Надежность и отказ автомобиля

Надежность  автомобиля — это свойство автомобиля выполнять заданные функции, сохраняя значения установленных эксплуатационных показателей в пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования.

Надежность является комплексным свойством, которое  в зависимости от назначения автомобиля и условий его эксплуатации может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость в отдельности или определенное сочетание этих свойств как для автомобиля, так и для его агрегатов (систем, узлов и деталей), направленным на выполнение автомобилем рабочих функций с установленными показателями в течение ресурса до капитального ремонта.

Надежность автомобиля не остается постоянной в течение  всего срока его службы. По мере изнашивания деталей, механизмов и  агрегатов надежность уменьшается, так как вероятность выхода из строя деталей увеличивается. Новые  автомобили всегда более надежны по сравнению с автомобилями, имеющими большой пробег или прошедшими капитальный ремонт. Следовательно, заданная степень надежности автомобиля рассматривается в связи с определенным пробегом. Надежность зависит также и от того, в каких условиях работает автомобиль.

При работе, например, на дорогах с твердым усовершенствованным покрытием надежность автомобиля больше, чем при работе по бездорожью. Надежность летом всегда выше, чем зимой, при прочих равных условиях. Поэтому, понятие «надежность автомобиля» тесно увязывается с условиями его эксплуатации. Надежность агрегатов и узлов определяется главным образом долговечностью деталей. Поэтому прежде всего необходимо широкое экспериментальное исследование, выявляющее детали, критические по надежности.

Современная наука  и техника в области автомобилестроения позволяют обеспечивать ресурс основных агрегатов, в том числе двигателя  до капитального ремонта и более, намного увеличивать наработку  на отказ других агрегатов и механизмов. Повышение надежности автомобилей, обеспечение удобного доступа к  обслуживаемым агрегатам и узлам, их совершенствование для облегчения обслуживания и ремонта, уменьшение количества точек смазки, увеличение периодичности технического обслуживания позволяют сократить простои автомобилей в техническом обслуживании и ремонте и тем самым повысить их производительность.

Автомобиль, как  правило, рассчитывается на длительную работу. Разностойкость сопряжений агрегатов автомобиля требует периодических остановок для его обслуживания и замены наименее стойких деталей. Поэтому необходимо стремиться к тому, чтобы эти остановки были реже и требовали минимальных трудовых и материальных затрат. Следовательно, надежность должна содержать не только вероятность безотказной работы в течение заданного времени, но и показатели, характеризующие выполнение работ по техническому обслуживанию и ремонту в кратчайшие сроки с минимальными трудовыми и материальными затратами.

Уменьшить объем  работ по техническому обслуживанию и ремонту и их трудоемкость можно  либо за счет увеличения долговечности деталей, либо за счет приспособления конструкции автомобиля и его агрегатов к быстрой замене износившихся сопряжений и узлов, т. е. за счет улучшения ремонтопригодности, либо за счет одновременного улучшения показателей долговечности и ремонтопригодности.

Долговечность деталей, узлов и агрегатов и ремонтопригодность конструкции автомобиля — это  два мощных рычага, с помощью которых  можно повысить его надежность на стадии проектирования и в процессе модернизации.

Проблема надежности обеспечивается на четырех основных этапах:

• определение исходных требований к качеству новой модели с учетом уровня современной техники, имеющихся аналогов, конъюнктуры рынка и интересов потребителей
• проектирование, т. е. разработка конструкторской документации, выполнение комплексных стендовых и дорожных испытаний
• производство
• работа с потребителями (сбор информации о всех отказах и неисправностях, возникающих в процессе эксплуатации, упрощение и снижение трудоемкости технического обслуживания и ремонтных работ, обеспечение запасными частями)

При конструировании  автомобилей должно соблюдаться  правило, чем меньше ожидаемая долговечность  той или иной детали сопряжения, тем большей ремонтопригодностью  должна обладать конструкция автомобиля. Поэтому надежность автомобиля — категория не только техническая, но и экономическая. Она должна отражать затраты общественно необходимого труда на создание автомобиля и поддержание его в работоспособном состоянии в процессе эксплуатации. Надежность зависит прежде всего от уровня технического оснащения завода-изготовителя, заводов — пocтавщиковков сырья, качества материалов, полуфабрикатов и готовых деталей. Решение сложных проблем надежности современных автомобилей невозможно без глубокого теоретического изучения физико-химических процессов, вызывающих износ и поломку деталей, и разработки на этой базе соответствующих практических рекомендации по конструированию, производству и эксплуатации автомобилей.

