К ВОПРОСУ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМОБИЛЕЙ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 629.113

Р.Х. Хасанов, кандидат технических наук, доцент кафедры автомобильного транспорта, ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный университет» e-mail: hasanov_r@mail.ru

К ВОПРОСУ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМОБИЛЕЙ

Актуальность статьи заключается в том, что планово-предупредительная система технического обслуживания и ремонта автомобилей позволяет поддерживать технически исправное состояние автомобиля и обеспечивать безопасную и комфортную его эксплуатацию, однако определить мероприятия, позволяющие получить наилучший результат в аспекте эффективности эксплуатации автомобиля, не всегда представляется возможным. Поэтому целью статьи является определение возможности использования разработанной автором методики оценки эффективности эксплуатации автомобиля по комплексному показателю на примере автомобиля марки КАМАЗ-4310, оснащённого двигателем КАМАЗ - 740.10 с учётом технического состояния кулачков распределительного вала.

Было установлено, что при сравнении двух вариантов стратегий ремонта распределительного вала (где первый вариант предполагает замену распределительного вала с изношенными кулачками на новый, а второй вариант - на восстановленный) эксплуатация автомобиля марки КАМАЗ-4310 будет эффективней за счёт использования первого варианта стратегии ремонта распределительного вала двигателя КАМАЗ - 740.10 при прочих равных условиях.

Ключевые слова: эффективность эксплуатации автомобилей, диагностирование, техническое обслуживание, ремонт.

По данным отечественных и зарубежных специалистов в области обеспечения безопасности дорожного движения в автотранспортном комплексе до 15 % дорожно-транспортных происшествий (ДТП) и 20 % случаев возгораний на АТС были вызваны технической неисправностью элементов автомобилей [7]. Значительная доля автомобилей в РФ не отвечает современным мировым требованиям по экологической безопасности, что связано в большей мере со значительным устареванием автомобильного парка, и соответственно, ухудшением его технического состояния [3, 6].

Современные модели автомобилей отличаются от предыдущих моделей использованием перспективных технологий по улучшению эргономических, конструктивных и эксплуатационных свойств АТС. Поэтому актуальным является разработка и оценка мероприятий по обеспечению безопасной и эффективной эксплуатации автотранспортных средств (АТС). Одним из мероприятий, позволяющих обеспечивать технически исправное состояние автомобиля в процессе эксплуатации, считается зарекомендовавшая во всем мире планово-предупредительная система, включающая в себя технические обслуживания (ТО) и ремонты (Р).

В этой связи, при определении эффективности эксплуатации автомобиля необходимо анализировать показатели АТС, учитывающие эксплуатационные и другие свойства, включая свойства безопасной эксплуатации. Это позволит учитывать затраты финансовых, трудовых и временных ресурсов при различных условиях эксплуатации автомобиля.

Автором в работе [9] был обоснован комплекс-

ный показатель эффективности эксплуатации автомобилей и проанализировано использование этого показателя при условиях, что легковой автомобиль мог оказаться в аварийной ситуации по причине технической неисправности одного из его элементов. Необходимо проверить, может ли данный комплексный показатель эффективности эксплуатации автомобилей применяться в условиях, когда отказ элемента не приводит к аварийным ситуациям (ДТП, возгораниям и т.п.).

Рассмотрим на примере технического состояния распределительного вала (РВ) двигателя КАМАЗ 740.10, а именно, технического состояния впускных и выпускных кулачков, как элементов газораспределительного механизма (ГРМ), от состояния которых в процессе эксплуатации зависят эксплуатационные, топливные и экологические показатели автомобиля.

Исходя из зависимостей, представленных на рисунке 1, допустимое значение технологического показателя Од принимается по техническому Одт или экологическому критерию Одэ, где приоритетное значение принадлежит экологическому показателю при условии обеспечения работоспособности РВ, а также проводить прогнозную оценку наработки до их достижения, следовательно, своевременно проводить профилактические и ремонтные воздействия двигателя.

в,=С1йв:=КЬг-1т) = АЬ] (1).

