Влияние условий эксплуатации на техническое состояние автомобилей

Влияние условий эксплуатации на изменение технического состояния автомототранспортных средств

Условия эксплуатации, при которых используются автотранспортные средства, влияют на режимы работы агрегатов и деталей, ускоряя или замедляя изменение параметров их технического состояния. В разных условиях эксплуатации реализуемые значения показателей надежности будут различаться. Учет условий эксплуатации необходим при определении потребности в ресурсах (персонал, производственно-техническая база, запасные части и материалы).

Условия влияющие на безопасность:

4. сезонные условия,

5. транспортные условия (условия перевозки).

· видом и качеством дорожного покрытия, определяющих сопротивление движению автомобиля,

· элементами дороги в плане и профиле (шириной, радиусами закруглений, уклоном подъемов и спусков).

В свою очередь, режим работы автомобиля влияет на надежность и другие свойства автомобиля и его агрегатов.

Износ и разрушение дорожного покрытия, по различным данным сокращают надежность автомобиля на 14-33 %.

Условия перевозки наряду со скоростью движения характеризуются: длиной груженой поездки, коэффициентом использования пробега, коэффициентом использования грузоподъемности, коэффициентом использования прицепов Кпр, родом перевозимого груза.

Природно-климатические условия характеризуются:

· температурой окружающего воздуха,

· уровнем солнечной радиации и др.

Природно-климатические условия влияют на тепловые и другие режимы работы агрегатов и соответственно на их техническое состояние и надежность. Например, для каждого агрегата существует оптимальный тепловой режим. Так, минимальный износ двигателя соответствует температуре охлаждающей жидкости 70- 90оС. При низких температурах окружающего воздуха тепловой режим нарушается, возрастают пусковые износы, являющиеся следствием неудовлетворительной смазки поверхностей трения.

Температура окружающего воздуха (tо.в) – основной природно-климатический фактор, влияющий на техническое состояние автомобиля. Наименьшее количество отказов( ) конструктивных элементов автомобилей происходит при tо.в, лежащих в интервале от –50С до +150С (рис.4.2).

Влажность воздуха в сочетании с tо.в существенно влияют на изменение ТС автомобиля с точки зрения коррозии конструкционных металлов. При больших их значениях создаются условия для интенсивной коррозии металлов, быстрого старения резинотехнических изделий, ухудшения свойств эксплуатационных материалов, в первую очередь за счет их деструкции (насыщения водой).

Влажность атмосферного воздуха влияет также на выходные эффективные показатели автомобильного двигателя, а именно на мощность, топливную экономичность, экологичность, напротив, улучшая их. Объясняется это тем, что вокруг капелек воды тонкой пленкой обволакивается топливо, тем самым резко увеличивается поверхность испарения, а значит, полнота его испарения и сгорания.

Запыленность воздуха. При движении автомобиля по дорогам различного качества в трущиеся узлы его КЭ попадает кварцевая пыль, являющаяся основным источником абразивного изнашивания. Особый вред оказывают мелкодисперсные частицы пыли, так как они практически не задерживаются фильтрующими элементами. По высоте от уровня земли количество пыли уменьшается, поэтому в практике автостроения и действует тенденция расположения воздухозаборников, как можно выше. Особенно часто это применяется при конструировании и производстве автомобилей с дизельными двигателями.

В зависимости от запыленности района эксплуатации и климатических условий определенное количество пыли попадает в топливные баки автомобилей, достигающее 200-300 г на одну тонну топлива. В особенности это характерно для автомобилей-самосвалов и при работе грузовых автомобилей в карьерах и на грунтовых дорогах в сельской местности.

Интенсивность атмосферных осадков.

При выпадении снега и дождя условия движения автомобилей становятся более тяжелыми. Это заставляет водителя двигаться на пониженных передачах и малых скоростях, чаще применять режимы торможения. Кроме того, снижается комфортабельность водителя и пассажиров, повышается коррозия металлов.

Интенсивность выпадения осадков на территории умеренного климатического района как правило не превышает 3-3.5 мм/мин (кратковременно) и 1.5-1.6 мм/мин при длительном периоде (более 30 мин).

