CC BY
30
Корректирование нормативов ресурса элементов тормозной системы автомобилей с учетом сезонной вариации интенсивности и условий
эксплуатации
С.В. Елесин, А. С. Елесин, А. С. Терехов Тюменский государственный нефтегазовый университет, Тюмень
Аннотация: Одним из условий снижения себестоимости транспортной работы является управление ресурсом элементов автомобиля на основе объективных нормативов. В проведенном исследовании рассматривается формирование ресурса элементов автомобилей учитывая сезонную вариацию интенсивности и условия эксплуатации. В выполненной работе для определения коэффициентов корректирования разработана методика. Она основана на износах рассчитных по месяцам года, с учетом средней интенсивности изнашивания фрикционных накладок и пробега автомобиля по месяцам. Расчет коэффициентов корректирования проводился с использованием имитационной модели. Полученные результаты позволяют моделировать ресурс элементов тормозной системы с учетом сезонной неравномерности потребности в них. На их основе возможно корректирование потребности в запасных частях и, соответственно, снижение простоев автомобилей в ожидании ремонта, а также уменьшение объема запасов. Ключевые слова: Норматив ресурса, формирование ресурса, сезонная вариация интенсивности и условий эксплуатации автомобилей, корректирование нормативов ресурса тормозной системы автомобилей
В настоящее время автомобильный транспорт при наличии достоинств имеет и существенные недостатки в сравнении с другими видами транспорта.
К недостаткам относят высокую стоимость транспортной работы, в которой значительный удельный вес занимают затраты на техническое обслуживание и ремонт автомобилей. К недостаткам также относят загрязнение окружающей среды, ущерб от дорожно-транспортных происшествий [1].
Важнейшим условием устойчивого повышения эффективности эксплуатации автомобилей является наличие системы прогрессивных нормативов, которая является составной частью управления ресурсом элементов автомобиля [2].
Существующая система нормирования ресурсов элементов автомобилей имеет определенные недостатки. К ним можно отнести
отсутствие учета сезонной вариации интенсивности и условий эксплуатации автомобилей [3, 4].
Для устранения указанных недостатков необходимо установить закономерность развития ресурса элементов автомобилей учитывая условия их эксплуатации, а также сезонную интенсивность. Для того чтобы установить эту закономерность, нужно процесс развития ресурса рассмотреть, учитывая концепцию формирования качества автомобилей, разработанную профессором Захаровым Н.С. [5].
Данный подход, а частности, был реализован в исследованиях авторов применительно к формирования ресурса элементов тормозной системы автомобилей [6].
Известно, что эффективность работы тормозной системы автомобилей в эксплуатации снижается в связи с увеличением зазоров между накладками и барабанами (основная причина увеличения зазоров при эксплуатации автомобилей - износ тормозных накладок). Эффективность работы тормозной системы также снижается при возникновении других неисправностей, основными причинами которых являются загрязнение рабочих поверхностей тормозных накладок; разрегулировки различных механизмов тормозной системы.
В литературных источниках отечественных и зарубежных авторов указывается, что безотказность работы тормозных систем автомобилей ограничивают в основном тормозные накладки тормозных колодок. В различных исследованиях установлено, что наибольший удельный вес отказов приходится на тормозные накладки.
Результаты, исследований авторов по формированию ресурса тормозной системы автомобилей с учетом условий эксплуатации и сезонной интенсивности позволили проводить корректирование нормативов ресурса тормозной системы.
1
Положим, что Ьт - ресурс до замены тормозных колодок при эксплуатации рассматриваемой марки автомобилей в известных условиях эксплуатации. Эти условия эксплуатации автомобилей характеризуются уровнями определяющих факторов х1т, х2т,...,хпТ. Другие условия эксплуатации автомобилей с уровнями определяющих факторов обозначим х1г, х2г,...,хт . Соответственно, ресурс до замены тормозных колодок при
таких условиях эксплуатации автомобилей будет равен Li. Ресурс тормозных колодок тормозных механизмов автомобилей изменится в ki раз если условия эксплуатации изменятся от х1Т, х2Т,..., хпТ до х1г, х2г,..., хп1
и
к =
Определив величину к, мы можем рассчитать ресурс тормозных колодок тормозных механизмов автомобилей до замены в \ -тых условиях из следующего выражения
— к ит.
