Качество автомобиля как совокупность его технико-эксплуатационных свойств. Закономерности изменения показателей качества во времени

Большинство задач, решаемых технической эксплуатацией, связано с понятием качества изделия или материала, т.е. автомобиля, агрегата, детали, технологического оборудования, эксплуатационных материалов при их функционировании или использовании в определенных условиях эксплуатации. Качество - это совокупность свойств, определяющих степень пригодности автомобиля, агрегата, материала к выполнению заданных функций при использовании по назначению. Каждое свойство характеризуется одним или несколькими показателями, которые могут принимать различные количественные значения.

Структура понятия качество

Например, одним из показателей долговечности автомобиля является ресурс до капитального ремонта, составляющий для автомобиля МАЗ-5335 320 тыс. км. Следует отметить, что группа свойств может объединяться в одно комплексное свойство. Например, надежность является сложным свойством, состоящим из таких свойств, как безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость.

Часть показателей свойств автомобиля, например габаритные размеры, грузоподъемность или вместимость, остаются практически неизменными в течение всего периода эксплуатации. Однако показатели большинства свойств, определяющих качество автомобилей, например экономичности, безопасности, динамичности, производительности, комфортабельности, изменяются в процессе работы (старения) автомобилей. Эти свойства можно поддерживать и восстанавливать, т.е. управлять ими при условии знания закономерностей их изменения.

Изменение основных показателей качества автомобиля средней грузоподъемности.

Автомобиль представляет собой сложную систему, совокупность действующих элементов - сборочных единиц и деталей, обеспечивающих выполнение ее функций. По отношению к автомобилю элементами являются агрегаты, узлы и механизмы, а по отношению к последним - детали. Автомобиль, агрегат, механизм, деталь могут объединяться общим понятием - объект или изделие. Современный автомобиль состоит из 15-20 тыс. деталей, из которых 7-9 тыс. теряют свои первоначальные свойства при работе, причем около 3-4 тыс. деталей имеют срок службы меньше, чем автомобиль в целом. Из них 80-100 деталей влияют на безопасность движения, a 150-300 деталей " критических" по надежности чаще других требуют замены, вызывают наибольший простой автомобилей, трудовые и материальные затраты в эксплуатации. Две последние группы деталей являются главным объектом внимания технической эксплуатации, а также производства и снабжения. У современных автомобилей на 2-3% номенклатуры запасных частей приходится 40-50% общей стоимости потребляемых запасных частей, на 8-10-80-90% и на 20-25 - 96-98%. Отсюда ясна важность информации по объектам, от которых зависит техническое состояние автомобиля.

В процессе эксплуатации автомобиль взаимодействует с окружающей средой, а его элементы взаимодействуют между собой. Это взаимодействие вызывает нагружение деталей, их взаимные перемещения, вызывающие трение, нагрев, химические и другие преобразования и, как следствие, изменение в процессе работы физико-химических свойств и конструктивных параметров: состояния поверхностей, размеров деталей и их взаимного расположения, зазоров, электрических и других свойств. Техническое состояние автомобиля или его элемента определяется совокупностью изменяющихся свойств, характеризуемых текущими значениями, т.е. количественными показателями конструктивных параметров: y₁; y₂; y₃…y₄. Например, для двигателя это размеры деталей цилиндро-поршневой группы и кривошипно-шатунного механизма, для тормозов - размеры тормозных накладок, барабанов и зазоры между ними.

Рисунок.2. Изменение показателя технического состояния у и диагностического параметра s_t в зависимости от пробега: / - зона работоспособности; 2 - зона отказа; /о - оптимальная периодичность регулировки

Возможность непосредственного измерения конструктивных параметров без частичной или полной разборки узла чаще всего ограничена. Для этих изделий при определении технического состояния пользуются косвенными величинами, так называемыми внешними или диагностическими параметрами, которые связаны с конструктивными и дают о них определенную информацию. Например, о техническом состоянии двигателя можно судить по изменению его мощности, расходу масла, компрессии, содержанию продуктов износа в масле.

Различают параметры выходных рабочих процессов, определяющие основные функциональные свойства автомобиля или агрегата (мощность двигателя, тормозной путь автомобиля); параметры сопутствующих процессов (температура нагрева, уровень вибрации, содержание продуктов износа в масле); геометрические (конструктивные) параметры, определяющие связи между деталями в сборочной единице и между отдельными агрегатами и механизмами (зазор, ход, посадка и др.).

В процессе работы автомобиля показатели его технического состояния изменяются от начальных или номинальных значений у_Н сначала до предельно допустимых у_П.Д., а затем и до предельных у_П,, что обусловливает соответствующее изменение и диагностических параметров от s_Н до s_П.Д. и s_П. Значения у_П и s_П соответствуют предельному состоянию изделия, при котором его дальнейшее применение по назначению недопустимо или нецелесообразно. Например, при работе тормозов в результате изнашивания тормозных накладок и барабанов происходит увеличение зазора у между накладками и тормозными барабанами, что вызывает рост тормозного пути S_Т (рисунок 2). Предельному значению тормозного пути S_{Т. П}, который регламентирован технической документацией (в данном случае Правилами дорожного движения), соответствует предельное значение зазора у_П в тормозном механизме.

