Введение

Оглавление

ПРЕДИСЛОВИЕ ВВЕДЕНИЕ 1. СТАНДАРТИЗАЦИЯ В ОБЛАСТИ ТЭА. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ 1.1. Основные понятия, термины и определения ТЭА 1.2. Классификация и система обозначений автотранспортных средств 1.3. Основные термины технических характеристик автомобиля 2. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА И КАЧЕСТВО АВТОМОБИЛЕЙ 2.1. Эксплуатационные свойства автомобилей 2.2. Качество автомобилей. Способы управления реализуемым показателем качества 3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЛИ ПРОЦЕССЫ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ В ЭКСПЛУАТАЦИИ 3.1. Изнашивание поверхностей деталей 3.1.1. Механизм и виды изнашивания 3.1.2. Диаграмма изнашивания деталей автомобиля 3.1.3. Методы измерения износов 3.2. Пластические деформации и прочностные разрушения деталей 3.3. Остаточные деформации деталей 3.4. Усталость материалов 3.5. Коррозия металлов 3.6. Физико-механические или температурные изменения материалов(старение материалов) 4. УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМОБИЛЕЙ 4.1. Дорожные условия эксплуатации 4.2. Транспортные условия эксплуатации 4.3. Природно-климатические условия 4.3.1. Температура окружающего воздуха 4.3.2. Влажность воздуха 4.3.3. Запылённость воздуха 4.3.4. Интенсивность атмосферных осадков 4.3.5. Ветровая нагрузка 4.3.6. Солнечная радиация 4.3.7. Сезонные колебания условий эксплуатации 4.3.8. Агрессивность окружающей среды 4.3.9. Высота над уровнем моря 5. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ АГРЕГАТОВ АВТОМОБИЛЕЙ 5.1. Нестационарные режимы работы автомобильных двигателей 5.2. Скоростные и нагрузочные режимы работы автомобильных двигателей 5.3. Тепловые режимы работы агрегатов автомобилей 5.4. Обкатка агрегатов автомобиля 6. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ 6.1. Эксплуатационные свойства и ассортимент бензинов 6.2. Эксплуатационные свойства и ассортимент дизельных топлив 6.3. Классификация смазочных материалов 6.4. Эксплуатационные свойства, классификация и ассортимент моторных масел 6.4.1. Эксплуатационные свойства моторных масел 6.4.2. Классификация моторных масел 6.4.3. Ассортимент моторных масел 6.5. Эксплуатационные свойства, классификация и ассортимент трансмиссионных масел 6.5.1. Эксплуатационные свойства трансмиссионных масел 6.5.2. Классификация трансмиссионных масел 6.5.3. Ассортимент трансмиссионных масел 6.6. Эксплуатационные свойства и ассортимент пластичных смазок 6.7. Эксплуатационные свойства и ассортимент амортизаторных жидкостей 6.8. Эксплуатационные свойства и ассортимент тормозных жидкостей 6.9. Эксплуатационные свойства и ассортимент охлаждающих жидкостей 7. ИЗМЕНЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ШИН 7.1. Маркировка шин 7.2. Механизм изнашивания шин 7.3. Факторы, снижающие срок службы шин 7.3.1. Углы установки колёс и силы, действующие на шину 7.3.2. Техника вождения автомобиля или крутящий момент 7.3.3. Давление воздуха в шинах 7.3.4. Весовая перегрузка шин 7.3.5. Скорость движения автомобиля 7.3.6. Дорожные, климатические условия и конструкция автомобиля 7.3.7. Несоответствие конструкции и неоднородность колёс 7.3.8. Перекосы передней и задней осей автомобиля и техническое состояние подвески 7.4. Влияние износа шин на их характеристики и тягово-сцепные свойства автомобиля 8. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ 8.1. Классификация закономерностей, характеризующих изменение технического состояния автомобилей 8.2. Закономерности изменения технического состояния по наработке автомобилей (закономерности первого вида) 8.3. Закономерности случайных процессов изменения технического состояния автомобилей (закономерности второго вида) 8.3.1. Нормальный закон распределения 8.3.2. Закон распределения Вейбулла - Гнеденко 8.3.3. Логарифмически нормальный закон распределения 8.3.4. Экспоненциальный закон распределения 8.4. Закономерности процессов восстановления (закономерноститретьего вида) БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящее учебное пособие представляет собой теоретические разделы, излагаемые в лекционной части курса "Техническая эксплуатация автомобилей". Учебный курс ТЭА является базовым для подготовки студентов специальности "Автомобили и автомобильное хозяйство". Предлагаемое пособие предназначено для изучения первой части курса ТЭА. В него вошли вопросы стандартизации в данной области знаний, изучение процессов, причин и методологии математического моделирования закономерностей изменения технического состояния подвижного состава автомобильного транспорта в эксплуатации. Процессы включают в себя - изнашивание, пластические деформации, прочностные разрушения, остаточные деформации, коррозию, усталостные разрушения автомобильных конструкционных материалов, а также старение конструкционных и эксплуатационных материалов. Причинами изменения технического состояния автомобилей и их конструктивных элементов являются: условия эксплуатации, режимы работы, качество эксплуатационных материалов и др. Закономерности изменения параметров технического состояния автомобилей делятся на закономерности по наработке (1 вида), закономерности случайных процессов (2 вида) и закономерности процессов восстановления (3 вида). Отдельно рассмотрен механизм изнашивания автомобильных шин и факторы, влияющие на этот процесс. В написании раздела принимал участие аспирант НГТУ Г.В. Борисов. При составлении пособия автором использован опыт преподавания учебных курсов "Техническая эксплуатация автомобилей", "Основы теории на-дежности и диагностики автомобилей" и "Химмотология" в НГТУ, ВИПИ и НГСХА. Учебное пособие предназначено для студентов, магистров и аспирантов автомобильных специальностей, а также представляет интерес для специалистов, работающих в сфере эксплуатации и производства автомобильной техники, а также автолюбителей.

