2.Общие сведения о технической диагностике на автомобильном транспорте.

2.Общие сведения о технической диагностике на
автомобильном транспорте.
Диагностические нормативы
Диагностические нормативы служат для
количественной оценки технического состояния
автомобиля.
Они устанавливаются ГОСТами и руководящими
техническими, материалами.
К диагностическим нормативам относятся:
начальное Пн, предельное Пп и допустимое ПД
значения норматива.
2.Общие сведения о технической диагностике
на автомобильном транспорте.
Диагностические нормативы
Начальный норматив Пн соответствует величине
диагностического параметра новых, технически
исправных объектов.
В эксплуатации Пн используют как величину, до
которой необходимо довести измеренное значение
параметра путем восстановительных и
регулировочных операций.
Начальный диагностический норматив задается
технической документацией.
2.Общие сведения о технической диагностике
на автомобильном транспорте.
Диагностические нормативы
Для некоторых механизмов автомобиля, приборов
систем зажигания и питания Пн подбирают
индивидуально по максимуму экономичности в процессе
диагностирования.
Это позволяет наиболее полно использовать
индивидуальные возможности автомобиля, различные
из-за неоднородности производства.
2.Общие сведения о технической диагностике
на автомобильном транспорте.
Диагностические нормативы
Так, например, оптимальный угол начальной установки
момента зажигания для одной и той же модели
автомобиля может отличаться от среднего на 3—8°.
Практически это означает, что, используя в качестве
норматива индивидуальное значение Пн, можно
значительно повысить мощность и топливную
экономичность автомобиля.
2.Общие сведения о технической
диагностике на автомобильном транспорте.
Предельный норматив Пп соответствует такому
состоянию объекта, при котором его дальнейшая
эксплуатация становится невозможной или
нецелесообразной по технико-экономическим
соображениям.
Предельный норматив диагностического параметра
задают требованиям ГОСТов, технической
документацией или же определяют, пользуясь
установленными методиками.
В эксплуатации предельный норматив Пп используют
для прогнозирования ресурса конкретных объектов и
в случае встроенного, непрерывного
диагностирования.
2.Общие сведения о технической
диагностике на автомобильном транспорте.
Допустимый норматив Пд является основным
диагностическим нормативом при периодическом
диагностировании, проводимом в рамках плановопредупредительной системы ТО автомобилей.
Он представляет собой ужесточенную величину
предельного норматива, при которой
обеспечивается заданный, или экономически
оптимальный, уровень вероятности отказа на
предстоящем межконтрольном пробеге.
На основе допустимого норматива ставят диагноз
состояния объекта и принимают решение о
необходимости профилактических ремонтов или
регулировок.
2.Общие сведения о технической
диагностике на автомобильном транспорте.
В эксплуатации допустимый норматив принимается
условно как граница неисправных состояний объекта
для заданной периодичности его межконтрольного
пробега.
Состоит Пд из начального значения Пн и
допускаемого отклонения D.
Если текущее значение диагностического параметра
выходит из допустимого норматива, это означает,
что, хотя объект и является работоспособным, его не
следует выпускать в очередной пробег без
регулировки или ремонта из-за высокой вероятности
отказа или пониженных технико-эксплуатационных
свойств.
2.Общие сведения о технической
диагностике на автомобильном транспорте.
В случае линейной реализации диагностических параметров (рис. 6)
допустимый норматив определяется как ужесточение предельного
норматива на величину ∆D, обеспечивающую безотказную работу
объекта на предстоящем межконтрольном пробеге.
Рис. 6. Схема формирования диагностических нормативов при линейной
реализации параметра в зависимости от наработки
Д – допускаются отклонения параметра;
АБ – профилактическое восстановление объекта;
- периодичность планового диагностирования;
- приращение параметра за межконтрольный пробег.
2.Общие сведения о технической
диагностике на автомобильном транспорте.
Методы определения оптимального допустимого
значения диагностического параметра.
Из рис. 6 видно, что при известной величине Пн,
которая обычно задается технической
документацией, определение Пд сводится к,
установлению допускаемого отклонения Д.
2.Общие сведения о технической
диагностике на автомобильном транспорте.
Методы определения оптимального допустимого
значения диагностического параметра.
Можно определить двумя методами:
- по совокупности реализаций
- по плотностям распределений величин параметра
исправных и неисправных объектов.
2.Общие сведения о технической
диагностике на автомобильном транспорте.
Первый метод применяют в случаях, когда реализации
изменения диагностических параметров по пробегу
представляют собой плавные, «непереплетающиеся»
кривые.
Второй — когда экраполяция технического состояния
невозможна.
2.Общие сведения о технической
диагностике на автомобильном транспорте.
В первом случае реализации описывают степенной
функцией:
где Vс - переменный показатель скорости изменения
параметра для отдельных объектов.
