ент сопротивления в рессорах и шинах среднего и заднего мостов, кГс/м;
C2 – приведенная жесткость рессор и шин среднего и заднего мостов автомобиля, кГ/м;
z2 – перемещения кузо ва, м;
L – продольная база автомобиля, м.
a Но с учетом того, что 2= ab и масса заднего моста m = M, уравнение L (9) примет вид:
d 2 z2 dz m 2 + K 2 + Cz = 0. (10) dt dt Разделив уравнение (10) на m, и заменив z2 на z, получим:
d 2z dz + 2h + 2 z = 0, (11) dt 2 dt где 2h = k и 2 = с.
m m Решение уравнения (11) будет в следующем виде:
z = A e ht sin(0t + ), (12) где - разность или сдвиг фаз.
Амплитуда колебаний кузова автомобиля КАМАЗ, полученная теорети ческим путем, показана на рисунке 4. Этот график используется как эталонный, по сравнению с графиком исследуемого автомобиля. По отклонениям судят о техническом состоянии рессоры и решают вопрос о ее ремонте или замене.
А, см t, c 2, 1 1, 0, - - - Рисунок 4 – Амплитуда колебаний кузова автомобиля КАМАЗ над задней балансирной под веской Таким образом, перемещения кузова автомобиля КАМАЗ над задней осью определяются параметрами подвески, парциальной частотой о колебаний задней части, которая зависит от жесткости рессоры и подрессоренной массы.
Проведенные теоретические исследования и уравнение (12) позволяют заключить, что диагностировать заднюю подвеску трехосного автомобиля КА МАЗ необходимо в условиях эксплуатации по максимальному перемещению кузова автомобиля над осью балансирной тележки в отличие от диагностирова ния передней подвески.
Проведенные теоретические исследования в диссертации показали, что потоки отказов происходят по экспоненциальному закону, по которому опреде лялась теоретическая вероятность безотказной работы.
Для поддержания нормального функционирования автомобиля и его ме ханизмов необходимо управлять процессами технического обслуживания и ре монта, т.е. установить объем и периодичность управляющих воздействий, ос новным назначением и содержанием которых является контроль и поддержание эксплуатируемого автомобиля в работоспособном состоянии в межремонтные периоды и восстановление показателей надежности до регламентированных значений. Безотказная работа автомобиля зависит от многих факторов, одним из которых является состояние подвески.
Определим для подвески оптимальную стратегию или алгоритм диагно стирования по критерию минимума затрат на восстановление или замену на единицу выработки, т.е.
C Э = М, (13) где С - затраты на восстановление или замену элемента;
- случайная величина пробега;
Э - математическое ожидание затрат на единицу пробега.
Величина С считается постоянной. Тогда (13) можно записать в виде:
1 f ( y) C Э = M = CM = dy, (14) oy где f (y) - функция плотности распределения пробега до отказа.
Рассмотрим два вида обслуживания: Э1 – элемент заменяется при отказе;
Э2 – элемент восстанавливается при отказе.
Величина затрат на восстановление будет:
Э1=Со+Сз и Э2=Сво+СО, где Со - стоимость работ, связанных с разборкой, сборкой, поиском отказа, т.е. диагностиро ванием;
Сз - стоимость заменяемой составной части;
Сво – стоимость восстановления работо способного состояния детали.
Математическое ожидание затрат на единицу пробега определится по формуле:
f ( y) Э1 = (Со + С з ) f ( y) d y и Э 2 = (С о + С во ) dy.
y y 0 Требуется определить периодичность проведения контроля технического состояния (диагностирования) подвески. В этом случае рекомендуется исполь зовать мини – максный метод, который сводится к определению таких пробегов s1,s2,s3…sk проведения проверок, которые минимизировали бы математическое ожидание полных затрат от отказов и от проведения диагностирования.
Математическое ожидание затрат в описанной ситуации может быть оп ределено по следующей формуле:
xk + C = [C1 (k + 1) + C 2 (x k 1 s )]d F(s ), (15) k =0 xk причем решение удовлетворяет условию:
C1 F(x k ) F(x k 1 ) x k +1 x k + =, (16) F(x k ) C где k=1,2… число проверок;
xk - моменты проведения проверок;
С2 - потери по отказам;
С1 - затраты на диагностирование.
