Н. А. Кузьмин, Г. В. Борисов  

Н.А. КУЗЬМИН, Г.В. БОРИСОВ  

 

ОСНОВЫ РАБОТОСПОСОБНОСТИ

ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

(АВТОМОБИЛЕЙ)

 

Рекомендовано Ученым советом Нижегородского государственного

технического университета им Р.Е. Алексеева в качестве учебного пособия для студентов всех форм обучения по специальности 190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство»

 

Нижний Новгород 2013

УДК 629.113.004

ББК 39.33-08

    К 495

 

 

        Кузьмин Н.А., Борисов Г.В.

К 495     Основы работоспособности технических систем (автомобилей): учебное пособие  /Г.В. Борисов,  Н.А. Кузьмин;   Нижегород.  гос.  техн.  ун-т им. Р.Е. Алексеева – Нижний Новгород, 2013. – 195 с.

 

         ISBN 978-5-502-00033-8

 

Рассматриваются теоретические основы работоспособности автомобилей и их составляющих конструкционных элементов в эксплуатации, процессы изменения технического состояния (изнашивание, пластические деформации, прочностные разрушения, остаточные деформации деталей, усталость, коррозия и старение материалов) и причины, вызывающие эти изменения (дорожные, транспортные, природно-климатические условия, режимы работы агрегатов автомобилей, эксплуатационные материалы и пр.).  Приводится  методология  построения  математических  моделей (закономерностей)  изменения  технического  состояния  автомобилей  и  их  конструкционных элементов.

Предназначена для специалистов, занимающихся эксплуатацией и производством автомобильной техники. Содержит большое количество информации по управлению работоспособностью транспортных машин для студентов технических вузов, обучающихся по автомобильным специальностям. Рекомендовано к использованию в учебном процессе при преподавании дисциплин «Основы работоспособности технических систем», «Современные проблемы и направления развития конструкций и технической эксплуатации транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования» и др.

Рис. 81. Табл. 41. Библиогр.: 19 назв.

 

 

Издание публикуется в авторской редакции.

 

                                                                                 УДК 629.113.004

                                                                                            ББК 39.33-08

       

ISBN 978-5-502-00033-8	© Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е.Алексеева, 2013
	© Кузьмин Н.А., Борисов Г.В., 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

Введение ……………………………………………………………………….......	4
Глава 1. Основные понятия, термины и определения в области автотранспортных средств ……………………………………………………………………………...	6
Глава 2. Эксплуатационные свойства и качество автомобилей ……………………...	16
2.1. Эксплуатационные свойства автомобилей ………………………………............	16
2.2. Показатель качества автомобилей ………………………………….....................	25
Глава 3. Процессы изменения технического состояния автомобилей в эксплуатации..	27
3.1. Изнашивание поверхностей деталей …………………………………………….	27
3.2. Пластические деформации и прочностные разрушения деталей …………............	45
3.3. Усталостные разрушения материалов ……………………………………...........	50
3.4. Коррозия металлов ………………………………………………………...........	56
3.5. Физико-механические или температурные изменения материалов (старение) …...	61
Глава 4. Условия эксплуатации автомобилей ……………………………………….	65
4.1. Дорожные условия …………………………………………………….………..	65
4.2. Транспортные условия  …………………………………………………............	71
4.3. Природно-климатические условия …………………………………....................	71
Глава 5. Эксплуатационные режимы работы агрегатов автомобилей ………………..	77
5.1. Нестационарные режимы работы автомобильных агрегатов …………………….	77
5.2. Скоростные и нагрузочные режимы работы автомобильных двигателей ………...	80
5.3. Тепловые режимы работы агрегатов автомобилей ………………………………	83
5.4. Обкатка агрегатов автомобилей …………………………………………………	90
Глава 6. Качество автомобильных эксплуатационных материалов ………………….	93
6.1. Эксплуатационные свойства и ассортимент бензинов …………………………...	93
6.2. Эксплуатационные свойства и ассортимент дизельных топлив  …………………	100
6.3. Виды автомобильных смазочных материалов …………………………………...	105
6.4. Эксплуатационные свойства, классификации и ассортимент моторных масел …...	106
6.5. Эксплуатационные свойства, классификация и ассортимент трансмиссионных масел ………………………………………………………………………………..	110
6.6. Эксплуатационные свойства и ассортимент пластичных смазок …………………	114
6.7. Эксплуатационные свойства и ассортимент амортизаторных жидкостей …………	117
6.8. Эксплуатационные свойства и ассортимент тормозных жидкостей ………...........	118
6.9. Эксплуатационные свойства и ассортимент охлаждающих жидкостей …………..	121
Глава 7. Изменение технического состояния автомобильных шин в эксплуатации ….	124
7.1. Классификация и маркировка шин ………………………………………...........	124
7.2. Исследование факторов, влияющих на срок службы шин …….............................	142
Глава 8. Математическое моделирование процессов изменения технического состояния автомобилей ……………………………………………………………..	164
8.1. Закономерности изменения технического состояния по наработке автомобилей …	164
8.2. Закономерности случайных процессов изменения технического состояния  автомобилей ……………………………………………………………………………	167
8.3. Закономерности процессов восстановления автомобилей ……………………...	189
Список использованных источников ……………………………………………….	195

