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:

Д₁– цементо - асфальтобетон, брусчатка, мозаика;

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