В процессе разработки автомобилей на заводах-изготовителях при испытании кабины или салона на герметичность в испытательной камере обеспечивается выпадение осадков 5 мм/ мин, при этом попадания воды в кабину (салон) недопустимы.

Ветер влияет на скорость охлаждения двигателя. Например: при увеличении скорости ветра от 0 до 10м/с температура охлаждения деталей увеличивается в 3 раза.

Эксплуатация автомобиля на длительных маршрутах с преобладающими ветрами также влияет на выходные показатели и техническое состояние автомобилей. Например, при встречном ветре увеличиваются расходы топлива, при попутном наоборот. При постоянных боковых ветрах для соблюдения прямолинейного движения автомобиля водитель вынужден воздействовать на рулевое колесо в одну сторону, что приводит к изнашиванию деталей рулевого управления автомобиля и шин.

При воздействии солнечных лучей на поверхность автомобиля выгорает лакокрасочное покрытие, размягчаются шины автомобиля. Последнее приводит к ухудшению управляемости автомобиля и ускоряет процессы старения материала шин. Размягчаются также все открытые резиновые уплотнения, чем также нарушается их нормальное функционирование.

Сезонные условия связаны:

· с колебаниями температуры окружающего воздуха,

· изменением дорожных условий по времени года, с появлением ряда дополнительных факторов, влияющих на интенсивность изменения параметров, технического состояния автомобилей, например, пыли летом, влаги и грязи осенью и весной.

Агрессивность окружающей среды связана с повышенной коррозионной активностью воздуха, свойственной ряду прибрежных морских районов. Такие условия вызывают :

· интенсивную коррозию деталей автомобиля,

· увеличивают трудоемкость технического обслуживания и ремонта (ТО, ТР) и потребность в запасных частях около 10 %. При этом ресурс автомобиля и периодичность ТО также сокращаются.

Агрессивной окружающей средой является для автомобиля и технический груз.

Из перечисленных условий сезонные и климатические действуют на все автомобили, расположенные в данном регионе, дорожные однозначно определяются дорогой, а условия движения и перевозки подвержены значительной вариации не только в регионе или на дороге, но и для различных автомобилей одного АТП, например, для автобусов, работающих на разных маршрутах.

На интенсивность изменения параметров технического состояния оказывает влияние также:

· качество запасных частей,

· квалификация персонала и другие факторы.

Например, в равных условиях эксплуатации водители, обладающие более высоким профессиональным мастерством, обеспечивают при увеличении скорости движения автобусов более благоприятные условия перевозки для пассажиров, а также режимы работы агрегатов и механизмов. Это приводит к сокращению числа отказов и увеличению ресурсов агрегатов. Такие же результаты демонстрируют водители с меньшим опытом, но целенаправленной подготовкой.

Вывод:

Источник

Влияние условий эксплуатации на изменение технического состояния автомобилей

Техническая эксплуатация транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования

Лекция 3

Процессы, приводящие к неисправностям и отказам автомобилей.

Влияние условий эксплуатации на изменение технического состояния автомобилей

Влияние условий эксплуатации на изменение технического состояния автомобилей

Изменение технического состояния А и СЧ происходит под влиянием постоянно действующих причин, обусловленных работой механизмов, случайных причин, а также внешних условий, при которых работает или хранится автомобиль. Случайные причины обусловлены нарушением правил и норм НТД (скрытые дефекты и перегрузки конструкции, превосходящие допустимые пределы и др.).

В процессе эксплуатации на техническое состояние автомобилей оказывают влияние как внутренние, так внешние и факторы. К внутренним факторам относятся процессы, происходящие при работе автомобиля, его агрегатов, систем, узлов, механизмов и деталей; квалификация водителей; обслуживающего и ремонтного персонала; технологические процессы, используемые для ТО и Р и т.п., а к внешним – природно-климатические; дорожные условия и др. Если внутренними факторами путем каких-либо воздействий (технических, технологических, организационных и др.) возможно управлять, то к внешним факторам можно лишь приспосабливаться, путем обоснованного подхода к той или иной ситуации.