Тогда для определения комплексного показателя эффективности эксплуатации автомобиля с учётом технического состояния кулачков РВ двигателя КАМАЗ - 740.10 общий вид выражения будет следующим:

Рисунок 1. Графическое представление зависимостей изменения технологического параметра (износа) кулачков РВ от наработки и его связи с параметрами экологического показателя (дымность отработавших газов) и показателя топливной экономичности (удельный расход топлива) двигателя КамАЗ-740 (прототипа двигателя КАМАЗ 740.10) (Примечание: где Ь - оценка математического ожидания наработки до предельного состояния изделия; Gnp - предельное значение показателя; ДЬ - запас работоспособности по техническому состоянию; Ьмц - величина межремонтного цикла; Ьу - величина гамма-процентной наработки; Gд - допустимое значение показателя; G0 и ф^) - оценка математического ожидания и плотность исходного (базового) значения технологического показателя; Д(Ь) - плотность наработки до предельного состояния; А^) - плотность распределения технологического показателя; М^,Ь) - функция изменения технологического показателя от наработки; у^) - функция изменения установленного экологического показателя от технологического показателя; у(Ь) - функция изменения установленного экологического показателя от наработки) [1, 2].

ПА =

' f (к1 к1 /V' V1 1

) ^ > )К<>1> экол)

f (к1 к' /V' V* ^

}топл \ moTLi г> топ:1> тот }

Г (к1 к1 /V' V1 ^

- Р рсм\рсм> ' рс'м' •'рем)

(2),

= ШАЭКОЛ + 1ША

топл

• тах,

где к1К0Л - коэффициент, учитывающий уровень экологической безопасности АТС, связанный с износом кулачков РВ;

кщ0ПЛ - коэффициент, учитывающий уровень топливной экономичности АТС, связанный с износом кулачков РВ;

к1 - коэффициент, учитывающий число неисправностей и отказов АТС, связанных с износом кулачков РВ;

Л/^пл,^ - количество отказов АТС с учётом экологического и топливного параметров и выбора стратегии ремонта, связанных с износом кулачков РВ, ед.;

цУрем - величина ущерба с учётом

У1 У'

экол' 17 топл '

экологического и топливного параметров и выбора стратегии ремонта, связанных с износом кулачков РВ, р.;

ШАЭК0Л> ШАтопл,АПАрем - величина изменения комплексного показателя с учётом экологического и топливного параметров и выбора стратегии ремонта, определяемого как разность показателей предыдущего и последующего периодов.

Так как существует возможность определения вышеперечисленных ущербов от износа кулачков РВ АТС, то в определении остальных элементов выражения (2) нет необходимости. В противном случае определение этих коэффициентов было бы мероприятием неизбежным.

Величина ущерба от износа кулачков РВ, влияющих на уровень экологической безопасности АТС, может определяться по формуле [8]:

У«» = птршс = {пн_ .К, (3)

где Птранс - общая плата за выбросы загрязняю-

щих веществ (с учётом коэффициентов экологической ситуации, города и инфляции) от передвижных источников, р.;

П - плата за допустимые выбросы загряз-

нтранс '

няющих веществ в атмосферу от передвижных источников, р.;

Пси^ - плата за превышение допустимых выбросов загрязняющих веществ от передвижных источников, р.;

Кэ атм - коэффициент экологической ситуации и экологической значимости атмосферы в данном регионе;

Кг - коэффициент, учитывающий увеличение выбросов ВВ при движении в условиях города (К=1,2);

1инф - коэффициент инфляции.

Величина ущерба от износа кулачков РВ, влияющих на уровень топливной экономичности АТС, может определяться по формуле [4, 10]:

Утот =Си-0 (4),

где С1л - цена за 1 литр дизельного топлива, р.;

Q - объем израсходованного топлива, л.

Величина ущерба от износа кулачков РВ, зависящего от стратегии ремонта двигателя за период эксплуатации (в нашем случае выраженная через уровень ремонтопригодности РВ), может определяться по формуле [5]:

V — 1г Я 4- 1г ч

'рем Лсм"н т ^Р^Р.НОМ

(5),

где кш - коэффициент сменности, определяющий долю замен РВ на новый за установленный период;

- стоимость нового РВ, р.;

кр - коэффициент сменности, определяющий долю восстановления РВ за установленный период;

Бр.ном - номинальная стоимость ремонта РВ, р.

В данной статье за первый вариант стратегии ремонта принимается случай, когда после доремонт-ного цикла РВ (износа кулачков до предельного значения показателя технологического параметра Опр, рисунок 1) заменяется на новый, то есть ресурс РВ ограничивается доремонтной наработкой, что наблюдается в большинстве автотранспортных предприятий, а за второй вариант - случай, когда после доремонтного цикла РВ заменяется на восстанов-

ленный. Совокупность доремонтной и межремонтной наработок РВ составляют расчётный период.

