Практическое занятие №7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРИОДИЧНОСТИ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

Цель занятия – изучить основы определения периодичности диагностирования с использованием различных методик.

Задачи занятия:

1. Изучить возможности экспресс оценки периодичности диагностирования по кривой вероятности безотказной работы (ВБР) диагностируемого агрегата.

2. Изучить методики определения периодичности диагностирования для регулируемых и нерегулируемых параметров.

3. Научиться практически определять периодичность диагностирования для автомобиля и его агрегатов с использованием различных методик.

Теоретическая часть [13]

Экспресс оценка периодичности диагностирования в первом приближении может определяться по кривой ВБР диагностируемого агрегата, разбиваемой на линейные участки АБ, БВ (см. рис. 2.10).

В этом случае интенсивность изменения ВБР P(t) на каждом участке постоянна.

Общие затраты на эксплуатацию диагностируемого агрегата С_об слагаются из затрат на техническое обслуживание С_о (С_о = const), плановые ремонты С_пр, внеплановые ремонты С_ар, затраты связанные с несвоевременностью замены узлов С_рес и проведением диагностирования С_д. Периодичность диагностирования определяют на участке АВ, соответствующему интервалу наработки t₁ …t₂ и снижению вероятности безотказной работы P(t₁)- P(t₂).

Затраты на плановые С_пр и внеплановые С_ар ремонты определяют по формулам

С_пр = С¢_пр (1-Р_ар)N_o [P(t₁)- P(t₂)]; С_ар = С¢_ар Р_ар N_o [P(t₁)- P(t₂)],

где С¢_пр и С¢_ар средняя стоимость одного планового и внепланового ремонтов;

Р_ар – вероятность аварийных ремонтов;

N_o - первоначальное число диагностируемых объектов.

Затраты, связанные с несвоевременностью замены агрегата С_рес, вычисляются по формуле

С_рес = {t²_Д [P(t₁) – P(t₂)]N_oC_Dt}/[2(t₂-t₁)Dt],

где C_Dt – стоимость несвоевременности замены узла за бесконечно малый интервал наработки D t;

t _д – периодичность диагностирования.

Затраты на диагностирование С_д определяются по формуле

С_д = С¢_д [(t₂ – t₁)t _д ] N_o P(t₁)- P(t₂),

где С¢_д – стоимость одного цикла диагностирования.

В общем виде вероятность аварийных ремонтов Р_ар определяется экспериментальным путем и от периодичности диагностирования t _д находится в следующей зависимости Р_ар = F₁tⁿ _д + F₂, а в упрощенном виде Р_ар = F₁tⁿ _д (коэффициенты F₁, F_2, и n определяются экспериментальным путем). Вероятность аварийных ремонтов Р _ар в зависимости от периодичности диагностирования t _д может находиться из соответствующего графика (см. рис. 2.11).

Дифференцируя сумму С_об = С_пр + С_ар + С_рес + С_д, определяют оптимальную периодичность диагностирования t _д на интервале наработки t₁ …t₂. Способ дифференцирования на практике трудно реализуемый.

Поэтому его можно заменить способом графического построения кривой зависимости С_об от переменной t _д. Переменную периодичность диагностирования лучше всего задавать кратной периодичности технического обслуживания.

На рис. 2.12 представлен график изменения суммарных затрат в зависимости от периодичности диагностирования.

В общем виде нормирование периодичности диагностирования легковых автомобилей производится следующим образом. В зависимости от характера рассматриваемого диагностического параметра возможно применение двух методик:

- методика определения периодичности диагностирования для регулируемых параметров;

- методика определения периодичности диагностирования по вероятности отказа элемента автомобиля (в основном для нерегулируемых параметров).

Рис. 2.10. Схема разбивки на линейные участки кривой ВБР

Рис. 2.11. Зависимость вероятности аварийных ремонтов Р _ар от периодичности диагностирования t _д

Рис. 2.12. Зависимость суммарных затрат от периодичности диагностирования t д

Обе методики базируются на технико-экономических критериях с

альтернативой: чем чаще производится диагностирование, тем больше затраты на само диагностирование; чем реже производится диагностирование, тем выше эксплуатационные расходы на автомобиль.