Введение

  

Особенности и преимущества автомобильного транспорта (АТ) предопределяют достаточно высокие темпы развития экономики, что связано с    мобильностью  и  гибкостью  доставки  грузов  и  пассажиров.  Эти  свойства АТ во многом определяются уровнем работоспособности автомобилей и       автомобильных парков в целом. Указанный уровень, в свою очередь, зависит от надежности конструкций автомобилей и их КЭ, своевременности и качества их обслуживания (ремонта), что и является сферой технической эксплуатации автомобилей (ТЭА). При этом, если надежность конструкции закладывается  на этапах проектирования и производства автомобилей, то наиболее полное использование их потенциальных возможностей обеспечивается этапом реальной эксплуатации автотранспортных средств (АТС) и только при условии эффективной и профессиональной организации ТЭА. 

Интенсификация производства, повышение производительности труда, экономия всех видов ресурсов – это задачи, имеющие непосредственное отношение к АТ, и его подсистеме – ТЭА, обеспечивающей работоспособность  подвижного состава АТ. Ее развитие и совершенствование диктуются интенсивностью развития самого АТ и его ролью в транспортном комплексе страны, необходимостью экономии трудовых, материальных, топливно-энергетических и других ресурсов при перевозках, техническом обслуживании (ТО), ремонтах и хранении автомобилей, необходимостью обеспечения транспортного процесса надежно работающим подвижным составом, защиты населения, персонала и окружающей среды.

Как отрасль науки ТЭА определяет пути и методы управления техническим состоянием автомобилей и парков для обеспечения:

• регулярности и безопасности перевозок при наиболее полной реализации технико-эксплуатационных свойств автомобилей;
• заданных уровней работоспособности и технического состояния при   оптимизации материальных и трудовых затрат;
• минимального отрицательного влияния автомобильного транспорта на население, персонал и окружающую среду.

Цель области науки ТЭА – изучить закономерности технической       эксплуатации от простейших, описывающих изменение эксплуатационных свойств и уровни работоспособности автомобилей и их КЭ (агрегатов, систем, механизмов, узлов и деталей), до более сложных, объясняющих формирование  эксплуатационных свойств и работоспособность в процессе эксплуатации группы (парка) автомобилей.

Эффективность ТЭА в автотранспортном предприятии (АТП) обеспечивается инженерно-технической службой (ИТС), которая реализует цели и    решает задачи ТЭА. Часть ИТС, которая занимается непосредственной      производственной деятельностью, называется производственно-технической службой (ПТС) АТП. Производственные объекты с оборудованием, приборным оснащением – это производственно-техническая база (ПТБ) АТП.

Таким образом, ТЭА является одной из подсистем АТ, который в свою очередь включает в себя также подсистему коммерческой эксплуатации АТС (службу перевозок).

