Обоснование использования технологий ремонта автомобилей основнных на примененииклеевых основ Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

УДК621.792

ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ РЕМОНТА АВТОМОБИЛЕЙ ОСНОВАННЫХ НА ПРИМЕНЕНИИ КЛЕЕВЫХ СОСТАВОВ

Башкирцев Владимир Иванович, доктор технических наук, профессор кафедры сервиса, vbashkirtsev@ yandex.ru,

Никишина Ольга Станиславовна, аспирантка, olga [email protected],

ФГБОУ ВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса»,

г. Москва

Юдицкий Лев Алексеевич, студент, [email protected],

Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет

(МАДИ), г. Москва

В статье представлена классификация отказов автомобилей, выполнен анализ факторов, определяющих действия автовладельца при отказе автомобиля, осуществлен анализ возможных действий автовладельца при возникновении отказа автомобиля; обоснована необходимость использования клеевых составов при восстановлении работоспособности транспортных средств, которые позволяют устранить неисправности автомобиля на месте их возникновения.

Ключевые слова: отказ, классификация отказов, вероятность безотказной работы, теория надежности, клеевые составы, автомобиль, предприятие технического сервиса, восстановление работоспособности автомобиля.

The author provides a classification of automobile failures and analyses factors stipulating automobile owner’s actions in case his automobile fails as well as the actions. The author substantiates the need for application of adhesive compositions for vehicles operability restoration that allow repairing automobiles on site.

Keywords: failure, failure classification, probability of no-failure operation, reliability theory, adhesive compositions, automobile, technical service enterprise, automobile operability recovery.

Автомобиль является технически сложным объектом, который предназначен для длительного пользования. Согласно Закону «О защите прав потребителей», изготовитель должен установить срок службы автомобиля, а в случае если это не сделано, то он принимается равным десяти годам. На протяжении всего этого срока автомобиль нуждается в обслуживании, что обеспечивает его работоспособность и повышает надежность. Однако, согласно теории надежности, автомобиль, как технически сложный объект, может отказать. Отказ автомобиля является событием случайным, а время (Т) до его возникновения - случайной величиной. Отказ прогнозировать невозможно, можно лишь характеризовать наступление или ненаступление данного события с любой

вероятностью [1]. В связи с этим вероятностью безотказной работы Р(1) за некоторое фиксированное время t называется вероятностью того, что время Т>^ т.е.

Р^)=Р(Т>^),

где Т - случайная величина, равная времени наработки до отказа.

Вероятность безотказной работы является убывающей функцией времени, имеющей следующие свойства:

0< Р^)<1, Р(0)=1, Р(+ю) = 0.

Если принять, что автомобиль может находиться только в одном из двух состояний, относящихся к работоспособности (работоспособном или неработоспособном), то вероятность безотказной работы Р(1) можно связать с вероятностью отказа следующими соотношениями:

где F(t) - вероятность отказа, равная вероятности того, что наработка до отказа будет меньше текущего значения 1

Г рафическое изображение вероятностей безотказной работы и отказа представлено на рисунке! [2].

Рисунок 1 - График взаимного расположения вероятности безотказной работы Р^) и отказа F(t)

Плотность распределения наработки до отказа связана с вероятностью безотказной работы соотношением

(И ск

Интенсивность отказов А(;), это условная плотность вероятности возникновения

отказа автомобиля, определяемая при условии, что до рассматриваемого момента времени отказ не возник. Интенсивность отказов используют для характеристики безотказности автомобиля и определяют как отношение плотности распределения к вероятности безотказной работы автомобиля:

Интенсивность отказов характеризует долю изделий, отказавших в единицу времени, начиная с момента времени ; отнесенную к числу изделий, работоспособных с момента ;

Интенсивность отказов оценивают по формуле

где N(1) - число работоспособных объектов в момент времени ;;

М — достаточно малы интервал времени; ДМ - число отказов за период М.

Интенсивность отказов и вероятность безотказной работы связаны между собой зависимостью

или

Интенсивность отказов Ajft) является основным показателем надежности элементов

сложных систем, которым является автомобиль. Это объясняется следующими обстоятельствами:

- по известной интенсивности Aft} просто оценить остальные показатели

надежности как отдельных элементов автомобиля, так и автомобиля в целом;

- интенсивность отказов i(t) обладает хорошей наглядностью;

- интенсивность отказов нетрудно получить экспериментально.

