Влияние сезонных изменений условий и интенсивности эксплуатации на поток отказов автомобилей
На правах рукописи
РАКИТИН Александр Николаевич ВЛИЯНИЕ СЕЗОННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ УСЛОВИЙ И ИНТЕНСИВНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ НА ПОТОК ОТКАЗОВ АВТОМОБИЛЕЙ Специальность 05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Тюмень 2004
Работа выполнена на кафедре эксплуатации и обслуживания транс портно-технологических машин Тюменского государственного нефтегазово го университета.
Научный руководитель доктор технических наук профессор Захаров Н.С.
Официальные оппоненты: доктор технических наук профессор Карагодин В.И.;
кандидат технических наук доцент Красовский В.Н.
Ведущая организация - Управление технологического транспорта и специальной техники №3 ООО «Сургутгазпром»
Защита состоится 22 апреля 2004 года в 12.00 часов на заседании дис сертационного совета Д 212.273.04 при Тюменском государственном нефте газовом университете по адресу: 625000, Тюмень, ул. Володарского, 38.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.
Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью организации, просим присылать в адрес диссертационного совета.
Автореферат разослан 20 марта 2004 г.
Телефон для справок (3452) 22-93-02.
Ученый секретарь диссертационного совета Евтин П.В.
ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы. Автомобильный транспорт является неотъемле мой частью транспортной системы страны. От транспортных расходов суще ственно зависит эффективность работы многих отраслей экономики. Значи тельную долю в себестоимости автомобильных перевозок составляют затра ты на текущий ремонт (ТР) подвижного состава.
В условиях Западно-Сибирского нефтегазового региона значительная доля автомобилей работает в отрыве от постоянных баз. В этих условиях часто на первый план ставится вопрос не о снижении себестоимости исполь зования автомобилей, а об их бесперебойной работе, так как потери от про стоев основного производства из-за отсутствия автомобильной техники не соизмеримо выше.
В течение года меняются интенсивность и условия эксплуатации. Со ответственно варьирует поток отказов автомобилей, вызывая неравномер ность загрузки постов текущего ремонта.
Если при расчете числа постов ТР и проектировании автотранспорт ных предприятий (АТП) исходить из среднего количества отказов в единицу времени, то в сезон с более интенсивной эксплуатацией или более тяжелыми условиями пропускная способность зоны ТР окажется недостаточной.
В существующих методиках технологического расчета зон текущего ремонта неравномерность поступления требований связывается с числом об служиваемых на предприятии автомобилей. Влияние же вариации интенсив ности и условий эксплуатации не учитывается. Следовательно, необходимо усовершенствовать методику технологического расчета путем учета указан ных факторов. Для того чтобы решить эту задачу, нужно знать закономерно сти формирования потока требований на текущий ремонт с учетом сезонной вариации интенсивности и условий эксплуатации.
Работа выполнялась при поддержке грантом № 98-10-2.2-9 по фунда ментальным исследованиям в области транспортных наук Министерства общего и профессионального образования РФ (1998 г.) и грантом № ТОО 13.0-2417 по фундаментальным исследованиям в области технических наук Министерства образования РФ (2000 г.), полученными на конкурсной осно ве.
Целью работы является установление закономерностей формирования потока отказов автомобилей с учетом влияния сезонной вариации интенсив ности и условий эксплуатации и совершенствование на этой основе методи ки технологического расчета автотранспортных предприятий.
Объект исследований – процесс формирования потока отказов авто мобилей с учетом влияния сезонной вариации интенсивности и условий экс плуатации.
Предмет исследований – закономерности влияния сезонных факторов и интенсивности эксплуатации на поток отказов автомобилей КамАЗ и Урал.
Научная новизна:
• установлены закономерности формирования потока отказов авто мобилей с учетом влияния сезонной вариации интенсивности и условий экс плуатации;
• выявлены сезонные факторы, влияющие на поток отказов автомо билей и их элементов;
• установлены закономерности влияния этих факторов на поток отка зов автомобилей и разработаны математические модели для их описания.
Практическая ценность заключается в разработке методики коррек тирования расчетного числа постов ТР с учетом сезонной вариации условий и интенсивности эксплуатации, использование которой позволяет умень шить простои автомобилей в ожидании ремонта, что снижает потери прибы ли.
