CC BY
17
УДК 629.114
ТЕОРЕТИЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ ОЦ1НКИ ЯКОСТ1 ЛЕГКОВИХ
АВТОМОБ1Л1В
Т.О. Бажинова, асп., Харкiвський нац1ональний автомобiльно-дорожнiй ушверситет
Анотаця. Розглянуто i визначено комплексну оценку якост1 автомобмв, основу яког склада-ють за iнтегральними показниками комфорту, надiйностi, безпеки, техтчних ршень i еколо-гiчностi. Визначено сукуптсть показниюв, яю визначають рiвень якостi використовуваних автомобмв у крат. Наведено математичш залежностi показниюв якостi та ттегрального показника.
Ключов1 слова: автомобм, яюсть, надттсть, комфорт, безпека, ранговий mdxid.
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ЛЕГКОВЫХ
АВТОМОБИЛЕЙ
Т.А. Бажинова, асп., Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет
Аннотация. Рассмотрена и определена комплексная оценка качества автомобилей, основу которого составляют по интегральным показателям комфорта, надежности, безопасности, технических решений и экологичности. Определена совокупность показателей, которые определяют уровень качества используемых автомобилей в стране. Представлены математические зависимости показателей качества и интегрального показателя.
Ключевые слова: автомобили, качество, надежность, комфорт, безопасность, ранговый подход.
THEORETICAL BASIS OF MOTOR CAR QUALITY EVALUTION
T. Bazhinova, P. G., Kharkov National Automobile and Highway University
Abstract. Comprehensive assessment of the quality of cars, which is based on the integral parameters of comfort, reliability, safety, environmental and technical solutions are considered and defined. The amount ofparameters that define the quality level of the car use throughout the country is defined. Mathematical formulas and quality indicators of the integral index are developed. The integral quality index of vehicles allows comparing the vehicles of different classes based on external operating conditions. The numerical values of the integral index determines the quality of the car.
Key words: vehicles, quality, dependability, comfort, safety, ranking approach.
Вступ
yci споживч^ TexHiKO-eKOHOMi4Hi та експлуа-тацшш властивосп автомобшя створюються його конструкщею, тими чи шшими вузлами й агрегатами. Практично кожен конструкти-вний елемент бере участь у формуванш декь лькох властивостей автомобшя, хоча проек-тувався вш для якогось певного призначення.
Це означае, що, ^м основного призначення, будь-який вузол або агрегат бере участь у формуванш й шших, часто небажаних, влас-тивостей.
Аналiз публжацш
Для ощнки автомобшя необхщно привести вш його властивосп та особливосп констру-
кци до деяко! схеми або певного порядку. Найбшьш доцшьно використовувати для цього системний шдхщ, що i зроблено в де-яких роботах [1-3]. Безперечш переваги мае розкладання едино! якост на сукупнють И складових. Оцiнка за окремим критерiем е не настiльки складною i мае бiльш чiткий смис-ловий змiст [4, 5].
У слабоструктурованих проблемах виника-ють питання зi змiнними (наприклад, престиж фiрми), для яких не юнуе точних спосо-бiв кiлькiсного вимiру. Для багатьох змiнних немае еталошв. Суб'ективнi вiдмiнностi екс-пертiв можуть бути великими. У цьому випа-дку слщ користуватися тiльки порядковими шкалами зi словесними визначеннями града-цiй якостi, або використовувати кшьюсш шкали (наприклад, бальнi). Отже, за немож-ливостi надiйного кiлькiсного вимiру суб'ек-тивнi моделi з яюсними оцiнками е найбiльш поширеними у прийнятп рiшень [6-7].
1снують рiзнi пiдходи до вибору показниюв властивостей. В одних роботах бшьше уваги придiляеться «техшчним» або техшко-експ-луатацiйним властивостям, якi легше i прос-тiше видiлити й описати, а споживчi - розг-лядаються як другоряднi. В iнших, бшьш т-знiх роботах, - навпаки, вiдзначаеться пере-важний вплив споживчих властивостей. Ав-томобiлi, якi було обрано для аналiзу, та !х технiко-експлуатацiйнi властивостi будуть показанi далi.
