Диссертация (1173112), страница 11

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 11)

Поэтому ресурс объекта, следует считать случайной величиной и может быть описан только вероятностными моделями. В качестве такой модели обычно используется плотность распределения наработокобъекта до предельного состояния. В этом случае теоретическое значение среднего ресурса конструктивного элемента ЭСУД от начала эксплуатации до заменыможет быть определено из выражения:t ср   t  f ( t ) dt ,(2.29)0где f(t) – плотность распределения наработки до предельного состояния.Для некоторых изделий, к которым предъявляются повышенные требованияк безотказности, в качестве прогнозируемого ресурса может быть использовангамма-процентный ресурс tγ, т.е.

значение ресурса, обеспеченного с заданной вероятностью γ. При известной функции распределения ресурса γ - процентный ресурс находится из выражения:67 t1 γ f ( t ) dt0γ100.(2.30)Существенным недостатком использования в качестве прогнозируемогогамма-процентного ресурса является то, что как показывает практика, наработкиреальных объектов до предельного состояния значительно выше. В результате этоприводит к значительному недоиспользованию заложенных в изделиях при проектировании и производстве индивидуальных ресурсов.В отличие от стадии проектирования, когда прогнозируется ресурс всей генеральной совокупности создаваемых ЭСУД, прогнозирование на стадии эксплуатации выполняют для конкретных элементов систем управления двигателем.

Вэтом случае оценивается индивидуальный остаточный ресурс системы, т.е. возможная продолжительность ее эксплуатации от момента контроля техническогосостояния до достижения ею предельного состояния. Отличается он от ресурсановой ЭСУД тем, что в качестве начала отсчета принимается текущая наработка,до которой система уже какое-то время эксплуатировалась и часть установленного технической документацией ресурса уже реализована.Достижение конструктивными элементами ЭСУД предельного состояния,соответствующего исчерпанию их ресурса, сводится не только к физическому износу и старению. Оно может быть обусловлено также влиянием факторов недопустимости дальнейшей эксплуатации по требованиям безопасности, экономичности и эффективности.Современные методы прогнозирования технического состояния объектовподразделяются на три основные группы: методы экспертных оценок, методы моделирования, статистические методы.Наиболее достоверными при прогнозировании индивидуального остаточного ресурса изделий в условиях эксплуатации являются статистические методы,основанные на объективной оценке их технического состояния в текущий моментвремени.

Процесс прогнозирования с использованием статистических методовпредусматривает выполнение следующих этапов:68 обоснование комплекса диагностических параметров, адекватно отражаю-щих техническое состояние изделий и определение их нормативных значений;построение графиков изменения диагностических параметров по статисти-ческим данным;разработка аналитических уравнений, описывающих закономерности изме-нения этих параметров по наработке;статистическая оценка остаточного ресурса.Диагностирование электронных систем управления двигателем является од-ним из самых сложных видов работ по техническому обслуживанию и ремонтуавтомобилей.

Объективное заключение о техническом состоянии ЭСУД (постановка диагноза) требует от исполнителя высокой квалификации, знаний конструкции обслуживаемого двигателя, умения пользоваться современным диагностическим оборудованием и нормативной технической документацией.При прогнозировании непосредственно измерить остаточный ресурс подсистемы ЭСУД практически невозможно. Поэтому необходимо обосновать аналоговый диагностический параметр или комплекс таких параметров, которые адекватно отражают техническое состояние подсистемы, определить их нормативныезначения и реализацию ее ресурса по наработке. Как уже отмечалось (см.п.2.3)реализация ресурса подсистем ЭСУД по наработке с достаточной степенью точности описывается степенной функцией (ф. 2.3).

Графическая интерпретация этойзависимости представлена на рис. 2.11.69 Рисунок 2.11 - График изменения диагностического параметра по наработке: Sпр, Si, Sн –предельное, текущее и начальное значения диагностического параметра; tпр – прогнозируемаянаработка до предельного состояния; ti – текущее значение наработки; tост – остаточный ресурс;f(t) – плотность распределения наработок до предельного состоянияИз приведенной схемы видно, что остаточный ресурс объекта tост представляет собой разность между прогнозируемым значением наработки до отказа ипродолжительностью его эксплуатации, предшествующей прогнозируемому периоду ti.tост = tпр – ti.(2.31)Таким образом, для определения запаса исправной работы, необходимо, методом экстраполяции, по данным измерения диагностического параметра в период, предшествующий прогнозируемому, определить его дальнейшее изменение понаработке до предельного значения и разработать аналитическое уравнение, аппроксимирующее это изменение.Значение предельной наработки до отказа из-за влияния большого числафакторов эксплуатации является случайной величиной, которая может быть описана дифференциальной функцией распределения f(t).