В зависимости от вида АТП и рода их деятельности подсистема ТЭА с ИТС организационно и экономически может выступать в качестве:

• производственной структуры АТП, осуществляющей поддержание      автомобильного парка в работоспособном состоянии;
• независимого хозяйственного субъекта, оказывающего платные услуги владельцам разнообразных АТС всех форм собственности.

В первом случае главный вклад ТЭА состоит в том, что она обеспечивает подсистему коммерческой эксплуатации предприятия работоспособными и технически исправными АТС, т.е. обеспечивает фактическую возможность реализации транспортного процесса.

Во втором случае система технической эксплуатации трансформируется в сервисную систему, реализуя работу на станциях технического обслуживания автомобилей (СТОА).

Назначение данного учебного пособия не предусматривает технические вопросы организации и осуществления ТО и ремонтов автомобилей, оптимизацию  этих процессов. Данные материалы предназначены для разработки инженерных решений по уменьшению интенсивности протекания процессов изменения технического состояния автомобилей, их агрегатов и узлов в условиях эксплуатации.

В издании обобщен опыт научных исследований научных школ ГПИ-НГТУ профессоров И.Б. Гурвича и Н.А. Кузьмина в области теплового    состояния и надежности автомобилей и их двигателей в разрезе анализа процессов изменения их технического состояния в эксплуатации. Также представлены результаты исследований по оценке и повышению показателей надежности и других технико-эксплуатационных свойств автомобилей и их двигателей на этапе проектирования и испытаний в основном на примере автомобилей ОАО «Горьковский автомобильный завод» и двигателей ОАО «Заволжский моторный завод». В указанных исследованиях, кроме руководителей указанных научных школ, в разные годы принимали участие: д.т.н., профессора – Сыркин П.Э., Чумак В.И.; к.т.н., доценты – Цхай Ф.А., Кислицин Н.М., Корчажкин М.Г., Зеленцов В.В., Рамс Э.Э., Уткин Ю.С., Линденбаум М.Б., Денисов В.И. и др. 

 

 

Г лава 1.   ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ и ОПРЕДЕЛЕНИЯ

 в области АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

БАЗОВЫЕ  ТЕРМИНЫ  ТЕХНИЧЕСКОГО  СОСТОЯНИЯ

АВТОМОБИЛЕЙ

 

Автомобиль и любое АТС в своем жизненном цикле не может выполнять своего предназначения без ТО и ремонтов, составляющих основу ТЭА. Основным стандартом при этом является «Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта» [1] (в дальнейшем Положение). На каждый специальный вопрос по эксплуатации автомобилей существуют также соответствующие ГОСТы, ОСТы и т.д. Базовыми понятиями, терминами и определениями в области ТЭА являются [4,12,13,14,15]:

Объект  –  предмет  определённого  целевого  назначения.  Объектами  в автомобилях могут быть: агрегат, система, механизм, узел и деталь, которые принято называть конструкционными элементами (КЭ) автомобиля. Объектом является и сам автомобиль.

Различают пять видов технического состояния автомобиля:

Исправное состояние (исправность) – состояние автомобиля, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации (НТКД).

Неисправное состояние (неисправность) – состояние автомобиля, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований НТКД. Следует отметить, что исправных автомобилей фактически не существует, так как у каждого автомобиля есть хотя бы одно отклонение от требований НТКД. Это может быть видимая неисправность (например, царапина на кузове, нарушение однотонности и сплошности лакокрасочных покрытий деталей и т.д.), а также, у некоторых деталей автомобиля не соответствует НТКД отклонение размеров, шероховатости, твердости поверхностей.

Работоспособное состояние (работоспособность) – состояние автомобиля, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям НТКД.

Неработоспособное состояние (неработоспособность) – состояние автомобиля, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям НТКД. Неработоспособный автомобиль всегда неисправен, а работоспособный может быть и неисправным (с царапиной на кузове, перегоревшей лампочкой освещения кабины автомобиль является неисправным, но вполне работоспособным).