Интенсивность отказов изменяет свое значение по мере эксплуатации автомобиля и

описывается U-образной кривой, представлена на рисунке 2, которая имеет три характерных участка: период приработки, период нормальной эксплуатации, период износа [3].

— ехр

Jo

A©d(t)

Рисунок 2 - График изменения интенсивности отказов автомобилей

Период приработки автомобиля характеризуется убывающей интенсивностью отказов. Повышенная интенсивность отказов обусловлена дефектами производства, сборки и регулировки. Часто с продолжительностью этого периода связывают сроки гарантийного обслуживания объекта, когда устранение отказов производится изготовителем.

В период нормальной эксплуатации интенсивность отказов практически остается постоянной (АО;) й*сопз1:). Этот период начинается сразу после периода приработки и

заканчивается непосредственно перед периодом старения, при этом отказы носят случайный характер и появляются внезапно, прежде всего, из-за случайных изменений нагрузки, несоблюдениея условий эксплуатации, неблагоприятных внешних факторов и т.п. Именно этот период составляет основу срока службы автомобиля.

Возрастание интенсивности отказов наблюдается в период старения автомобиля, что сопровождается катастрофическим изнашиваем, при котором стремительно

растет.

Российский автопарк «свежестью» не отличается. Латаная-перелатаная вазовская «копейка» или ГАЗ-24 первых лет выпуска - редкость на московских улицах, а в провинции - нормальное явление. Согласно данным ГИБДД, средний возраст легковых машин, эксплуатирующихся в России, - 12,5 лет, 55% отечественного автопарка старше 10 лет, 26.8% машин находятся в возрасте от 5 до 10 лет, и только 17.7% автомобилей были выпущены менее 5 лет назад [4].

На основе вышеперечисленного следует вывод, что автомобиль, независимо от года его выпуска, может отказать. Интенсивность отказов на протяжении срока службы распределена неравномерно: интенсивность повышена во время обкатки (приработки) автомобиля и в период старения автомобиля, когда он эксплуатируется за пределами срока службы. Таких автомобилей в России более половины, т.к. даже программа утилизации мало что изменила.

Для установления причин отказов и разработки мероприятий по снижению вероятности их возникновения служит классификация отказов (рисунок 3).

Отказы делят: по причине возникновения, по характеру проявления,

взаимосвязи, по группам сложности, по способу обнаружения и способу устранения. Отказы также бывают ресурсные и деградационные.

Рисунок 3 - Классификация отказов автомобилей По причине возникновения отказы делят на конструктивные, производственные и эксплуатационные. Конструктивные отказы возникают из-за несовершенства или нарушения установленных правил и (или) норм конструирования объекта. Производственные отказы возникают в результате неправильного назначения технологических процессов изготовления или восстановления деталей и сборки автомобиля, могут быть следствием нарушения принятой технологии, а также

неудовлетворительного качества материала деталей или наносимых на них покрытий; применения недостаточно точных измерительных средств; невыполнения технических требований на изготовление и сборку элементов или объекта в целом.

Эксплуатационные отказы возникают вследствие использования объектов в условиях, для которых они не предназначены, и нарушения правил эксплуатации (недопустимые перегрузки, невыполнение правил ТО, несвоевременное проведение регулировок, применение не соответствующих требованиям топливо-смазочных материалов, несоблюдение правил транспортировки и хранения).