ВВЕДЕНИЕ

Автомобильный транспорт играет существенную роль в транспортном комплексе страны, регулярно обслуживая более 3 млн предприятий различных форм собственности, а также население страны. Ежегодно автомобильным транспортом перевозится более 80% грузов, а транспортом общего пользования - более 75% пассажиров. Одновременно автомобильный транспорт является основным потребителем ресурсов, расходуемых транспортным комплексом: 66% топлив нефтя-ного происхождения, 70% трудовых ресурсов и примерно половины всех капиталовложений. Для повышения эффективности транспорта необходимо ускорять создание и внедрение передовой техники и технологии, улучшать условия труда и быта персонала, повышать его квалификацию и заинтересованность в результатах труда, развивать новые виды транспорта, повышать темпы обновления подвижного состава и других технических средств, укреплять материально-техническую и ремонтную базы, повышать уровень комплексной механизации погрузочно-разгрузочных и ремонтны работ. Одновременно надо повышать безопасность движения, снижать отрицательное воздействие транспорта на окружающую среду. Интенсификация производства, повышение производительности труда, экономия всех видов ресурсов - это задачи, имеющие непосредственное отношение и к автомобильному транспорту, и его подсистеме - технической эксплуатации автомобилей (ТЭА), обеспечивающей работоспособность автомобильного парка. Ее развитие и совершенствование диктуются интенсивностью развития самого автомобильного транспорта и его ролью в транспортном комплексе страны, необходимостью экономии трудовых, материальных, топливно-энергетических и других ресурсов при перевозках, техническом обслуживании (ТО), ремонте и хранении автомобилей, необходимостью обеспечения транспортного процесса надежно работающим подвижным составом, защиты населения, персонала и окружающей среды. Главная задача курса "Техническая эксплуатация автомобилей" заключается в профессиональной подготовке инженеров-механиков для ТЭА на ос-нове раскрытия закономерностей изменения технического состояния автомобилей в процессе эксплуатации, изучения методов и средств, направленных на поддержание автомобилей в исправном состоянии при экономном расходовании всех видов ресурсов и обеспечении охраны окружающей среды. Фундаментом курса являются теоретические основы, цель которых - изучить закономерности технической эксплуатации от простейших, описывающих закономерности изменения эксплуатационных свойств и причины изменения работоспособности отдельного изделия (автомобиля, агрегата, детали), до более сложных, объясняющих формирование эксплуатационных свойств и работоспособность в процессе эксплуатации группы (парка) автомобилей. Техническая эксплуатация автомобилей - наука, изучающая пути и методы организации производства ТО и ремонта подвижного состава АТ с минимальными трудовыми и материальными затратами при незначительном вредном влиянии на человека и окружающую среду. Место ТЭА в транспортном процессе представлено на рис.1 Рис.В.1. Место ТЭА в транспортном процессе Техническая эксплуатация автомобилей определяет следующие факторы транспортного процесса: 1. Материальные затраты на поддержание а/м в работоспособном состоянии. Всего в России в год расходуется около 1 млрд $ на поддержание автомобилей в работоспособном состоянии, в США - около 25 млрд $, в мире - около 80 млрд $. По данным Американской автомобильной ассоциации (ААА) среднегодовые затраты в целом на эксплуатацию автомобиля в США составляют 1700 $. 