Способ нормирования и корректировки периодичности технического обслуживания и пробега до капитального ремонта транспортных средств в зависимости от дорожных и климатических условий

 

Изобретение относится к эксплуатационным испытаниям транспортных средств и касается нормирования и корректировки периодичности технического обслуживания, трудоемкости текущего ремонта, и пробега до капитального ремонта путем управляемого контроля темпов накопления уровня нагруженности транспортных средств в зависимости от изменения условий их использования и условий опытной (подконтрольной) эксплуатации. Технический результат: обеспечение, безотказности и долговечности на заданном уровне. 2 з.п.ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к эксплуатационным испытаниям транспортных средств и касается нормирования и корректировки периодичности технического обслуживания (ТО) и пробега до капитального ремонта (КР) путем управляемого контроля темпов накопления уровня нагруженности транспортных средств (ТС) в зависимости от изменения условий их использования и опытной (подконтрольной) эксплуатации.

Известно, что обеспечение безопасности движения ТС, безотказности в работе и долговечности на заданном уровне достигается соблюдением нормативов по периодичности ТО и пробега до КР (1, 2), задаваемых в РД (руководящих документах) применительно к I-й категории условий эксплуатации (КУЭ).

В зависимости от изменения дорожно-грунтовых и природно-климатических условий опытной (подконтрольной) эксплуатации и условий использования ТС указанные нормативы корректируются с помощью коэффициентов, выражающих через K₁ категории условий эксплуатации, K₂-природно-климатические условия, K₃-модификации ТС и организации их работы и другие.

В источнике [1] коэффициенты корректировки распространяются на периодичность ТО, трудоемкость текущего ремонта (ТР) и нормы межремонтного пробега (пробег до КР), при этом для выбора значений только K₁ в качестве рекомендуемых приводится описание пяти основных категорий условий эксплуатации (I-V) с шестью типами дорожного покрытия дорог (Д₁-Д₆), с пятью типами рельефа местности (P₁-P₅) при 3-15 видах условий движения, а в источнике [2] коэффициенты корректировки распространяются на периодичность ТО и трудоемкость ТР, при этом также приводится пять основных категорий условий эксплуатации, описанных текстом, с пятью техническими категориями дорог при 3-13 "группах условий работы".

Принципиальный недостаток такой регламентации категорий условий эксплуатации, технических категорий дорог и "групп условий работы" при выборе значения K₁ и природно-климатических условий при выборе K₂ состоит в том, что конкретные условия при опытной (подконтрольной) эксплуатации ТС оцениваются субъективно без указания их количественных характеристик, а смешанное использование указанных условий за какой-то период затрудняет выбор конкретного значения коэффициентов корректировки K₁, K₂, K₃ и др.

Кроме того, значения указанных коэффициентов, отличающихся между собой в каждой категории на 0,1, приводят либо к неоправданному сокращению периодичности ТО и (или) пробега до КР (излишнему расходу материальных средств), либо - к их увеличению и более интенсивному расходу ресурса, а уровень нагруженности транспортных средств, выражающий меру воздействия условий опытной (подконтрольной) эксплуатации (дорог и климатических факторов), не задают, а следовательно, и не контролируют, что делает невозможным оптимальную корректировку ТО, трудоемкости ТР и пробега до КР в зависимости от различных условий опытной (подконтрольной) эксплуатации для обеспечения на заданном уровне безотказности и долговечности.

