 |
Технического состояния элементов автомобиля
|
|
|
|
от основных эксплуатационных факторов
Полученные зависимости показателей режимов работы элементов автомобиля от основных эксплуатационных факторов, а также интенсивности изнашивания от показателей режимов работы позволяют обосновать форму зависимости интенсивности изменения технического состояния элементов от основных эксплуатационных факторов. В качестве основных эксплуатационных факторов, как показано выше, целесообразно принимать скорость автомобиля (или коэффициент использования скорости), нагрузку на автомобиль, сопротивление дороги, температуру окружающего воздуха.
Анализ режимов работы агрегатов показал, что с увеличением скорости автомобиля различные показатели режимов изменяются по-разному. Зависимости интенсивности изнашивания от показателей режимов работы агрегатов также различны. Кроме того, значимость влияния различных показателей режимов работы на интенсивность изнашивания также неодинакова. В таких условиях трудно получить точное аналитическое описание зависимости интенсивности изменения технического состояния от скорости автомобиля, как и от других эксплуатационных факторов. Поэтому в данном случае целесообразно использовать аппроксимирующие степенные уравнения с показателями степени, определяемыми ориентировочно из приведенных ранее зависимостей.
Наибольшее влияние скорость автомобиля оказывает на показатели переменности режимов агрегатов, особенно частоты. Частота изменения режимов работы оказывает наиболее существенное влияние на интенсивность изнашивания агрегатов. Кроме того, как уже говорилось ранее, комплексными показателями переменных режимов, как предложено в работах [258, 261], для скоростного режима является ускорение J, а для нагрузочного - интенсивность изменения нагрузки Wp (изменение в единицу времени). Эти показатели однозначно определяют интенсивность изнашивания.
|
|
|
Cредний уровень J и Wp пропорционален произведению амплитуды и частоты [79]. На рис.3.56 в относительных величинах приведены зависимости произведений An f n и Ap f p от скорости, построенные по полученным ранее данным (рис.3.37). Как видно, зависимости эти нелинейны и могут быть аппроксимированы степенным уравнением в виде
| (3.80) |
где y 0 - величина произведений An f n или Ap f p при эталонной скорости Vэ; b, n - экспериментальные параметры (n > 1). Обработка проведенных данных по зависимости (3.80) определила, что показатель степени n составляет в среднем около двух.
Зависимость же интенсивности изнашивания от An f n и Ap f p также степенная как и от амплитуды с показателем степени в среднем равным двум [79]. Следовательно, интенсивность изменения технического состояния с ростом скорости автомобиля снижается по степенной зависимости в виде
| (3.81) |
или при применении коэффициента использования скорости dV (3.68)
| (3.82) |
где a0 - интенсивность изменения технического состояния агрегатов автомобиля при средней скорости, равной максимальной, то есть на междугородных маршрутах в эталонных условиях; b, n - экспериментальные параметры. С учетом приведенных значений параметров величина показателя степени n в уравнениях (3.81) и (3.82) равна четырем.
| Рис.3.56. Зависимость показателей скоростной An f n и нагрузочной Ap f p переменности режимов работы двигателя КамАЗ-740 от скорости автомобиля | 
|
Основное различие в скоростях автомобиля наблюдается на городских и загородных маршрутах, что и обусловливает различие в интенсивности изменения технического состояния, что показано на рис.3.57, 3.58 по результатам исследований [15, 44, 45, 47, 48] по двигателям автомобилей КамАЗ. Аналогичные данные получены и по трансмиссии (рис.3.59). Различия в интенсивности изменения технического состояния обусловливают и различия в показателях надежности (рис.3.60). Результаты обработки приведенных данных по интенсивности их изменения в процессе эксплуатации приведены в табл.3.8.