Предельное состояние – состояние автомобиля или КЭ, при котором его дальнейшая эксплуатация неэффективна или небезопасна. Такая ситуация наступает при превышении допустимых значений эксплуатационных параметров КЭ автомобиля. При достижении предельного состояния требуется ремонт КЭ или автомобиля в целом. Например, неэффективность эксплуатации автомобильных  двигателей, достигших предельного состояния, обусловлена повышенными расходами моторных масел и топлив, снижением эксплуатационных скоростей движения автомобилей, обусловленных падением мощностей двигателей. Небезопасность эксплуатации таких двигателей вызывается существенным возрастанием токсичности отработавших газов, шумов, вибраций, высокой вероятностью внезапного отказа двигателя при движении в потоке автомобилей, что может создать аварийную ситуацию.

События смены технических состояний АТС: повреждения, отказы, дефекты.

Повреждение – событие, заключающееся в нарушении исправного состояния (потере исправности) КЭ автомобиля при сохранении его работоспособного состояния.

Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния (потере работоспособности) КЭ автомобиля.

Дефект – обобщённое событие, включающее в себя и повреждение, и отказ.

Понятие отказа является одним из важнейших в ТЭА. Следует различать следующие виды отказов:

Конструкционный; производственный или технологический; эксплуатационный отказ – отказ, возникший по причине, связанной с несовершенством или нарушением: установленных правил и (или) норм проектирования или конструирования автомобиля; установленного процесса изготовления или ремонта автомобиля; установленных правил и (или) условий эксплуатации автомобилей, соответственно.

Зависимый; независимый отказ – отказ, обусловленный или не зависящий, соответственно, от отказов других КЭ автомобиля (например, при пробое поддона картера вытекает моторное масло – происходят задиры на трущихся поверхностях деталей двигателя, заклинивание деталей – зависимый; прокол шины – независимый отказы).

Внезапный; постепенный отказ – отказ, характеризующийся резким изменением значений одного или нескольких параметров автомобиля (например, обрыв шатуна поршня); или возникающий в результате постепенного изменения значений одного или нескольких параметров автомобиля (например, отказ генератора вследствие износа щёток ротора), соответственно.

Сбой – самоустраняющийся отказ или однократный отказ, устраняющийся без специального технического воздействия (например, попадание воды на тормозные колодки – тормозная эффективность до высыхания воды нарушена).

Перемежающийся отказ – многократно возникающий самоустраняющийся отказ одного и того же характера (например, пропадание-возникновение контакта лампы светового прибора).

Явный; скрытый отказ – отказ, обнаруживаемый визуально или штатными методами и средствами контроля и диагностирования; не обнаруживаемый визуально или штатными методами и средствами контроля и диагностирования, но выявляемый при проведении ТО или специальными методами диагностирования, соответственно.

Деградационный; ресурсный отказ – отказ, обусловленный естественными процессами старения, изнашивания, коррозии и усталости при соблюдении всех установленных правил и (или) норм проектирования, изготовления и эксплуатации; в результате которого автомобиль или его КЭ достигают предельного состояния, соответственно.

Базовые понятия по техническому обслуживанию и ремонту автомобилей:

Техническое обслуживание – направленная система технических воздействий на КЭ автомобиля с целью обеспечения его работоспособности.

Техническая диагностика – наука, разрабатывающая методы исследования технического состояния автомобилей и его КЭ, а также принципы построения и организацию использования систем диагностирования.

Техническое диагностирование – процесс определения технического состояния КЭ автомобиля с определённой точностью.

Восстановление или ремонт – процесс перевода автомобиля или его КЭ из неисправного состояния в исправное или из неработоспособного состояния в работоспособное, соответственно.

Обслуживаемый (необслуживаемый) объект – объект, для которого проведение ТО предусмотрено (не предусмотрено) НТКД.

