Совершенствование системы корректирования нормативов ТЭА

    Как уже отмечалось ранее, существующая система корректирования нормативов ТЭА не учитывает достаточно много технических аспектов. «Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта» в действующей редакции [4] в этой связи устарело. Не достаточно полно и корректно современные тенденции развития автомобильного транспорта РФ отражаются и в утверждаемых Министерством транспорта страны Руководящих документах, приказах и прочих вводимых (изменяемых) нормативных документах.  

    В частности, действующие стандарты предписывают одинаковую методологию при корректировании нормативов ТЭА при эксплуатации автомобилей одной модели и модификации разное количество времени в различное время  года.  Например, один  легковой  автомобиль  «Волга»  совершил  пробег  20 тыс. км при круглогодичной эксплуатации, а другой подобный автомобиль совершил тот же пробег – только летом. Значения корректирующих коэффициентов нормативов ТЭА в этом случае принимаются равными, хотя техническое состояние данных автомобилей явно не одинаково. Еще пример: население некоторых курортных городов страны (и количество автомобилей) в летний период увеличивается в несколько раз. Зачастую это приводит к изменению реальной категории условий эксплуатации в этом городе. Действующая система корректирования нормативов ТЭА отслеживать подобную ситуацию не позволяет.

     Достаточно подробно переработана система корректирования нормативов ТЭА в горных природно-климатических условиях эксплуатации д.т.н., профессором А.А. Турсуновым. В этой связи для эксплуатации АТС при различной высоте над уровнем моря и разбеге температур окружающей среды предложены корректирующие коэффициенты норм расхода топлив, которые являются более точными, чем действующие нормативные аналоги. Кроме того, в России вообще не принята надбавка к расходу топлив АТС в спектре положительных температур [6]. Этим же автором предлагаются более точные коэффициенты корректирования периодичности ТО, пробега автомобилей до КР, трудоемкости их обслуживания и расхода запасных частей.

    Существуют научные исследования по необходимости осуществления технических воздействий на отдельные КЭ автомобилей при периодичностях, отличающихся от нормативных по существующей системе корректирования. Это призвано повысить показатели безотказности и долговечности автомобилей.  Речь  идет  о  работах  Ю.В. Баженова  и  К.И. Разговорова (Владимирский государственный университет) по оптимизации периодичности технических воздействий  для  передней  подвески и рулевого управления передне-приводных автомобилей ВАЗ, которые существенно отличаются от нормативных значений [7].

    Достаточно продуктивные научные исследования по совершенствованию системы разработки и корректирования нормативов ТЭА проводятся на кафедре «Автомобильный транспорт» НГТУ им. Р.Е. Алексеева. Основные направления: совершенствование методов определения оптимальной периодичности обслуживания автомобилей; уточнение нормативов трудоемкости выполнения операций ТО и ремонта автомобилей с оптимизацией техноло-гических процессов; уточнение существующих коэффициентов корректирования нормативов ТЭА, обоснование и введение дополнительных коэффициентов. Далее приводится фрагмент результатов по уточнению значений периодичности обслуживания городских автобусов с учетом реальных особенностей условий эксплуатации [8].

Опыт  эксплуатации  городских  автобусов  общего  пользования территориального объединения ГП НО «Нижегородпассажиравтотранс» в условиях  Н.Новгорода, прежде всего автобусов  ЛиАЗ-677  и  ПАЗ-3205, на маршрутах с подъемами показывает следующие закономерности: резкое увеличение количества отказов некоторых деталей кривошипно-шатунного механизма (КШМ) и системы охлаждения двигателей в жаркое время года, при температурах окружающего воздуха уже выше +25 ⁰С (рис. 2.3). Возникающие отказы – прогар прокладок головок блоков цилиндров двигателей, задиры зеркала цилиндров, закоксовывание поршневых колец, изменение регулировок тепловых зазоров клапанов в газораспределительном механизме (ГРМ), реже – прогорание днищ поршней, образование в системе топливоподачи паровых пробок, растрескивание гильз цилиндров. Причиной этого является периодическое «закипание» жидкости в системе охлаждения двигателя при преодолении автобусами крутых и затяжных подъемов. Усугубляется положение практически постоянной переполненностью автобусов. С технической точки зрения объяснение указанного явления однозначно – превышение температурного состояния основных теплонагруженных деталей двигателя.

Причиной такого распределения отказов (рис. 2.3) является наличие значительных подъемов на маршрутах движения автобусов. Так, при движении из нижней части города в верхнюю автобусы преодолевают подъемы высотой от 65 до 110 метров, в зависимости от маршрута. Суммарный накопленный подъем на маршрутах доходит до 200 метров. Эти факторы приводят к увеличению нагрузок на все агрегаты автобуса, в том числе и на двигатель. Для двигателя это чревато повышением температурного состояния деталей выше критического уровня. Ситуация усугубляется в летний период. В это время температура охлаждающей жидкости двигателей в конце достаточно крутого подъема достигает 110⁰С, а температура моторного масла – 105⁰С. В таких условиях работы вполне закономерно увеличение числа отказов двигателей автобусов, причиной которых является их высокое температурное состояние. Средняя наработка на отказ двигателей снижается, что приводит к простоям автобусов, «сходу» их с маршрутов.

