Сетевое издание

Международный студенческий научный вестник

ISSN 2409-529X

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Боровиков А.В. 1

---

1 Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова

Автотранспорт, как элемент производственной инфраструктуры экономики нашей страны очень важен, потому что без его участия не происходит ни один вид хозяйственной деятельности. В условиях рынка эффективность работы автотранспорта увеличивается за счёт роста объёма перевозок. Основными преимуществами автотранспорта являются большая маневренность, провозная способность, скорость доставки грузов и пассажиров и меньшая себестоимость перевозок на небольшие расстояния по сравнению с другими видами транспорта. Повышение надёжности автомобилей и снижение затрат на их содержание составляет одну из сложных проблем. Поэтому задача, стоящая перед любым автотранспортным предприятием – это снижение затрат на работу автотранспорта, что возможно при правильной организации ТО (технического обслуживания) и ТР (технического ремонта). В данной статье приведена разработка технологического процесса ТО и системы питания двигателя МАЗ-5336. Также произведен расчёт оценки показателей надёжности (вероятность безотказной работы, наработка на отказ, ресурс, срок службы и др.) для автомобиля МАЗ-5336. Для их оценки применялись методы теории вероятностей и матема¬тической статистики. Эмпирические распределения могут иметь любую (произ¬вольную) форму, которую трудно описать какой-либо аналитической зави¬симостью. Теоретические же законы имеют конкретное математическое выражение и достаточно хорошо обоснованы. Поэтому задача исследова¬теля состоит в том, чтобы подобрать к полученному из опытного материа¬ла эмпирическому распределению одно из известных теоретических рас¬пределений. При оценке надежности машин наиболее часто встречаются распределения вида: нормального (Гаусса), логарифмически-нормального, Вейбулла, экспоненциального и др.

Статья в формате PDF

235 KB

технико-экономические показатели

технологический процесс то

техническое обслуживание

автомобиль

технический ремонт

система питания двигателя маз-5336

оценка показателей надёжности

обслуживание тнвд

обслуживание форсунок

1. Автодизель. Дополнение к руководству по эксплуатации. 236Н-3902150 РЭ. [Электронный ресурс]:– Режим доступа: http://www.maz-rzn.ru/data/catalog/26/6_1667246649.pdf. (Дата обращения 25.06.2019).

2. Ремонт и обслуживание МАЗ. Виды и периодичность технического обслуживания. [Электронный ресурс]: – Режим доступа: http://maz-auto.info/vidy-i-periodichnost-tekhnicheskogo-obsluzhivaniya/ (Дата обращения 25.06.2019).

3. Yaroslavl.ru. Инструкции. РЭ 37.320.006-2008. Блок настройки ТНВД сервисный. [Электронный ресурс]: – Режим доступа: http:/tps.yaroslavl.ru. (Дата обращения 26.06.2019).

4. Е. С. Кузнецов., В. П. Воронов. Техническая эксплуатация автомобилей: Учебник для вузов. – 3-е изд., перераб и доп. - [Текст]. – М.: Транспорт, 1991. – 413 с.

5. Википедия. Свободная энциклопедия. Коэффициент технической готовности. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/ Коэффициент _технической_ готовности. (Дата обращения 28.06.2019).

6. Н. И. Кузнецов., Н. В. Абакумов. Надежность машин и оборудования: Методические указания и задания к выполнению расчетных работ и задач. - [Текст]. – Архангельск: Изд-во АГТУ, 2001. – 36 с.

Разработка ТП ТО системы питания двигателя автомобиля маз-5336:

Своевременное и квалифицированное проведение ТО обеспечивает надёжную работу и длительный срок службы двигателя и топливной аппаратуры двигателя ЯМЗ-6562.10. Выполнение работ по ТО проводится обязательно в строго установленные сроки в течение всего периода эксплуатации, поскольку они обеспечивают профилактику. Обслуживание топливной аппаратуры необходимо проводить с мак. чистотой и тщательностью [1].