Восстанавливаемый (невосстанавливаемый) объект – объект, для которого в рассматриваемой ситуации проведение восстановления предусмотрено НТКД (не предусмотрено НТКД (например, в производственных предприятиях областного центра легко выполняется шлифовка шеек коленчатого вала двигателя, а в условиях сельской местности это сделать невозможно из-за отсутствия оборудования).

Ремонтируемый (неремонтируемый) объект – объект, ремонт которого возможен и предусмотрен НТКД (невозможен или не предусмотрен НТКД (например, неремонтируемыми объектами в автомобиле являются: ремень генератора, термостат, лампы накаливания световых приборов и т.д.).

 

БАЗОВЫЕ ТЕРМИНЫ ТЕХНИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК АВТОМОБИЛЕЙ

 

Ниже рассматриваются термины (и их расшифровка), используемые в сфере эксплуатации АТС; в ТЭА и организации автомобильных перевозок. Большинство из них приводятся в паспортах технических характеристик АТС [12,13,14,15,18].

Снаряженная масса АТС, прицепа, полуприцепа определяется как масса полностью заправленного (топливом, маслом, охлаждающей жидкостью и пр.) и укомплектованного (запасным колесом, инструментом и т.п.) АТС, но без груза или пассажиров, водителя, другого обслуживающего персонала (кондуктор, экспедитор и т.д.) и их багажа.

Полная масса автомобиля или АТС состоит из снаряженной массы, массы груза (по грузоподъемности) или пассажиров, водителя и другого обслуживающего персонала. При этом полная масса автобусов (городских и пригородных) реально должна определяться для номинальной и предельной вместимостей. Полная масса автопоездов: для прицепного поезда – это сумма полных масс тягача и прицепа; для седельного – сумма снаряженной массы тягача, массы персонала в кабине и полной массы полуприцепа.

Допустимая (конструкционная) полная масса – это сумма осевых масс, допускаемых конструкцией АТС.

Расчетные массы (на одного человека) пассажиров, обслуживающего персонала и багажа. Для легковых автомобилей – 80 кг (масса человека 70 кг + 10 кг багажа). Для автобусов: городского – 68 кг; пригородного – 71 кг (68+3); сельского (местного) – 81 кг (68+13); междугородного – 91 кг (68+23). Обслуживающий персонал автобусов (водитель, гид, кондуктор и др.), а также водитель и пассажиры в кабине грузового АТС – по 75 кг. Масса багажника с грузом, установленного на крыше легкового автомобиля, в полную массу включается при соответствующем сокращении числа пассажиров.

Грузоподъемность определяется как масса перевозимого груза без массы водителя и пассажиров в кабине.

Пассажировместимость (число мест) – для легковых автомобилей и кабин грузовых – включая место водителя. В автобусах в число мест для сидящих пассажиров не включаются места обслуживающего персонала – водителя, гида и др. Вместимость автобусов считается как сумма числа мест для сидящих пассажиров и числа мест для стоящих пассажиров из расчета 0,2 м² свободной площади пола на одного стоящего пассажира (5 человек на 1 м²) по номинальной вместимости или 0,125 м² (8 человек на 1 м²) – по предельной вместимости. Номинальная вместимость автобусов характерна для условий эксплуатации в межпиковое время. Предельная вместимость – вместимость автобусов в «часы пик».

Координаты центра тяжести АТС приводятся для снаряженного состояния. Центр тяжести обозначается на рисунках специальным значком: 

U

Дорожные просветы, углы въезда и съезда приводятся для АТС полной массы. Низшие точки под передними и задними мостами АТС обозначаются на рисунках специальным значком: 

Контрольный расход топлива – этот параметр служит для проверки технического состояния АТС и не является нормой расхода топлива. Контрольный расход топлива определяется для АТС полной массы на горизонтальном участке дороги с твердым покрытием при установившемся движении с указанной скоростью. Режим «городской цикл» (имитация городского движения) проводится по специальной методике, согласно соответствующего стандарта (ГОСТ 20306-90).

