Основы технической эксплуатации автомобиля

Содержание 

1 Понятие о техническом состоянии изделия

Автомобиль  может участвовать в транспортном процессе и приносить определенный доход, если он технически исправен и находится в работоспособном состоянии.

Техническое состояние автомобиля (агрегата, механизма, соединения) определяется совокупностью изменяющихся свойств его элементов, характеризуемых текущим значением конструктивных параметров Yi (табл. 1). Обычно текущие значения конструктивных параметров связывают с наработкой.

Таблица 1 – Конструктивные элементы автомобиля и их параметры

Наработка – продолжительность работы изделия, измеряемая единицами пробега (километры), времени (часы), числом циклов. Различают наработку с начала эксплуатации изделия, наработку до определенного состояния (например, предельного), наработку интервальную и др. На автомобильном транспорте, как правило, наработка автомобилей исчисляется в километрах пробега (l), реже (специальные автомобили, внедорожные карьерные самосвалы) – в часах (t).

Наработка технологического оборудования исчисляется обычно в  часах.

По мере увеличения наработки l, t (рис. 1) параметры технического состояния изменяются от номинальных Кн, свойственных новому изделию, до предельных Кн, при которых дальнейшая эксплуатация изделия по техническим, конструктивным, экономическим, экологическим или другим причинам недопустима.

Рисунок 1 –  Схема изменения параметров технического состояния:

ЗР – зона работоспособности; ЗО – зона отказов; ЗУ – зона упреждения отказов; Yп.д. – предельно допустимое значение параметра; lp – ресурс изделия; lу – ресурс упреждения.

Рисунок 2 –  Варианты изменения геометрических параметров деталей:

1 – шейка  (втулка); 2 – вал; 3 – диск; Yi^I  - увеличиваются, Yi^II – сокращаются в процессе работы автомобиля.

На рис. 2 приведены два характерных варианта изменения параметров технического состояния по наработке: I – увеличение; II – сокращение.

Величины  номинальных предельных и предельно допустимых К,|д значений параметров технического состояния устанавливаются законами, государственными стандартами, постановлениями правительства, нормативно–техническими и проектно–конструкторскими документами, систематизируются в справочных изданиях, в том числе и международных.

2 Место и роль диагностики в системе ТО и Р автомобилей

Планово–предупредительная система технического обслуживания автомобилей определяется выполнением  контрольно–диагностичес¬ких операций через установленные пробеги и промежутки времени работы подвижного состава с последующим выполнением необходимых работ.

Диагностирование  – это определение механического  состояния автомобилей, их агрегатов  и узлов без разборки.

Целью диагностирования при техническом  обслуживании является:

– определение действительной потребности  в работах по техни¬ческому обслуживанию путем сопоставления фактических зна¬чений параметров с предельно допустимыми;

– прогнозирование момента возникновения  неисправности или отказа в работе того или иного агрегата автомобиля;

– оценка качества выполнения работ по техническому обслужи¬ванию агрегатов и узлов автомобиля.

Целью диагностирования при ремонте является:

– выявление причин неисправности  или отказа в работе агрега¬тов и узлов автомобиля;

– установление наиболее эффективного способа  устранения не-исправностей (на месте, со снятием узла или агрегата, с пол¬ной или частичной разборкой);

– контроль качества выполнения ремонтных  работ.

В технологическом процессе технического обслуживания и ремонта автомобилей  предусматриваются:

– общее (комплексное) диагностирование (Д1);

– поэлементное (углубленное) диагностирование (Д2);

– приремонтное диагностирование (Др).

Общее (комплексное) диагностирование проводят на заключитель¬ной стадии ТО–1. При этом определяют техническое состояние агре¬гатов и узлов, преимущественно обеспечивающих безопасность дви¬жения и пригодность автомобиля к дальнейшей эксплуатации.

Рекомендуется проверить:

– крепление рулевого механизма;

– люфт рулевого колеса и в шарнирах рулевых тяг;

– состояние узлов и деталей  подвески;

– состояние рамы и буксирного приспособления;

– состояние шин и давление воздуха  в них;

– исправность и действие тормозных  систем;

– исправность и действие световой и звуковой сигнализации ав¬томобиля.