Принятые на серийное производство автомобили в течение  всего времени нахождения их на производстве подвергаются заводами-изготовителями конструктивному улучшению с  целью повышения качества и эксплуатационных показателей. Качество изготовления автомобиля определяется техническим и технологическим  уровнями производства, квалификацией  персонала, применяемыми материалами  и уровнем организационно-управленческого  регулирования производства. В условиях серийного и массового производства изготовить бездефектные автомобили практически невозможно, потому что всегда имеются случайные факторы, которые являются причиной появления дефектов. Такими факторами могут быть погрешности технологического оборудования, инструмента, приспособлений, режимов обработки, материалов (например, неоднородность структуры), настройки измерительных средств. Таким образом, дефекты и неисправности новых автомобилей — объективная закономерность их производства. Проведение же сплошного контроля качества автомобилей, сходящих с конвейера заводов, практически невозможно и экономически нецелесообразно. Поэтому для определения показателей надежности необходимо осуществлять систематическое наблюдение за работой автомобилей в различных условиях эксплуатации в течение всего гарантийного и межремонтного пробегов. В этих целях, а также для отработки обоснованных нормативов по техническому обслуживанию и ремонту автомобилей, наиболее полно отвечающих условиям эксплуатации в различных географических и климатических зонах страны, организуется опытная эксплуатация автомобилей.

Для того чтобы дать оценку надежности автомобиля, необходимо правильно классифицировать термины  надежности.

Исправность — это состояние автомобиля, при котором он соответствует всем техническим требованиям, установленным нормативно-технической документацией как в отношении основных параметров, характеризующих нормальное выполнение заданных функций, так ив отношении второстепенных параметров, характеризующих внешний вид, удобство эксплуатации и т. д.

Неисправность — это состояние автомобиля, при котором он в данный момент времени не удовлетворяет хотя бы одному из требований, установленных нормативно-технической документацией.

Работоспособность — это состояние автомобиля, при котором он способен выполнять заданные функции, сохраняя значения заданных параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией.

Значит, между работоспособностью и исправностью существует очень  важное различие: исправность предполагает, что выполняются все требования, относящиеся как к основным, так  и к второстепенным параметрам, установленным  нормативно-технической документацией. Работоспособность характеризует  только требования, относящиеся к  основным параметрам. Требования, относящиеся  к второстепенным параметрам, могут  не выполняться. Так, например, автомобиль остается работоспособным, когда у  него повреждены лакокрасочные или  антикоррозионные покрытия, сгорела  лампочка освещения щитка приборов и т. д.

Остановка автомобиля из-за возникших технических неисправностей или работа с недопустимыми отклонениями от заданных рабочих характеристик называется отказом.

Отказ автомобиля можно  также определить как полную или  частичную утрату им работоспособности.

Полный  отказ — это отказ, лишающий автомобиль подвижности.

Частичный отказ — это снижение эксплуатационных качества автомобиля.

Неисправности, устраняемые  водителем в пути с помощью  индивидуального комплекта ЗИП и за время проведения ежедневного технического обслуживания, и неисправности, не влияющие на работоспособность автомобиля, в отказы не включаются.

В зависимости от причины появления отказы подразделяются на заводские и эксплуатационные.

Заводские отказы — это отказы, появившиеся по вине завода — изготовителя автомобиля. Они подразделяются на конструктивные и производственные.

Эксплуатационные  отказы — это отказы, обусловленные нарушением правил эксплуатации и внешними воздействиями, не свойственными нормальной эксплуатации. Эксплуатационные отказы и неисправности при оценке надежности автомобиля не учитываются.

Отказы и неисправности, учитываемые при оценке надежности автомобиля, могут значительно отличаться по степени влияния на его работоспособность  и сложности их устранения. Поэтому  необходимо их классифицировать и по этим признакам.

