Файл: Крюков В.Г. Основы работоспособности технических систем.doc

34. Какие существуют способы распределения норм надежности между элементами основной системы, и чем они отличаются?

35. Структура проектируемой системы представляется основной системой, состоящей из 10 элементов «A», 15 элементов «B», 32 элементов «D» и 8 элементов «F». Интенсивности отказов элементов известны и равны: λ_A = 2 · 10 ^-6 час ^-1 , λ_B = 4 · 10 ^-6 час ^-1, λ_D = 2.5 · 10 ^-6 час ^-1, λ_F = 5 · 10 ^-6 час ^-1. Определить среднюю наработку до отказа T_0с и ВБР системы за наработки t₁ = 100 час, t₂ = 1000 час и в интервале указанных наработок? Определить плотность распределения отказов системы при наработке t₂ = 1000 час?

Ответ: T_0с = 5 · 10 ³ час, P(t₁) = 0.98, P(t₂) = 0.819, P_с(t₁ , t₂) = 0.836, f(t₂) = 1.64 · 10^-4 час^-1

Тема 4. Сбор информации и идентификация моделей

4.1. Методы сбора информации о надежности автомобиля.

Для получения информации о техническом состоянии автомобиля необходимо исходить из уменьшения трудоемкости и стоимости сбора обработки и хранения этой информации. Целесообразно на предприятиях обслуживания автомобилей создать систему хранения информации о транспортных средствах постоянных клиентов. Для этого должна применятся единая система первичной документации, предусматривающая в единой форме учётные документы, правила их заполнения, возможность их обработки на ЭВМ с целью оперативного управления ремонтными работами. Информация о надёжности автомобиля должна обладать следующими свойствами:

- полнотой, т.е. достаточностью сведений, необходимых для проведения оценки состояния, анализа надёжности автомобиля, его узлов и агрегатов;

- достоверностью информации, что включает объективное отображение условий эксплуатации автомобиля и состояние его элементов. Для этого используют счётчики, тензометрические датчики и другие устройства и приборы, интегрирующие значения нагрузок и характеристик автомобиля и его элементов;

- однородность, т.е. выделение событий при появлении неисправности или отказов, их “разнесение” на группы (например, формирование группы отказов только для условий движения автомобиля в городе). Для обеспечения однородности информации необходимо знать сведения о режимах эксплуатации автомобиля и его систем;

- своевременность сбора и обработки информации;

- непрерывностьсбора и анализа информации.

Среди методов сбора информации следует выделить:

- анкетирование случайных владельцев или водителей;

- анкетирование совместно с осмотром автомобиля;

- получение информации при испытании на полигонах;

- эксплуатационное наблюдение за постоянными клиентами;

• испытание в экспериментально - производственных АТП.

Оценка качества этих методов приведена в Таблице 4.1.

Таблица 4.1. Оценка качества методов сбора информации о надежности автомобиля

Как видно, наименее эффективным методом сбора информации является анкетирование случайных клиентов, а наиболее эффективным - испытание партии автомобилей в экспериментально-производственных АТП.

Анализ причин отказов узлов и деталей показывает, что на их долговечность существенное влияние оказывает:

- совершенство конструкции;

- качество изготовления;

- условие эксплуатации и режимы работы;

Например: сроки службы амортизатора шаровых опор рычагов передней подвески во многом зависят от дорожных условий (ровности дорожного покрытия). На износ кулачков распределительного вала и рычагов привода клапана оказывают влияние, режимы работы двигателя. Ресурс дисков сцепления и деталей тормозной системы главным образом зависит от характера эксплуатации (городские условия, трасса или проселочные дороги) и квалификации водителя. Информация об отказах агрегатах автомобилей постоянно собирается и систематизируется. Например, в Таблице 4.2 приведены соответствующие данные о системах автомобиля ВАЗа.

Таблица 4.2. Распределение отказов по агрегатам и системам автомобиля ВАЗ и связанных с их устранением затрат

Для оценки надёжности автомобиля применяют различные подходы, среди которых следует выделить:

- математические методы моделирования и определения надёжности. В этом случае создаются математические модели основных агрегатов и функциональных элементов, которые отражают динамические изменения во времени его характеристик. По достижении этими характеристиками своих предельно допустимых значений определяется ресурс данного агрегата или функционального элемента;

- методы испытаний, среди которых выделяют стендовые испытания, лабораторно-дорожные и полигонные. Однако, наиболее полная и исчерпывающая информация о надёжности автомобиля в целом, и его агрегатов и узлов может быть получена в условиях реальной эксплуатации автомобиля.

Оценка работоспособности двигателя. Эффективность эксплуатации автомобиля во многом зависит от работоспособности двигателя, который является одним из основных, дорогостоящих и трудоёмких узлов автомобиля. Работоспособность двигателя определяется состоянием выходных характеристик в пределах, установленных технической документацией. К числу таких характеристик следует отнести: мощностьN_e, крутящий момент M_е, расход топливаG_Т, содержание токсичных веществ в отработанных газах, давление масла, рабочая температура двигателя. Для поддержания работоспособности двигателя необходимо располагать информацией:

- о максимально допустимой наработке двигателя, после которой следует проводить ремонт;

- о характере износа основных деталей;

- о номенклатуре деталей, подлежащих ремонту или замене в первую очередь;

- о целесообразных видах ремонта и технического обслуживания двигателя;

- о требуемом объеме запасных частей.

Следует заметить, что для автомобилей разного типа существуют различные подходы для оценки работоспособности двигателя. Наилучшая оценка работоспособности может быть получена в результате анализа множества состояний, в которых находится двигатель в период эксплуатации. Определенные исследования для оценки работоспособности двигателя могут быть выполнены уже на стадии проектирования. Другие исследования производятся экспериментально в процессе наблюдений в период эксплуатации или специально организованных испытаний.

В последнее время в связи с достаточным уровнем развития вычислительной техники производится прогнозирование наработки двигателя до предельного состояния с применением методов модельных испытаний, методов идентификации процессов и характеристик, согласование математических моделей с опытными данными.

При построении моделей идентификации двигателя можно выделить следующие стадии:

- выбор структуры моделей на основании имеющейся априорной информации об исследуемом объекте;

- выбор критерия близости объекта и модели, основанный на специфике задачи;

- определение параметров и коэффициентов моделей на основе выбранного критерия;

Для автомобильного двигателя входными параметрами, определяющими его скоростные и нагрузочные режимы, являются частота вращения коленчатого вала n_ви разрежение во впускном коллектореΔp_к, которое часто моделируется углом установки воздушной или дроссельной заслонки.