В таблице 1 представлен перечень работ по ТО-1,2 и СО системы питания двигателя ЯМЗ автомобиля МАЗ – 5336 [1,2].

Таблица 1. Перечень работ ТО-1, 2 и СО системы питания двигателя ЯМЗ

Периодичность обслуживания ТА: Первое обслуживание форсунок проводится через 250 часов работы с начала эксплуатации двигателя. Первая проверка ТНВД и при необходимости, его подрегулировка проводится по окончании ГС двигателя. В дальнейшем обслуживание форсунок и проверка ТНВД проводится через каждые 1000 часов работы.

Обслуживание ТНВД: Испытания ТНВД проводятся на профильтрованном ДТ марки Л или ТЖ, состоящей из его смеси с индустриальным маслом с авиационным маслом или осветительным керосином с вязкостью 5-6 мм2/с (сС'т) при t (20 ± 0,5) °С [1,3].

Перед началом регулировки масляная полость ТНВД промывается чистым ДТ и заполняется свежим маслом до уровня отверстия отвода масла. На время работы данное отверстие заглушается. Проверяется отсутствие осевого зазора кулачкового вала.

Проверка и регулировка ТНВД производится со стендовым или рабочим комплектом форсунок С 27ЗМ отрегулированных на давление впрыскивания 28+0,6 Мпа. Каждая форсунка должна быть закреплена за соответствующей секцией ТНВД, и устанавливаться в том цилиндре двигателя, который соединен с данной секцией. Регулировка ТНВД с ЭСУ производится на регулировочном стенде, оснащенном блоком настройки сервисным, в соответствии с руководством по эксплуатации.

Перед проверкой и регулировкой ТНВД необходимо проверить герметичность: системы низкого давления и масляной полости, а также соединений ТНВД.

При проверке ТНВД контролируются:

1) Геометрическое начало нагнетания топлива секциями ТНВД: ННТ 1 секцией ТНВД должно соответствовать подъёму толкателя этой секции от его нижнего положения на величину (6,0 ± 0,05) мм. Величина подъёма толкателя измеряется прибором Т9590-27.

2) Величина и неравномерность подачи топлива по секциям ТНВД: Для этого необходимо: проверить величину давление начала открытия нагнетательных клапанов; величину давления топлива в магистрали на входе в ТНВД; наличие запаса хода рейки на выключение подачи топлива относительно ее хода, ограниченного упором электромагнита ЭИМ. Необходимо проверить при полностью нажатой педали управления ЧВ кулачкового вала ТНВД. Также необходимо проверить, и при необходимости отрегулировать со стендовым комплектом форсунок, СЦПТ и неравномерность подачи топлива по секциям, соответствующие данным таблицы 2.

Таблица 2. Сред. цикловая подача топлива и неравномерность подачи Т по секциям.

Обслуживание топливоподкачивающего насоса: ТПН необходимо прове­рять при обслуживании ТНВД на регулировочном стенде. Для проверки герметичности подаётся сжатый воздух под дав. 0,4 МПа во всасывающий топливопровод. При полностью перекрытом нагнетательном топливопроводе не допускаются утечки воздуха в течение 3 мин. При ЧВ КВ ТНВД (1050±10) мин-1 объёмная топливоподача ТНП должна быть не <2,2 л/мин. При полностью перекр. НТ мах. давление должно быть не <0,392 Мпа. При полностью перекр. сечении ВТ разрежение должно быть не <0,051 Мпа. При невыполненных этих требованиях разбирается ТНП и заменяются износившиеся детали и пластмассовые клапаны [1,2].

Обслуживание форсунок: При обслуживании регулируется величина давления начала впрыскивания у каждой форсунки на 29,4+0.8 Мпа на стенде типа КИ 3333. Проверяется герметичность распылителя по запирающему конусу иглы и отсутствие течей в местах уплотнений топливо провода высокого давления. При подтекании топлива по конусу или заедании иглы распылитель в сборе заменяется. При закоксовке или засорении одного или нескольких распиливающих отверстий распылителя разбирается форсунка и её детали прочищаются в чистом бензине или ДТ [1,2].