На защиту выносится:
• концептуальная схема формирования потока отказов автомобилей с учетом влияния сезонной вариации интенсивности и условий эксплуатации;
• результаты отбора сезонных факторов, влияющих на поток отказов автомобилей и их элементов;
• закономерности влияния этих факторов на поток отказов автомоби лей;
• математические модели влияния сезонных факторов на параметр потока отказов автомобилей;
• методика корректирования расчетного числа постов ТР с учетом се зонной вариации условий и интенсивности эксплуатации.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены на международном научно-практическом семинаре «Пути совершенствования технической эксплуатации и ремонта машин АТК» (Владимир, 1997), всероссийской научно-технической конференции «Моделирование технологических процессов бурения, добычи и транспор тировки нефти и газа на основе современных информационных технологий» (Тюмень, 1998), международной научно-практической конференции «Про блемы адаптации техники к суровым условиям» (Тюмень, 1999), научно технической конференции «Научные проблемы Западно-Сибирского нефте газового комплекса» (Тюмень, 1999), международной научно-практической конференции «Проблемы эксплуатации транспортных систем в суровых ус ловиях» (Тюмень, 2001), научно-практическом семинаре международной выставки-ярмарки «Транспортный комплекс – 2002» (Тюмень, 2002), все российской научно-технической конференции «Транспортные системы Си бири» (Красноярск, 2003).
Реализация результатов работы. Разработанная методика внедрена в Управлении технологического транспорта и специальной техники №3 ООО «Сургутгазпром». Экономический эффект составляет 120...180 руб. на один автомобиль в год. Кроме того, результаты исследований используются в учебном процессе ТюмГНГУ при подготовке инженеров по эксплуатации автомобильного транспорта.
Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубли ковано в 15 статьях и одном учебном пособии.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из вве дения, четырех глав, выводов, списка литературы (133 наименования), 5 при ложений (54 страницы). Объем диссертации составляет 165 страниц (в том числе 26 таблиц и 49 иллюстраций).
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обосновывается актуальность темы, излагается цель ис следований, научная новизна, практическая ценность, а также основные по ложения, выносимые на защиту.
Первая глава посвящена анализу состояния вопроса. В результате изучения ранее выполненных исследований установлено следующее.
На поток отказов автомобилей влияет большое число факторов. В ра нее выполненных исследованиях изучено влияние ряда факторов на пара метр потока отказов автомобилей. В то же время влияние сезонных условий исследовано недостаточно.
К сезонным условиям относятся факторы, периодически изменяющие ся в течение года. Это, прежде всего, температура воздуха. Кроме того, ме няются дорожные условия, влажность, солнечная радиация, скорость и на правление ветра.
Сезонное изменение условий эксплуатации ведет к вариации числа от казов в единицу времени.
Установлены закономерности влияния отдельных факторов на надеж ность автомобилей. По данным НИИАТ, изменение проезжаемости дорог ведет к изменению числа отказов ходовой части и сцепления. Понижение температуры воздуха вызывает увеличение параметра потока отказов авто мобилей.
Влиянию температуры воздуха на надежность автомобилей и их эле ментов посвящен ряд исследований, выполненных в Тюменском индустри альном институте, а позднее – в нефтегазовом университете.
В работах, выполненных под руководством Резника Л.Г., установлены закономерности влияния температуры воздуха на интенсивность изнашива ния механизмов трансмиссии, на интенсивность расходования ресурса дви гателя. По результатам этих исследований определены численные значения коэффициента К3 для корректирования нормативов технического обслужи вания (ТО) и ремонта автомобилей, приведенные в Положении о ТО и ре монте подвижного состава автомобильного транспорта.
В работах, выполненных под руководством Захарова Н.С., установле ны закономерности влияния сезонных изменений условий и интенсивности эксплуатации на трудоемкость текущего ремонта автомобилей, на ресурс двигателей.
В ряде исследований установлено влияние температуры воздуха на па раметр потока отказов автомобилей и некоторых их элементов. Соответст венно в течение года меняется число отказов. Выявлена так называемая «се зонная волна» отказов. В то же время не раскрыт механизм ее формирова ния. Не выявлены закономерности влияния комплекса факторов, меняющих ся сезонно, на параметр потока отказов. Не разработана методика оценки значимости сезонных изменений условий эксплуатации и параметра потока отказов.
