CC BY
25
УДК 621.86/. 87
КОНТРОЛЕПРИГОДНОСТЬ И МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ НАЗЕМНЫХ ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН
Н.Т. Сандан, В.В. Конгар-оол, С.А. Евтюков, Ю.Ф. Кайзер,
Н.С. Борбак-оол
В данной статье была решена проблема контроля качества производства автотракторной техники за счет введения на эксплуатационных предприятиях линий инструментального технического контроля, внедрением в конструкцию автотракторной техники встроенных систем диагностирования, то есть повышением ее контролепригодности. Таким образом, данная проблема может быть решена, с одной стороны, введением на эксплуатационных предприятиях линий инструментального технического контроля, а с другой стороны, внедрением в конструкцию автотракторной техники встроенных систем диагностирования, то есть повышением ее контролепригодности.
Ключевые слова: автотракторная техника, контролепригодность, техническое состояние, диагностирование.
В настоящее время эксплуатация НТТМ особенно остро нуждается в инструментальных методах контроля технического состояния, что позволяет назначать периодичность и производить обслуживание по состоянию объекта диагностирования, то есть для каждой конкретной машины. В этом случае, как показывает практика [1], снижаются эксплуатационные расходы. Велико значение технического диагностирования как метода инструментального определения технического состояния НТТМ без ее разборки. Например, при налаженном обслуживании автомобилей с применением средств технической диагностики периодичность второго технического обслуживания (ТО-2) увеличивается на 10-20%, трудоемкость ТО-2 снижается на 10-15%, затраты на текущий ремонт, расход на запасные части и расход топлива уменьшаются на 8-20% [1]. Затраты на диагностирование могли бы быть также снижены, если бы автотракторная техника имела бы высокую степень контролепригодности, то есть была бы оснащена встроенными точками контроля. Однако практика конструирования автомобилей и тракторов, а также транспортно-технологических машин на их базе, лишь только начинает внедрять в конструкции встроенные средства технического самодиагностирования и точки-выходы для присоединения внешних средств технического диагностирования.
Методы определения технического состояния автотракторной техники. Техническое обслуживание и ремонт являются обязательными элементами процесса поддержания надежности, жизнестойкости, подвижности НТТМ. Техническое обслуживание и ремонт должны обеспечивать требуемый уровень безотказности работы агрегатов машины и технического объекта в целом при наименьших затратах времени и средств. Машина теряет свои эксплуатационные свойства постепенно и постоянно, а восстановление их происходит порциями. Необходимость периодического восстановления работоспособности автотракторной техники ставит перед технической службой эксплуатационных предприятий сложные задачи выбора методов определения технического состояния, периодичности и объема технического обслуживания и ремонтов.
Согласно [1] периодичность технического обслуживания и ремонта определяется по статистическим данным пробега автотракторной техники до допустимого значения параметра, характеризующего техническое состояние эксплуатируемого объекта. В силу того, что пробег до предельного состояния является случайным и разброс данных большой, то для снижения затрат периодичность технического обслуживания принимают больше минимальной с учетом допустимой вероятности безотказной работы. При этом часть автотракторной техники нуждается в техническом обслуживании рань-
ше установленной периодичности, а для подавляющей части обслуживание производится преждевременно. Для сокращения затрат на техническое обслуживание и повышения надежности необходимо производить работы, когда параметр достигает допустимого значения. Подобные работы возможны в том случае, если техническое обслуживание и ремонт недостаточно организованы. В настоящее время технический контроль на российских эксплуатационных предприятиях недостаточно эффективен и приводится в основном визуальным методом при отсутствии достаточной квалификации исполнителей. Для объективного контроля необходимы приборы и оборудование, с помощью которых выявляются автотракторные объекты, представляющие опасность при эксплуатации [2].
Для определения роли и места диагностирования как совокупности технологических операций в системе обслуживания и текущего ремонта НТТМ согласно [3] необходимо классифицировать его по основным организационным признакам, позволяющими выбрать для любого эксплуатационного предприятия концепцию, компоновку, состав, организацию и технологию работы диагностического комплекса. Такая классификация, основанная на обобщении зарубежного и отечественного опыта, в соответствии с работой [3] представлена на рис. 1.
Рис. 1. Классификация видов диагностирования по организационным признакам
463
Бортовая диагностика как метод поддержания подвижности НТТМ. Использование стационарных методов диагностики НТТМ приемлемо в случаях технического обслуживания и ремонта. Однако в условиях управления (поддержания) ее подвижности необходимо иметь систему бортовой диагностики и обеспечения живучести машины см. рис. 2.