При якiснiй оцiнцi для кшьюсного подання результатiв можна використовувати ранговi методи (зазвичай не бiльше 10-12). Потреба в ранговому пiдходi з'являеться, коли наявш в розпорядженнi дослщника характеристики е вкрай неточними, орiентовними, або коли не вiдомий спошб побудови задовiльних чи-сельних ощнок [9].
Мета i постановка завдання
Метою роботи е тдвищення ефективносп вибору легкового автомобiля на основi системного вiдбору.
У процес експлуатацп важливо знати, як вплине те чи шше конструктивне ршення на якiсть обраного автомобшя. Тому вкрай не-обхiдно знайти спошб зв'язку мiж прийнятим конструктивним 0 технологiчним) рiшенням i його наслщками на етапi використання автомобшя в заданих умовах експлуатацп.
Результати дослiдження оц1нки якостi легкових автомобьшв
Роздiлимо всю сукупнiсть властивостей на таю складов^ ефективнiсть, комфорт, безпе-ка, надiйнiсть (працездатнiсть) та еколопч-нiсть.
Властивiсть «комфорт» можна роздшити на такi складовi показники:
- клас автомобшя;
- тип кузова.
За кордоном застосовуеться розподш авто-мобiлiв на класи (А, В, С, D, Е, S). Належ-нiсть автомобшя до того чи шшого класу ви-значаеться розмiрами автомобiля (колюна база i габаритнi розмiри).
При цьому найбiльшi розмiри вiдповiдають класу S, а найменшi - до класу А. Найбiльш престижнi представницью автомобiлi зви-чайно мають вельми велик розмiри.
Автозаводи збирають легковi моделi з рiзни-ми кузовами. Основш з них: <шмузин», «по-довжений», «кабрюлет», «купе», «седан», «хетчбек». «Лiмузин» - трьохоб'емний па-сажирський кузов iз чотирма/шiстьма бiчни-ми дверима, двома/трьома рядами сидшь i заскленою перегородкою, що вiдокремлюе пасажирський салон вщ мiсця водiя. «Подо-вжений» тип кузова являе собою сершний автомобiль класу Е (iнодi D) зi збiльшеною на 10-40 см колюною базою. «Кабрiолет» -пасажирський кузов зi складним верхом i опускними бiчними стеклами. «Купе» -трьохоб'емний або двохоб'емний пасажирський кузов iз двома бiчними дверима i двома рядами сидшь. Перераховаш типи кузовiв можна ощнити в 10 балiв.
«Надiйнiсть» характеризуе безвщмовну роботу автомобiля та його вузлiв i визначаеться спещальними показниками, якi споживачевi найчастiше всього недоступш й невiдомi, особливо щодо iноземних автомобiлiв. Проте кожен власник автомобшя i бiльшiсть потен-цшних споживачiв мають свою оцiнку на-дiйностi рiзних автомобiлiв. Ця ощнка побу-дована на порiвняннi за принципом «краще-гiрше». Базуеться ця ощнка на досвщ експлуатацп попереднiх власникiв i часто пов'язана з авторитетом фiрми, яка визначае рiзнi технологи конструкцп вузлiв. Тому при ощнщ працездатностi необхiдно виходити з рiзних конструктивних особливостей одного
i того ж вузла або системи i порiвнювати !х мiж собою.
Надiйнiсть автомобiля закладаеться при про-ектуваннi, забезпечуеться пiд час виробницт-ва, проявляеться i шдтримуеться в експлуа-тацп, утворюючи так звану трiаду надiйностi. Вимiрювачi надшносп можуть бути комп-лексними й одиничними. Комплексш вимь рювачi характеризують надiйнiсть у цiлому (коефiцiент техшчного використання, коефь цiент готовностi та шш^, однинi - одну з властивостей автомобшя (безвiдмовнiсть, довговiчнiсть, ремонтопридатнють, збереже-нiсть). Одиничнi показники можуть бути де-термiнованими (точними) i статистичними (оцiнними, приблизними).
Як вимiрники безвiдмовностi в автомобшь-нiй техшщ взято:
- ймовiрнiсть безвщмовно1 роботи;
- середнш наробiток до вщмови;
- iнтенсивнiсть вiдмов;
- середне число вщмов;
- середне напрацювання на вiдмову (вщно-шення сумарного наробпку вiдновлюваних об'ектiв до математичного очшування числа 1х вiдмов протягом цього наробггку);
- параметр потоку вщмов.