Устранение отказов в зоне ТР – стохастический процесс. Работу зоны ТР можно представить как систему массового обслуживания (СМО). При этом поток отказов – входящий поток СМО.
При расчетах входящего потока и определении числа постов ТР ис пользуются два подхода – детерминированный и стохастический. При де терминированном расчеты выполняются на основе средних значений основ ных влияющих факторов. При этом для обеспечения достаточной произво дительности зоны ТР базовое число постов корректируется с помощью оп ределенных коэффициентов. В частности, нестационарность потока отказов учитывается коэффициентом неравномерности поступления автомобилей в зону ТР. В известных методиках этот коэффициент связывается только с размером парка автомобилей, но не учитывает сезонную неравномерность.
Таким образом, проведенный анализ позволил сформулировать сле дующие задачи исследований, решение которых позволяет достичь постав ленной цели.
1. Установить закономерность формирования потока отказов автомо билей с учетом влияния сезонной вариации интенсивности и условий экс плуатации 2. Выявить сезонные факторы, влияющие на поток отказов автомоби лей и их элементов.
3. Установить закономерности влияния этих факторов на поток отка зов автомобилей и разработать математические модели для их описания.
4. Разработать методику практического использования полученных результатов и оценить их эффективность.
Для решения этих задач проведены теоретические и эксперименталь ные исследования.
Вторая глава посвящена теоретическим исследованиям. В ней изло жена общая методика исследований, установлены закономерности формиро вания потока отказов автомобилей с учетом сезонной вариации интенсивно сти и условий эксплуатации, предварительно оценена степень влияния се зонных факторов на поток отказов автомобилей, разработаны гипотезы о ви де математических моделей влияния сезонных факторов на поток отказов автомобилей.
Для установления закономерностей формирования потока отказов ав томобилей с учетом сезонной вариации интенсивности и условий эксплуата ции определена структура изучаемой системы (рис. 1).
Рис. 1. Схема формирования потока отказов автомобилей Рис. 2. Закономерности формирования потока отказов автомобилей Входом системы является время. По времени меняются условия и ин тенсивность эксплуатации. От интенсивности эксплуатации зависит ско рость прирастания наработки.
Вариация условий и интенсивности эксплуатации ведет к изменению параметра потока отказов. Кроме того, параметр потока отказов зависит от наработки автомобиля с начала эксплуатации.
Поток отказов определяется параметром потока, который характеризу ет интенсивность процесса, и наработкой в единицу времени.
Если учесть, что число отказов определяется как произведение пара метра потока отказов и наработки автомобилей за рассматриваемый период, то становится очевидным влияние интенсивности эксплуатации на поток от казов. Исследования, проведенные совместно с Довбней Б.Е., показали, что интенсивность эксплуатации автомобилей существенно меняется в течение года. Следствие этого – изменение потока отказов.
В выполненных ранее исследованиях влияние интенсивности эксплуа тации на «сезонную волну» отказов не учитывалось.
Далее на основе проведенного анализа выявлены закономерности формирования потока отказов (рис. 2).
Для локализации рассматриваемой системы определен перечень се зонных факторов, существенно влияющих на поток отказов.
При решении этой задачи сначала был сформирован исходный пере чень сезонных факторов (табл. 1). Эти факторы разбиты на три группы: кли матические, дорожные, транспортные.
Таблица Исходный перечень сезонных факторов Буквенное обозначе Размер Источник получения ность Наименова- Наименование показа ние информации о значении ние фактора телей фактора показателя Климатические факторы ГОСТ 16350- Температура Средняя месячная тем- http://meteo.infospace.ru t °С воздуха пература http://www.gismeteo.ru http://thermo.karelia.ru/weather Количество дней с осад- http://www.washingtonpost.com/ Ед.
N ками за месяц wp-srv/weather Доля дней с осадками за Осадки D – D=N/Nмес месяц Среднее количество Мм h http://meteo.infospace.ru осадков за месяц http://www.gismeteo.ru Скорость вет- Средняя месячная ско- М/с http://thermo.karelia.ru/weather V ра рость ветра http://www.washingtonpost.com/ Влажность Средняя месячная отно- В wp-srv/weather % воздуха сительная влажность Средняя месячная инте гральная поверхностная плотность потока сум- Вт/м R Солнечная марного солнечного из- ГОСТ 16350- радиация лучения Энергетическая экспо МДж/м зиция прямого солнеч- E ного излучения Дорожные условия Состояние Коэффициент сопротив дорожного Методика Лахно Р.П.