По характеру проявления отказы подразделяют на постепенные, внезапные и перемежающиеся. Постепенный отказ возникает в результате изменения значений одного или нескольких заданных параметров объекта. Причиной постепенного отказа является естественное старение и изнашивание (увеличение зазоров, ослабление посадок). К характерным примерам постепенных отказов двигателя относят предельный износ деталей и соединений, повышенный расход масла, низкое давление в смазочной системе, снижение мощности и т.д. Внезапный отказ характеризуется скачкообразным изменением значений одного или нескольких заданных параметров объекта, т.е. вероятностью его возникновения F(t) в течение заданного периода времени. Примерами таких отказов могут служить тепловые трещины, возникшие в детали вследствие прекращения подачи смазки; поломки детали из-за неправильных методов эксплуатации машины или возникновения перегрузок; деформации или поломки деталей, попавших в непредусмотренные условия работы. Отказ при этом происходит, как правило, внезапно, без предшествующих симптомов разрушения и не зависит от степени изношенности изделия. Перемежающийся отказ - это многократно возникающий самоустраняющийся отказ объекта одного и того же характера. Отказ в этом случае многократно возникает и сам устраняется.

По взаимосвязи отказы подразделяют на независимые и зависимые. Независимый отказ - это отказ объекта, необусловленный отказом другого объекта. Зависимый отказ - это отказ, обусловленный другими отказами. Независимый отказ элемента вызывается потерей работоспособности именно этого элемента, а не является следствием потери работоспособности другого элемента технической системы.

По группам сложности отказы подразделяют на три группы. Отказы первой группы сложности устраняют заменой или ремонтом деталей, расположенных снаружи агрегатов или сборочных единиц. Отказы второй группы сложности устраняют заменой или ремонтом легкодоступных сборочных единиц и агрегатов с раскрытием внутренних

полостей основных агрегатов. Отказы третьей группы сложности устраняют, разбирая основные агрегаты в условиях ремонтно-технических предприятий.

По способу обнаружения различают явный и скрытый отказы. Явный отказ обнаруживается визуально или штатными методами и средствами контроля и диагностирования, при подготовке объекта к применению или в процессе его применения по назначению. Скрытый отказ не может быть обнаружен визуально или штатными методами и средствами контроля и диагностирования, а выявляется при проведении ТО или специальными методами диагностирования.

По месту устранения отказы можно разделить на отказы, которые могут быть устранены на месте автовладельцем самостоятельно или с помощью мобильных сервисных служб, и отказы, которые могут быть устранены только на ПТС.

Факторы, определяющие действия автовладельца при наступлении отказа автомобиля, зависят от ряда объективных и субъективных причин, которые представлены на рисунке 4.

• Объективные

• Характер отказа

• Время необходимое для устранения отказа

• Стоимостт ремонта

• Погодные условия

• Место возникновения отказа

• Субъективные •Учестлсз клубах

• Наличие в автомобиле инструмента и необходимых материалов

• Наличие денежных средств

• Наличие времени у автовладельца для устранения отказа

• Наличие технического образовгния у автовладельца

•Наличие опыта у автовладельца для устранения отказа

Рисунок 4 - Факторы, определяющие действия автовладельца при отказе автомобиля К объективным факторам можно отнести место возникновения отказа. Это может быть крупный населенный пункт с хорошо отлаженной инфраструктурой предприятий технического сервиса автомобилей, например г. Москва, или проселочная дорога, или бездорожье, да еще и отсутствие мобильной связи. На действия автовладельца оказывает влияние характер и примерная стоимость устранения отказа, а также погодные условия. Если за бортом -300С и отказ случился вдали населенных

ФАКТОРЫ ОПРДЕЛЯЮЩИЕ ДЕЙСТВИЯ АВТОВЛАДЕЛЬЦА ПРИ ОТКАЗЕ АВТОМОБИЛЯ

пунктов, то на первое место становится вопрос выживания, а если отказ случился на берегу теплого моря, то устранение неисправности можно совместить с загаром.