Если  изучаемые параметры находятся  в допустимых пределах, то диагностирование завершает комплекс работ по ТО–1. Если нет, то выполняют поэлементное диагностирование.

Поэлементное (углубленное) диагностирование выполняют  обычно за 1–2 дня перед ТО–2. При  этом проводится детальное обследова¬ние технического состояния агрегатов и механизмов автомобиля, вы¬являются неисправности и их причины и определяется потребность в их техническом обслуживании или ремонте.

Контрольно–диагностический  пост поэлементного диагностирова¬ния оборудуется стендами с беговыми барабанами. При уста¬новке ведущих колес автомобиля на беговые барабаны на посту опре¬деляют:

– мощность двигателя и расход топлива;

– посторонние шумы и перебои в  работе двигателя;

– пропуск газов через цилиндропоршневую  группу и клапаны;

– содержание СО и других вредных примесей в отработавших газах;

– давление масла в системе смазки;

– температурный режим работы системы  охлаждения;

– угол опережения и установку зажигания;

– пробуксовывание сцепления.

При неработающем двигателе, вне стенда, на посту проверяют:

– люфты в коробке передач, карданных  шарнирах и в главной передаче (ведущем мосту);

– радиальный зазор в шкворневых соединениях, ступицах колес;

– свободный ход педалей управления сцеплением и рабочей тормозной  системы;

– усилие вращения рулевого колеса и  т. д.

Диагностическим оборудованием могут быть оснащены и другие посты, контролирующие качество технического обслуживания и ремонта  автомобиля, непосредственно предназначенные  для обслужи¬вания конкретного агрегата, механизма или системы автомобиля (на¬пример, стенд для проверки тормозной системы автомобилей).

Предремонтное диагностирование выполняется непосредствен¬но в ходе технического обслуживания с целью определения потреб¬ности в выполнении отдельных операций по ремонту.

Диагностирование  предусматривается:

– по параметрам рабочих процессов (например, по расходу топ¬лива, мощности двигателя, тормозному пути), измеряемым при наиболее близких к эксплуатационным условиям режимах;

– по параметрам сопутствующих процессов (например, посто¬ронним шумам, нагреву деталей и узлов, вибрациям), также измеряемым при наиболее близких к эксплуатационным усло¬виям режимах;

– по структурным параметрам (например, зазорам, люфтам), измеряемым у неработающих механизмов.

При диагностировании с помощью контрольно–диагностических средств определяют диагностические  параметры, по которым судят о  структурных параметрах, отражающих техническое состояние ме¬ханизма и автомобиля в целом.

Диагностический параметр – это физическая величина, контро¬лируемая средствами диагностирования и косвенно характеризующая работоспособность автомобиля или его агрегатов и систем (напри¬мер, шум, вибрация, стук, снижение мощности двигателя, давление масла или воздуха).

Структурный параметр – это физическая величина, непосред¬ственно отражающая техническое состояние механизма (например, геометрическая форма и размеры, взаимное расположение поверхно¬стей деталей).

Существует  взаимосвязь структурных и диагностических  пара¬метров. Так как непосредственное измерение структурных парамет¬ров затруднено необходимостью разборки механизмов, возникает потребность в косвенной оценке структурных параметров через диаг¬ностические. Диагностирование позволяет своевременно выявить неисправности и предупредить возможные отказы, сокращая потери от простоев автомобиля при устранении непредвиденных поломок.

Диагностические и структурные параметры подразделяются по своим значениям.