f – ления качению покрытия Транспортные условия Скорость Средняя техническая Км/ч Vт движения скорость движения Отчетные данные АТП Интенсив- Средний суточный про- Км ность экс- L бег плуатации Следующий этап отбора – оценка значимости сезонных изменений факторов. Для этого изменение показателей факторов предложено аппрок симировать гармоническими моделями вида:
g X i = X C + X k Cos (m(kTi T0 k )), k = где XС – постоянная компонента;
– номер гармоники;
k – количество гармоник;
g Xk – полуамплитуда колебания k-й гармоники;
Ti – время;
m – интервал между Ti и Ti+1 в градусах;
T0k – начальная фаза колебания k-й гармоники.
Затем эти модели линеаризовались путем замены переменных:
g zk = Cos (m (kTi T0k )).
X i = X С + X k z k, где k = После этого гармоническую модель можно рассматривать как много факторную линейную регрессионную. Соответственно появляется возмож ность использовать для оценки значимости факторов аппарат корреляцион но-регрессионного анализа. Таким образом, условие значимости сезонной вариации фактора можно свести к условию значимости первой или второй гармоники. Условие значимости k-ой гармоники:
rX / z k n 2 tP, 1 (rX / z k ) где t P - табличное значение критерия Стьюдента для доверительной веро ятности Р и n 2 степеней свободы.
Подобная методика использовалась и для оценки значимости сезонных изменений потока отказов.
В ряде публикаций утверждается, что климатические факторы корре лированны с температурой воздуха, поэтому их можно не учитывать, если учтена температура. На основе предварительного анализа была выдвинута гипотеза о том, что не все климатические факторы имеют значимую линей ную корреляционную связь. В частности, предполагалось, что с температу рой не связано количество осадков.
Окончательное решение о значимости сезонных изменений факторов и о существенности корреляционных связей можно принять только на основе результатов эксперимента.
Далее в аналитических исследованиях разрабатываются гипотезы о виде математических моделей влияния сезонных факторов на поток отказов.
На основе анализа результатов ранее выполненных исследований выдвинуто предположение о том, что влияние температуры на параметр потока отказов автомобилей и их элементов описывается квадратичными моделями. Для других же факторов предложены экспоненциальные модели.
Третья глава посвящена экспериментальным исследованиям. Цель эксперимента – проверить разработанные в аналитических исследованиях гипотезы о степени влияния сезонных факторов, а также о виде математиче ских моделей и определить численные значения входящих в них параметров.
Эксперименты предусматривали сбор данных:
об изменении климатических факторов в течение года;
об интенсивности эксплуатации;
о фактическом количестве отказов автомобилей по месяцам.
Эксперимент можно характеризовать как пассивный, заключающийся в сборе статистической информации.
На рис. 3 представлены графики изменения в течение года сезонных факторов.
Гармонический анализ изменений факторов по сезонам производился в следующей последовательности:
сначала результаты эксперимента представлялись в графическом виде, и проводилась предварительная оценка степени изменения фактора;
затем данные аппроксимировались гармонической моделью;
далее оценивался вклад гармоник в изменение фактора;
и, наконец, гармоники линеаризовались, что позволяло оценить значи мость каждой из них.
Ниже приведены гармонические модели изменения факторов по вре мени:
t = 2,1 + 15,5 Cos (30(T 6,9)), °С;
D = 0,42 + 0,06 Cos (30(T 10,1)) + 0,04 Cos (30(2 T 1,0)) ;
h = 34,8 + 29,7 Cos (30(T 7,6)), мм;
V = 4,3 + 0,33 Cos (30(T 1,5)) + 0,36 Cos (30(2 T 8,7)), м/с;
B = 63,9 + 13,9 Cos (30(T 11,7)) + 2,2 Cos (30(2 T 2,2)), %;
R = 583 + 286 Cos (30(T 6,2)), Вт/м2;
E = 399 + 170 Cos (30(T 6,2)) + 36 Cos (30(2 T 6,1)), МДж/м2;
f = 0,039 + 0,008 Cos (30(T 8,1)) + 0,004 Cos (30(2 T 10,2)) ;
Vт = 34,6 + 3,4 Cos (30(T 2,2)), км/ч;
L = 270 + 27,8 Cos (30(T 2,4)), км.