Поэтому фактически прогнозируемое предельное значение наработки до отказа представляет собой некоторую среднюю величину (на схеме она соответствует реализации 1), котораяопределяется из выражения:tпр. ср = (Sпр – Sн) / υ ,(2.32)70 где Sн, Sпр – начальное и предельное значение диагностического параметра.Как показывает практика, при использовании в качестве предельной наработки ее среднее значение tпр.ср запас исправной работы у части ЭСУД окажетсяменьше рассчитанного (на рис. 2.11 – область А распределения наработок до предельного состояния).

Это приводит к ошибкам прогнозирования и, как следствие,увеличению количества отказов системы в эксплуатации.Для уменьшения негативных последствий таких ошибок в данной работепредлагается определять остаточный ресурс не по среднему значению прогнозируемого ресурса, а по нижней доверительной границе распределения этого ресурса, которая определяется из выражения:tпр. (н.в) = tпр. ср – t(р) ·σt ,(2.33)где tпр.(н,в) – нижняя и верхняя доверительные границы прогнозируемой наработкидо отказа; t(p) – коэффициент Стьюдента; σt – среднее квадратическое отклонениенаработки.Коэффициент Стьюдента определяется по заданной доверительной вероятности, значение которой для конструктивных элементов автомобиля, непосредственно не влияющих на безопасность движения, может быть принята равной р =0,80 [52].Среднее квадратическое отклонение рассчитывается по формуле:∑пр.ср,(2.34)где n – объем выборки обследования ЭСУД.Выражение (2.31) для определения остаточного ресурса по нижней доверительной границе примет вид:tост = tпр.н – ti.(2.35)В условиях эксплуатации диагностирование ЭСУД выполняют, в основном,при проведении плановых ТО автомобилей.

В этом случае задача прогнозирования остаточного ресурса ЭСУД заключается в определении возможности ее безотказной работы на наработке tД, равной периодичности ТО. Если значение оста-71 точного ресурса tост > tД, состояние диагностируемой подсистемы обеспечит ееисправную работу до очередного ТО. В случае, если значение остаточного ресурса tост < tД, необходимо провести ее углубленное диагностирование, с целью выявления и последующего устранения скрытых дефектов.Прогнозирование остаточного ресурса ЭСУД является важнейшим элементом в системе управления техническим состоянием автомобилей и его конструктивных элементов в эксплуатации. Определение остаточного ресурса по нижнейдоверительной границе позволяет рассчитать запас исправной работы подсистемЭСУД с заданной вероятностью, существенно сократить отказы системы в эксплуатации и связанные с этим затраты на восстановление ее работоспособности.Для удобства использования разработанной методики определения остаточного ресурса ЭСУД на практике в четвертой главе данной работы был разработанпрограммный комплекс, позволяющий в автоматическом режиме рассчитыватьзапас исправной работы ее подсистем по результатам диагностирования их технического состояния.2.7 Выводы по второй главе1.

Определены основные причины потери работоспособности ЭСУД: износподвижных частей конструктивных элементов (топливный насос, электродвигатель системы изменения подъема клапанов ГРМ, турбокомпрессор); коррозионноеразрушение (контакты датчиков и исполнительных элементов); применение некачественных эксплуатационных материалов (свечи зажигания, датчик кислорода,каталитический нейтрализатор); старение материалов; несоблюдение регламентатехнического обслуживания.2.

Обоснована рациональная (смешанная) стратегия технического обслуживания конструктивных элементов ЭСУД, включающая в себя как ТО по техническому состоянию (для элементов, состояние которых можно оценить с помощьюконтрольно-диагностических средств), так и по наработке (для элементов, неимеющих явных признаков повреждений). Реализация на практике выбранной72 стратегии ТО позволит обеспечить высокий уровень надежности ЭСУД в эксплуатации.3. С целью снижения трудовых и материальных затрат на проведение контрольно-диагностических работ ЭСУД разделена на 4 подсистемы (подачи воздуха, питания топливом, изменения фаз ГРМ и снижения токсичности отработанныхгазов). Каждая из подсистем оценивается соответствующим диагностическим параметром: отклонением давления воздуха во впускном коллекторе Рдв; отклонением давления топлива в рампе Рдт; отклонением положения фазорегуляторавпускного распределительного вала φгм; коэффициентом коррекции топливоподачи Ккп.4.

Для элементов ЭСУД, не имеющих признаков изменения техническогосостояния, разработана методика определения оптимальной наработки до их замены, внедрение которой в производственный процесс ТО автомобилей существенно снижает количество отказов двигателя и повышает его эксплуатационнуюнадежность.5. Разработана методика определения вероятности безотказной работыЭСУД с использованием текущих значений диагностических параметров Рдв, Рдт,φгм, Ккп, выбранных для оценки технического состояния ее подсистем.

Характеристики

Список файлов диссертации