К главным субъективным факторам относится, прежде всего, наличие технического образования у автовладельца и его членство в различных автоклубах. Современный автомобиль - это сложный объект, и даже в дилерских центрах не всегда могут сразу выявить и устранить неисправность. Так, например, в компании Peugeot существует специальный «мозговой» центр, в который обращаются специалисты из дилерских центров, если не могут устранить неисправность своими силами. Компания Volvo разработала так называемый «женский» автомобиль Volvo YCC, обслуживание которого минимизировано: для доливания жидкости в стеколоомыватель не требуется открывать капот, т.к. долив жидкости производится через боковую панель рядом с люком бензобака. Volvo YCC сам напомнит о необходимости замены масла или тормозных колодок, свяжется с сервисным центром и оставит запрос на необходимые запчасти. Компания Volvo внедряет свои передовые сервисные услуги и в России. Так, владельцам новых автомобилей Volvo предлагают не только первое бесплатное обслуживание, но и бесплатную помощь на дорогах, однако при условии, что автомобиль находится на удалении не более чем 200 км от ближайшего дилерского центра Volvo. Но такой сервис предлагают сервис далеко не все производители. Например, продавцы автомобилей ТОЙОТА между собой не связаны в единую дилерскую сеть. Если гарантийный автомобиль, купленный в Москве, откажет в Ростове на Дону, местный официальный дилерский центр ТОЙОТА не примет на себя обязательства по гарантийному ремонту такого автомобиля.

Территорию России нельзя сравнить с территорией небольшой Швеции, и сервис автомобилей в России отставляет желает лучшего, а его качество трудно сравнить с европейским. Поэтому большая вероятность того, что автовладелец может остаться один на один с отказавшим автомобилем. Существующий автопарк России состоит из автомобилей, возраст 55% которых находится за пределами установленного срока службы, что еще более повышает вероятность их отказов.

Анализ возможных действий автовладельца при отказе автомобиля представлен на рисунке 5. Не исключена возможность, что автовладелец может полностью отказаться от автомобиля, как правило, это может быть при серьезном ДТП или пожаре, когда восстановление автомобиля не целесообразно.

ВОЗМОЖНЫЕ ДЕЙСТВИЯ А ВТОВЛАДЕЛЬЦА ПРИ ОТКАЗЕ АВТОМОБИЛЯ

Звонок дилеру или в клуб

Отказ от автомобиля

Восстановлен ие работоспособности

После

перемещения На стоянку

На месте

Самостоятельно

использованием

мобильных

сервисных

служб

Рисунок 5 - Возможные действия автовладельца при отказе автомобиля Если остаточная стоимость автомобиля велика, а его владельцу недоступен сервис, типа Volvo, который берет на себя решение всех проблем, самым экономически целесообразным способом устранения отказа является устранение неисправности на месте, иначе необходимы еще расходы на буксировку или эвакуацию. Многие современные автомобили имеют автоматическую коробку перемены передач. Транспортировка таких автомобилей допускается только с вывешиванием ведущего моста или полной погрузкой на эвакуатор, что сопряжено с дополнительными расходами, особенно если отказ случился далеко от места жительства. Устранить неисправность на месте можно собственными силами или с помощью мобильной сервисных служб типа «Ангел», которые функционируют в московском регионе. В большинстве случаев, при возникновении отказа, важно обеспечить даже временную работоспособность автомобиля, что позволит ему доехать до места назначения или до ПТС, где можно будет окончательно устранить отказ. Для устранения отказов на месте необходимы соответствующие технологии и средства. Таким требованиям соответствуют технологии ремонта, основанные на использовании клеевых составов. Использование клеевых составов позволяет во многих случаях не только заменить сварку, наплавку, пайку, но и восстановить работоспособность деталей, ремонт которых традиционными способами невозможен или затруднен [5, 6]. Поэтому разработка новых способов и технологий ремонта на основе использования клеевых составов является актуальной проблемой, а от их внедрения можно ожидать существенного экономического эффекта.

Литература

1. Александровская Л.Н., Аронов И.З. Безопасность и надежность технических систем: учеб. пособие. М.: Университетская книга, Логос, 2008. 376 с.

2. Яхьяев Н.Я. Основы теории надежности и диагностики: учебник для студ. высш. учеб. заведении М.: Академия, 2009. 256 с.

3. Пучин Е.А., Дидманидзе О.Н., Лезин П.П. Надежность технических систем. УМЦ «Триада», 2005. 353 с.

4. www.gibdd.ru. (Дата обращения: 20.02.2012).

5. Башкирцев В.И., Гладких С.Н. Азбука склеивания и герметизации при ремонте автомобилей. М., 2007. 148 с.

6. Башкирцев В.И., Голубев О.П. Технологические основы применения клеевых составов при ремонте автотранспортных средств: монография, ФГОУВПО «РГУТИС». М., 2009. 150 с.