а) б) г) в) д) е) ж) з) к) и) Рис. 3. Изменение по времени сезонных факторов (экспериментальные точки, аппроксимирующие кривые и гармоники 1…5 порядков):
а – температуры воздуха;
б – скорости ветра, в - доли дней с осадками;
г – относительной влаж ности воздуха;
д - количества осадков;
е - средней месячной интегральной поверхностной плот ности потока суммарного солнечного излучения;
ж - энергетической экспозиции прямого сол нечного излучения;
з – коэффициента сопротивления качению;
и - среднего суточного пробега автомобилей;
к - средней технической скорости движения автомобилей Анализ полученных результатов показал, что:
1 - все рассматриваемые факторы существенно циклически меняются в течение года;
2 – изменение факторов по времени с достаточной точностью описы вается гармоническими моделями;
3 – наиболее значима во всех случаях первая гармоника (с периодом год), существенно ниже влияние второй гармоники (с периодом года), влияние остальных гармоник в большинстве случаев статистически не зна чимо.
Далее проверялась гипотеза о коррелированности климатических фак торов. Для этого построена матрица корреляционных полей (рис. 4) и корре ляционная таблица.
Оценка значимости коэффициентов парной корреляции по критерию Стъюдента показала, что все факторы, кроме доли дней с осадками, имеют существенную линейную корреляционную связь с температурой воздуха.
Аналогично оценивалось влияние температуры воздуха на эксплуата ционные факторы (коэффициент сопротивления качению, среднюю техниче скую скорость, среднесуточный пробег).
t D h V В R E Рис. 4. Матрица корреляционных полей взаимосвязи климатических факторов Анализ показал, что все перечисленные факторы имеют статистически значимую линейную корреляционную связь c температурой воздуха (рис. 5).
Далее по такой же методике оценивалось изменение потока отказов автомобилей в целом и их элементов в течение года. Доказано, что для всех основных агрегатов и систем автомобиля сезонное изменение потока отказов существенно (рис. 6).
t f Vт L Рис. 5. Матрица корреляционных полей взаимосвязи температуры воздуха и эксплуатационных факторов Модели изменения параметров потока отказов (1/1000 км) автомобиля и его элементов приведены ниже:
дв. = 0,054 + 0,030 Cos (30(T 11,3)) + 0,011 Cos (30(2 T 11,8)) ;
КП = 0,020 + 0,010 Cos (30(T 9,0)) + 0,015 Cos (30(4 T 11,9)) ;
РК = 0,042 + 0,020 Cos (30(T 11,5)) + 0,021 Cos (30(2 T 9,7)) + + 0,016 Cos (30(4 T 8,8));
РУ = 0,041 + 0,015 Cos (30(T 7,5)) + 0,020 Cos (30(5 T 6,8)) ;
ВМ = 0,044 + 0,032 Cos (30(T 11,4)) + 0,025 Cos (30(2 T 9,9)) + + 0,023 Cos (30(4 T 8,3));
пр. = 0,031 + 0,019 Cos (30(T 10,9)) + 0,017 Cos (30(2 T 10,1)) ;
авт. = 0,234 + 0,108 Cos (30(T 11,4)) + 0,083 Cos (30(2 T 10,1)).
а) б) Рис. 6. Изменение по времени параметра потока отказов элементов автомобилей Урал-4320: а – двигателей;
б - рулевых управлений На следующем этапе исследований оценивалась степень влияния се зонных факторов на параметры потока отказов автомобиля и его элементов.
Оценка значимости коэффициентов корреляции по критерию Стъюдента и учет корреляционных связей между факторами позволили выявить перечень факторов, которые необходимо учитывать при моделировании потока отка зов: для двигателя такими факторами являются температура воздуха и доля дней с осадками;
для коробки передач – только доля дней с осадками;
для раздаточной коробки – температура воздуха;
для рулевого управления – ко эффициент сопротивления качению;
для ведущих мостов – температура воз духа;
для прочих отказов – влажность воздуха;
для автомобиля в целом, так же, как и для двигателя - температура воздуха и доля дней с осадками.
Далее устанавливались закономерности влияния этих факторов на па раметр потока отказов и разрабатывались математические модели этих зако номерностей.