Условия эксплуатации, при кото­рых используется автомобиль, влия­ют на режимы работы агрегатов и деталей, ускоряя или замедляя изме­нение параметров их технического состояния. В разных условиях экс­плуатации реализуемые значения по­казателей надежности автомобилей будут различаться, что скажется и на показателях эффективности тех­нической эксплуатации. Учет условий эксплуатации необходим при опреде­лении потребности в ресурсах (пер­сонал, производственно-техническая база, запасные части и материалы). При эксплуатации автомобилей раз­личают: дорожные условия; условия движения; природно-климатические и сезонные условия; транспортные условия (или условия перевозки).

Дорожные условияопределяют режим работы автомобиля. Они ха­рактеризуются технической катего­рией дороги (всего пять категорий), видом и качеством дорожного покры­тия, определяющих сопротивление движению автомобиля (табл. 2.3), элементами дороги в плане и про­филе (шириной дороги, радиусами закруглений, уклоном подъемов и спусков). В свою очередь, режим ра­боты автомобиля влияет на надеж­ность и другие свойства автомобиля и его агрегатов.

Износ и разрушение дорожного по­крытия, по данным ИКТП, сокраща­ют надежность автомобиля на 14 – 33%.

Таблица 2. Влияние типа покрытия дороги на режим работы агрегатов автомобиля большой грузоподъемности

Таблица 3. Классификация условий эксплуатации

1. Условные обозначения дорожных покрытий:

Д₂ – битумоминеральные смеси (щебень или гравий, обработанные битумом);

Дз – щебень (гравий) без обработки, дегтебетон;

Д₄ – булыжник, колотый камень, грунт и малопрочный камень, обработанные вяжущими ма­териалами, зимники;

Д₅ – грунт, укрепленный или улучшенный местными материалами; лежневое и бревенчатое покрытия;

Д₆ – естественные грунтовые дороги; временные внутрикарьерные и отвальные дороги; подъ­ездные пути, не имеющие твердого покрытия.

1. Условные обозначения типа рельефа местности(определяется высотой над уровнем моря):

Р₁ – равнинный (до 200 м);

Р₂ – слабохолмистый (свыше 200 до 300 м);

Рз – холмистый (свыше 300 до 1000 м);

Р₄ – гористый (свыше 1000 до 2000 м);

Р₅ – горный (свыше 2000 м).

Таблица 4. Влияние дорожных и транспортных условий на эксплуатационную надежность грузовых автомобилей

Обозначения: f – коэффициент сопротивления качению; i – среднее значение уклона дороги на маршруте; П – коэффициент помехонасыщенности маршрута, являющийся отношением скорости, развиваемой автомобилем на горизонтальном участке междугородной дороги первой категории, к средней скорости автомобиля на данном маршруте. Остальные обозначения см. в тексте

Условия движенияхарактеризуют­ся влиянием внешних факторов на режим движения и, следовательно, на режим работы автомобиля и его агрегатов. Так, режимы работы гру­зовых автомобилей при интенсивном городском движении отличаются от режимов работы на загородных до­рогах (при одинаковом покрытии) следующим образом: скорость в 1-м случае больше на 50 – 52 %, средняя частота вращения коленчатого вала больше на 130 – 136 %, число пере­ключения передач больше в 3 – 3,5 раза, удельная работа трения тормозных механизмов больше в 8 – 8,5 раза, пробег при криволиней­ной траектории движения больше в 3 – 3,6 раза.

Условия перевозкинаряду со ско­ростью движения характеризуются длиной груженой ездки l, коэффи­циентом использования пробега β, коэффициентом использования гру­зоподъемности γ, коэффициентом использования прицепов К_пр, родом перевозимого груза.

Выделяются также три группы ус­ловий движения: у₁– за пределами пригородной зоны; у₂– в малых городах с числом жителей менее 100 тыс. чел. и в пригородной зоне; уз – в больших городах с числом жителей свыше 100 тыс. чел.

Совокупное влияние в реальной эксплуатации возможных сочетаний названных условий, а также рельефа местности учитывается поправочны­ми коэффициентами на нормативы показателей надежности технической эксплуатации для пяти категорий условий эксплуатации (табл. 3).

Оценка влияния наиболее важных параметров условий эксплуатации на эксплуатационную надежность авто­мобилей приведена в табл. 4.

