 |
Прогнозирование технического состояния автомобиля
|
|
|
|
Прогнозирование – процесс определения срока или ресурса исправной работы автомобиля до возникновения предельного состояния, т.е. предсказания момента возникновения отказа. Необходимость прогнозирования определяется возможностью управлять техническим состоянием автомобиля в целом, если известны изменения его технического состояния во времени. С помощью прогнозирования можно наиболее полно использовать ресурсы рассматриваемой системы и оптимизировать ее обслуживание как восстанавливаемого объекта эксплуатации. Существующие методы обслуживания по среднестатистическим показателям не дают возможности оптимизировать этот процесс, так как не учитывают индивидуальных особенностей автомобиля. Это приводит к увеличению материальных и трудовых затрат на поддержание автомобиля в технически исправном состоянии и снижению эффективности его использования. Организовать оптимальный процесс обслуживания автомобиля возможно только на базе диагностической информации и прогнозирования ее изменения во времени или по пробегу. Практически прогнозирование состоит в назначении периодичности диагностирования и определении упреждающих диагностических нормативов, которые решаются на базе теории надежности автомобилей. В основе определения периодичности диагностирования и упреждающих диагностических нормативов лежат закономерности технического состояния и экономические показатели.
Прогнозирование изменения технического состояния может проводиться по разнообразным критериям (например, по усталостной прочности, динамике процесса изнашивания, виброакустическим показателям, содержанию элементов изнашивания в масле, показателям стоимости и трудовых затрат и др.).
|
|
|
Методы прогнозирования подразделяются на три основные группы:
1. Методы экспертных оценок, сущность которых сводится к обобщению, статистической обработке и анализу мнений специалистов.
2. Методы моделирования, базирующиеся на основных положениях теории подобия и состоящие из формирования модели объекта исследования, проведения экспериментальных исследований и пересчета полученных значений с модели на натуральный объект.
3. Статистические методы, из которых наибольшее применение находит метод экстраполяции. В его основе лежат закономерности изменения прогнозируемых параметров по времени. Для описания этих закономерностей подбирают по возможности простую аналитическую функцию с минимальным количеством переменных.
Наибольшее распространение получил метод статистического моделирования, когда в качестве базовых материалов используются результаты технической диагностики. В этом случае прогноз следует рассматривать как вероятностную категорию.
Процедурная модель прогнозирования содержит три наиболее общих этапа: ретроспектирование, диагностирование, прогнозирование. Содержание этапов состоит в анализе прошлого, определении настоящего и оценке будущего.
Наиболее важным является прогнозирование остаточного ресурса. К наиболее простым способам, дающим приближенное значение остаточного ресурса, относится линейное прогнозирование. В этом случае изменение параметра в зависимости от наработки принимается линейным. На основе начального (номинального) значения параметра и значения параметра, определяемого диагностированием в момент прогнозирования, расчет остаточного ресурса выполняют по формуле:
l ост = l·{(Ппр – Пнач)/(Пl – Пнач) – l},
где lост – остаточный ресурс в километрах пробега;
l – наработка с начала эксплуатации или с момента проведения капитального ремонта;
|
|
|
Пнач, Ппр – начальное и предельное значения параметра;
Пl – значение параметра к моменту определения состояния в целях прогнозирования.
Для сопряжения основных деталей двигателя линейный способ прогнозирования дает несколько завышенную оценку остаточного ресурса.
При отсутствии показателей наработки l с начала эксплуатации линейное прогнозирование можно осуществить по двум измерениям параметра, выполненным в различное время с промежуточной наработкой l.
Более точно, чем линейные зависимости, действительные закономерности изменения параметров могут быть описаны уравнениями типа
Пl = Пнач + а1 ·l + a2·l2 +…+ an·ln,
где Пl – параметр технического состояния;
Пнач – начальное значение параметра;
а1, a2,…an - опытные коэффициенты;
l – текущая наработка.
Большое число опытных коэффициентов и сложность их определения затрудняют использование указанной зависимости. Поэтому при прогнозировании остаточного ресурса применяют уравнение более простого вида:
Пl = Пнач + b·lα,
где b – опытный коэффициент;
ά – показатель степени, характеризующий скорость изменения параметра.
Тогда при известных значениях начального (номинального) и предельного параметров состояния и при измерении диагностического параметра технического состояния в момент прогнозирования остаточный ресурс рассчитывают по формуле:
lост = l {[Ппр – Пнач)/(Пl – Пнач)] 
- 1},
где lост – остаточный ресурс в километрах пробега;
l – наработка двигателя с начала эксплуатации или с момента проведения ремонта;
Пнач, Ппр – начальное и предельное значение параметра;
Пl – значение параметра к моменту определения состояния в целях прогнозирования.
Значения показателя степени определяют опытным путем.
Рассмотренный способ допускает проведение прогнозирования по измерению одного параметра, а именно – параметра состояния в момент диагноза. Среднее статистическое значение начального параметра принимается по техническим условиям. Колебания фактического значения начального параметра в широких пределах вносят существенную погрешность в определение остаточного ресурса.
Прогнозирование состояния сложных объектов должно выполняться на основе ряда измерений, проведенных по мере увеличения наработки. Оперативность перспективных диагностических методов и средств позволяет реализовать возможности прогнозирования по нескольким диагнозам. Остаточный ресурс по ряду измерений диагностического параметра определяется по формуле:
|
|
|
lост = l {[Ппр – Пнач)/(Пl – Пнач)] - l},
где l – наработка к моменту диагноза с начала эксплуатации;
Пl – значение параметра при наработке l;
Пнач – начальное значение параметра.
Приведенная формула совпадает с предыдущей формулой, когда остаточный ресурс приближенно определяется на основе одного диагноза при наработке l и когда вероятностное значение ά установлено заранее на основе статистических данных. В последнем случае при расчетах остаточного ресурса значение степени ά определяется по сглаженному графику, полученному на основе ряда диагнозов, проводимых в разное время в ходе увеличения наработки l.
|
|
|