Максимальная скорость, время разгона, преодолеваемый подъем, путь выбега и тормозной путь – эти параметры приводятся для автомобиля полной массы, а для седельных тягачей – при их работе в составе автопоезда полной массы. Исключение составляет максимальная скорость и время разгона легковых автомобилей, у которых эти параметры даны для автомобиля с водителем и одним пассажиром.

Габаритная и погрузочная высота, высота седельно-сцепного устройства, уровень пола, высота подножек автобусов приводятся для снаряженных АТС.

Размер от подушки сиденья до внутренней обивки потолка легковых автомобилей замеряется при прогнутой под действием массы трехмерного манекена (76,6 кг) подушке с помощью выдвижного щупа манекена, согласно ГОСТ 20304-85.

Выбег автомобиля – это путь, который пройдет разогнанный до указанной скорости автомобиль полной массы до своей остановки на сухой асфальтовой ровной дороге при включении нейтральной передачи.

Тормозной путь – путь автомобиля от начала торможения до полной остановки, обычно приводится для испытаний типа «0», т.е. когда его проверка производится при холодных тормозах и с полной нагрузкой автомобиля.

Типоразмеры тормозных камер, цилиндров и энергоаккумуляторов обозначаются цифрами 9, 12, 16, 20, 24, 30, 36, что соответствует рабочей площади диафрагмы или поршня в квадратных дюймах. Типоразмеры камер (цилиндров) и совмещенных с ними энергоаккумуляторов обозначаются дробным числом (например, 16/24, 24/24).

База автотранспортного средства – для двухосных АТС и прицепов это расстояние между центрами передней и задней осей, для многоосных АТС – это расстояние между всеми осями через знак «плюс», начиная с первой оси. Для одноосных полуприцепов – расстояние от центра седельного устройства до центра оси. Для многоосных полуприцепов дополнительно указывается база тележки (тележек) через знак «плюс».

Радиус поворота определяется по оси следа внешнего (относительно центра поворота) переднего колеса.

  Угол свободного поворота рулевого колеса (люфт) приводится при положении колес для движения по прямой. Для рулевых управлений с усилителями показания должны сниматься при работающем двигателе на рекомендуемых минимальных оборотах холостого хода двигателя.

Давление воздуха в  шинах – для легковых автомобилей, малотоннажных грузовых и автобусов, изготовленных на базе агрегатов легковых автомобилей, и для прицепов допускается отклонение от указанных в инструкции по эксплуатации значений на 0,1 кгс/см² (0,01 МПа), для грузовых АТС, автобусов и прицепного состава к ним – на 0,2 кгс/см² (0,02 МПа).

Колесная формула. Для всех автомобилей обозначение основной колесной формулы состоит из двух цифр, разделенных знаком умножения. Для заднеприводных автомобилей первая цифра обозначает общее число колес, а вторая – число ведущих колес, на которые передается крутящий момент от двигателя (при этом двухскатные колеса считаются за одно колесо), например, для заднеприводных двухосных автомобилей применяются формулы 4х2 (автомобили ГАЗ-31105, ВАЗ-2107, ГАЗ-3307, ПАЗ-3205, ЛиАЗ-5256 и т.п.).  Колесная  формула  переднеприводных  автомобилей построена наоборот: первая цифра означает число ведущих колес, вторая  –  их   общее  количество  (формула 2х4,  например,  у  автомобилей: ВАЗ-2108 – ВАЗ-2118). У полноприводных автомобилей цифры в формуле одинаковые (например, колесную формулу 4х4 имеют автомобили ВАЗ-21213, УАЗ-3162 «Патриот», ГАЗ-3308 «Садко» и др.).

Для грузовых автомобилей и автобусов в обозначение колесной формулы должна быть отражена третья цифра 2 или 1, отделенная от второй цифры точкой. Цифра 2 указывает, что ведущая задняя ось имеет двухскатную «ошиновку», а цифра 1 указывает, что все колеса односкатные. Таким образом, для двухосных грузовых автомобилей и автобусов с двухскатными ведущими колесами формула имеет вид 4х2.2 (например, автомобиль ГАЗ-33021, автобусы ЛиАЗ-5256, ПАЗ-3205 и т.п.), а для случаев применения односкатных колес (обычно  это  автомобили  повышенной  проходимости) – формула 4х4.1 (УАЗ-2206, УАЗ-3162, ГАЗ-3308 и т.п.).