Выдвинутые в теоретических исследованиях гипотезы подтвердились частично. Предполагалось, что влияние температуры описывается квадра тичной моделью. Анализ показал, что для двигателя и автомобиля в целом эта модель адекватна, а для раздаточной коробки и ведущих мостов наилуч шую аппроксимацию обеспечивает экспоненциальная модель (рис. 7а и 7б).
Влияние относительной влажности на параметр потока прочих отказов и ко эффициента сопротивления качению на параметр потока отказов рулевых управлений описывается также экспоненциальными моделями.
На параметр потока отказов двигателей и автомобилей в целом, как установлено в данной работе, влияют температура воздуха и доля дней с осадками. Это влияние описывается двухфакторной моделью.
Частный вид моделей для двигателя и автомобиля приведен ниже:
дв. = 0,014 + 0,000015 (t 7,1)2 + 0,0011 e 6,1 D, 1/1000 км;
авт. = 0,042 + 0,000032 (t 5,0 )2 + 0,0018 e 7,6 D, 1/1000 км.
а) Влияние температуры воздуха на параметр потока отказов раздаточных коробок РК = 0,034 e 0,028t, 1/1000 км.
б) Влияние температуры воздуха на параметр потока отказов ведущих мостов ВМ = 0,027 e 0,026t, 1/1000 км.
в) Влияние относительной влажности воздуха на параметр потока прочих отказов пр. = 0,0018 e 0,04 В, 1/1000 км.
г) Влияние коэффициента сопротивления качению на параметр потока отказов рулевых управлений РУ = 0,011 e31 f, 1/1000 км.
Рис. 7. Влияние сезонных факторов на параметр потока отказов Таким образом, в результате проведенных w, 1/1000 км теоретических и экспе риментальных исследо ваний решены первые три задачи исследова ний.
Четвертая глава посвящена практиче скому использованию результатов исследова D t, oC ний.
Полученные ре зультаты можно исполь а) зовать при расчете числа постов текущего ремон та, а также для коррек w, 1/1000 км тирования объема обо ротного фонда агрегатов c учетом сезонной ва риации интенсивности и условий эксплуатации.
При определении числа постов ТР пред ложено коэффициент D неравномерности посту пления автомобилей t, oC рассматривать как про изведение двух коэффи б) циентов:
Рис. 8. Влияние температуры воздуха и доли дней - коэффициент, с осадками на параметр потока отказов двигателей (а) зависящий от числа ав и автомобилей (б) КамАЗ- томобилей в парке;
- коэффициент, учитывающий сезонную неравномерность потока отказов.
В соответствии разработанной методикой рассчитывается параметр потока отказов для каждого месяца с учетом изменения условий эксплуата ции (табл. 2). Затем рассчитывается пробег за месяц, число отказов. Опреде ляется среднемесячное число отказов, рассчитывается коэффициент нерав номерности для каждого месяца. Для дальнейшего использования принима ется максимальное значение.
Таблица Расчет коэффициента сезонной неравномерности поступления автомобилей на посты текущего ремонта i =f(t,D), L=l·T, i=·L, = Месяц l, тыс. км/мес.
t, °C D ср 1/1000 км тыс. км ед.
Январь -14 0,45 3,89 0,109 3,89 0,422 1, Февраль -12 0,35 3,51 0,077 3,51 0,270 0, Март -4 0,39 4,29 0,079 4,29 0,341 1, Апрель 3 0,29 3,87 0,058 3,87 0,226 0, Май 10 0,35 2,53 0,069 2,53 0,173 0, Июнь 16 0,41 2,6 0,086 2,6 0,225 0, Июль 18 0,49 2,65 0,122 2,65 0,323 1, Август 15 0,4 2,75 0,083 2,75 0,228 0, Сентябрь 9 0,44 3,22 0,094 3,22 0,301 1, Октябрь 1 0,45 3,24 0,098 3,24 0,316 1, Ноябрь -6 0,44 2,57 0,097 2,57 0,249 0, Декабрь -11 0,54 3,13 0,159 3,13 0,498 1, Всего 38,25 3, Среднее 0,094 3,18 0,298 1, Ниже приведена таблица с результатами определения коэффициента сезонной неравномерности для различных климатических регионов и пред приятий разной специфики.