Этому зазору, в свою очередь, соответствует пробег l_P, при котором зазор и тормозной путь достигают предельного значения. Продолжительность работы изделия, измеряемая в часах или километрах пробега, а в ряде случаев в единицах выполненной работы, называется наработкой. Наработка до предельного состояния, оговоренного технической документацией, называется ресурсом. Таким образом, в рассматриваемом примере это l_P - ресурс, а в интервале пробега 0 £ l_i £ l_P (зона работоспособности) изделие по этому показателю исправно и может выполнять свои функции.

Если изделие удовлетворяет требованиям нормативно-технической документации по всем показателям, то оно считается исправным. Если параметры изделия, характеризующие его способность выполнять заданные функции, соответствуют установленным нормативно-технической документацией требованиям, то оно признается работоспособным. Отсюда следует, что когда автомобиль может выполнять свои основные функции, но не отвечает всем требованиям технической документации (например, помято крыло), он работоспособен, но неисправен.

Если продолжать эксплуатировать автомобиль за пределами l_P (например, до l_j), то наступит отказ, т.е. событие, заключающееся в нарушении работоспособности. При этом прекращается транспортный процесс (остановка на линии, преждевременный возврат с линии).

Роль предельно допустимого значения параметра заключается в том, чтобы своевременно информировать (предупредить) о приближении момента отказа для принятия соответствующих мер, которые будут рассмотрены ниже.

Показатели качества автомобиля, агрегата, детали ухудшаются с увеличением пробега. Однако сферу эксплуатации интересуют не только начальные значения показателей свойств, характеризующих качество автомобиля, но и характер изменения их в течение всего периода эксплуатации. Для ряда показателей, например производительности, работоспособности, наработки на отказ, характерно изменение от времени эксплуатации или пробега автомобиля по экспоненциальной зависимости

, (1)

где П_к (t), П_к1 - показатели качества на t -м и первому году эксплуатации; k - коэффициент, определяющий интенсивность изменения показателя качества по времени (пробегу); t - продолжительность эксплуатации, годы.

Чем интенсивнее изменение показателей качества автомобилей по времени, тем ниже его эксплуатационные свойства. Поэтому оценка этих показателей должна проводиться с учетом времени эксплуатации изделия. Реализуемый показатель качества - это среднее значение показателя качества за заданный или фактически сложившийся срок службы или пробег автомобиля. Так, реализуемые значения для показателей, приведенных в табл.2.1, составят 68,5-72,5 для производительности и 185-196 для трудоемкости. Реализуемый показатель для условий, описанных формулой (1), определяется так:

.

Реализуемый показатель качества управляем на народнохозяйственном, межотраслевом и отраслевом уровнях. Начальное значение показателя качества определяется с учетом требований эксплуатации сферой производства. Срок службы изделия зависит не только от его конструкции и условий эксплуатации, но и от баланса между потребностью и' объемом производства данных моделей автомобилей, а также от правильно реализуемой эксплуатацией политики обновления основных фондов. Интенсивность изменения первоначальных показателей качества изделия зависит от сферы производства и эксплуатации.

Автомобильная промышленность влияет на интенсивность изменения показателей качества повышением износостойкости и прочности деталей, качества применяемых материалов и т.п. Сфера эксплуатации влияет на интенсивность изменения показателей качества, а следовательно, и на реализуемый показатель, совершенствуя методы и средства обеспечения работоспособности, квалификацию персонала ИТС регулируя возрастной состав парка и другими способами.

Методы управления реализуемым значением показателя качества.

Таким образом, не только сфера производства, но и сфера эксплуатации, в частности техническая эксплуатация, могут активно влиять на реализуемые значения показателей качества, т.е. управлять ими. Считается, что их вклад в эти значения соотносится как 3: 2.

Техническая эксплуатация автомобилей является важнейшей подсистемой автомобильного транспорта. Если сфера производства обеспечивает потенциальную возможность осуществления транспортного процесса, то техническая эксплуатация делает эту возможность фактической, поставляя для перевозочного процесса исправные автомобили.

Место технической эксплуатации в транспортном процессе

Количественное измерение процесса изменения показателей качества автомобиля во времени (или по пробегу) оценивается надежностью. Надежность - это свойство объекта, в том числе и автомобиля, сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.

При этом надежность является сложным свойством, которое зависит от сочетания таких свойств, как безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость.

Допустимые пределы эксплуатационных показателей определяются соответствующей документацией (стандартами, правилами, положениями, техническими условиями), а в ряде случаев - сложившимся опытом. Надежность как свойство характеризует и позволяет количественно оценить, во-первых, текущее состояние, во-вторых, насколько быстро происходит изменение показателей качества автомобиля при его работе в определенных условиях эксплуатации.