По признаку «степень влияния на работоспособность» отказы и неисправности распределяются на три группы:

• лишающие автомобиль подвижности
• снижающие эксплуатационные качества
• не влияющие на работоспособность автомобиля

К группе лишающих автомобиль подвижности относятся отказы, без  устранения которых дальнейшее его  использование невозможно (отсутствие подачи топлива, поломка буксирного крюка тягача и др.) или недопустимо (отсутствие давления в системе смазки двигателя, отказ тормозов и т. п.).

Неисправности этой группы являются полными отказами автомобиля. Их появление вызывает необходимость восстанавливать автомобиль на месте выхода из строя или буксировать в автотранспортное предприятие.

К группе отказов, снижающих  эксплуатационные качества, относятся отказы и неисправности, ухудшающие такие показатели, как время подготовки к движению, средняя скорость движения, грузоподъемность, проходимость, расход ГСМ и т. д., но допускающие использование автомобиля по назначению в течение некоторого времени.

К группе неисправностей, не влияющих на работоспособность, относятся  неисправности, не ухудшающие основные характеристики автомобиля, не создающие  неудобства при его эксплуатации и устранение которых может быть отложено до очередного номерного технического обслуживания (незначительные подтекания смазочного материала через уплотнения, трещины элементов облицовки, отслоение лакокрасочных покрытий и т. п.).

Отказы как случайные  события могут быть независимыми и зависимыми. Независимый отказ  — это отказ, который не приводит к отказу других элементов автомобиля. Отказ, проявившийся в результате отказа других элементов, называется зависимым. Отказ может быть внезапным, если повреждения агрегатов автомобиля наступают мгновенно, и постепенным, в результате длительного, постепенного изменения параметров элементов (усталость  металла, изнашивание поверхности  и пр.).

Чтобы оценить качество продукции, выпускаемой автомобильной  промышленностью, применительно к  конкретным условиям эксплуатации, необходимо изучать надежность автомобилей после их обкатки.

Сравнение надежности новых и капитально отремонтированных  автомобилей, работающих в одинаковых условиях, может дать объективную оценку качества ремонта.

Количественные  характеристики надежности одномарочных автомобилей, полученные различными автотранспортными предприятиями, но работающих в одинаковых условиях, являются достаточно точными характеристиками уровня технической эксплуатации автомобилей в конкретном автотранспортном предприятии.

Анализ характеристик  надежности автомобилей позволяет  выявить узкие места в организации и технологии технического обслуживания и ремонта. Эти данные могут быть использованы для обоснованных заявок на запасные части и материалы.

Для характеристики надежности автомобиля в зависимости  от конструктивно-технологических  и эксплуатационных факторов принимают систему критериев, позволяющих оценивать надежность всего автомобиля или отдельных его элементов в числовых показателях. Только в этом случае можно сравнивать надежность различных марок и моделей автомобилей и вести работу по повышению их надежности.

Для обеспечения  надежности автомобилей необходимо, чтобы показатели надежности задавались в техническом задании на проектирование и контролировались при разработке конструкции, изготовлении и эксплуатации. Следовательно, для каждого типа автомобилей в зависимости от условий их эксплуатации должны устанавливаться некоторая совокупность показателей надежности, значения и методы их количественной оценки.

Надежность автомобиля характеризуется четырьмя свойствами:

• безотказностью
• ремонтопригодностью
• долговечностью
• сохраняемостью

Безотказность — свойство автомобиля непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки.

Количественно оно  оценивается вероятностью безотказной  работы, средней наработкой до отказа, интенсивностью отказов, средней наработкой на отказ и параметром потока отказов.

Ремонтопригодность — свойство автомобиля, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, повреждений и поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонтов.

Количественно оно  оценивается средним временем восстановления, средней удельной трудоемкостью технического обслуживания и текущего ремонта, вероятностью восстановления работоспособности в заданное коэффициентом готовности, коэффициентом технического использования время и коэффициентом сложности отказов.

При сравнительной  оценке различных типов автомобилей  необходимо иметь в виду, что время их простоя в связи с проведением технического обслуживания или ремонта зависит от уровня организации этих работ, их технического оснащения, квалификации персонала и ряда других факторов эксплуатационного характера.

Долговечность — свойство автомобиля сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.