Сущность изобретения заключается в следующем. Для нормирования и корректировки периодичности ТО, трудоемкости ТР и пробега до КР через оценку уровня нагруженности транспортного средства при его опытной (подконтрольной) эксплуатации, выражающую меру воздействия на него различных дорожных и природно-климатических факторов (условий) и условий его использования (с грузом, без груза, с частичной нагрузкой, с прицепом, без прицепа и т.п.), и для его контроля (уровня нагруженности) с использованием коэффициента суммарного сопротивления движению [3], транспортное средство с различной степенью нагрузки перемещают по опорной поверхности в ведущем неустановившемся режиме движения, определенном профилем и несущей способностью опорной поверхности; определяют значение коэффициента суммарного сопротивления движению через расход топлива, затрачиваемого на преодоление суммарных сил сопротивления движению транспортного средства, и реализуемую скорость движения; определяют величину выполненного пробега S_i; после чего на основе произведения (перемножения) указанных величин определяют значение показателя, выражающего накопленную величину уровня нагруженности из следующей расчетной зависимости [1] где S_i - пробег по i-й опорной поверхности, км; - коэффициент суммарного сопротивления движению на i-й опорной поверхности, определяемый по выражению [2] где - средний расход топлива, л/100 км; - средняя скорость движения, км/ч; n - коэффициент пропорциональности, характерный для каждого типа транспортного средства, определяемый из зависимости II при по [3] при = 0,025, где Q_кр и V_Q - соответственно контрольный расход топлива и скорость определения Q_кр,
а коэффициент суммарного сопротивления движению, соответствующий I-категории условий эксплуатации Ψ_ΣIKУЭ, определяют через математическое ожидание коэффициента суммарного сопротивления движению автомобильных дорог I, II и III технических категорий (за пределами пригородной зоны на равнинной, слабохолмистой и холмистой местности с цементобетонным и асфальтобетонным покрытием (2, приложение 2, табл. 1), равное 0,04 при работе без прицепа (α= 0,4) и 0,05 при работе с прицепом (β=0,6) при номинальной загрузке платформы транспортного средства:

где
математическое ожидание коэффициента суммарного сопротивления движению автомобильных дорог I, II и III технических категорий при движении по ним транспортного средства без прицепа;
то же с прицепом;
α - нормативная доля пробега без прицепа, равная 0,4S_м;
β - то же с прицепом, равное 0,6S_н,
затем определяют нормативное значение накопленной величины уровня нагруженности транспортного средства, соответствующее TO₁, TO₂ и пробегу до КР через коэффициент суммарного сопротивления движению применительно к I-й категории условий эксплуатации и нормативный (заданный) пробег, по выражению (3)

где
нормативная накопленная величина уровня нагруженности, соответствующая TO₁, TO₂ и KP;
S_н - нормативный пробег до TO₁, TO₂ и KP, соответствующий I категории условий эксплуатации;
Ψ_ΣIКУЭ - коэффициент суммарного сопротивления движению, соответствующий I категории условий эксплуатации (I КУЭ).

В последующем, после выполнения каждого сменного задания по пробегу S_i, накопленную величину W_ф, равную сопоставляют с ее нормативным значением W_н по TO₁, TO₂ или S_кр вплоть до его достижения.

В заключение устанавливают фактически полученный коэффициент корректировки периодичности TO и пробега до KP через отношение
K_ф = S_ф/S_н,
где
S_ф - фактический пробег, км;
S_н - нормативный пробег, соответствующий I категории условий эксплуатации, при W_ф = W_н,
а по нему коэффициент корректировки (А) трудоемкости ТР по зависимости [5]
A = 1/K_ф.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с известным показывает, что при нормировании и корректировке периодичности TO и пробега до KP, находящегося в опытной (подконтрольной) эксплуатации TC в условиях изменяющихся характеристик дорог, особенно грунтовых, и изменяющихся природно-климатических условий, оцениваемых субъективно дискретными значениями коэффициентов, использование коэффициента суммарного сопротивления движению учитывает, помимо количественной оценки дорог и их состояний, накопленную величину уровня нагруженности транспортного средства за каждую смену при разной степени загрузки грузом, включая прицепную, степень ее приближения к нормативному значению, а при их равенстве определение пробега до TO₁, TO₂ и KP и соответствующие им коэффициенты корректировки через нормативное значение W_н, а также определение коэффициента корректировки трудоемкости текущего ремонта.

На основании этого заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна".