Отказы, %

 

                      С истемы и механизмы двигателя

Рис. 2.3. Гистограмма распределения отказов двигателей автобусов ПАЗ-3205,

работающих на маршрутах с уклонами:

1 – кривошипно-шатунный механизм; 2 – система охлаждения; 3 – электрооборудование;

4 – газораспределительный механизм; 5 – система питания

 

    Для анализа влияния процессов повышения температурного состояния деталей на эксплуатационную надежность двигателей была собрана информация об отказах двигателей автобусов ПАЗ-3205 и ЛиАЗ-677, работающих на маршрутах со значительными подъемами. Наблюдение проводились в течение двух лет.

    Информация об отказах по двигателям автобусов ПАЗ собиралась по результатам эксплуатации 20 новых автобусов. В сложившейся ситуации на рынке пассажирских перевозок автобусы ПАЗ-3205 широко используются в качестве маршрутных автобусов на линиях Н.Новгорода. Доля перевозок, выполняемых этими автобусами, значительна. Выборка отказов двигателей сформирована по результатам подконтрольной эксплуатации автобусов на пассажирских автотранспортных предприятиях города, а также по данным, предоставленным ОАО «Заволжский моторный завод». Собранная информация была обработана. В результате получена функция плотности распределения отказов наиболее теплонагруженных деталей двигателей (см. рис. 2.4).

Парк автобусов ЛиАЗ-677 общего пользования в Н.Новгороде значительно изношен. Информация об отказах их двигателей собиралась по 30 автобусам, но во время наблюдений три из них были списаны. Функция плотности распределения отказов по двигателям ЛиАЗ представлена на рис.2.5.

 

f (x)

                        

                     12,5              16      18,1     20                                  L, тыс. км

 

Рис. 2.4. Функция плотности распределения отказов

двигателей автобусов ПАЗ-3205:

1 – распределение отказов при нормативной периодичности ТО-2;

2 – распределение отказов после внедрения упреждающего ТО;

                            L _ТО-2 = 16000 км – нормативная периодичностьТО-2 автобусов ПАЗ-3205;

L _отк. = 18100 км – средняя наработка на отказ двигателей;

L _ТО(У) = 12500 км – оптимальная периодичность упреждающего ТО;

                            L' _отк.= 20000 км – средняя наработка на отказ двигателей при внедрении

                                                         упреждающего ТО

 

f (x)

                       10,8      13   14,2 16,1                                     L, тыс. км

Рис. 2.5. Функция плотности распределения отказов двигателей

автобусов ЛиАЗ-677:

1 – распределение отказов при нормативной периодичности ТО-2;

2 – распределение отказов после внедрения упреждающего ТО;

                                  L _ТО-2 = 13000 км –периодичностьТО-2 автобусов ЛиАЗ-677 в Н.Новгороде;

L _отк. = 14200 км – средняя наработка на отказ двигателей;

L _ТО(У) = 10800 км – оптимальная периодичность упреждающего ТО;

                            L' _отк.= 16100 км – средняя наработка на отказ двигателей при внедрении

                                                          упреждающего ТО

        

Анализ работы автобусов показывает, что наблюдается большое количество отказов двигателей до проведения нормативного ТО-2. Это приводит к увеличению простоев автобусов и «сходов» их с маршрутов. На основании данного факта предлагается ввести упреждающее ТО (ТО_упр), которое включает в себя только операции, от выполнения которых зависит температурное состояние двигателя. Это операции: подтяжка крепления головки блока цилиндров, проверка и регулировка натяжения ремня привода вентилятора охлаждения, зазоров клапанов ГРМ (попутная операция), проверка исправности работы термостата, продувка и промывка радиатора (лучше со снятием с автобуса), замена моторного масла. Следует отметить, что другие операции ТО-2 по двигателям в нормативные сроки при данных экспериментальных исследованиях не проводились, что объясняет возрастание плотности распределения их отказов после ТО_упр.

    По полученным результатам была определена оптимальная периодичность упреждающего ТО по допустимому уровню безотказности (см. пп. 1.2.2.). При этом величина риска была принята равной 10 %.

    После внедрения предложенного упреждающего ТО средняя наработка на отказ двигателей по всем маркам автобусов увеличилась. Распределение отказов двигателей автобусов ПАЗ-3205 по системам изменилось, как показано на рис. 2.6.

 

                      С истемы и механизмы двигателя

Рис. 2.6. Гистограмма распределения отказов двигателей автобусов ПАЗ-3205,

работающих на маршрутах с уклонами при проведении упреждающего ТО:

1 – кривошипно-шатунный механизм; 2 – система охлаждения; 3 – электрооборудование;

4 – газораспределительный механизм; 5 – система питания

 

    Оптимальное значение ТО_упр систем двигателя, отвечающих за его температурное состояние, рекомендуется проводить с периодичностью L _ТО(У). Совмещать операции ТО_упр и ТО-2 допускается при отличии их периодичностей не более чем на 300 км пробега. Проводить ТО_упр можно силами водителей в межсменное время. Введение дополнительного вмешательства ТО_упр в двигатель является необходимой мерой снижения количества отказов двигателей, и «схода» автобусов с маршрутов.

     Результаты исследований актуальны для многих городов страны, расположенных на крутых берегах больших рек и на приморских берегах.