Разборка форсунки 204-50-10, 267-21, или 204А-50-10: отворачивается колпак форсунки и контргайка, вывёртывается до упора регулировочный винт. После отворачивается гайка пружины на 1,5-2 оборота и гайка распылителя и снимается распылитель, предохранив иглу от выпадения. Сборка форсунки производится в порядке, обратном разборке. После сборки форсунки регулируется давление начала впрыскивания и проверяется качество распыливания топлива.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ:

Задача №1: 1. Определить изменение коэффициента технической готовности aт при переходе из 2 в 1 категорию условий эксплуатации при неизменном пробеге lcc. Автомобили работают в зоне холодного климата. 2. Насколько изменится коэффициент использования парка автомобилей аи, если АТП вместо 253 дней стало работать 357 дней в году при среднесуточном пробеге lcc?

Дано: Среднесуточный пробег lcc=320 км.

Решение:

1) Коэффициент технической готовности (КТГ) aт определяет долю календарного времени, в течении которого автомобиль находится в работоспособном состоянии и может осуществлять транспортную работу [4].

Он рассчитывается по формуле: Aт=1/(1+Дрц/Дэц) (1)

Где Дрц – число дней простоя автомобиля в ремонте за цикл; Дэц – число дней эксплуатации автомобиля за цикл.

Продолжительность эксплуатационного цикла в днях Дэц зависит от планируемого пробега или наработки за цикл и среднесуточного пробега lсс : Дэц=Lк/lсс (2)

Где Lк – пробег до капитального ремонта, Lк=320 тыс. км.

Простой на ТО и Р за цикл Дрц складыв. из П в КР и П на ТО и ТР: Дрц=ДКР+ДТР,ТО (3)

Где ДКР – число дней простоя в капитальном ремонте, ДКР= 22, ДТР,ТО – число дней простоя на ТО и ТР [5].

Простой в ТО и ТР нормируется в виде удельной нормы dТР в днях на 1000 км пробега. dТР = 0,5 дней/1000 км [3]. Таким образом ДТР,ТО = dТРLК/1000 (4)

Скорректированный пробег до КР для i-ой категории эксплуатации LiK рассчитываем по формуле: LiK = LK К1К2К3 (5)

Где К1 – коэффициент корректирования нормативов в зависимости от условий эксплуатации; К2 – ККН в зависимости от модификации подвижного состава и организации его работы; К3 – ККН в зависимости от природно-климатических условий.

Для 2-ой категории эксплуатации К1=0,9; К2=0,9; К3=0,8.

Зная все необходимые данные, рассчитываем КТГ для первой категории эксплуатации. L2K=320000*0,9*0,9*0,8=207360 км; ДТР,ТО = 0,5*207360/1000=104 дня.

Дрц = 22+104 = 126 дней; Дэц = 207360/320 = 648 дней; а2Т=1/1+(126/648) = 0,837.

Подобным образом рассчитываем КТГ для 1-й категории эксплуатации. Мы получили значение а1Т=0,84. Теперь, рассчитаем изменение КТГ при переходе из 2 в 1 категорию условий эксплуатации: ΔаТ = = а¹_Т - а²_Т (6)

ΔаТ = 0,84-0,837 = 0,003.

2) Коэффиц. использ. парка авто. определяется по формуле: аИ = (Дрг/365)*аТ (7)

Где Дрг – число дней работы предприятия в году.

Коэффициент использования парка для 2 категории условий эксплуатации при 253 рабочих днях: а2И = (253/365)*0,837 = 0,580. Коэффициент использования парка для 1 категории условий эксплуатации при 253 рабочих днях: а1И = (253/365)*0,84 = 0,582. Коэффициент использования парка для 2 категории условий эксплуатации при 357 рабочих днях: а2И = (357/365)*0,837 = 0,819. Коэффициент использования парка для 1 категории условий эксплуатации при 357 рабочих днях: а1И = (357/365)*0,4 = 0,821.