Першi три вимiрювачi служать для оцшки безвiдмовностi невiдновлюваних виробiв, перший i три останнiх - вщновлюваних. Дов-говiчнiсть автомобiля (вузла, агрегата) ощ-нюють за ресурсом - наробггок вiд початку експлуатацп або И вiдновлення пiсля певного виду ремонту до переходу у граничний стан i термшу служби - календарно! тривалостi експлуатацп. Вимiрювачами довговiчностi автомобiля служать:
- середнш ресурс (термш служби, матема-тичне очшування ресурсу);
- гамма-вiдсотковий ресурс (наробггок, протягом якого об'ект не досягне граничного стану iз заданою ймовiрнiстю, вираженою у вiдсотках).
У конструкторських документах вказують, як правило, 90 % -й ресурс, а для систем, вузлiв i деталей, що впливають на безпеку руху, -95 % -й. У деяких крашах роботу за оцшкою «споживчо!» надiйностi продукци проводять товариства споживачiв та iншi недержавнi оргашзацп; в нашiй краш, - наприклад, журнал «За кермом», в Н1меччиш - Служба
технiчного нагляду. За матерiалами цих та шших органiзацiй проведено бальну оцiнку надшносп вузлiв автомобiлiв i якостi збiрки вузлiв. В окремих випадках, за вщсутносп таких оцiнок для порiвняння рiзних автомо-бiлiв та !х вузлiв за надiйнiстю можуть вико-ристовуватися непрямi ознаки, такi, як фiрма, тип конструкци вузлiв та ш. На пiдставi цих даних можна штерполювати iснуючi оцiнки на автомобш, за якими даних немае.
Для тдтримки надiйностi автомобiля його власник мае витрачати певш кошти на його обслуговування i ремонт. За розрахунками «Сшльного нiмецького автомобильного клубу» (ADAK), вартiсть експлуатацil та обслуговування складаеться з декшькох складових:
- податок iз власниюв транспортних засобiв;
- експлуатацiйнi витрати (паливо, масла, ремонт i ТО);
- амортизащя як втрата вартосп автомобiля з плином часу за певного пробку.
Отже, оцiнка якосп автомобiля за критерiем працездатностi (надшносп) повинна базува-тися на витратах на експлуатацда та ремонт автомобшя, а також враховувати перюдич-нють проведення технiчних впливiв. Оцiнка якосп автомобшя мае визначатися також за активною i пасивною безпекою.
Пасивна безпека передбачае захист водiя i пасажирiв вiд важких травм при ДТП. Пасивна безпека оцшюеться можливютю захисту водiя i пасажирiв вiд загибелi та важких травм при ДТП на швидкосп зпкнення до 50 км/год. Передбачаються певш вимоги до конструкци транспортних засобiв, а також рекомендацil щодо полшшення цих властивостей. Так, свого часу з'явилися ремеш без-пеки i стали обов'язковими для застосування; !х конструкцiя стала бiльш досконалою, з'являються i впроваджуються надувнi захи-снi подушки, встановлюеться каркас кузова i дверей легкового автомобiля, а бампери й оперення виконуються «енергоемними».
Перемщення елементiв об'екпв зiткнення з порушенням життевого простору спостерта-еться в 15 % дослщжених ДТП. Вiрогiднiсть травмування людини в автомобш залежить, в тому числ^ вiд И мiсця розташування в салонi.
Основними причинами травмування людини в легковому та вантажному автомобiлях е
перевантаження, що виникають внаслщок фронтального зггкнення з елементами салону. Ймовiрнiсть травмування з шших причин в 8-12 разiв нижче. При фронтальних зггк-неннях найбiльш травмонебезпечними ушкодженнями е перемiщення рульово! колонки в глиб салону i руйнування сидшь.
Перемiщення рульово! колонки в глиб салону (уздовж поздовжньо! ош) у легкового ав-томобiля при зiткненнi на швидкосп 6070 км/год досягае 300 мм. При бiчних ударах в пасажирський салон е характерними дефо-рмацi! дверей, центральних стiйок i бокови-ни. Хоча деформацi! при бiчних зiткненнях зi швидкiстю до 50 км/год не перевищують 300 мм, внутршня пасивна безпека легкових автомобшв приблизно в 2 рази нижче, шж при фронтальних.