Характерно, что значение факто­ров, определяющих категорию экс­плуатации, составляет 70 – 77 %, а условия перевозок – 23 – 30 %, что и определяет систему корректирова­ния, т. е. изменения нормативов ТЭА, принятую на автомобильном транспорте нашей страны. Категория условий эксплуатации, объективно одинаковая для всех автомобилей, является основой для ресурсного корректирования нормативов, а дру­гие условия, специфические для каж­дого АТП, учитываются при опера­тивном корректировании нормативов.

Природно-климатические условияхарактеризуются температурой окру­жающего воздуха, влажностью, вет­ровой нагрузкой, уровнем солнечной радиации и некоторыми другими па­раметрами. Природно-климатические условия влияют на тепловые и дру­гие режимы работы агрегатов и со­ответственно на их техническое со­стояние и надежность.

Интенсивность изнашивания агре­гатов автомобиля и, как следствие, общее количество отказов, отнесен­ных к пробегу (рис. 1), в зависи­мости от средней температуры окру­жающего воздуха изменяются по кривой, имеющей минимум, соответ­ствующий оптимальной температуре окружающего воздуха. Соответст­венно и для каждого агрегата су­ществует оптимальный тепловой режим. Например, минимальный износ двигателя соответствует температуре охлаждающей жидкости 70—90 °С (рис. 2). При низких температурах окружающего воздуха тепловой ре­жим нарушается, возрастают пуско­вые износы, являющиеся следствием неудовлетворительной смазки по­верхностей трения.

Более быстрому охлаждению агре­гатов автомобиля способствует ве­тер. По данным проф. Л. Г. Резника, темп охлаждения масел и жидкостей основных агрегатов неподвижного автомобиля при увеличении скорости ветра до 10 – 12 м/с увеличивается по сравнению с безветрием в 2,5 – 3 раза.

Рисунок 1 Влияние температуры окружающего воздуха на изменение общего числа отказов автомобилей

Рисунок 2 Зависимость относительной скорости изнашивания цилиндров карбюраторного и дизельного двигателей от температуры охлаждающей жидкости

Применяемая в СССР классифика­ция согласно ГОСТ 16350–80 пред­усматривает выделение нескольких климатических районов: умеренно­го, очень холодного, холодного, уме­ренно холодного, жаркого сухо­го, очень жаркого сухого и др.

Сезонные условиясвязаны с коле­баниями температуры окружающего воздуха, изменением дорожных усло­вий по времени года, с появлением ряда дополнительных факторов, влия­ющих на интенсивность изменения параметров технического состояния автомобилей, например пыли летом, влаги и грязи осенью и весной (табл. 5).

Агрессивность окружающей средысвязана с повышенной коррозионной активностью воздуха, свойственной ряду прибрежных морских районов. Такие условия вызывают интенсив­ную коррозию деталей автомобиля, увеличивая трудоемкость ТО и ТР и потребность в запасных частях около 10 %. При этом ресурс автомо­биля и периодичность ТО также со­кращаются. Агрессив­ной окружающей средой является для автомобиля и химический груз.

Таблица 5. Средние значения показателей надежности городских автобусов большого класса по сезонам в умеренном климатическом районе, %

Таблица 6. Влияние квалификации водителей на режим работы и надежность автобуса среднего класса

Из перечисленных условий сезон­ные и климатические действуют на все автомобили, расположенные в данном регионе, дорожные однознач­но определяются дорогой, а условия движения и перевозки подвержены значительной вариации не только в регионе или на дороге, но и для различных автомобилей одного АТП, например для автобусов, работаю­щих на разных маршрутах.

Так, среднегодовые потери линей­ного времени одного автобуса ЛиАЗ-677 на городских маршрутах составили 303 ч, а пригородных 114 ч. Соответственно наработка на отказы автобусов на пригородных маршру­тах в 1,6 раза, а линейные отказы в 1,7 раза выше, чем на городских маршрутах.