Рассчитываем изменение КТГ: ∆а²_Т  = 0,819-0,58 = 0,239; ∆а¹_Т  = 0,821-0,582 = 0,239;

Ответ: 1. ∆а²_Т  = 0,003. 2. ∆а²_И  = 0,239; ∆а¹_И  = 0,239;

Задача №2. 1. Представить в виде таблицы и графика зависимости аТ от удельного простоя в ТО и Р Вр при изменении его интервала 0,2-0,6 дней на 1000 км пробега и от средней эксплуатационной скорости vэ в интервале 10-60 км/ч. Время нахождения в наряде Тн. 2. На сколько процентов необходимо сократить удельный простой автомобилей в ТО и Р при увеличении vэ в два раза (с 20 до 40 км/ч), чтобы сохранить значение аТ на уровне 0,85?

Дано: Время пребывания в наряде Тн = 18 ч.

Решение:

1) Расчет зависимости КТГ аТ от удельного простоя в ТО и Р Вр и от средней эксплуатационной скорости vэ будем производить по формуле: аТ=1/(1+Вр*vэ*Тн) (8)

Пример расчета при Вр = 0,2 дней/1000 км и vэ =10 км/ч: аТ=1/ (1+(0,2/1000) *10*18) =0,965. Остальные значения рассчитываются аналогично, и результаты расчетов представлены в таблице 1.

Таблица 1. Зависимость КТГ от удельного простоя и эксплуатационной скорости

Зависимость коэффициента технической готовности от удельного простоя в ТО и Р и от средней эксплуатационной скорости представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Зависимость КТГ от удельного простоя и эксплуатационной скорости

2) Для того, чтобы узнать на сколько процентов необходимо сократить удельный простой автомобилей в ТО и ремонте при увеличении эксплуатационной скорости в два раза (с 20 до 40 км/ч) с сохранением значения аТ на уровне 0,85 необходимо выразить из формулы 8 удельный простой в ТО и Р Вр: Вр=1-аТ/аТ*vэ*Тн (9)

Зная величину КТГ аТ=0,85 и скоростей v1э=20 км/ч и v2э=40км/ч, произведем расчёт:

В1р = 1-0,85/0,85*20*18 = 0,49; В2р = 1-0,85/0,85*40*18 = 0,245.

Рассчитаем необходимый нам процент по следующему выражению:

В2р/В1р*100% = (0,245/0,49) *100% = 50%.

Ответ: для того, чтобы сохранить значение КТГ на уровне 0,85, при изменении эксплуатационной скорости с 20 до 40км/ч, удельный простой в ТО и Р необходимо сократить на 50%.

Задача №3. 1. Определить периодичность ТО (принудительных замен узла, деталей) по допустимому уровню безотказности при коэффициенте вариации ресурса V и среднем квадратическом отклонении. 2. Как определить рациональную периодичность ТО автомобили технико-экономическим методом?

Дано: Средняя наработка на отказ =24 тыс. км$ Среднее квадратическое отклонение =3,5 тыс. км. Допустимый уровень безотказности Rд = 0,80.

Решение:

1) Оптимальная периодичность lо определяется по формуле: lо = (9)

где – коэффициент рациональной периодичности, учитывающий величину и характер вариации наработки V= а также принятую допуст. вероятность безотказной работы Rд.

V = 3,5/24 = 0,146.

Принимаем минимальное значение V = 0,2. Для известного значения V и допустимого уровня безотказности Rд определяем значения коэффициента периодичности по таблице 11 [6], принимаем = 0,84. lo = 0.84*24000 = 20160 км.

2) Технико-экономический метод сводится к определению суммарных удельных затрат на ТО и ремонт, и их последующей минимизацией. Минимум затрат соответствует оптимальной периодичности технологического обслуживания – lo. Удельные затраты на ТО определяются по формуле: СI=d/l (10)

Где – периодичность ТО; d – стоимость выполнения операции ТО.