При перекиданнi характерними деформащя-ми е травмонебезпечнi деформацп верхньо! частини i боковин кузова. Найбшьш частою причиною травмування зi смертельними нас-лiдками в легкових автомобшях е зiткнення iз травмонебезпечними елементами салону з порушенням життевого простору, удар головою об виступаючi елементи салону i вики-дання людей iз салону.
Геометричш параметри салону автомобiля впливають на збереження життевого простору в процес перекидання. Захист полягае в утриманш людей на сидiннях ременями без-пеки i виключення ударiв об кермо, панель приладiв та впрове скло надувними подушками, що встановлюються в рульовому коле-а, панелi приладiв, у дверях i даху.
Впровадження заходiв з тдвищення безпеки конструкцiй проводиться з метою зниження ймовiрностi отримання травм при ДТП. При цьому геометричш параметри i форма об'екпв можливого зггкнення не повиннi сприяти порушенню життевого простору ав-томобiлiв. 1снуе проблема забезпечення безпеки людини в автомобшях меншо! маси при фронтальних зпкненнях за велико! рiзницi
мас автомобшв, що вдаряються. Встановле-но, що перевантаження автомобшя бiльшо! маси в 1,5-5,8 разiв менше, шж у автомобiля меншо! маси. Зi збiльшенням швидкостi згтк-нення ця рiзниця зростае.
Тому для тдвищення безпеки пасажирiв на легкових автомобшях менших класiв е необ-хщним застосування бiльш досконалих ре-мешв i подушок безпеки. Для забезпечення бшьшо! безпеки пасажирiв у маленькому ав-томобiлi також рекомендовано зниження зо-внiшньо! пасивно! безпеки автомобшя бшьшо! маси i розмiру шляхом зниження жорст-костi та збшьшення довжини деформовано! передньо! частини.
Активна безпека розглядаеться як можли-вють уникнути зiткнення або ДТП за рахунок маневрування i забезпечуеться такими влас-тивостями автомобiля, як керованють, стш-кiсть i гальмiвнi властивостi. Сюди можна вiднести i плавнiсть ходу, оскiльки за вщ-носно невеликих коливань автомобiля можна забезпечити його керованють, стшкють i на-дiйне гальмування.
Для ощнки цих властивостей iснують спеща-льш методики випробувань i перелiк показ-никiв, наведених у державних i галузевих стандартах, Правилах СЕК ООН. Однак у даному випадку, для порiвняльно! ощнки рiзних автомобiлiв необхщно орiентуватися на гальмiвний шлях рiзних автомобiлiв, який е узагальнюючим параметром активно! без-пеки.
Проблему перетворення багатокритерiально! задачi оцiнки якостi в однокритерiальну можна вирiшити способом формування штегра-льного показника. 1нтегральний показник якостi автомобiлiв вiдображае таю показни-ки, як комфорт, надшнють, безпека, якiсть технiчних рiшень i екологiчнiсть. Цей iнтег-ральний показник дозволяе порiвнювати ав-томобiлi рiзних класiв за рахунок зовнiшнiх умов експлуатацп (табл. 1) [10].
Таблиця 1 Математичн1 залежност1 визначення показнишв якост1
Показник якост1 Математичний вираз Умовне позначення
Комфорт к ^б • ^б Кф " 2,1УС Уб - об'ем багажника, м3 V - об'ем салону, м3 Ьб - база автомоб1ля, м
Заюнчення табл. 1
Показник якосп Математичний вираз Умовне позначення
Надшшсть З К _ тор н Т ■ Н ■ С ^О 11 л Т Зтор - витрати на ТО и ремонт за м1жсерв1с- ний пробп, грн; ТТО - перюдичшсть ТО; Нл - витрата палива, л/100 км; СТ - варпсть лира палива, грн
Безпека кб _ St STH Кб + La/ Тб) ппб - к1льк1сть подушок безпеки
Техшчне ршення 0 36■ H ■V ■ t ■о \J,JU П л тт С max Ip °T KT _ Ga Нлтт - мшмальна витрата палива, л/100 км; Vmax - максимальна швидк1сть автомоб1ля, км/год; tp - час розгону до 100 км/год; рТ - густина палива кг/м3; Ga - маса автомоб1ля, кг
Еколопчшсть K3K _ Ga ■ ЭТ Эк Hл ЭТ - еталонна енерпя витрат на 100 км пробпу
Знаючи параметри ощнюваного автомобшя i значення показниюв якостi, можна обчисли-ти штегральний показник
Кин = Кр + КН + Кб + КТ + КЭК- (1)
З рiвняння випливае, що чим менше штегральний показник, тим вище якють легкового автомобiля.