Если задано предельное и начальное значения
параметра, то оптимальное допустимое отклонение
норматива Допт находят по методике, изложенной в
ГОСТ 21571—76 (рис. 7).
Рис. 7. Схема формирования.
Д при наличии совокупности реализации изменения
диагностического
параметра n(i): Qi, Q2 — вероятности
отказов на соответствующих пробегах
2.Общие сведения о технической диагностике
на автомобильном транспорте.
Сущность этой методики заключается в
оптимизации Д по критерию минимума суммарных
удельных затрат на ремонт и профилактику:
где c и d — стоимости, соответственно, ремонта и
профилактики; Q(M) — вероятность отказа;
lф(Д) — средний фактический ресурс до
восстановления (ремонта или профилактики).
2.Общие сведения о технической диагностике
на автомобильном транспорте.
Из рис. 4.7 видно, что при увеличении Д
возрастает вероятность отказа (достижения Пп), в
каждом цикле контроля эта вероятность равна:
где i — порядковый номер диагностирования;
П(l) — известная плотность распределения наработки до
предельного значения, а величина определяется из подобия
фигур Пп АО и ДВО
(при линейных реализациях — прямоугольных треугольников).
2.Общие сведения о технической диагностике
на автомобильном транспорте.
Соответственно возрастает и общая вероятность отказа,
равная
С другой стороны, при снижении Д, а следовательно, и
уменьшении числа отказов, возрастает число
преждевременных профилактических воздействий, в
результате чего суммарные удельные затраты также
растут.
Таким образом, существует оптимальное значение Допт,
при котором сумма "удельных затрат на ремонт и
профилактику будет минимальна.
2.Общие сведения о технической диагностике на
автомобильном транспорте.
Соответственно возрастает и общая вероятность
отказа, равная
С другой стороны, при снижении Д, а следовательно,
и уменьшении числа отказов, возрастает число
преждевременных профилактических воздействий, в
результате чего суммарные удельные затраты также
растут.
Таким образом, существует оптимальное значение
Допт, при котором сумма "удельных затрат на ремонт и
профилактику будет минимальна.
2.Общие сведения о технической
диагностике на автомобильном транспорте.
В рамках данного метода можно определять не
только Допт при заданной периодичности контроля lд,
но и одновременно находить оптимальную
периодичность контроля Lдопт.
Для этого в критерий суммарных удельных затрат
вводят третье слагаемое, учитывающее удельные
затраты на диагностирование:
где Сс – стоимость диагностирования;
Rд – среднее число диагностирования до
восстановления.
2.Общие сведения о технической
диагностике на автомобильном транспорте.
Для определения оптимальных значении Д и lд
разработана номограмма (рис. 8), полученная ,путем
моделирования на ЭВМ суммарных удельных затрат в
широком диапазоне значений исходных показателей.
Для примера определим оптимальный допустимый
норматив и периодичность диагностирования углов
схождения передних колес автомобиля ГАЗ-53.
Рис.8. Номограмма (ГОСТ 21571-76) для определения
допустимых отклонений диагностических параметров и
межконтрольных пробегов
2.Общие сведения о технической диагностике на
автомобильном транспорте.
В данном случае диагностическим параметром является
боковая сила, возникающая в месте контакта передних
колес автомобиля с дорогой.
Примем следующие, взятые из опыта, исходные данные:
стоимость ремонта в случае отказа с=6,6 руб.; стоимость
предупредительного ремонта d =3,1 руб; стоимость
диагностирования с = 0,5 руб; начальное значение
параметра (боковой силы) Пн==40 Н; предельное
значение Пн=10 Н; показатель, характеризующий
изменение диагностического параметра'а=1,45; средний
пробег до достижения параметром предельной
величины l = 5 тыс. км; коэффициент вариации ресурса v
= 0,5.
2.Общие сведения о технической диагностике на
автомобильном транспорте.
Чтобы воспользоваться номограммой, исходные данные
нормируют: K° = c/d = 2,1; B°=cдd = 0,16.
Соответственно величине В° проведем из точки А шкалы В°
(нижняя часть номограммы) горизонталь до пересечения с
кривой коэффициента вариации 0,5 для значений к = 2 (точки
Б).
Проведя из точки Б вертикаль до пересечения со шкалой l°,
получим (точка С)i° = 2,1.
Отсюда оптимальная периодичность:
2.Общие сведения о технической диагностике
на автомобильном транспорте.
Далее из точки С проведем вертикаль до пересечения
с кривой, соответствующей v = 0,5 (точка Д, верхняя
часть номограммы).
Ордината этой точки (E) дает нормированное, в долях
предельного норматива, оптимальное значение Д° при
α=1.