Различают:

– номинальное значение параметра, которое  определяется кон¬струкцией и функциональным назначением механизма. Номи¬нальные значения обычно имеют новые механизмы или меха¬низмы, прошедшие капитальный ремонт;

– допускаемое значение параметра  – это такое граничное значе¬ние, при котором механизм может сохранять работоспособность до следующего планового ТО без каких–либо дополнительных воздействий;

– предельное значение параметра –  это наибольшая или наимень¬шая его величина, при которой еще обеспечивается работоспо¬собность механизма. Но при достижении предельного значе¬ния параметра механизма дальнейшая его эксплуатация либо недопустима, либо экономически нецелесообразна;

– упреждающее значение параметра  – это ужесточенное предель¬но допустимое его значение, при котором обеспечивается за¬данный уровень вероятности безотказной работы механизма на предстоящем межконтрольном пробеге автомобиля.

Средства  диагностирования подразделяются на:

– встроенные, которые являются составной частью автомобиля. Это датчики и приборы на панели приборов. Их используют для непрерывного или достаточно частого измерения парамет¬ров технического состояния автомобиля. Современные сред¬ства встроенного диагностирования на основе электронного блока управления (ЭБУ) позволяют водителю постоянно конт¬ролировать состояние тормозных систем, расход топлива, ток¬сичность отработавших газов, а также выбирать наиболее эко¬номичный режим работы автомобиля;

– внешние средства диагностирования не входят в конструкцию автомобиля. К ним относятся стационарные стенды; передвиж¬ные приборы и станции, укомплектованные необходимыми из¬мерительными устройствами.

Диагностические стенды с беговыми барабанами позволяют  ими¬тировать условия движения и нагрузки. Стенд оснащен тормозной установкой и расходомером топлива, что в конечном итоге позволяет проверить основные характеристики всех узлов и агрегатов авто¬мобиля, сравнить их с паспортными данными, произвести корректи¬ровку датчиков и приборов на панели приборов автомобиля, выявить неисправности.

Посты диагностики отдельных агрегатов  оснащаются специаль¬ными приборами и приспособлениями для измерения и контроля основных параметров агрегата и выявления их неисправностей. Так, пост для диагностирования работы двигателя комплектуется виброа¬кустической аппаратурой, стетоскопом и др., позволяющими по осо¬бенностям и уровню шумов и стуков определять техническое состоя¬ние кривошипно–шатунного и газораспределительного механизмов. С помощью стетоскопа определяют увеличение зазоров в латунных и коренных подшипниках коленчатого вала, между поршнем и цилин¬дром, клапанами и толкателями и т. д., устанавливают необходи¬мость выполнения регулировочных и ремонтных работ.

Передвижные ремонтные и ремонтно–диагностические мастерс¬кие предназначены для проведения технического обслуживания и ремонта автомобилей вне СТОА и автотранспортных предприятий. Располагаются такие мастерские в кузове грузовых автомобилей и включают в себя оборудование для выполнения заточных работ по металлообработке: слесарных, сверлильных, токарных и др. Такой комплекс оборудования позволяет проводить мелкий ремонт, вплоть до изготовления неответственных деталей.

Кроме того, передвижная ремонтная мастерская комплектуется приспособлениями, приборами, датчиками для измерения рабочих  параметров агрегатов и узлов  автомобиля и диагностирования их тех¬нического состояния.

3 Назначение и особенности выполнения слесарно-механических работ

Включают механическую обработку деталей после наплавки или сварки, растачивание тормозных  барабанов, изготовление и растачивание втулок дли восстановления гнезд  подшипников, протачивание рабочей  поверхности нажимных дисков сцепления, фрезерование поврежденных плоскостей, срезание резьбовых соединений (не поддающихся отворачиванию) приспособлениями с высокооборотными абразивными  кругами, что характерно для деталей  ходовой части и системы выпуска  газов, изготовление крепежных деталей (болтов, гаек, шпилек, шайги и т.п.

В общей трудоемкости ТР трудоемкость слесарно-механических работ составляет 4-12%. Меньшая доля этих работ - на предприятиях автосервиса или АТП, где предпочтение отдается не ремонту отказавшего узла, а замене его на новый.