Таблица Рекомендуемые значения коэффициента неравномерности поступления автомобилей в зону ТР для различных климатических регионов и специфики работы АТП Коэффициенты неравномерности Специфика работы АТП для климатических регионов Умеренный Холодный Очень холодный АТП общего назначения 1,20 1,25 1, Сельхозперевозки 1,40 1,35 1, Обслуживание объектов 1,80 1,85 1, нефтегазодобывающей промышленности Использование полученных результатов на практике позволяет уменьшить простои автомобилей в ожидании ремонта, что снижает потери прибыли. Затраты на создание и содержание дополнительных постов ТР окупаются за короткий период.
Разработанная методика внедрена в Управлении технологического транспорта и специальной техники №3 ООО «Сургутгазпром». Экономиче ский эффект составляет 120...180 руб. на один автомобиль в год. Кроме того, результаты исследований используются в учебном процессе ТюмГНГУ при подготовке инженеров по эксплуатации автомобильного транспорта.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 1. На основе выполненных исследований решена важная научно практическая задача по установлению закономерностей влияния сезонных условий на формирование потока отказов автомобилей и разработке на этой основе методики корректирования расчетного числа постов ТР.
2. Установлены закономерности формирования потока отказов авто мобилей. Поток отказов определяется параметром потока, который характе ризует интенсивность процесса, и наработкой в единицу времени.
3. Установлен перечень факторов, которые необходимо учитывать при моделировании потока отказов: для двигателя такими факторами являются температура воздуха и доля дней с осадками;
для коробки передач – только доля дней с осадками;
для раздаточной коробки – температура воздуха;
для рулевого управления – коэффициент сопротивления качению;
для ведущих мостов – температура воздуха;
для прочих отказов – влажность воздуха;
для автомобиля в целом, так же, как и для двигателя - температура воздуха и до ля дней с осадками.
4. Установлены закономерности и математические модели влияния сезонных факторов на поток отказов автомобилей и их элементов. Для дви гателя и автомобиля влияние температуры на параметр потока отказов опи сывается квадратичной моделью, а для раздаточной коробки и ведущих мос тов наилучшую аппроксимацию обеспечивает экспоненциальная модель.
Влияние относительной влажности на параметр потока прочих отказов и ко эффициента сопротивления качению на параметр потока отказов рулевых управлений описывается также экспоненциальными моделями. Установлен вид двухфакторных моделей влияния температуры и доли дней с осадками на параметр потока отказов двигателей и автомобилей в целом.
5. Полученные результаты предложено использовать при расчете чис ла постов текущего ремонта. Для этого предлагается коэффициент неравно мерности поступления автомобилей рассматривать как произведение двух коэффициентов: коэффициента, зависящего от числа автомобилей в парке, и коэффициента, учитывающего сезонную неравномерность потока отказов.
6. Рассчитаны значения коэффициента сезонной неравномерности по ступления автомобилей на посты ТР для различных климатических регионов и предприятий разной специфики.
7. Разработанная методика внедрена в Управлении технологического транспорта и специальной техники №3 ООО «Сургутгазпром». Кроме того, результаты исследований используются в учебном процессе ТюмГНГУ.
Основное содержание диссертации опубликовано в следующих рабо тах.
1. Захаров Н.С., Ракитин А.Н. Расчет мощности зоны текущего ремон та автомобилей с учетом сезонной вариации условий эксплуатации // Пути совершенствования технической эксплуатации и ремонта машин АТК: Тез.
докл. международ. науч.-практич. семинара. – Владимир, ВлГУ, 1997, с. 7-8.
2. Захаров Н.С., Ракитин А.Н. Методический подход к проектирова нию предприятий технологического транспорта для обслуживания магист ральных трубопроводов // Научно-технические проблемы Западно Сибирского нефтегазового комплекса: Сб. науч. тр. – Тюмень: ТюмГНГУ, 1997, с. 153-156.
3. Захаров Н.С., Ракитин А.Н. Влияние сезонных условий на параметр потока отказов автомобилей КамАЗ // Эксплуатация технологического транспорта и специальной автомобильной и тракторной техники в отраслях топливно-энергетического комплекса: Межвуз. сб. науч. тр.- Тюмень:
ТюмГНГУ, 1998. – С. 63-66.
4. Захаров Н.С., Довбня Б.Е., Ракитин А.Н. Имитационная модель вос становления транспортной подсистемы производственных систем нефтега зового комплекса // Моделирование технологических процессов бурения, добычи и транспортировки нефти и газа на основе современных информаци онных технологий: Материалы всероссийск. науч.-техн. конф. – Тюмень, 1998. - С. 129-130.