После преобразования выражений (15) и (16) получим:
xk + [C (k + 1) + C (x S )] ds C C= и x k +1 x k + 1 = x k x k 1, k =1,2,… k + 1 C s k = 0 xk Выражая xk через х1, будем иметь:
k (k 1)C x k = kx1, 2C k 1 C откуда x1.
2 C Это означает, что следует проверить лишь конечное число диагностиро ваний, например n. Поскольку xn=sk, то можно найти, что + k (n k ) 1, k=0,…,n.
ks k C xk = (17) n 2C Таким образом, по формуле (17) определяется, что диагностические про верки следует проводить через х1, х2 и т.д. км. пробега с минимальными затра тами.
В третьей главе представлена методика проведения исследований авто мобиля. Сбор информации проводился с учетом необходимости оценки безот казности составных частей по ОСТ 70/23.2.8-73(1). Система сбора и обработки информации обеспечивала получение сопоставимых и объективных данных.
Для сбора информации использовались единые принципы получения данных, их первичная обработка и расчет показателей безотказности.
Исследования безотказности проводились в соответствии с методикой ГОСНИТИ с надежностью 0,8 и относительной ошибкой не более 0,2 до 100 тыс.км. 18 автомобилей, эксплуатирующихся с диагностированием подвес ки и 18 без диагностирования. Диагностирование проводилось на тестере люф тов ТЛ7500 в ООО «ВолгоТехСнаб», с помощью амплитудно-частотной харак теристики, условной стрелы прогиба и визуальным методом.
Для получения (амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) использо вался измерительный комплекс, состоящий из компьютера типа NoteBook, ана логового преобразователя Е-440 и соединительной платы.
Модуль Е-440 предназначен для преобразования аналоговых сигналов в цифровую форму для персональной ЭВМ типа IBMPC/АТ.
Поддержку модуля Е-440 осуществляет программный продукт L-Graph, который является многоканальным осциллографом – спектроанализатором – регистратором с достаточно простым интерфейсом. Программное обеспечение «PowerGraph» предназначено для записи, обработки и хранения аналоговых сигналов, регистрируемых с помощью аналого-цифровых преобразователей (АЦП). ПО «PowerGraph» позволяет использовать персональный компьютер в качестве стандартных измерительных и регистрирующих приборов (вольтмет ры, самописцы, осциллографы, спектроанализаторы и т.д.) В четвертой главе представлены результаты экспериментальных иссле дований безотказности автомобилей КАМАЗ.
Результаты собранной информации обрабатывались с помощью теории вероятности, математической статистики и надежности на персональном ком пьютере. Построены графические зависимости показателей безотказности в функции пробега в тыс.км. для двигателя, трансмиссии, тормозной системы, рулевого управления, шасси, механизма подъема платформы, электрооборудо вания и всего автомобиля в целом.
На рисунке 5 показан полигон распределения отказов автомобиля КАМАЗ.
ni 2, 1, 1, 0, 100 S,тыс. км.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 Рисунок 5 Полигон распределения отказов автомобиля КАМАЗ:
1 – эмпирический полигон распределения отказов;
2 – интегральная прямая распределения отказов На основании полигона распределения отказов определяется среднее чис ло отказов, приходящихся на один автомобиль при определенной наработке.
В данном случае среднее число отказов равно 1,36. При пробеге в тыс.км. среднее число отказов на один автомобиль составило 0,6, в 20 тыс.км. – 1,7. При пробеге от 10 до 30 тыс.км. среднее число отказов было также 1,7.
Наибольшее число отказов было именно в этот период эксплуатации по дета лям трансмиссии (13 отказов) шасси (14 отказов), тормозной системе (11 отка зов), электрооборудованию (8 отказов).
Анализ гистограммы параметра потока отказов всего автомобиля показы вает, что при пробеге в 20 тыс.км. параметр потока отказов, равен 0,022 (рису нок 6).
i 0, 0, 0, 0, 90 100 S, тыс. км.