На интенсивность изменения пара­метров технического состояния авто­мобилей оказывает влияние также качество применяемых эксплуата­ционных материалов – топлив (рис. 3), масел, жидкостей — качество запасных частей, квалификация пер­сонала и другие факторы. Например, в равных условиях эксплуатации водители, обладающие более высо­ким профессиональным мастерством (табл. 6), обеспечивают при увели­чении скорости движения автобусов более благоприятные условия пере­возки для пассажиров, а также ре­жимы работы агрегатов и механиз­мов. Это приводит к сокращению числа отказов и увеличению ресурсов агрегатов. Такие же результаты демонстрируют водители с меньшим опытом, но целенаправленной подго­товкой.

Рисунок 3 Интенсивность изнашивания по высоте цилиндров h двигателя ЗИЛ – 130 (мкм/1000 км) при работе на бензине с различным содержанием кварцевой пыли. Заштрихованная линия соответствует средним условиям эксплуатации

Источник

Влияния условий эксплуатации на изменение технического состояния автомобилей

Условия, при которых осуществляется эксплуатация автомобиля, обеспечивают влияние на режимы работы его агрегатов и систем, вызывая ускорение или замедление интенсивности изменения параметров технического состояния. К таким условиям относят: природно-климатические условия, дорожные условия, режим работы подвижного состава.

Природно-климатические условияхарактеризуются температуройокружающего воздуха, влажностью, ветровой нагрузкой, уровнем солнечной радиации, количеством выпадающих осадков и т.п. Так, при увеличении скорости ветра до 10 м/с темп охлаждения смазочных и охлаждающих жидкостей основных агрегатов неподвижного автомобиля увеличивается в среднем 2,5 раза по сравнению с безветрием.

К дорожным условиямотносят тип и качество дорожного покрытия,рельеф и изменение радиуса закруглений полотна дороги, а также наличие различных дорожных сооружений (мостов).

Автомобильной дорогойназывают комплекс инженерных сооружений(земляное полотно, проезжая часть, мосты, предприятия придорожного сервиса и т.п.), предназначенных для обеспечения движения нерельсовых транспортных средств и пешеходов.

Важным транспортно-эксплуатационным показателем дорог является расчетная скорость и допустимые осевые нагрузки, которые составляют для дорого 1- 4 категории – 10 тс, для 5 категории – 6 тс.

Влияние режима работы автомобиля на его техническое состояние характеризуется числом дней работы в году (для автобусов городских маршрутов может быть 365, для грузовых автомобилей – 357; 305 или 253); числом смен работы в сутки (1; 1,5; 2 или круглосуточно); продолжительностью работы на линии (время в наряде); использованием грузоподъемности в течении рабочей смены; количеством ездок с грузом и т.п.

Режим работы автомобиля во время эксплуатации будет определять интенсивность изменения его технического состояния.

Конструктивно- технологические факторыоказывают также значимоевлияние на техническое состояние автомобилей /10/.

Скорость изменения технического состояния автомобиля в значительной степени зависит от совершенства конструкции автомобиля и уровня технологии его производства. Например, установка воздушного инерционно-масляного фильтра на двигателе позволила увеличить срок его службы в 2 раза.

Изменение технического состояния автомобиля в большой мере зависит и от технологических факторов: качества материала деталей, способов механической и термической обработки, качества сборки и регулировки.

Немаловажным фактором при эксплуатации автомобилей, влияющим на их техническое состояние, являются качество и правильный выбор эксплуатационных материалов,к которым относятся автомобильныетоплива, моторные и трансмиссионные масла, охлаждающие жидкости и др.

Техническое состояние автомобиля, надежность его работы и срок службы в значительной мере зависят от вида и качества топлива, смазочных материалов и технических жидкостей. Эксплуатационные материалы должны соответствовать требованиям соответствующей НТД, конструкции механизмов, климатическим условиям, режимам эксплуатации автомобилей.

Следует отметить, что условия хранения автомобилей являются определяющим фактором для их технического состояния.