2. Трудовые затраты. Структура трудовых затрат за всю жизнь автомобиля определяется соотношением: изготовление - 2%, ТЭА - 91%, капитальный ремонт (КР) - 7%. Трудоемкость изготовления автомобиля в России составляет около 150 нормо-часов, в то время, как в силу старения автопарков, трудоемкость ТО, текущего ремонта (ТР) и капитального ремонта (КР) превышает 1000 нормо-часов. В настоящее время в России в области ТЭА занято более 1,5 млн человек. 3. Вредное влияние на человека и среду. Экологичность автомобиля определяется количеством и составом отработавших газов (ОГ) (самые вредные - СО, СnНm, NОх и бензапирен, а также свинец для этилированных бензинов), шумами, вибрациями, отработавшими техническими жидкостями. Это тема отдельной учебной дисциплины, следует лишь отметить, что на долю автомобильного транспорта приходится по самым грубым оценкам более 50% вредных выбросов в атмосферу. 4. Безопасность дорожного движения. Ежегодно по вине автомобильного транспорта в России гибнет около 30 тыс. человек, в США - около 50 тыс. В среднем на каждые 200 тыс. км движения водитель попадает в ДТП с тяжелыми последствиями. Технически неисправные автомобили являются причиной около 10% ДТП, в том числе по неисправностям: тормозных систем - 41,5%; рулевого управления - 16,4%; шин - 12,6%; приборов освещения - 7,9%; ходовой части - 6,6%; зеркал и очистителей - 7,8%, прочего - 8,2%. 5. Потребление топливно-энергетических ресурсов. Основной источник их для АТ - нефть, где расходуется около 70% топлив нефтяного происхождения от общих расходов на транспортном комплексе. Неграмотная техническая эксплуатация автомобилей вызывает по прогнозам полуторный перерасход топливно-энергетических ресурсов.

Стандартизация в области ТЭА. Основные понятия и определения

Основные понятия, термины и определения ТЭА

Основным стандартом ТЭА является «Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта» [2] (в дальнейшем Положение). На каждый специальный вопрос по эксплуатации автомобилей существует также соответствующие ГОСТы, ОСТы, СНиПы и т.д. [3,4].

Основными понятиями, терминами и определениями в области ТЭА являются:

Объект – предмет определённого целевого назначения. Объектами в автомобилях могут быть: агрегат, система, механизм, узел и деталь. Объектом является и сам автомобиль. В дальнейшем под объектом будем считать конструктивный элемент (КЭ) автомобиля.

Различают пять видов технического состояния автомобиля:

Исправное состояние (исправность) – состояние автомобиля, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации (НТКД).

Неисправное состояние (неисправность) – состояние автомобиля, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований НТКД (например, царапина на кузове).

Работоспособное состояние (работоспособность) – состояние автомобиля, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям НТКД.

Неработоспособное состояние (неработоспособность) – состояние автомобиля, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям НТКД. Неработоспособный автомобиль всегда неисправен, а работоспособный может быть и неисправным.

Предельное состояние – состояние автомобиля или его КЭ, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, наступает при превышении допустимых пределов эксплуатационных параметров. При достижении предельного состояния требуется ремонт КЭ или автомобиля в целом. Например, недопустимость и нецелесообразность эксплуатации автомобильного двигателя, достигшего предельного состояния, обусловлена возрастанием токсичности отработавших газов (ОГ), шумов, вибраций, расходов топлив, масел и т.д.