Обозначим условия базовыми при эксплуатации автомобилей, в том случае, когда ресурс тормозных колодок до замены равен Ьт. Коэффициент ki обозначим для базовых условий коэффициентом корректирования. Тогда, учитывая вышеизложенное, следует, что для базовых условий корректирующий коэффициент равен 1.
к = ку К.
Следовательно,
А = ку1 кк ит ,
где куп, кы, - частные корректирующие коэффициенты ресурса тормозных колодок до замены. Первый коэффициент зависит от условий
1
эксплуатации автомобилей. Второй коэффициент зависит соответственно, от климатических условий.
Положим, что Ь' - средний по автотранспортному предприятию ресурс тормозных колодок до замены рассматриваемой марки автомобиля. Тогда выражение примет следующий вид
.Ь — кк ,
где к'к - корректирующий коэффициент ресурса тормозных колодок до замены. Этот коэффициент учитывает изменение условий климата по различным регионам.
Принимаем Ь" - как ресурс тормозных колодок, которые используются в определенные периоды года. Рассматриваемое выражение примет следующий вид
.Ь — кк к'к -Ь<т ,
где кК - корректирующий коэффициент ресурса тормозных колодок до замены. Этот коэффициент учитывает годовые сезонные изменения.
Таким образом,
кк — к К кК .
На основе расчетов на имитационной модели развития ресурса тормозной системы автомобилей определены значения к'к. Для автомобилей КамАЗ и МАЗ значения коэффициента корректирования ресурса тормозных колодок до замены равны 1,00 в районе умеренного климата. В районе холодного климата значения к'к для автомобилей КамАЗ равны 1,01, для автомобилей МАЗ равны 1,02.
Для определения коэффициентов корректирования кк авторами разработана методика. Эта методика основана на расчете износов по месяцам года. Расчет износов учитывает среднюю интенсивность изнашивания тормозных накладок и пробег автомобилей по месяцам. Рассчитанные
износы суммируются и сравниваются с величиной допустимого износа. Если величина износа суммарного достигла величины износа допустимого, то определяют условный пробег тормозной колодки автомобиля до замены. Далее определяют коэффициент корректирования. Определение коэффициентов корректирования к"к проводилось с использованием имитационной модели развития ресурса тормозной системы автомобилей.
Блок-схема алгоритма программы представлена на рис. 1. В программе кроме циклических учитываются и случайные компоненты условий и интенсивности эксплуатации автомобилей [7-11]. На основании выполненных исследований и полученных результатов разработаны номограммы, позволяющие определить корректирующие коэффициенты для расчета ресурса тормозных колодок автомобилей КамАЗ, МАЗ. Температура окружающего воздуха в течение периода эксплуатации тормозных колодок автомобилей зависит от даты начала ее эксплуатации.
и
^ Конец ^
Рис. 1. - Блок-схема алгоритма расчета коэффициентов корректирования ресурса тормозных колодок автомобилей
Для практического использования номограмм в качестве входного параметра в них применяется дата начала эксплуатации тормозной колодки.
Полученные результаты позволяют моделировать ресурс элементов тормозной системы с учетом сезонной неравномерности потребности в них.
На основе полученных результатов возможно корректирование потребности в запасных частях элементов тормозных систем автомобилей [12, 13, 14]. Также при реализации разработок возможно снижение простоев автомобилей в ожидании технического обслуживания и ремонта, а также сокращение количества запасных частей.
Литература
1. Захаров Н.С., Савин С.А., Иванкив М.М., Лушников А.А. Факторы, влияющие на продолжительность простоя транспортно-технологических машин в текущем ремонте // Нефтяное хозяйство. - 2014. - №4. - С. 82-84.
2. Захаров Н.С. Влияние условий эксплуатации на долговечность автомобильных шин. - Тюмень: ТюмГНГУ, 1997. - 139 с.
3. Захаров Н.С., Абакумов Г.В., Карнаухов В.Н. Влияние неравномерности интенсивности эксплуатации автомобилей на время простоя исполнителей технического обслуживания // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2012. - №12-2. - С. 167173.
4. Захаров Н.С., Абакумов Г.В., Шевелев Е.С. Влияние сезонных условий на оптимальное количество постов технического обслуживания автомобилей // Транспорт Урала. - 2008. - №1. - С. 72-76.
5. Захаров Н.С. Моделирование процессов изменения качества автомобилей / Н.С. Захаров. - Тюмень: ТюмГНГУ, 1999. - 127 с.