2.Общие сведения о технической
диагностике на автомобильном транспорте.
Далее из Для получения Д° при α=1,35 необходимо
провести линию, параллельную ближайшей кривой,
до пересечения с вертикалью, соответствующей
α=1,35 (точка F).
Ордината этой точки (G) дает искомое значение Д°
= 0,42.
2.Общие сведения о технической диагностике
на автомобильном транспорте.
Для перехода к абсолютному значению норматива
(боковой силы) необходимо использовать формулу:
2.Общие сведения о технической
диагностике на автомобильном транспорте.
Отметим, что полученную оптимальную
периодичность используют для отнесения
диагностирования к тому или иному виду ТО.
В нашем случае она получилась близкой к
периодичности ТО-1.
2.Общие сведения о технической
диагностике на автомобильном транспорте.
Описанная методика определения Допт была
построена на использовании совокупности
реализаций вейерного типа с
фиксированным предельным значением.
Однако во многих случаях имеет место
другая картина изменения диагностических
параметров по пробегу, когда отдельные
реализации сильно переплетаются, а
предельное значение параметра не
фиксировано (рис. 9).
Рис.9. Схема переплетающихся реализаций диагностического параметра // в
зависимости от наработки .
Х – достижение параметром предельного значения.
l
2.Общие сведения о технической
диагностике на автомобильном транспорте.
Это объясняется преобладающим влиянием на
процессы изнашивания механизмов переменных
условий эксплуатации.
В таких случаях допустимый норматив определяют,
пользуясь вторым методом, который заключается в
установлении граничного значения Пд между
плотностями распределения значений
диагностического параметра для исправных f1 (П) и
неисправных f2 (П) объектов, на основе
оптимизации потерь от ошибок первого и второго
рода.
2.Общие сведения о технической
диагностике на автомобильном транспорте.
Рассмотрим ошибки, возможные при постановке диагноза по
допустимому нормативу Пд, найденному таким методом.
Если текущее значение параметра лежит в диапазоне от
номинального до допустимого, то объект считается
исправным.
При этом возникают ошибки первого рода («пропуск отказа»),
когда в качестве исправных принимается, часть а
фактически неисправных объектов из распределения f2(П)
(рис: 4.10), у которых отказы наступают при значениях
параметра меньше Пд.
2.Общие сведения о технической
диагностике на автомобильном транспорте.
трудно видеть, что вероятность ошибки первого рода
будет равна:
Последствия «пропуска отказа» выразятся, в том, что,
не проведя своевременную профилактику (стоимостью
d), мы понесем большие издержки из-за аварийного
ремонта, поскольку c>d.
В итоге потери от каждой ошибки 1-го рода будут равны
c—d.
2.Общие сведения о технической диагностике на
автомобильном транспорте.
С другой стороны, если текущее значение
параметра превышает допустимое, то объект
считается неисправным.
При этом могут иметь место ошибки 2-го рода
(«ложная неисправность»), когда в качестве
неисправных принимают фактически исправные
объекты из распределения f1 (П) у которых значение
параметра больше Пд.
Вероятность ошибки 2-го рода (см. рис. 10)
составит (П) dП, а потери от каждой ошибки будут
равны стоимости излишней профилактике d.
2.Общие сведения о технической
диагностике на автомобильном транспорте.
Средние суммарные потери от ошибок обоих родов
запишутся в виде
2.Общие сведения о технической
диагностике на автомобильном транспорте.
Для определения оптимального норматива,
соответствующего минимуму средних суммарных
потерь, найдем производную этого выражения по Пд и
приравняем ее к нулю.
Как известно, производная интеграла по верхнему или
нижнему пределу равна значению подынтегральной
функции со знаком плюс или минус.
Отсюда уравнение оптимального норматива примет
вид:
2.Общие сведения о технической диагностике
на автомобильном транспорте.
Если функция распределения неисправных
состояний f2 (П) неизвестна, то допустимый
норматив назначают по общей плотности
распределения f (П) значений диагностического
параметра для работоспособных объектов из
условия, что внутри допустимого диапазона
содержится заданная часть (85%) распределения.
2.Общие сведения о технической диагностике
на автомобильном транспорте.
Так как среди этой совокупности работоспособных
объектов могут встретиться и неисправные, то f (П)
=f1 (Я) +f2 (П).
При этом объекты, у которых значения параметров
явно выпадают из одномодальной плотности
распределения, считают неисправными и заранее
отсекают (рис. 4.11).
Рис.10 Принцип определения допускаемого норматива Пg по
потерям от ошибок первого (
Рис.11 Принцип определения допускаемого норматива Пд по границе
заданной вероятности безотказной работы объекта при известных
плотностях распределения параметра исправных f1 (П) и неисправных
П f2 (П) объектах и соответствующих им средних значениях