Совокупность последовательных операций, включающих определение коэффициента суммарного сопротивления движению, величины выполненного пробега, накопленной величины уровня нагруженности, сопоставление ее с нормативным значением, определение по нему пробега до TO₁, TO₂ и KP и установление фактических значений коэффициентов корректировки, включая коэффициент по трудоемкости TP, позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "существенные отличия".

Для нормирования и корректировки периодичности TO, трудоемкости TP и пробега до капитального ремонта через оценку накопленной величины уровня нагруженности транспортного средства с разной степенью его загрузки грузом, включая прицепную, при опытной (подконтрольной) эксплуатации в различных дорожных и климатических условиях, выражающих меру воздействия на него всех внешних факторов, транспортное средство перемещают в ведущем неустановившемся режиме по опорной поверхности в диапазоне дискретно заданного пробега до TO₁, TO₂ и KP; производят измерение суммарного расхода топлива в л/100 км; вычисляют реализованную среднюю скорость по пройденному пути и времени чистого движения; вычисляют коэффициенты пропорциональности n и суммарного сопротивления движению из расчетной зависимости (2); вычисляют накопленную величину уровня нагруженности из расчетной зависимости (1) через пробег за каждую смену, при этом подобную операцию выполняют до тех пор, пока W_ф, равно не станет равна W_н по TO₁, TO₂ или KP; установленный через W_н фактический пробег S_ф сопоставляют с нормативным и по их отношению определяют коэффициент корректировки фактических дорожно-грунтовых и природно-климатических условий относительно I категории условий эксплуатации, по значению которого определяют трудоемкость текущего ремонта.

Определение периодичности ТО, трудоемкости TP и пробега до KP через использование накопленной величины уровня нагруженности, например, полноприводного автомобиля КамАЗ-43101 при его эксплуатации в различных дорожных и климатических условиях заключается в следующем.

На фиг. 1, 2 и 3 прямыми 1 показаны соответствующие нормативы накопленной величины уровня нагруженности W_н в зависимости от нормативного пробега до TO₁, TO₂ и KP применительно к I категории условий эксплуатации [1, 2].

Нормативные пробеги и S_кр и нормативные значения накопленной величины уровня нагруженности и W_кр, а также математическое ожидание (среднее значение) коэффициента суммарного сопротивления движению автомобиля с прицепом, без прицепа и общее его значение, соответствующее I категории условий эксплуатации (автомобильные дороги I, II, и III технических категорий за пределами пригородной зоны на равнинной, слабохолмистой и холмистой местности, имеющие цементобетонное и асфальтобетонное покрытия), приведены в таблице.

Кривыми 2 и 3 на фиг. 1, в качестве примера, показана практическая реализация показателя при ступенчатом его контроле через интервалы пробега (указана точками A, B, C...), полученная за каждую смену.

При этом расчет показателя в каждой контрольной точке реализован следующим образом.

По выполненному пробегу, например, по грунтовой дороге (ГД) различного состояния в объеме 250 км при движении как с прицепом, так и без прицепа, с различной нагрузкой в кузове получают среднее значения расхода топлива в л/100 км и скорости движения указанного автомобиля, равные соответственно 48,0 л/100 км и 30 км/ч.

По топливной характеристике известно, что контрольный расход топлива при V_A = 60 км/ч равен 30 л/100 км, тогда n равно:

По исходным данным и n получают:

С учетом пробега 250 км значение показателя в точке А будет равно:
= 0,080 · 250 = 20 н.м
Аналогично значение находят по другим точкам.