6. Захаров Н.С., Абакумов Г.В., Евтин П.В., Елесин А.С. Планирование потребности в элементах тормозной системы с учетом сезонной вариации
интенсивности и условий эксплуатации автомобилей // Научно-технический вестник Поволжья. - 2012. - №6. - С. 241-244.
7. Захаров Н.С. Использование ТР-распределения при моделировании процессов изменения качества автомобилей // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. - 1999. - №3. - С. 105-111.
8. Захаров Н.С., Логачев В.Г., Макарова А.Н. Оценка надежности автомобилей с учетом вариации фактической периодичности технического обслуживания // Известия Тульского государственного университета. Серия: Математика. Механика. Информатика. - 2012. - №12-2. - С. 186-191.
9. Pascual, F. and F. Zhang, 2011. Monitoring the Weibull shape parameter by control charts for the sample range. Quality and Reliability Engineering International, 1: pp. 15-25.
10. Taghipour, S. and D. Banjevic, 2012. Optimum inspection interval for a system under periodic and opportunistic inspections. IIE Transactions, 11: pp. 932948.
11. Vogt, H., 1969. Parameter und Prozentpunktschätzung von Lebensdauerverteilungen bei kleinem Stichprobenumfang. Metrika, pp: 117-131.
12. Захаров Н.С., Новоселов О.А., Зиганшин Р.А., Макарова А.Н. Целевая функция при управлении снабжением запасными частями для транспортно-технологических машин в нефтегазодобыче // Научно-технический вестник Поволжья. - 2014. - № 4. - С. 108-110.
13. Захаров Н.С., Ракитин В.А. Оценка срока окупаемости газобаллонного оборудования с учетом изменения надежности газодизельных автомобилей // Инженерный вестник Дона, 2015, №3 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/ n2p2y2015/2916/.
14. Пермяков В.Н., Новоселов О.А., Макарова А.Н. Моделирование закономерностей распределения наработок на отказ бульдозеров при
строительстве оснований для нефтегазовых объектов // Инженерный вестник Дона, 2014, №2 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2014/2435/.
References
1. Zaharov N.S., Savin S.A., Ivankiv M.M., Lushnikov A.A. Neftjanoe hozjajstvo, 2014. №4. p. 82-84.
2. Zaharov N.S. [Vlijanie uslovij jekspluatacii na dolgovechnost' avtomobil'nyh shin]. Tjumen': TjumGNGU, 1997. 139 p.
3. Zaharov N.S., Abakumov G.V., Karnauhov V.N. Tehnicheskie nauki. 2012. №12-2. p. 167-173.
4. Zaharov N.S., Abakumov G.V., Shevelev E.S. Transport Urala. 2008. №1. p. 72-76.
5. Zaharov N.S. [Modelirovanie processov izmenenija kachestva avtomobilej]. Tjumen': TjumGNGU, 1999. 127 p.
6. Zaharov N.S., Abakumov G.V., Evtin P.V., Elesin A.S. Nauchno-tehnicheskij vestnik Povolzh'ja. 2012. №6. p. 241-244.
7. Zaharov N.S. Neft' i gaz. 1999. №3. p. 105-111.
8. Zaharov N.S., Logachev V.G., Makarova A.N. Izvestija Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Serija: Matematika. Mehanika. Informatika. 2012. №12-2. p. 186-191.
9. Pascual, F. and F. Zhang, 2011. Monitoring the Weibull shape parameter by control charts for the sample range. Quality and Reliability Engineering International, pp: 15-25.
10. Taghipour, S. and D. Banjevic, 2012. Optimum inspection interval for a system under periodic and opportunistic inspections. IIE Transactions, pp: 932948.
11. Vogt, H., 1969. Parameter und Prozentpunktschätzung von Lebensdauerverteilungen bei kleinem Stichprobenumfang. Metrika, pp: 117-131.
12. Zaharov N.S., Novoselov O.A., Ziganshin R.A., Makarova A.N. Nauchno-tehnicheskij vestnik Povolzh'ja. 2014. № 4. p. 108-110.
13. Zaharov N.S. N.S. Zaharov, V.A. Rakitin. Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2015, №3 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/ n2p2y2015/2916/.
14. Permjakov V.N. V.N. Permjakov, O.A. Novoselov, A.N. Makarova. Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2014, №2 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2014/2435/.