|
|
|
Рис. 3.57. Зависимость износа деталей двигателей КамАЗ-740 от наработки автомобилей на городских (1) и загородных (2) маршрутах: а - гильзы цилиндров; б - верхние компрессионные кольца; в - шатунные вкладыши; г- шатунные шейки
Рис.3.58. Зависимость давления в системе смазки Рм (а) и расхода масла Qм (б) от наработки автомобилей КамАЗ на городских (1) и загородных (2) маршрутах (цифры без штриха - номинальный режим; со штрихом - холостой ход)
Рис.3.59. Зависимость зазоров в сопряжениях карданной передачи от наработки автомобилей КамАЗ на городских (г) и загородных (з) маршрутах: 1 - передний шарнир переднего вала;
2 - задний шарнир; 3 - передний шарнир заднего вала;
4 - задний шарнир; 5 - зазор в шлицах переднего вала; 6 - зазор в шлицах заднего вала
Рис.3.60. Зависимость наработки  на отказ двигателей (а), трансмиссии (б) и автомобиля в целом (в) от наработки автомобилей КамАЗ на городских - 1 и загородных - 2 маршрутах
|
|
Из табл.3.8. следует, что интенсивность изменения технического состояния элементов в городских условиях эксплуатации выше, чем на загородных по двигателю в среднем на 73%, по трансмиссии - на 121%. Интенсивность снижения наработки на отказ в процессе эксплуатации автомобиля в городских условиях на 46% выше, чем на загородных. Эти различия необходимо учитывать при корректировании нормативов текущего ремонта по указанным эксплуатационным факторам с учетом режимов работы элементов.
Нагрузки на автомобиль и сопротивление дороги влияют на режимы работы элементов, а следовательно и на их надежность, через изменение среднего тягового усилия. Поэтому зависимость интенсивности изменения технического состояния от нагрузки, сопротивления дороги и от среднего тягового усилия целесообразно описать простой линейной зависимостью, в которой свободный член представляет собой интенсивность изменения технического состояния элементов при эксплуатации негруженного автомобиля на эталонной дороге.
|
|
|
Таблица 3.8
Интенсивность изменения показателей технического состояния
и надежности основных элементов автомобилей КамАЗ
| Условия эксплуатации | Отно- | ||
| Показатели | загород-ные | город-ские | шение г/з |
| Износ гильз цилиндров, мкм/тыс. км | 0,742 | 1,420 | 1,91 |
| Износ верхних компрессионных колец, мкм/тыс. км | 0,653 | 1,277 | 1,96 |
| Износ шатунных вкладышей, мкм/тыс. км Износ шатунных шеек, мкм/тыс. км | 0,199 0,076 | 0,337 0,139 | 1,69 1,83 |
| Давление в системе смазки, МПа/тыс. км: | |||
| при 2600 мин-1 | 0,0010 | 0,0015 | 1,50 |
| при 600 мин-1 | 0,0008 | 0,0011 | 1,85 |
| Расход масла на угар, % тыс. км | 0,0013 | 0,0024 | 1,38 |
| Угловой люфт, мкм/тыс. км: | |||
| в переднем шарнире переднего кардана | 0,160 | 0,575 | 3,59 |
| в заднем шарнире переднего кардана | 0,510 | 1,275 | 2,50 |
| в заднем шарнире заднего кардана | 0,520 | 0,702 | 1,35 |
| в переднем шарнире заднего кардана Радиальный люфт в шлицевом сопряжении, мкм/тыс. км: | 0,305 | 0,690 | 2,26 |
| переднего карданного вала | 0,502 | 0,998 | 1,99 |
| заднего карданного вала | 0,735 | 1,160 | 1,58 |
| Наработка на отказ: двигатель | 0,013 | 0,016 | 1,25 |
| трансмиссия | 0,051 | 0,062 | 1,22 |
| автомобиль в целом | 0,011 | 0,016 | 1,46 |
Для определения степени влияния нагрузки на интенсивность изменения технического состояния элементов автомобиля в процессе эксплуатации вся совокупность наблюдаемых автомобилей была разделена на две группы: постоянно работающие без прицепов; работающие с прицепами от 70 до 100% времени, в среднем 88% времени. По этим группам автомобилей получены зависимости показателей технического состояния от наработки (рис.3.61, 3.62). Аналогичные данные получены и по автомобилям ЗИЛ-130.