В таком случае, определение комплексного показателя автомобиля за расчётный период с учётом износа кулачков РВ, учитывающего разность показателей предыдущего и последующего периодов, может производиться по формулам:

^ПАпип„ — У1ЭК0Л У;

2экол

ЬПАтопл У\топл У^топл

&ПАрем =

Ба_ П Ь1

П

(6),

(7),

(8),

где У\экол, Угжоп - величина ущерба от износа кулачков РВ, влияющих на уровень экологической безопасности при использовании первой и второй стратегии за срок эксплуатации РВ, р.

У\.топл> У 1топл. - величина ущерба от износа кулачков РВ, влияющих на уровень топливной экономичности при использовании первой и второй стратегии за срок эксплуатации РВ, р.

Б1, Б2 - соответственно затраты на ремонт двигателя по первой и второй стратегии за расчётный период РВ, р.;

Ь1, Ь2 - соответственно значение доремонтной и межремонтной наработок РВ при ремонте двигателя по первой и второй стратегии за расчётный период РВ, тыс. км.

Тогда согласно выражению (2) комплексный показатель эффективности эксплуатации автомобиля с учётом технического состояния кулачков РВ двигателя КАМАЗ - 740.10 при сравнении первого и второго вариантов стратегий ремонта за расчётный период (306 тысяч км для условий эксплуатации принятых в работе [8]) будет равен:

ПА = 5185 + 39787 + 1196 = 46168 р.

Таким образом, принятый в [9] комплексный показатель эффективности эксплуатации АТС с учётом технического состояния кулачков РВ двигателя КАМАЗ - 740.10 определяет первый вариант стратегии ремонта как наиболее эффективный и позволяет проводить оценку и в случаях с аварийными событиями, и в случаях отсутствия этих аварийных событий.

Литература

1. Апсин, В.П. Обоснование методики прогнозной оценки наработки составных частей автомобильных двигателей / Апсин В.П. // Прогрессивные технологии в транспортных системах: Материалы VI рос. научн.-техн. конф. 18-20 ноября 2003 г. Оренбург / Гос. образоват. учреждение высш. проф. образования «Оренбургский гос. ун-т». - Оренбург: ИПК ОГУ, 2003. - С. 7-9.

2. Бондаренко, Е.В. Методика размерного обоснования составных частей автомобильных двигателей при ремонте на основе обеспечения выходных параметров: дис... канд. техн. наук: 05.22.10 / Бондаренко Елена Викторовна. - Оренбург, 1996. - 106 с.

3. Вольнов, А.С. Методика экологического мониторинга автотранспортных потоков по параметрам комплексного загрязнения приземного слоя атмосферы: дис. ... канд. техн. наук: 05.22.10 / Вольнов Александр Сергеевич. - Оренбург, 2017. - 157 с.

4. Дрючин, Д.А. Автомобильные эксплуатационные материалы [Текст]: монография / Д.А. Дрючин, Н.Н. Якунин. - Оренбург: ГОУ ОГУ, 2008. - 364 с.

5. Кеян, Е.Г. Повышение ремонтопригодности двигателей на основе оптимальной стратегии текущего ремонта: дис. ... канд. техн. наук: 05.22.10 / Кеян Ерванд Грантович. - Оренбург, 2000. - 126 с.

6. Лянденбурский, В.В. Тактика технического обслуживания и текущего ремонта автомобилей на основе встроенного диагностирования / А.С. Иванов, В.В. Лянденбурский, Л.А. Рыбакова // Нива Поволжья. -2014. - № 8. - С. 56-62.

7. Сидорин, Е.С. Совершенствование организации технического обслуживания элементов системы электрооборудования легковых автомобилей: дис. ... канд. техн. наук: 05.22.10 / Сидорин Евгений Сергеевич. - Оренбург, 2015. - 148 с.

8. Филиппов, А.А. Развитие нормативной базы, регламентирующей экологическую безопасность автотранспортных средств / А.А. Филиппов, О.В. Дудченко // Вестник ОГУ - 2015. - № 9 (184). - С. 200-206.

9. Хасанов, Р.Х. Обоснование комплексного показателя эффективной эксплуатации автомобилей / Р.Х. Хасанов // Вестник ОГУ. - 2015. - № 9 (184). - С. 225-231.

10. Хасанов, Р.Х Повышение эксплуатационных свойств распределительных валов автомобильных двигателей на основе конструктивно-технологических методов: дис. ... канд. техн. наук: 05.22.10 / Хасанов Рустем Халилович. - Оренбург, 2015. - 141 с.