Висновки
Викладено принципи та методику штеграль-но! ощнки якостi автомобiлiв за показниками комфорту, надшносп, безпеки, технiчних рiшень i екологiчностi. Сукупнiсть показни-кiв визначае рiвень якостi використовуваних автомобiлiв у крашг
Лiтература
1. Бажинова Т.О. Оценка качества техниче-
ских решений в конструкции легковых автомобилей / Т.О. Бажинова // Вестник ХНАДУ: сб. науч. тр. - 2012. - Вып. 55. - С. 49-51.
2. Мишин В.И. Управление качеством:
учебное пособие для вузов / В.И. Мишин. - М.: Юнити - Дана, 2006 - 303 с.
3. Иванов A.M. Оценка эффективности и
качества автомобилей при рыночной экономике / А.М. Иванов // Сборник
научных трудов МАДИ (ГТУ), 2002. -С.4-11.
4. Окрепилов В.В. Управление качеством:
учебное пособие для вузов / В.В. Окрепилов. - 2-е изд. доп. и перераб. - М.: ОАО «Издательство Экономика», 2008. - 640 с.
5. Фейгенбаум А. Контроль качества про-
дукции / А. Фейгенбаум. - М.: Просвещение, 2006. - 344 с.
6. Бажинова Т.А. Выбор критериев оценки
качества легковых автомобилей / Т.А. Ба-жинова // Безпека життед1яльносп на транспорт! i виробнищи - освгга, наука, практика: матерiали II Мiжнародноï науково-практично! конференций 17-18 вересня, 2015 р., м. Херсон. - С. 255256.
7. Бажинова Т.А. Оценка качества легковых
автомобилей, эксплуатируемых в Украине/ Т.А. Бажинова // Шляхи забезпе-чення якосп тдготовки фахiвцiв транс-портно! галузк матерiали МНТК, 14-15 вересня, 2015 р., м. Харюв, 2015. -С.54-57.
References
1. Bazhinova T.O. Ocenka kachestva tekhni-cheskih reshenij v konstrukcii legkovyh avtomobilej [Quality assessment of technical solutions in the construction of
vehicles]. Kharkiv, Vestnik HNADU, 2012, Vol. 55, pp. 49-51.
2. Mishin V.I. Upravlenie kachestvom [Quality
control. Textbook for universities]. Mos-ckow, Juniti-Dana Publ., 2006, 303 p.
3. Ivanov A.M. Ocenka ehffektivnosti i kache-
stva avtomobilej pri rynochnoj ehkonomike [Assessment of the effectiveness and quality of vehicles in a market economy]. MADI (GTU) collection of scientific works Publ., 2002, pp. 4-11.
4. Okrepilov V.V. Upravlenie kachestvom.
Uchebnoe posobie dlya vuzov [Quality control. Textbook for universities]. Moscow, Ekonomika Publ., 2008, 639 p.
5. Fejgenbaum A. Kontrol' kachestva produkcii
[Production quality control], Moscow, Prosveshchenie Publ., 2006, 344 p.
6. Bazhinova T.O. Vybor kriteriev ocenki
kachestva legkovyh avtomobilej. [Selection criteria for assessing the quality of the vehicles]. [Safety in transport and industry
- education, science, practice]. Materiali II mizhnarodnoi naukovo-praktichnoi konfer-enci [2nd International Scientific and Practical Conference], 2015, Herson. pp. 255256.
7. Bazhinova T.O. Ocenka kachestva legkovyh avtomobilej, ehkspluatiruemyh v Ukraine. [Evaluation of the quality of vehicles operating in Ukraine]. [Ways to ensure quality training of transport industry]. Ma-teriali II mizhnarodnoi naukovo-tehnichnoi konferencii [2nd International Scientific and Technical Conference], Kharkiv, 2015, pp. 255-256.
Рецензент: М.А. Подригало, професор, д.т.н, ХНАДУ.