При = 0,057 · 263 = 15 н.км накопленная величина уровня нагруженности в т. В составит: =20+15 = 35 н.км, а при = 0,053 · 151 = 8 н.км в т. C составит = 35+8 = 43 н.км и т.д. до тех пор, пока не достигает значения (184 н.км), при этом до т. N (кривая 2) составит 3500 км (т. 8, фиг. 1), что меньше нормативного пробега (4000 км), но при
Условия реальной опытной (подконтрольной) эксплуатации могут быть таковыми, когда уровень нагруженности окажется ниже нормативного значения (работа без прицепа, частичная нагрузка в кузове, только равнинная местность, летний период и т. д.), тогда периодичность TO₁ возрастает. В приведенном примере она в т.M (кривая 3) равна 4350 км (т. 9, фиг. 1).

Аналогичным образом, в зависимости от реальных условий опытной (подконтрольной) эксплуатации, находят пробег до TO₂ и KP.

Коэффициент корректировки пробега находят по (4). В приведенных примерах:

По значениям K_N и K_M, а также выражению (5) находят коэффициент корректировки трудоемкости текущего ремонта

В порядке сопоставления нормативов уровня нагруженности автомобилей, проходящих контрольные испытания, в частности, инспекционные в объеме 30,0 тыс. км по РД 37.001.109-89 [4], и эксплуатационных испытаний автомобилей с их регламентированной оценкой применительно к I категории условий эксплуатации на фиг. 1, 2 прямыми 4 показаны темпы накопления нагруженности при испытаниях до TO₁ и TO₂, соответствующие пробегу = 1927 км (т.10) и = 7707 км (т. 11).

Аналогично прямыми 6 и 5 на фиг. 3 показаны темпы накопления уровня нагруженности при испытаниях до капитального ремонта (ресурсные испытания), соответственно 1-го этапа в объеме 30,0 тыс. км с разбивкой пробега по видам дорог по [4] и 2-го этапа в объеме 120,0 тыс.км с разбивкой пробега по видам дорог по ОСТ 37.001.087 [5], приведенного к I категории условий эксплуатации через коэффициенты приведения по видам дорог (1,0; 1,25; 1,67; 1,67; 2,5 м 3,34 - приложение 1, обязательное, стр. 12 [6]) и соответствующие им (видам дорог) значения коэффициента
Прямая 7 показывает также темпы накопления уровня нагруженности 2-го этапа ресурсных испытаний, но рассчитанная по зависимости (3);
W_{кр(2-й этап)}= Ψ_ΣIКУЭ·S_{кр(2-й этап)};
W_{кр(2-й этап)} = 0,046 х 120000 - 5520 н.км,
а с учетом 1-го этапа W_кр = 2860+5520=8380 н.км, что существенно упрощает расчеты при испытаниях, при этом отличия значений составляют не более 3,0% (см. прямые 5 и 7).

Нормирование и корректировка периодичности TO, трудоемкости TP и пробега до KP через накопленную величину уровня нагруженности с использованием коэффициента суммарного сопротивления движению и его контроль в условиях изменяющихся характеристик дорог и природно-климатических факторов обеспечивает по сравнению с известной оценкой определения категорий условий эксплуатации, технических категорий дорог и "групп условий работы" следующие преимущества:
обеспечение безотказности и долговечности на заданном уровне за счет точного соблюдения нормативов по периодичности TO, трудоемкости TP и пробега до KP в зависимости от изменяющихся условий опытной (подконтрольной) эксплуатации и условий использования транспортных средств;
упрощение учета и упразднение субъективной оценки множества факторов, в т. ч. дорожно-грунтовых, природно-климатических и др., проявляющихся в конечном итоге в сформированном уровне нагруженности транспортного средства, который оценивается в ходе эксплуатации количественными характеристиками;
количественное представление I-й категории условий эксплуатации через значение относительного коэффициента суммарного сопротивления движению, равного 0,046, характерного для среднего качества I, II и III технических категорий дорог с твердым покрытием применительно к слабохолмистой местности при полной загрузке в кузове и при работе с прицепом в объеме 60% от всего пробега;
возможность нормирования периодичности TO и пробега до KP, приведенных к I категории условий эксплуатации не только через величину пробега, но и накопленную величину уровня нагруженности;
универсальный характер и достаточная простота практического использования способа не только при опытной (подконтрольной) эксплуатации транспортных средств, но и при рядовой эксплуатации TC в автотранспортных предприятиях.

1. Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта. - М.: Транспорт, 1986 (табл. 2.7. 25 и табл. 2.8 с. 26).

2. ГОСТ 21624-81. Система технического обслуживания и ремонта автомобильной техники. Требования к эксплуатационной технологичности и ремонтопригодности изделий (Приложение 2: табл. 1, с. 8, табл. 2, с. 9 и табл. 3, с. 10).

3. Патент N 2011955, G 01 M 17/00, 1994.

4. РД 37.001.109-89. Инспекционные испытания автотранспортных средств. Программа и методы испытаний.

5. ОСТ 37.001.087-76 (Переиздание в фев. 1987 г. с изм. N 1 1984 г. и изм. N 2 1985 г.). Программа и методы ресурсных испытаний полноприводных автомобилей.

Формула изобретения

1. Способ нормирования и корректировки периодичности технического обслуживания и пробега до капитального ремонта транспортных средств в зависимости от дорожных и климатических условий, заключающийся в перемещении транспортного средства по опорной поверхности в ведущем неустановившемся режиме движения, определенном профилем и несущей способностью опорной поверхности, определении по величинам среднего расхода топлива и реализуемой средней скорости движения коэффициента суммарного сопротивления движению с использованием коэффициента пропорциональности, характерного для каждого типа транспортного средства, определяемого через контрольный расход топлива, скорость, соответствующую контрольному расходу топлива, и коэффициент сопротивления движению, соответствующему дороге с ровным твердым покрытием, равного 0,25 для колесных машин и 0,04 для гусеничных машин, отличающийся тем, что при перемещении транспортного средства по случайной опорной поверхности по величине выполненного пробега и значению коэффициента суммарного сопротивления движению путем их перемножения определяют накопленную величину уровня нагруженности:

где S_i - пробег по опорной поверхности i-й дороги, км;
коэффициент суммарного сопротивления движению опорной поверхности i-й дороги, км, а коэффициент суммарного сопротивления движению, соответствующий I категории условий эксплуатации Ψ_ΣIKУЭ, определяют через математическое ожидание коэффициента суммарного сопротивления движению автомобильных дорог I, II и III технических категорий (за пределами пригородной зоны на равнинной, слабохолмистой и холмистой местности с цементобетонным и асфальтобетонным покрытием), равное 0,04 при работе без прицепа (α = 0,4) и 0,5 при работе с прицепом (β = 0,6) при номинальной загрузке платформы транспортного средства

где - математическое ожидание коэффициента суммарного сопротивления движению автомобильных дорог технических категорий при движении по ним транспортного средства без прицепа;
то же с прицепом;
α - нормативная доля пробега без прицепа, равная 0,4 S_н;
β - то же с прицепом, равное 0,6 S_н;
затем определяют нормативное значение накопленной величины уровня нагруженности транспортного средства, соответствующее Т01, Т02 и пробегу до КР через коэффициент суммарного сопротивления движению применительно к I категории условий эксплуатации и нормативный (заданный) пробег:

где нормативная накопленная величина уровня нагруженности, соответствующая ТО₁, ТО₂ и КР;
S_н - нормативный пробег до ТО₁, ТО₂ и КР, соответствующий I категории условий эксплуатации;
Ψ_ΣIКУЭ - коэффициент суммарного сопротивления движению, соответствующий I-й категории условий эксплуатации (IКУЭ).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что коэффициент корректировки периодичности ТО₁, ТО₂ и пробега до КР определяют через отношение пробегов, фактического и нормативного при W_ф = W_н

где S_ф - фактический пробег по различным видам дорог;
S_н - нормативный пробег в условиях I КУЭ.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что коэффициент корректировки трудоемкости текущего ремонта А_тр определяют через коэффициент корректировки периодичности ТО₁ или ТО₂:
о

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4