События смены технических состояний автомобиля – это повреждения, отказы, дефекты.

Повреждение – событие, заключающееся в нарушении исправного состояния КЭ автомобиля при сохранении работоспособного состояния.

Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния автомобиля.

Дефект – обобщённое событие, включающее в себя и повреждение, и отказ.

Понятие отказа является одним из важнейших в ТЭА. Следует различать следующие виды отказов:

Конструктивный отказ – отказ, возникший по причине, связанной с несовершенством или нарушением установленных правил и (или) норм проектирования или конструирования автомобиля.

Производственный (технологический) отказ – отказ, возникший по причине, связанной с несовершенством или нарушением установленного процесса изготовления или ремонта автомобиля.

Эксплуатационный отказ – отказ, возникший по причине, связанной с нарушением установленных правил и (или) условий эксплуатации автомобилей (например, при перегрузке автомобиля вышел из строя элемент подвески).

Независимый отказ – отказ, обусловленный отказами других КЭ автомобиля (например, при пробое поддона картера вытекает моторное масло – происходят задиры на трущихся поверхностях деталей двигателя, заклинивание деталей).

Внезапный отказ – отказ, характеризующийся скачкообразным изменением значений одного или нескольких параметров автомобиля (например, обрыв шатуна поршня).

Постепенный отказ – отказ, возникающий в результате постепенного изменения значений одного или нескольких параметров автомобиля (например, отказ генератора вследствие износа щёток ротора).

Сбой – самоустраняющийся отказ или однократный отказ, устраняемый незначительным вмешательством (например, попадание воды на тормозные колодки – тормозная эффективность до высыхания воды нарушена).

Перемежающийся отказ – многократно возникающий самоустраняющийся отказ одного и того же характера (например, пропадание-возникновение контакта лампы светового прибора).

Явный отказ – отказ, обнаруживаемый визуально или штатными методами и средствами контроля и диагностирования.

Скрытый отказ – отказ, не обнаруживаемый визуально или штатными методами и средствами контроля и диагностирования, но выявляемый при проведении ТО или специальными методами диагностирования.

Деградационный отказ – отказ, обусловленный естественными процессами старения, изнашивания, коррозии и усталости при соблюдении всех установленных правил и (или) норм проектирования, изготовления и эксплуатации.

Ресурсный отказ – отказ, в результате которого автомобиль или его КЭ достигают предельного состояния.

Базовыми понятиями по техническому обслуживанию и ремонту автомобилей являются:

Техническое обслуживание – направленная система технических воздействий на КЭ автомобиля с целью обеспечения его работоспособности.

Техническая диагностика – наука, разрабатывающая методы исследования технического состояния автомобилей и его КЭ, а также принципы построения и организацию использования систем диагностирования.

Техническое диагностирование – процесс определения технического состояния КЭ автомобиля с определённой точностью.

Восстановление – процесс перевода автомобиля или его КЭ из неисправного состояния в исправное.

Ремонт – процесс перевода автомобиля или его КЭ из неработоспособного состояния в работоспособное.

Обслуживаемый объект – объект, для которого проведение ТО предусмотрено НТКД.

Необслуживаемый объект – объект, для которого проведение ТО не предусмотрено НТКД.

Восстанавливаемый объект – объект, для которого в рассматриваемой ситуации проведение восстановления предусмотрено НТКД.

Невосстанавливаемый объект – объект, для которого в рассматриваемой ситуации проведение восстановления не предусмотрено НТКД (например, в производственных предприятиях областного центра легко выполняется шлифовка шеек коленчатого вала двигателя, а в условиях сельской местности это сделать невозможно из-за отсутствия оборудования).

Ремонтируемый объект – объект, ремонт которого возможен и предусмотрен нормативно-технической, ремонтной и (или) конструкторской (проектной) документацией.

Неремонтируемый объект – объект, ремонт которого невозможен или не предусмотрен нормативно-технической, ремонтной и (или) конструкторской (проектной) документацией (например, неремонтируемыми объектами в автомобиле являются: ремень генератора, термостат, лампы накаливания световых приборов и т.д.).

Стандартизация в области ТЭА. Основные понятия и определения