Для трехосных автомобилей применяются колесные формулы 6х2, 6х4, 6х6, а в  более полном виде: 6х2.2 (тягач «Мерседес-Бенц-2235»), 6х4.2 (МАЗ-64226), 6х6.1 (КамАЗ-43101), 6х6.2 (лесовоз КрАЗ-643701). Для четырехосных автомобилей соответственно 8х4.1, 8х4.2 и 8х8.1 или 8х4.2.

Для сочлененных автобусов в колесную формулу вводится четвертая цифра 1 или 2, отделенная от третьей цифры точкой. Цифра 1 указывает на то, что ось прицепной части автобуса имеет односкатную ошиновку, а цифра 2 –двухскатную. Например, для сочлененного автобуса «Икарус-280.64» колесная формула имеет вид 6х2.2.1, в то время как для автобуса «Икарус-283.00» – 6х2.2.2. Обозначение колесной формулы 4х4 обычно наносится на заднюю часть модных в настоящее время джипов и внедорожников.

 

Таблица 1.1

Таблица 1.2

Таблица 1.3

Таблица 1.4

Н.А. КУЗЬМИН, Г.В. БОРИСОВ  

 

ОСНОВЫ РАБОТОСПОСОБНОСТИ

ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

(АВТОМОБИЛЕЙ)

 

Рекомендовано Ученым советом Нижегородского государственного

технического университета им Р.Е. Алексеева в качестве учебного пособия для студентов всех форм обучения по специальности 190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство»

 

Нижний Новгород 2013

УДК 629.113.004

ББК 39.33-08

    К 495

 

 

        Кузьмин Н.А., Борисов Г.В.

К 495     Основы работоспособности технических систем (автомобилей): учебное пособие  /Г.В. Борисов,  Н.А. Кузьмин;   Нижегород.  гос.  техн.  ун-т им. Р.Е. Алексеева – Нижний Новгород, 2013. – 195 с.

 

         ISBN 978-5-502-00033-8

 

Рассматриваются теоретические основы работоспособности автомобилей и их составляющих конструкционных элементов в эксплуатации, процессы изменения технического состояния (изнашивание, пластические деформации, прочностные разрушения, остаточные деформации деталей, усталость, коррозия и старение материалов) и причины, вызывающие эти изменения (дорожные, транспортные, природно-климатические условия, режимы работы агрегатов автомобилей, эксплуатационные материалы и пр.).  Приводится  методология  построения  математических  моделей (закономерностей)  изменения  технического  состояния  автомобилей  и  их  конструкционных элементов.

Предназначена для специалистов, занимающихся эксплуатацией и производством автомобильной техники. Содержит большое количество информации по управлению работоспособностью транспортных машин для студентов технических вузов, обучающихся по автомобильным специальностям. Рекомендовано к использованию в учебном процессе при преподавании дисциплин «Основы работоспособности технических систем», «Современные проблемы и направления развития конструкций и технической эксплуатации транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования» и др.

Рис. 81. Табл. 41. Библиогр.: 19 назв.

 

 

Издание публикуется в авторской редакции.

 

                                                                                 УДК 629.113.004

                                                                                            ББК 39.33-08

       

ISBN 978-5-502-00033-8	© Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е.Алексеева, 2013
	© Кузьмин Н.А., Борисов Г.В., 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