При увеличении периодичности, разовые затраты на ТО (d) или остаются постоянными, или незначительно возрастают, а удельные затраты значительно сокращаются. Увеличение периодичности ТО, как правило, приводит к сокращению ресурса детали или агрегата и росту удельных затрат на ремонт: СII = С/L (11)

Где С – затраты на ремонт; L – ресурс до ремонта.

Выражение С∑=СI+СII является целевой функцией, экстремальное значение которой соответствует оптимальному ремню. В данном случае оптимальное решение соответствует минимуму удельных затрат. Определение целевой функции и оптимального значения периодичности ТО проводится графически (рисунок 2) или аналитически, в том случае если известны зависимости CI=f(l) и CII =ψ (l).

Если при назначении уровня риска учитывать потери, связанные с дорожными происшествиями то технико-экономический метод, примем для определения оптимальных периодичностей операций, влияющих на безопасность движения.

Рисунок 2. Схема определения периодичности ТО технико-экономическим методом

Рациональную периодичность выполнения ТО определяем по таблицам 9.1 и 9.2 приложения 9 [6]. При малой степени вариации (V=0,2) и отношении затрат при выполнении планово-предупредительного ремонта к затратам при выполнении ремонта по потребности равном 0,18, границы проведения ТО: 0,15 lТ<l<lТ. Тогда, при заданной периодичности ТО 6,8 тыс. км, границы периодичности ТО, в которых выполнение этих операций целесообразно, составляют 1,02-6,8 тыс. км.

Задача № 4. Надёжность узла автомобиля и затраты на поддержание его работоспособности характеризуются следующими показателями: – средняя наработка на отказ; V – коэффициент вариации ресурса; d – стоимость ТО узла; C – стоимость ремонта при устранении отказа.

Определить по экономико-вероятностному методу: оптимальную периодичность выполнения операций ТО узла loi; целесообразность выполнения операций ТО узла с периодичностью lТО; границы периодичности ТО, в которых выполнения этих операций целесообразно.

Дано: Заданная периодичность ТО LТО = 6,8 тыс. км; Средняя наработка на отказ =24 тыс. км; Стоимость ТО узла d=62 руб; Стоимость ремонта узла C=340 руб.

Решение: Оптимальная периодичность определяется из выражения для коэффициента оптимальной периодичности: ß =lo/= [2KnVx/(1+V2x)*(1-Vx)]Vx (12)

Где Kn – коэффициент относительных затрат на ТО и ТР, Kn=d/C; Vx – коэффициент вариации наработки на отказ при первой стратегии.

Значение коэффициента вариации наработки на отказ Vx принимаем по условиям предыдущей задачи равным 0,2 [6]. Определяем коэффициент относительных затрат: Kn= 62/340 = 0,18. Определяем коэффициент периодичности: ß = [2*0,18*0,2/(1+0,22)*(1-0,2)]0,2 = 0,554.Отсюда оптимальная периодичность: lo = 0,554*24 = 13,29 тыс. км.

Определяем целесообразность выполнения операции с периодичностью lТО=6,8 тыс. км: ß’ =6,8/24 = 0,28.

Для этого значения и коэффициента вариации Vx = 0,2 предельное значение коэффициента (Кn)д = 0,26 (рисунок 10) [6] при фактическом значении согласно условию Kn= 0,2. Так как Kn<(Kn)д, то проведение данной операции по профилактической стратегии с периодичностью lТО = 6,8 тыс. км экономически рационально.

Нижняя граница периодичности ТО, при которой данную операцию ещё целесообразно проводить профилактически, составляет 0,26, то есть 0,26*24*6,24 тыс. км.

Вывод: таким образом, границы периодичности ТО, в которых выполнение этих операций целесообразно, составляют 6,24-13,29 тыс. км.

Библиографическая ссылка