Рис. 2. Структурная схема эксплуатационных свойств автотракторной техники
Живучесть машины может обеспечиваться тремя способами: достаточным уровнем надежности машины в целом и ее систем, подсистем, элементов (см. рис. 3), дублированием узлов и агрегатов; восстановлением непосредственно в процессе эксплуатации узлов, агрегатов и деталей автотракторной техники [3].
Рис. 3. Функциональная схема НТТМ: ОИ - объективная информация; СИ - субъективная информация; И - система обработки и отображения информации; В - водитель-оператор;
У - устройства управления (входят в различные системы); сплошная линия - конструкционные связи, пунктирная линия - энергетические
и силовые связи
В связи с изложенным под системой обеспечения жизнестойкости автотракторной техники понимается такая совокупность систем, подсистем и элементов функционирования машины, которая позволяет поддерживать минимально-необходимую конструкционную конфигурацию ее узлов, агрегатов и деталей для обеспечения вы-
полнения оперативно-функциональной задачи. Системы обеспечения жизнестойкости по антропологическому классификационному признаку подразделяются на неавтоматические, полуавтоматические, автоматические, а по признаку автономности на неавтономные и автономные рис. 4. Неавтоматические неавтономные комплексы жизнеобеспечения автотракторной техники - это стационарные станции технического обслуживания и ремонта машин. Если оператора-водителя рассматривать как звено (систему) машины, то выполняемое им техническое обслуживание и ремонт по обеспечению жизнестойкости автотракторного средства можно условно отнести к полуавтоматическому неавтономному типу. Если восстановление минимально-необходимой конструкционной конфигурации машины производится без помощи человека, то имеет место автоматический автономный комплекс обеспечения жизнестойкости автотракторной техники [3].
Рис. 4. Классификация систем жизнеобеспечения НТТМ
Системы дублирования на сегодняшний день широко применяются во многих сложных технических системах, в том числе и в НТТМ. Принцип их действия основан на подключении дублирующей системы при выходе из строя основной. Решение о введение в действие дублирующей системы основано на анализе диагностики элементов конструкции (рис. 5, а). Главным недостатком является существенное увеличение массы и габаритности машины.
Системы восстановления работают по принципу автономного саморемонта вышедшего из строя элемента конструкции (рис. 5, б). Наиболее простой пример системы жизнеобеспечения путем восстановления - это регенерация органов и конечностей у биологических объектов живой природы, а также генно-инженерное клонирование живых организмов и их отдельных частей. Однако на сегодняшний день практически в НТТМ такие системы не применяются. Небольшим исключением являются шины специальной конструкции, которые могут «заживлять» проколы, полученные на дорогах [3].
Для передачи по коммуникационным линиям контрольной информации в режиме бортовой диагностики могут быть использованы как аналоговый, так и цифровой методы.
а б
Рис. 5. Функциональные схемы систем жизнеобеспечения: а - дублирование; б - восстановление, (1 (1.1...1.п) - датчики параметров состояния агрегатов, узлов, деталей; 2 - усилитель-преобразователь сигналов; 3 - бортовая электронно-вычислительная машина; 4а - механизм включения системы дублирования; 4б - механизм включения системы восстановления; 5 - регенератор; 6 - необходимые для восстановления вещества и материалы; 7 - исполнительный ремонтный блок; 8 - элемент машины, требующий обслуживания, ремонта или замены)
Аналоговый метод использует непрерывное или дискретно-непрерывное представление информации. При этом информационный параметр pji (;) обрабатываемого
сигнала является аналогом измеряемой величины qji (;), то есть имеет место функциональная (линейная или нелинейная) зависимость на всем отрезке времени диагностики
Р]г (;) = ф[qji (;)] .
Цифровой метод основан на замене непрерывной шкалы уровней (текущего значения) первичного сигнала шкалой дискретных значений. Такая замена называется квантованием.
Обычно шаг квантования й по всей шкале передается постоянным, то есть
а = V (т -1),
где I - шкала первичного сигнала; т - число уровней квантования.
На рис. 6 представлен алгоритм оценки подвижности Н по результатам бортовой диагностики, который представляет собой следующую совокупность компьютерных операций.
Представленный алгоритм оценки технического состояния машины по результатам бортовой диагностики позволяет произвести определение степени подвижности конкретного автотракторного средства как по мобильности, так и по жизнестойкости (надежности). При этом возможно принятие решения не только на прекращение работы или ее продолжение, но и на определение рациональных характеристик выполнения оперативно-функциональной (технологической) задачи, то есть реализовать процесс управления подвижностью [4].