10 20 30 40 50 60 70 Рисунок 6 - Гистограмма параметров потока отказов всего автомобиля КАМАЗ Средний параметр потока отказов равен 0,014. Среднее квадратическое отклонение среднего параметра потока отказов (i i ) n 0, = = = 0,001 = 0,03.
i = in Среднее квадратическое отклонение выборочного потока отказов 0, = = = 0,008, 18 что показывает в каких пределах изменяется параметр потока отказов от дельного автомобиля от среднего.
Вероятность безотказной работы автомобиля КАМАЗ показана на рисун ке 7.
P(S) 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, S, тыс. км.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Рисунок 7 - Вероятность безотказной работы автомобиля КАМАЗ: 1 – без диагности рования;
2 – с диагностированием подвески Вероятность нахождения автомобиля КАМАЗ при пробеге в 10 тыс.км.
равна 0,5. При дальнейшей эксплуатации в 20 тыс. км. P( S ) = 0,20, а при тыс.км. P( S ) = 0,05. При пробеге в 55 тыс.км. вероятность нахождения автомо биля в работоспособном состоянии равна нулю.
Анализ распределения отказов всего автомобиля КАМАЗ дает возмож ность определить среднее число отказов – 13,5 на один автомобиль за время эксплуатации при пробеге в 100 тыс.км.
Наработка на отказ равна 413 км., параметр потока отказов – 0,014.
На рисунке 8 представлена наработка на отказ всего автомобиля, его сис тем и механизмов.
Ni 8 4 2 1 6 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 6 S, тыс. км.
1 2 3 4 Рисунок 8 - Наработка на отказ: 1 – двигателя;
2 – трансмиссии;
3 – тормозной систе мы;
4 – шасси;
5 – механизма подъема платформы;
6 – электрооборудования;
7 – рулевого управления;
8 – всего автомобиля Наработка на отказ автомобиля КАМАЗ составила 413 км.;
двигателя 3700 км;
трансмиссии и тормозной системы 2170 км.;
шасси 1690 км.;
электро оборудования механизма подъема платформы по 5000км.
При диагностировании подвески наработка на отказ составила: автомоби ля – 510 км.;
двигателя – 4545 км.;
трансмиссии – 2630 км.;
тормозной системы – 2700 км.;
шасси – 1960 км.;
электрооборудования – 5800 км.;
механизма подъ ема платформы – 5500 км. Безотказность во всем интервале пробега повысилась на 13-16,6% (рисунок 7).
В пятой главе рассмотрена адекватность теоретических и эксперимен тальных данных.
Степень согласованности теоретического и статистического распределе ний отказов оценивали при помощи критерия согласования 2 Пирсона. С веро ятностью 95% теоретическая гипотеза соответствует действительности.
Амплитудно-частотная характеристика вертикальных ускорений автомо биля КАМАЗ над передней осью представлена на рисунке 9.
Ax(), м/с2/см 1/с 0 20 40 60 Рисунок 9 – Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) вертикальных ускорений автомобиля КАМАЗ над передней осью: 1 – теоретическая;
2 – экспериментальная с исправ ным амортизатором;
3 – экспериментальная с неисправным амортизатором Расхождение теоретической и экспериментальной АЧХ ускорений с ис правным амортизатором составляет 5…6%.
Таким образом, теоретическую АЧХ можно использовать как эталонный график при диагностировании подвески.
Кривая 3 с неисправным амортизатором отличается по амплитуде от тео ретической на 37% в диапазоне низкочастотного резонанса. Такие амортизато ры подлежат замене.
По формуле 17 разработан алгоритм проведения диагностирования под вески. Периодичность ТО2 по заводской инструкции рекомендуется проводить через 12 тыс. км. пробега. По расчетам (формула 17) периодичность диагности рования следует проводить через 13360 км. с минимальными затратами. Расхо ждение с заводскими рекомендациями составляет 7%.
Общие выводы 1. Получены аналитические зависимости амплитудно-частотных харак теристик (АЧХ) вертикальных ускорений автомобиля КАМАЗ над передней осью и построен график, который используются как эталонный для сравнения с АЧХ диагностируемого автомобиля.