Введение ……………………………………………………………………….......	4
Глава 1. Основные понятия, термины и определения в области автотранспортных средств ……………………………………………………………………………...	6
Глава 2. Эксплуатационные свойства и качество автомобилей ……………………...	16
2.1. Эксплуатационные свойства автомобилей ………………………………............	16
2.2. Показатель качества автомобилей ………………………………….....................	25
Глава 3. Процессы изменения технического состояния автомобилей в эксплуатации..	27
3.1. Изнашивание поверхностей деталей …………………………………………….	27
3.2. Пластические деформации и прочностные разрушения деталей …………............	45
3.3. Усталостные разрушения материалов ……………………………………...........	50
3.4. Коррозия металлов ………………………………………………………...........	56
3.5. Физико-механические или температурные изменения материалов (старение) …...	61
Глава 4. Условия эксплуатации автомобилей ……………………………………….	65
4.1. Дорожные условия …………………………………………………….………..	65
4.2. Транспортные условия  …………………………………………………............	71
4.3. Природно-климатические условия …………………………………....................	71
Глава 5. Эксплуатационные режимы работы агрегатов автомобилей ………………..	77
5.1. Нестационарные режимы работы автомобильных агрегатов …………………….	77
5.2. Скоростные и нагрузочные режимы работы автомобильных двигателей ………...	80
5.3. Тепловые режимы работы агрегатов автомобилей ………………………………	83
5.4. Обкатка агрегатов автомобилей …………………………………………………	90
Глава 6. Качество автомобильных эксплуатационных материалов ………………….	93
6.1. Эксплуатационные свойства и ассортимент бензинов …………………………...	93
6.2. Эксплуатационные свойства и ассортимент дизельных топлив  …………………	100
6.3. Виды автомобильных смазочных материалов …………………………………...	105
6.4. Эксплуатационные свойства, классификации и ассортимент моторных масел …...	106
6.5. Эксплуатационные свойства, классификация и ассортимент трансмиссионных масел ………………………………………………………………………………..	110
6.6. Эксплуатационные свойства и ассортимент пластичных смазок …………………	114
6.7. Эксплуатационные свойства и ассортимент амортизаторных жидкостей …………	117
6.8. Эксплуатационные свойства и ассортимент тормозных жидкостей ………...........	118
6.9. Эксплуатационные свойства и ассортимент охлаждающих жидкостей …………..	121
Глава 7. Изменение технического состояния автомобильных шин в эксплуатации ….	124
7.1. Классификация и маркировка шин ………………………………………...........	124
7.2. Исследование факторов, влияющих на срок службы шин …….............................	142
Глава 8. Математическое моделирование процессов изменения технического состояния автомобилей ……………………………………………………………..	164
8.1. Закономерности изменения технического состояния по наработке автомобилей …	164
8.2. Закономерности случайных процессов изменения технического состояния  автомобилей ……………………………………………………………………………	167
8.3. Закономерности процессов восстановления автомобилей ……………………...	189
Список использованных источников ……………………………………………….	195

Введение

  

Особенности и преимущества автомобильного транспорта (АТ) предопределяют достаточно высокие темпы развития экономики, что связано с    мобильностью  и  гибкостью  доставки  грузов  и  пассажиров.  Эти  свойства АТ во многом определяются уровнем работоспособности автомобилей и       автомобильных парков в целом. Указанный уровень, в свою очередь, зависит от надежности конструкций автомобилей и их КЭ, своевременности и качества их обслуживания (ремонта), что и является сферой технической эксплуатации автомобилей (ТЭА). При этом, если надежность конструкции закладывается  на этапах проектирования и производства автомобилей, то наиболее полное использование их потенциальных возможностей обеспечивается этапом реальной эксплуатации автотранспортных средств (АТС) и только при условии эффективной и профессиональной организации ТЭА. 

Интенсификация производства, повышение производительности труда, экономия всех видов ресурсов – это задачи, имеющие непосредственное отношение к АТ, и его подсистеме – ТЭА, обеспечивающей работоспособность  подвижного состава АТ. Ее развитие и совершенствование диктуются интенсивностью развития самого АТ и его ролью в транспортном комплексе страны, необходимостью экономии трудовых, материальных, топливно-энергетических и других ресурсов при перевозках, техническом обслуживании (ТО), ремонтах и хранении автомобилей, необходимостью обеспечения транспортного процесса на