/ Ввод выходных / / характеристик / / диагностирования / / р,М)=®М)]= / / / Определение множеств показателей (характеристик): прямых Бп(вп = {бпг} ,1 = 1,2,...,ЛГ) и косвенных Дс(Ас = Ку} ,7=1,2,...,и)
Расчет функций состояния автотракторного средства: частных Л(ЯпЛ); \{вп,вк) и обобщенной А(вп,вк)=%{Ак(в1„вк)лЛвп,вкиЛв11,вк)\
1
Расчет частных функций цели ФДЯ);Ф7(л); у(л);/>(л)
Рис. 6. Блок-схема алгоритма обработки информации по оценке подвижности автотракторной техники при бортовой диагностике
Изложенная концепция бортовой диагностики и оценка подвижности НТТМ по результатам бортового контроля систем, агрегатов, узлов и деталей машины могут быть эффективными лишь в том случае, если контролепригодность автотракторного средства оптимальна. Здесь под оптимальностью контролепригодности понимается сочетание таких факторов, как наличие достаточного числа точек контроля с позиции полного распознавания дефектов машины, и минимальной стоимости реализации этих точек в конструкции автотракторного средства [4].
Список литературы
1. Дубов А.В. Автоматизация технического диагностирования аналоговых устройств. Текст: непосредственный // Молодой ученый. Казань: 2010. № 5 (16). С. 4751.
2. Евтюков С.А., Куракина Е.В., Евтюков С.С., Сандан Н.Т. Эксплуатация подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин. Санкт-Петербург: ИД «Петрополис», 2019. 380 с.
3. Дунаев А.П. Организация диагностирования при обслуживании автомобилей. М.: Транспорт, 1987. 207 с.
4. Бушуева М.Е., Ломакина Л.С. Моделирование и оптимизация размещения компонентов объекта в конструктивных единицах для обеспечения контролепригодности // Математика. Компьютер. Образование: Тезисы докл. III Международной конф. Дубна, 1996. 83 с.
Сандан Нелли Тимуровна, старший преподаватель, sandan.nelli@yandex.ru, Россия, Республика Тыва, Кызыл, Тувинский государственный университет,
Конгар-оол Валерия Вячеславовна, аспирант, ondar4645@mail. ru, Россия, Красноярск, Сибирский федеральный университет,
Евтюков Сергей Аркадьевич, д-р техн. наук, профессор, s.a.evt@mail.ru, Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет,
Кайзер Юрий Филиппович, канд. техн. наук, доцент, kaiserl 70174@mail.ru, Россия, Красноярск, Сибирский федеральный университет,
Борбак-оол Наадым Сылдысович, аспирант, borbakool. naadym@mail. ru, Россия, г. Красноярск, Сибирский федеральный университет
CONTROL FITNESS AND METHODS FOR DETERMINING THE TECHNICAL CONDITION OF GROUND TRANSPORTATION AND TECHNOLOGY MACHINES
N.T. Sandan, V.V. Kongar-ool, S.A. Evtyukov, Yu.F. Kaiser, N.S. Borbak-ool
In this article, the problem of quality control of the production of automotive equipment was solved by introducing instrumental technical control lines at operating enterprises, by introducing built-in diagnostic systems into the design of automotive equipment, that is, by increasing its testability. Thus, this problem can be solved, on the one hand, by introducing instrumental technical control lines at operational enterprises, and on the other hand, by introducing built-in diagnostic systems into the design of automotive equipment, that is, by increasing its testability.
Key words: automotive equipment, testability, technical condition, diagnostics.
Sandan Nelli Timurovna, senior lecturer, sandan. nelli@yandex. ru, Russia, Republic of Tyva, Kyzyl, Tuva State University,
Kongar-ool Valeria Vyacheslavovna, postgraduate, ondar4645@ mail. ru, Russia, Krasnoyarsk, Siberian Federal University,
Evtyukov Sergey Arkadievich, doctor of technical sciences, professor, s.a.evt@mail.ru, Russia, St. Petersburg, St. Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering,
Kaiser Yuri Filippovich, candidate of technical sciences, docent, kaiserl 70174@,mail. ru, Russia, Krasnoyarsk, Siberian Federal University,
Borbak-ool Naadym Syldysovich, postgraduate, borbakool. naadym@mail. ru, Russia, Krasnoyarsk, Siberian Federal University