Результаты обработки зависимостей позволили определить соотношение интенсивности изменения технического состояния двигателей в процессе эксплуатации автомобилей и автопоездов, которое приведено в табл.3.9.
Рис.3.61. Зависимость показателей технического состояния подшипников коленчатого вала от наработки двигателей КамАЗ-740: 1 - средний износ коренных; 2 - шатунных шеек; 3 - нижних коренных; 4 - верхних шатунных вкладышей; 5 - зазор в коренных; 6 - в шатунных подшипниках; 7 - давление в системе смазки на номинальном; 8 - на холостом скоростном режиме (цифры без штриха - одиночные автомобили; со штрихом - автопоезда)
|
|
|
Рис.3.62. Зависимость показателей технического состояния цилиндропоршневой группы от наработки двигателей КамАЗ-740: 1 - средний износ гильз; 2 - овальность гильз; 3 - радиальный износ верхних компрессионных; 4 - маслосъемных колец с канавкой поршня; 5 - зазор в сопряжении верхнего компрессионного и 6 - маслосъемного кольца; 7 - зазор в стыке верхнего компрессионного и 8 - маслосъемного колец; 9 - расход масла на угар; 10 - утечки воздуха из ЦПГ (цифры без штриха - одиночные автомобили; со штрихом - автопоезда)
Как следует из табл.3.9, различие в интенсивности изнашивания отдельных деталей двигателей достигает 45-52%. В среднем детали ЦПГ подвержены большему влиянию нагрузки, чем детали ПКВ, что обусловлено различием в режиме их смазки. По двигателям ЗИЛ-130 влияния нагрузки (прицепа) на интенсивность изнашивания деталей более существенно, чем по двигателям КамАЗ-740. Это обусловлено большей относительной массой прицепа (относительно массы автомобиля) по ЗИЛ-130, чем по КамАЗ-5320 на 11,5%, что сказывается и на различиях в режимах работы двигателей.
Таблица 3.9
Величина отношения интенсивности изменения технического состояния двигателей автопоездов и автомобилей КамАЗ и ЗИЛ
| Показатели технического состояния | КамАЗ-740 | ЗИЛ-130 |
| Износ: коренных шеек | 1,17 | 1,32 |
| шатунных шеек | 1,15 | 1,36 |
| нижних коренных вкладышей | 1,19 | 1,19 |
| верхних шатунных вкладышей | 1,15 | 1,14 |
| Зазор в коренных подшипниках Зазор в шатунных подшипниках Давление в системе смазки: на номинальном режиме на режиме холостого хода Зазор в сопряжении с канавкой поршня: компрессионных колец маслосъемных колец Расход масла на угар Износ гильз цилиндров Овальность гильз цилиндров Радиальный износ: компрессионного кольца маслосъемного кольца Зазор в стыке: компрессионного кольца маслосъемного кольца Утечка воздуха из ЦПГ В среднем: по подшипникам коленчатого вала по цилиндро-поршневой группе по двигателю | 1,11 1,17 1,26 1,27 1,27 1,27 1,22 1,37 1,25 1,36 1,37 1,25 1,23 1,10 1,18 1,27 1,23 | 1,21 1,16 1,29 1,41 1,24 1,31 1,35 1,42 1,28 1,44 1,52 1,45 1,38 1,13 1,26 1,30 1,28 |
Приведенные зависимости и полученные соотношения необходимы для разработки системы корректирования межремонтной наработки агрегатов и других, связанных с ней нормативов технической эксплуатации автомобилей, в зависимости от сочетания основных эксплуатационных факторов и возраста автомобилей.
|
|
|
|
|
|