Источник

ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ НА ИЗМЕНЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И НАДЕЖНОСТЬ АВТОМОБИЛЕЙ

Условия эксплуатации влияют на режим работы агрегатов и деталей, ускоряя или замедляя изменение параметров их технического состояния. Это происходит по схеме: режимы работы автомобиля и его элементов – интенсивность изменения параметров технического состояния – реализуемые показатели надежности и работоспособности – ресурсы деталей, агрегатов, автомобилей – периодичность и перечень операций ТО, трудоемкость ТО и ремонта, расход запасных частей и материалов и т.д. В различных условиях эксплуатации реализуемые показатели надежности автомобилей за одинаковую наработку будут различаться, что скажется и на показателях эффективности технической эксплуатации. Учет условий эксплуатации необходим при определении нормативов ТЭА, потребности в ресурсах (персонал, производственно-техническая база, запасные части и материалы). Необходимо различать две группы условий (рисунок 7.1).

Объективные и четко фиксируемые условия,которые однозначно действуют на надежность всех автомобилей и, следовательно, на нормативы технической эксплуатации. Они подразделяются на внешние и внутренние.

Внешние условия (см. рисунок 7.1), например тип дороги (таблица 7.1), условия движения (рисунок 7.2), климатические (рисунок 7.3) и сезонные условия (таблица 7.2) и др.

Так, режимы работы грузового автомобиля при интенсивном городском движении изменяются по сравнению с движением по загородной дороге с одинаковым типом покрытия следующим образом:

— скорость движения сокращается на 50—52 %;

— среднее число оборотов коленчатого вала на 1 км увеличивается до 130—136 %;

— число переключений передач возрастает в 3—3,5 раза;

— удельная работа трения тормозных механизмов возрастает в 8—8,5 раза;

— пробег при криволинейной траектории движения (при поворотах, перестроениях и т.д.) увеличивается в 3—3,6 раза.

Из рисунка 7.2 следует, что стоимость цикла движения автопоезда в зависимости от колебания его скорости изменяется в несколько раз. Не случайно за рубежом контролю скорости движения автомобилей уделяется большое внимание.

Внутренние условия, например возраст, типы, марки, модели автомобилей, концентрация автомобилей на предприятии и др.

Местные, или субъективные, условия(рисунок 7.1) по отношению к конкретному автомобилю или группе автомобилей на каждом предприятии. Например, квалификация персонала (таблица 7.3), расстояние перевозок и др.

Рисунок 7.1 – Схема влияния условий эксплуатации на нормативы ТЭА

1 — остановка; 2 — промежуточная скорость V_п=8; 3 — 16; 4 — 24; 5 — 32;

Рисунок 7.2 – Изменение относительной стоимости цикла движения автопоезда грузоподъемностью 16 т на дороге с усовершенствованным покрытием

По данным МАДИ на затраты по ТО и ремонту маршрутных автобусов, работающих в условиях большого города, основное влияние оказывают средняя длина перегона (вес фактора 67—69 %), использование пассажиро-вместимости (24—28 %) и плотность транспортного потока (4—6 %). Диапазон вариации этих факторов даже в рамках одной транспортной системы составляет по разным маршрутам соответственно 4,6; 3,4; 6,6 раза.

Таблица 7.1 – Влияние типа покрытия дороги на режим работы агрегатов автомобиля большой грузоподъемности

Данные таблицы 7.4 подчеркивают важность объективной оценки влияния условий эксплуатации на надежность и техническое состояние автомобилей. Более интенсивное использование автомобилей неминуемо увеличивает затраты ИТС на обеспечение их работоспособности, что должно быть учтено в расчетах с клиентурой и компенсировано ИТС подсистемой перевозок предприятия.

Источником такой компенсации является дополнительный доход, получаемый подсистемой перевозок. Таким образом, речь идет о взаимоотношениях двух подсистем автомобильного транспорта – коммерческой и технической эксплуатации, а в общем случае – о взаимоотношениях подсистемы ТЭА с клиентурой.

Таблица 7.2 – Средние значения показателей надежности городских автобусов большого класса по сезонам в умеренном климатическом районе, %

Таблица 7.3 – Влияние квалификации водителя на режим работы и надежность автобуса среднего класса

Рисунок 7.3 – Влияние температуры окружающего воздуха на параметр потока отказов автомобилей

Таблица 7.4 – Влияние транспортных условий на надежность и производительность автомобилей, %

Дата добавления: 2017-08-01 ; просмотров: 2733 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник