CC BY
344
УДК 629. 113. 003. 67
ТАКТИКА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И ТЕКУЩЕГО РЕМОНТА АВТОМОБИЛЕЙ НА ОСНОВЕ ВСТРОЕННОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ
А. С. Иванов, канд. техн. наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА», Россия, т. 8(8412) 62-85-79, Email: [email protected] В. В. Лянденбурский, канд. техн. наук, доцент; Л. А. Рыбакова, студент,
ФГБОУ ВПО «Пензенский ГУАС», Россия, т. 8(8412) 49-83-30 Email: [email protected]
В процессе эксплуатации автомобиля происходит нарушение регулировок его систем и агрегатов, изменяются значения параметров, непосредственно характеризующих работоспособность автомобиля. Одним из наиболее перспективных путей повышения эксплуатационной надежности автомобилей является применение встроенного диагностирования автомобилей. Для минимизации затрат на техническое обслуживание и ремонт автомобилей применима тактика технического обслуживания и текущего ремонта автомобилей, основанная на встроенном диагностировании. Основными проблемами реализации предлагаемой тактики являются неопределенность моментов постановки автомобиля на обслуживание, что затрудняет планирование и организацию технического обслуживания и ремонта автомобилей; затруднения при объединении операций в группы и виды технического обслуживания; сложность определения трудоемкости технического обслуживания и текущего ремонта; необходимость оценки материальных затрат на каждый вид технического обслуживания автомобилей. Решение этих проблем возможно с помощью специализированного программного обеспечения, которое позволит автоматизировать процесс выполнения вышеперечисленных функций.
Ключевые слова: эксплуатация, автомобиль, встроенное диагностирование, техническое обслуживание, текущий ремонт.
Введение. Техническое состояние автомобилей зависит от организации, технологии и качества выполнения работ при техническом обслуживании (ТО) и текущем ремонте (ТР). В связи с возможностью определения неисправностей без разборки, при периодическом диагностировании они выявляются до наступления отказа, что позволяет планировать их устранение, предотвращает прогрессирующее изнашивание деталей и снижает общие расходы на ТО и ТР [1-3].
Повышение эффективности функционирования подвижного состава автотранспортного предприятия (АТП) обеспечивается своевременным техническим обслуживанием и ремонтом на основе диагностирования автомобилей, периодичность которого такова, что имеется возможность эксплуатации автомобилей с состоянием, требующим текущего ремонта, или ТО проводится до наступления допустимого технического состояния элемента автомобиля. Это приводит к выпуску на линию неисправных автомобилей или не полному использованию ресурса отдельных узлов и агрегатов автомобилей и, как следствие, к значительным материальным затратам. В то же время все большее применение на-
ходят системы ускоренного и встроенного диагностирования, в которых вся информация концентрируется в системном блоке автомобильного компьютера [4-6].
При этом принципы, заложенные в существующую планово-предупредительную систему ТО и ремонта автомобилей, теряют свою актуальность.
Анализ существующих тактик ТО.
При обслуживании автомобилей, как и многих других изделий, применяются две тактики проведения профилактических работ, т. е. доведения автомобиля, агрегата, системы до нормативного технического состояния, - по наработке и по техническому состоянию [2].
При обслуживании по наработке всем изделиям через фиксированную периодичность выполняется установленный (регламентный) объем профилактических работ (смена масла, регулирование механизмов и др.), а параметры технического состояния доводятся до номинального или близкого к нему значения. Эта тактика проста в применении и гарантирует работоспособность изделия с вероятностью. Ее недостаток состоит в том, что в условиях неизбежной вариации показателей технического состояния значительная часть изделий
Нива Поволжья № 3 (32) 2014 55
Рис. 1. Схема формирования ступеней ТО: О1, О2... - операции, отвечающие за безопасность движения, наиболее трудоемкие или имеющие значительную стоимость, определенные встроенным диагностированием; О11, О12 ... - операции определенные встроенным диагностированием, имеющие прогнозируемый период достижения предельного состояния, не превышающий заданного допуска О1, О2...; 1, 12... - периодичность перечней операций, определенных встроенным
диагностированием
имеет потенциальную наработку до отказа, существенно превосходящую установленную периодичность и для этих изделий (или случаев) техническое обслуживание с периодичностью является как бы преждевременным и вызывает дополнительные затраты. Данные изделия по экономическим соображениям было бы целесообразно обслуживать реже, например через одно ТО. Этот недостаток устраняется при использовании тактики технического обслуживания по состоянию, предполагающей выполнение диагностирования при каждом ТО, по результатам которого назначаются конкретные операции ТО (регулировочные, смазочные, крепежные и другие).
Преимуществом этой диагностической тактики технического обслуживания по состоянию является более полное использование потенциального ресурса конкретных изделий с учетом вариации изменения их фактического технического состояния.
Однако и последняя тактика не лишена недостатков. Периодическое диагностирование не позволяет минимизировать затраты на техническое обслуживание, так как для сокращения потерь ресурса изделий следует уменьшать упреждающий допуск на диагностический параметр, что взаимосвязано с увеличением частоты ди-
агностирования и возрастанием затрат на него.
Наиболее эффективной становится динамичная система ТО и ТР, основанная на встроенном диагностировании и обеспечивающая оперативное выполнение операции по поддержанию работоспособности автомобиля, в связи с чем появляется новая тактика ТО и ТР на основе встроенного диагностирования.
Анализ предложенной тактики ТО и ТР.
При использовании предлагаемой тактики ТО и ТР с помощью встроенных средств диагностирования определяется техническое состояние элементов автомобиля, на основании чего оценивается необходимость проведения конкретных работ по техническому обслуживанию или текущему ремонту, с учетом предельных значений диагностических параметров.
Основной проблемой применения динамичной тактики ТО и ремонта является усложнение конструкции и увеличение стоимости автомобиля за счет повышения контролепригодности его элементов.
Это, во-первых, механизмы, обеспечивающие безопасность движения автомобиля (тормозные системы, механизмы управления, установки углов передних колес, приборы освещения), влияющие на уро-
Рис. 2. Взаимосвязь программно-информационного комплекса с инженерно-технической службой предприятия
вень токсичности отработавших газов и топливную экономичность [7, 8].
Во-вторых, механизмы, на которые приходится до половины общей стоимости потребляемых запасных частей, составляющих 2...3 % от общей номенклатуры деталей у современных автомобилей (элементы двигателя, трансмиссии).
Также возникает необходимость обоснования количества параметров автомобиля, подвергающихся проверке в процессе эксплуатации, и датчиков, с помощью которых проверка будет производиться.
Основными задачами являются: прогнозирование времени постановки автомобиля на посты зоны обслуживания, объединения операций в группы ТО и ТР для автомобилей с различным техническим состоянием; определение трудоемкости ТО, ТР и оценка материальных затрат на ТО и ТР автомобилей.
Использование встроенного диагностирования, приводящего к вариации периодичности обслуживания, позволяет перегруппировывать операции ТО и ТР элементов автомобиля и составлять уточненные перечни операций каждого обслуживания [2, 9-12].
Автоматизированное определение перечней и периодичностей ступеней ТО основано на обработке текущих значений параметров технического состояния элементов автомобиля, сопоставления их с допустимыми значениями параметров и получения на этой основе общей информации о техническом состоянии автомобиля.
Рациональные периодичности выбираются с учетом зависимости вероятности безотказной работы автомобилей от периодичности ТО, при этом следует исходить из условия, что вероятность безотказной работы будет близка к единице для элементов автомобилей, подвергающихся встроенному диагностированию. Соответственно периодичность обслуживания при встроенном диагностировании автомобилей будет величиной переменной [13-15].
При достижении предельного состояния элементами, обеспечивающими дорожную, экологическую безопасность или экономичность автомобиля, автомобиль следует направлять на ТО или ТР (операции 01, 02, 03, ... (рис. 1)) в моменты наработки ¡1, ¡2, ¡з,.... Одновременно с этим нужно произвести определение операций ТО и ТР элементов, у которых прогнозируемый период достижения предельного состояния не превышает заданного допуска (операции О11, О12, .) и сгруппировать с операциями О1, О2, О3, ..
Группировка производится с использованием элементов прогнозирования в блоке управления автомобилем или через адаптер с помощью компьютера, снимающего информацию с выходного разъема этого блока.
Преимуществом предлагаемой тактики ТО и ремонта является снижение материальных и временных затрат на техническое обслуживание и ремонт автомобилей, а также увеличение ресурса автомобиля.
Нива Поволжья № 3 (32) 2014 57
^^ Конец
Рис. 3. Алгоритм программы планирования ТО и ТР
Одновременно с этим на автотранспортном предприятии возникает необходимость в планировании технического обслуживания групп. автомобилей с различным техническим состоянием.
Информацию, полученную с помощью встроенного диагностирования автомобилей, при выполнении процесса планирования обслуживания необходимо объединить, систематизировать и анализировать с помощью специализированного программного обеспечения.
Для решения поставленных выше задач предлагается программно-информационный комплекс (рис. 2), в виде автоматизированного рабочего места диспетчера АТП. Он включает блоки формирования базы данных по результатам диагностирования, баз данных о наличном подвижном составе АТП, справочных сведений по автомобилям, трудоемкости всех операций ТО и ТР, предельно-допустимых значениях параметров технического состояния и средних наработках на отказ узлов, агрегатов, систем автомобиля, а также рекомендации по устранению отказов и неисправностей.
Информация, полученная от встроенной системы диагностирования, обрабатывается с помощью расчётно-аналитичес-кого блока, состоящего из сигнализатора состояния автомобиля и программы оптимизации периода направления автомобиля на ТО и ТР. Эти сведения являются основанием для своевременного принятия решений о проведении технического обслуживания и текущего ремонта автомобилей.
Программа считывает значения с первичных преобразователей встроенной системы диагностирования, установленных на автомобиле. Эти значения автоматически записываются в базу данных для получения информации о динамике технического состояния автомобиля.
После автоматизированного прогнозирования наработки до возникновения отказа, согласно алгоритму (рис. 3), анализируется вся информация о предотказных состояниях элементов автомобилей предприятия. Автомобили в зависимости от вида выполняемых операций группируются
по постам зон ТО и ТР. Программа подсчитывает количество автомобилей на один пост зоны ТО или ТР и определяет трудоемкость каждой операции по каждому автомобилю.
Затем составляется порядок прохождения ТО и ТР, начиная с автомобиля, у которого выявлено предотказное состояние узла, агрегата или системы, влияющее на дорожную или экологическую безопасность, либо у которого прогнозируемая наработка до отказа минимальна. Диспетчером проверяется информация о занятости постов и участков ТО и ТР. Если необходимый пост или участок свободен, то первый из списка автомобиль назначается на прохождение ТО. Данная информация доводится до инженерно-технической службы (ИТС), которая информирует обслуживающий персонал зон ТО и ТР о выполнении необходимых работ.
Процессы ТО и ТР включают в себя достаточно большое количество различных операций. Так, в процесс ЕО входит более 10 операций, в ТО-1 - более 20, в ТО-2 - более 70, в СО - более 25, в ТР - более 100. Несвоевременное их выполнение увеличивает долю ремонтных работ и, соответственно, повышает затраты на поддержание и восстановление работоспособности автомобилей. Применение встроенных средств диагностирования снизит вероятность возникновения отказа и суммарную трудоемкость обслуживания и ремонта автомобиля.
Выводы. Предложенная тактика технического обслуживания и текущего ремонта на основе встроенного диагностирования с использованием программно-информационного комплекса позволяет определить оптимальное время постановки автомобиля на обслуживание или текущий ремонт, объединить операции ТО и Тр в группы; определить трудоемкости ремонтно-обслужива-ющих работ, что облегчит оперативное планирование и управление ТО и ТР автомобилей, увеличит уровень эксплуатационной надежности автомобильного парка, снизит материальные и трудовые затраты на проведение технического обслуживания и ремонта автомобилей.
Литература
1. Обшивалкин, М. Ю. Исследование накопления затрат грузовых автомобилей с наработкой / М. Ю. Обшивалкин, Н. В. Паули, Ю. В. Родионов // Мир транспорта и технологических машин. -2011. - № 3. - С. 14-20.
2. Техническая эксплуатация автомобилей / Под ред. д-ра техн. наук, проф. Е. С. Кузнецова. - М.: Транспорт, 2003. - 413 с.
3. Бельских, В. И. Диагностирование и обслуживание сельскохозяйственной техники / В. И. Бельских. - М.: Колос, 1980. - 575 с.
4. Лянденбурский, В. В. Встроенная система диагностирования автомобилей с дизельным двигателем / В. В. Лянденбурский, Ю. В. Родионов, С. А. Кривобок // Автотранспортное предприятие. - 2012. - № 11. - С. 45-48.
Нива Поволжья № 3 (32) 2014 59
5. Лянденбурский, В. В. Динамичная система технического обслуживания автомобилей /
B. В. Лянденбурский, А. В. Федосков, П. А. Мнекин // Грузовик. - 2012. - № 8. - С. 16-19.
6. Аринин, И. Н. Диагностирование технического состояния автомобилей / И. Н. Аринин. - М.: Транспорт, 1978. - 176 с.
7. Щендригин, А. С. Методы и технические средства испытаний двигателей внутреннего сгорания / А. С. Щендригин, Б. С. Науменко // Вузовская наука - Северо-Кавказскому региону: материалы X региональной научно-технической конференции. - СевКавГТУ, 2006. - С. 193.
8. Аринин, И. Н. Техническая эксплуатация автомобилей: учеб. пособие / И. Н. Аринин,
C. И. Коновалов, Ю. В. Баженов. - 2-е изд. - Ростов н/Д, 2007. - 314 с.
9. Борщенко, Я. А. Разработка метода диагностирования автомобильных дизелей по неравномерности вращения коленчатого вала: дис.... канд. техн. наук / Я. А. Борщенко. - Тюмень, 2003. - 175 с.
10. Лянденбурский, В. В. Морфологический анализ методов поиска неисправностей транспортных средств / В. В. Лянденбурский, Ю. В. Родионов, С. А. Кривобок, П. А. Мнекин // Науковедение: интернет-журнал. - 2012. - № 4 (13). - С. 84.
11. Лянденбурский, В. В. Совершенствование компьютерного обеспечения технической эксплуатации автомобилей / В. В. Лянденбурский, А. С. Иванов. - Пенза: ПГУАС, 2012. - 398 с.
12. Лянденбурский, В. В. Вероятностно-логический метод поиска неисправностей автомобилей: монография / В. В. Лянденбурский, А. И. Тарасов. - Пенза: ПГУАС, 2013. - 220 с.
13. Габитов, И. И. Информационно-измерительный комплекс для исследований топливопо-дающих систем автотракторных дизелей. Улучшение эксплуатационных показателей двигателей, тракторов и автомобилей / И. И. Габитов, А. В. Неговора, М. Д. Гафуров // Сб. науч. тр. пост. действ. семинара стран СНГ. - СПб.: СПбГАУ, 2000. - 118 с.
14. Данилов, С. В. Метод и цифровой прибор для автоматизированного определения цикловой подачи топлива при регулировании топливной аппаратуры дизелей: дис. ... канд. техн. наук / С. В. Данилов. - М., 2010. - 125 с.
15. Долгушин, А. А. Оперативный контроль технического состояния топливной аппаратуры дизельных двигателей: дис. ... канд. техн. наук / А. А. Долгушин. - Новосибирск, 2004. - 121 с.
UDK 629. 113. 003. 67
TACTICS OF MAINTENANCE AND CURRENT REPAIR OF CARS ON THE BASIS OF BUILT-IN DIAGNOSTICS
AS. Ivanov, candidate of technical sciences, assistant professor, FSBEE HPT «Penza SAA», Russia, t. 8(8412) 62-85-79, Email: [email protected] V.V. Lyandenbursky, candidate of technical sciences, assistant professor; L.A. Rybakova, student, FSBEE HPT «Penza SUAC», Russia, t. 8(8412) 49-83-30 Email: [email protected]
During operation of the vehicle the violation of the regulations of its systems and units occurs, and the parameter values directly characterizing the efficiency of the car change. One of the most promising ways to increase operational reliability of cars is using the in-built diagnostics of automobiles. To minimize costs on maintenance service and repair of cars the tactics of maintenance and current repair of motor vehicles, based on the built-in diagnostics is applicable. The main problems of the proposed tactics are the uncertain moments of automobile service registration, which complicates the planning and organization of maintenance service and repair of automobile; difficulties in combining the operations in groups and the types of maintenance service; the complexity of the definition of labour input of maintenance and current repair; the need to evaluate the material costs for each type of vehicle maintenance. The solution of these problems is possible with the help of specialized software that will automate the process of execution of the above functions
Key words: exploitation, automobile, in-built diagnostics, maintenance, current repair.
References:
1. Obshivalkin, M. Yu. Examining costs accumulation of life trucks / M. Yu. Obshivalkin, N.V. Pauli, Yu V. Rodionov // The world of transport and technological machines. - 2011. - № 3. - P. 14-20.
2. Maintenance of vehicles / Under the editorship of Dr. techn. sciences, professor Ye. S. Kuznet-sov. - M: Transport, 2003. - 413 p.
3. Belskikh, V. I. Diagnosis and maintenance of agricultural equipment / V. I. Belskikh. - M: Kolos, 1980. - 575 p.
4. Lyandenbursky V.V. Built-in system of diagnostics of vehicles with diesel engine / V.V. Lyan-denbursky, Yu.V. Rodionov, S. A. Krivobok // Avtotransportnoye predpriyatiye. - 2012. - № 11. -P. 45-48.
5. Lyandenbursky V.V. Dynamic system of vehicle maintenance / V.V. Lyandenbursky, A.V. Fe-doskov, P. A. Mnekin // Gruzovik. - 2012. - № 8. - P. 16-19.
6. Arinin, I. N. Diagnostics of technical condition of automobiles / I. N. Arinin. - M: Transport, 1978. - 176 p.
7. Shendrigin, A. S. Methods and technical means of testing internal combustion engines / A.S.Shendrigin, B. S. Naumenko // University science to North-Caucasus region: materials of the X regional scientific-technical conference. - SevKavGTU, 2006. - 193 p.
8. Arinin, I. N. Technical exploitation of automobiles: textbook / I. N. Arinin, S. I. Konovalov, Yu.V. Bazhenov. - 2nd edition. - Rostov na Dony, 2007. - 314 p.
9. Borshenko, Ya. A. Development of a method of diagnostics of automobile diesel engines on uneven rotation of the crankshaft: dis ... cand. of technical sciences / Ya. A. Borshenko. - Tyumen, 2003. - 175 p.
10. Lyandenbursky V.V. Morphological analysis of methods of finding out defects in vehicles / V.V. Lyandenbursky, Yu.V. Rodionov, S. A. Krivobok, P. A. Mnekin // Naukovedeniye: an online journal. - 2012. - № 4 (13). - 84 p.
11. Lyandenbursky V.V. Improvement of computer software of technical exploitation of automobiles / V.V. Lyandenbursky V.V. , A. S. Ivanov. - Penza: psuac, 2012. - 398 p.
12. Lyandenbursky V.V. Probabilistic logic method of founding out defects in automobiles: monograph / V.V. Lyandenbursky, A. I. Tarasov. - Penza: PSUAC, 2013. - 220 p.
13. Gabitov, I. I. Information-measuring complex for examining fuel injection systems of automotive diesel engines. The improvement of exploitation parameters of engines, tractors and automobiles / I. I. Gabitov, A.V. Negovora, M. D. Gafurov // collection of scientific papers of seminar of CIS countries. - CPb.: CPbSAU, 2000. - 118 p.
14. Danilov, S. V. Method and digital device for the automated determination of the cycle fuel injection during regulation of fuel equipment of diesel engines: dis. ... cand. the techn.sciences / S. V. Danilov. - M, 2010. - 125 p.
15. Dolgushin, A. A. Operational control of the technical state of the fuel equipment of diesel engines: dis. ... cand. techn. sciences / A. A. Dolgushin. - Novosibirsk, 2004. - 121 p.
УДК 631.331
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СОШНИКА СО СВОДООБРАЗОВАТЕЛЯМИ
В. Н. Кувайцев, канд. техн. наук, доцент; Н. П. Ларюшин, доктор техн. наук, профессор; В. В. Шумаев, канд. техн. наук, доцент
ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА», Россия, т. (8412) 628 517, e-mail: shumaev. [email protected]
Изложены результаты работы, посвященой повышению качества посева зерновых культур сеялкой-культиватором с сошниками со сводообразователями. Дано описание конструкции и технологического процесса работы сошника со сводообразователями, приведены теоретические исследования технологического процесса его работы. Получены аналитические данные для определения теоретического значения зависимости скорости полёта семян от времени при движении по распределителю семян, дальности полета семян после схода с распределителя и оптимального угла наклона сводообразователя к поверхности рассева. При использовании предлагаемой конструкции сошника с рассчитанными конструктивными и технологическими параметрами повысится равномерность распределения семян по глубине посева, что скажется на повышении урожайности зерновых культур.
Ключевые слова: сошник, сеялка, стрельчатая лапа, распределитель семян, сводо-образователь, семена.
В условиях рыночной экономики научно-исследовательские учреждения сельскохозяйственного профиля ориентированы на разработку и внедрение в производство энергосберегающих технологий воз-
делывания сельскохозяйственных культур. Используя достижения науки, передовой практики и зарубежный опыт энергосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур в настоящее время
Нива Поволжья № 3 (32) 2014 61