Значительное  число отказов автомобиля приходится на долю механических разрушений и  износов. В условиях АТП такие  детали восстанавливают сваркой  или слесарно-механической обработкой. В первом случае поврежденные детали заваривают газовой или электродуговой сваркой, а затем подвергают слесарной  обработке. Характерными примерами  являются заварка трещин в головках блоки цилиндров, трещин различных  кронштейнов. Во втором случае используют так называемый метод ремонтных  размеров. Изношенную шейку вала обрабатывают под размер, меньший номинального и соответствующий ремонтному размеру сопряженной детали. Таким способом восстанавливают опорные шейки валом, тарелки клапанов газораспределения, различные валики и ряд других деталей Часто используют и способ установки дополнительной детали. Например, при износе шейки ведущего вала коробки передач ее механически обрабатывают под меньший размер и напрессовывают ремонтную втулку, изготовленную на токар ном станке из того же материала, что и вал. Наружный диаметр втулки после ее напрессовки обрабатывают под исходный размер шейки вала.

При износе резьбы под свечу зажигания отверстие в головке блока цилиндров иссверливают и нарезают резьбу большого размера. Затем в отверстие вверты-|ют резьбовую втулку, внутренняя резьба которой соответствует резьбе свечи.

Выполняют перечисленные  работы на слесарно-механическом участке  с помощью токарно-винторезных, сверлильных, фрезерных, шлифовальных и других металлообрабатывающих  станков, а также вручную на слесарных  верстаках, существуют стенды специального назначения, например, для обточки  тормозных колодок, шлифовки поверхностей нажимных дисков сцепления и пр.

Восстановление  деталей слесарно-механической обработкой.

В практике ремонта автомобилей слесарно-механическую обработку применяют для устранения раковин, образующихся на рабочей поверхности  седел клапанов (шлифование, притирка или фрезерование), заделки трещин на стенках рубашки охлаждения и пробоин (штифтовка, постановка заплат), подгонки внутренних отверстий втулок (развертывание), восстановления изношенной резьбы на болтах, шпильках, в гайках (прогонка резьбы метчиками и плашками) и т. д.

Мелкие дефекты  седел клапанов выводят притиркой  клапана по седлу, а глубокие раковины — шлифованием с последующей  притиркой. До устранения раковин на рабочей поверхности седла клапана необходимо проверить состояние направляющих втулок клапанов, так как они являются базой при обработке седел клапанов. Если износ отверстия направляющей втулки клапана превышает 0,12 мм (ЗИЛ-130), то втулки заменяют и развертывают под диаметр стержня, устанавливаемого в направляющую втулку клапана.

4 Задача

Средняя наработка  до первого отказа по группе деталей  составляет 45 тыс. км, среднеквадратическое отклонение 5 тыс. км. Определить вероятность  замены детали при пробеге от 30 тыс. км до 80 тыс. км с начала эксплуатации. Распределение подчиняется нормальному  закону.

Решение.

Вероятность отказа в интервале пробега x₁-x₂ определяется разностью:

P(x₂) - P(x₁) = Ф(z₂) - Ф(z₁).

Где z₂ и z₁ нормированные отклонения

z=(x-)/.

где x - наработка  автомобиля  с начала  эксплуатации;

- наработка до  первого отказа по группе деталей;

- среднеквадратическое отклонение.

z₁ = (30-45)/5 = -3;

z₂ = (80-45)/5 = 7;

Вероятность отказа в интервале пробега 30-80 тыс. км составит:

P(x₂) - P(x₁) = Ф(7) - Ф(-3)= 1 – 0,0013 = 0,9987.

Список использованных источников:

1. Кузнецов Е.С. Управление техническими  системами. Учебное пособие/МАДИ(ТУ), М., 1997 г., 177 с.

2. Кузнецов Е.С. Техническая эксплуатация  автомобилей. Учебник для вузов. 4-е изд., перераб., М., Наука, 2004 г., 535 с.

3. Аринин И.Н., Коновалов С.И., Баженов Ю.В. Техническая эксплуатация автомобилей. Высшее профессиональное образование, Ростов н/Д, Феникс, 2004 г., 320 с.

4. РД 50-639-87 Расчет показателей надежности. Общие положения, М., 1987 г., ГосКомСтандарт СССР.