2. Разработана математическая модель свободных затухающих колеба ний кузова автомобиля КАМАЗ на задней балансирной подвеске и построена характеристика этих колебаний, по которой определяется максимальная ампли туда и ее уменьшение за один период.
3. Выполнены сравнительные экспериментальные исследования колеба ний автомобиля КАМАЗ с целью получения АЧХ ускорения над передней осью. Расхождения теоретической и экспериментальной АЧХ с исправным амортизатором составляет 5…6%. Теоретическую АЧХ можно использовать как эталонную при диагностировании подвески.
Отклонение амплитуды АЧХ вертикальных ускорений передней части автомобиля на 20% от теоретической следует считать предельно допустимым.
4. Условная стрела прогиба исправной задней подвески равна 550 мм., а предельное ее значение – 500 мм.
Для исправной передней подвески условная стрела прогиба равна 540 мм., а предельно допустимая ее величина – 500 мм.
Разница в прогибах передних и задних рессор составляет 10 мм., что со ответствует техническим требованиям на подвеску автомобиля КАМАЗ.
5. Выбраны показатели диагностирования подвески, которые можно оп ределять без разборки – это условная стрела прогиба и АЧХ вертикальных ус корений.
6. Теоретически разработана оптимальная стратегия диагностирования подвески. Периодичность диагностирования следует проводить через 13360 км.
пробега, расхождение с заводскими рекомендациями составляет 7%.
7. Построены графики и проанализированы количественные показатели безотказности – полигон распределения отказов, гистограмма параметров пото ков отказов и вероятность безотказной работы. При пробеге в 100 тыс.км. нара ботка на отказ двигателя, трансмиссии, тормозной системы, шасси, электрообо рудования и механизма подъема платформы составили соответственно: 3700;
2170;
2170;
1690;
5000;
5000 км. Наработка на отказ всего автомобиля – 413 км.
– это при обычной эксплуатации без диагностирования.
При диагностировании подвески, в результате чего автомобиль эксплуа тировался с исправной подвеской, увеличилась наработка на отказ, повысилась вероятность безотказной работы при разных интервалах пробега в среднем на 13…16,5%, коэффициент технического использования увеличился с 0,92 до 0,94. Собранная информация обеспечила оценку и анализ безотказности с дове рительной вероятностью 0,95 и относительной погрешностью 0,05. Суммарный годовой экономический эффект на один автомобиль составляет 31391 руб.
Рекомендации производству 1. Диагностирование подвески автомобилей КАМАЗ проводить через 13360 км. пробега совместно с ТО2.
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:
1. Григоров, В.И. Повышение безотказности двигателей мобильных энергетических транспортных средств, эксплуатирующихся в сельском хозяй стве / В.И.Григоров // Тракторы и сельскохозяйственные машины. – 2009. – №9.
– С. 44-45.
2. Григоров, В.И. Повышение безотказности трансмиссий мобильных энергетических транспортных средств, эксплуатирующихся в сельском хозяй стве / В.И.Григоров // Тракторы и сельскохозяйственные машины. – 2009. – №10. – С.38-39.
3. Григоров, В.И. Повышение безотказности автомобиля КАМАЗ за счет диагностирования передней подвески // Техника в сельском хозяйстве. – 2009, №5. – С. 39-41.
4. Григоров, В.И. Повышение безотказности тормозной системы мо бильных энергетических транспортных средств, эксплуатирующихся в сель ском хозяйстве / В.И.Григоров // Тракторы и сельскохозяйственные машины. – 2009. – №11. – С. 39-40.
5. Григоров, В.И. Повышение безотказности автомобиля КАМАЗ диаг ностированием задней подвески / В.И.Григоров // Техника в сельском хозяйст ве. – 2009. – №6. – С. 55 – 56.
6. Григоров, В.И. Основы теории и расчета трактора и автомобиля:
учебное пособие для подготовки магистров по направлению «Агроинженерия»/ В.И. Григоров, А.Г. Жутов, А.Ю. Попов. – Волгоград, ИПК ВГСХА, 2009. – 103 с.
Подписано в печать Усл.печ.л. 1,0. Тираж 100. Заказ Издательско-полиграфический комплекс ВГСХА «Нива»
400002, Волгоград, пр. Университетский,26.