5. Захаров Н.С., Довбня Б.Е., Ракитин А.Н. Совершенствование мето дики проектирования предприятий технологического транспорта для об служивания магистральных трубопроводов // Академия транспорта. Ураль ское межрегиональное отделение. Вестник. – Курган, 1998. - С. 28-30.
6. Захаров Н.С., Довбня Б.Е., Ракитин А.Н. Технологическое проекти рование автотранспортных предприятий: Учебное пособие. - Тюмень: Век тор Бук, 1998. – 160 с.
7. Захаров Н.С., Григорьян Т.А., Довбня Б.Е., Ракитин А.Н. Использо вание гармонических рядов для моделирования сезонных изменений техни ко-экономических показателей работы автомобилей // Приспособленность автомобилей, строительных и дорожных машин к суровым условиям экс плуатации: Межвуз. сб. науч. тр. – Тюмень: ТюмГНГУ, 1999. – С. 65-67.
8. Захаров Н.С., Григорьян Т.А., Довбня Б.Е., Ракитин А.Н. Влияние сезонных условий на производственные программы предприятий по техни ческому обслуживанию и текущему ремонту автомобилей // Приспособлен ность автомобилей, строительных и дорожных машин к суровым условиям эксплуатации: Межвуз. сб. науч. тр. – Тюмень: ТюмГНГУ, 1999. – С. 67-69.
9. Ракитин А.Н., Захаров Н.С. Влияние сезонных условий на параметр потока отказов спецавтомобилей на шасси КрАЗ-255 // Приспособленность автомобилей, строительных и дорожных машин к суровым условиям экс плуатации: Межвуз. сб. науч. тр. – Тюмень: ТюмГНГУ, 1999. – С. 134-137.
10. Ракитин А.Н. Проектирование предприятий технологического транспорта нефтегазодобывающей промышленности // Приспособленность автомобилей, строительных и дорожных машин к суровым условиям экс плуатации: Межвуз. сб. науч. тр. – Тюмень: ТюмГНГУ, 1999. – С. 131-134.
11. Ракитин А.Н., Григорьян Т.А., Захаров Н.С. Оценка сезонных фак торов, влияющих на поток отказов автомобилей // Проблемы адаптации тех ники к суровым условиям: Доклады международ. науч.-практ. конф. – Тю мень: ТюмГНГУ, 1999. – С. 205-207.
12. Захаров Н.С., Григорьян Т.А., Довбня Б.Е., Петелин А.А., Ракитин А.Н. Учет сезонных условий при технической эксплуатации автомобилей // Научные проблемы Западно-Сибирского нефтегазового комплекса: Тез. докл науч.-техн. конф. – Тюмень, ТюмГНГУ, 1999. – С. 342-344.
13. Ракитин А.Н. Влияние сезонных условий на надежность автомоби лей // Приспособленность машин к суровым условиям: Межвуз. сб. науч. тр.
– Тюмень: ТюмГНГУ, 2001. – С. 42-44.
14. Захаров Н.С., Ракитин А.Н., Орлов С.М. Влияние сезонных условий на надежность автомобилей и расход запасных частей // Проблемы эксплуа тации машин в суровых условиях: Материалы междунар. науч.-практ. конф.
Часть 2. – Тюмень, 2002. – С. 113-115.
15. Ракитин А.Н., Пинигина Е.П. Влияние сезонных условий на пара метр потока отказов двигателей автомобилей КрАЗ-255 // Транспортный комплекс - 2002: Материалы науч.-практич. семинара международной вы ставки-ярмарки. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2002. – С. 168-170.
16. Ракитин А.Н. Влияние сезонных условий на параметр потока отка зов автомобилей Урал-4320 // Транспортные системы Сибири: Материалы Всероссийской науч.-техн. конф. – Красноярск: КГТУ, 2003. – С. 115-117.
Подписано в печать 19.03.2004 Бум. писч. № Заказ № Усл. изд. л. 1, Формат 6084 1/16 Усл. печ. л. 1, Отпечатано на RISO GR 3750 Тираж 120 экз.
Издательство «НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет» 625000, Тюмень, ул. Володарского, Отдел оперативной полиграфии издательства «Нефтегазовый университет» 625000, Тюмень, ул. Володарского,