Первая методика учитывает, с одной стороны, дополнительные эксплуатационные издержки (перерасход топлива, ЗИП), имеющие место при отклонении значения рассматриваемого параметра от номинального, а с другой стороны, - себестоимость диагностирования по данному параметру. Целевая функция определения периодичности диагностирования имеет вид:

Н(n)= (n +1)´ Ц ,

где Н(n)- зависимость капитальных затрат на производство топлива, запасных частей и т.д. при эксплуатации автомобиля с неоптимальным значением параметра и затрат (по себестоимости) на все диагностирование автомобиля за период Т от количества диагностирований n;

Ц - капитальные затраты на производство топлива и ЗИП для автомобилей, принадлежащих гражданам (для автомобилей государственного сектора Ц – затраты, связанные с расходом топлива и ЗИП);

L - пробег автомобиля до капитального ремонта или списания;

Q[g(l)] - Q_н – зависимость дополнительных эксплуатационных издержек от наработки (пробега) l (здесь Q_н – номинальный расход топлива и запасных частей);

В – себестоимость одного диагностирования.

Минимум целевой функции Н(n) дает оптимальное число диагностирований n_опт за пробег L и оптимальную периодичность диагностирования, равную t_опт = L / (n+1).

Вторая методика учитывает затраты на аварийное восстановление рассматриваемого элемента автомобиля. Целевая функция F (t) затрат на аварийное восстановление элемента и на его диагностирование за рассматриваемый период пробега L (тыс. км) имеет вид

F (t) = 0,1 АQ (t) L + В(L /t) (2.27),

где А – средняя стоимость аварийного ремонта автомобиля при отказе данного элемента;

В – затраты на одно диагностирование;

Q (t) – зависимость вероятности отказа элемента на каждые 10 тыс. км пробега от периодичности диагностирования. На практике

Q (t) = [t / (1 + t)]a (2.28),

где a - постоянная для данного элемента величина. Обозначения L, В и t - так и в первой методике. Оптимальная периодичность диагностирования находится из минимума целевой функции и равна

t_опт = 1 / [0,1 А a) / В ]^{1/a +1} – 1 (2.29).

Методика проведения занятия

1. Под руководством преподавателя обучающиеся производят расчет периодичности диагностирования по кривой ВБР диагностируемого агрегата, а также с использованием первой и второй методик в условиях примеров 1, 2 и 3.

Пример 1. Определить графическим способом оптимальную периодичность диагностирования коробки передач автомобиля на интервале пробега 20…100 тыс. км пробега, если известны характер изменения ВБР (см. рис. 2.10), вероятность аварийных ремонтов (см. рис. 2.11), суммарные затраты (см. рис. 2.12), а исходные расчетные данные сведены в табл. 2.9. Для упрощения расчетов N_o принимается равным единице, так как определяется относительная, а не абсолютная величина минимума затрат. Из рис. 2.12 следует, что минимальные затраты обеспечиваются при периодичности диагностирования 6 тыс. км пробега автомобиля.

Результаты проведенных вычислений при различных периодичностях диагностирования приведены в табл. 2.10.

Пример 2. Определить оптимальную периодичность измерения параметра S – угла опережения зажигания автомобиля ВАЗ-21011, если L = 120 тыс. км, B = 0,7 руб., Ц = 60 руб., S = g(l) = l+ S_n (град) для l_e [0,2]. Q(S) = 0,09+(S – S_н)/100´0,09 (т/тыс. км.),тогда Q[g(l)] = 0,09 [(l+S_н)-S_н)/0,09 = 0,09+0,0009l. Соответственно целевая функция имеет вид

H(n) = (n+1)60

Таблица 2.9

Исходные данные для расчета периодичности диагностирования

Минимум целевой функции достигается при n = 32. Отсюда оптимальная периодичность измерения параметра S равна t_опт=120/(32+1) = 3,75 тыс. км.

Пример 3. Определить оптимальную периодичность измерения контрольного расхода топлива автомобиля ВАЗ-21011, если Q (t) = [t/(1+t)]¹⁵ и А/В = 5. Соответственно оптимальная периодичность измерения равна t_опт = 1/[(0,1× 5× 15)^1/(15+1) -1] = 7,5 тыс. км.

2. Обучающиеся самостоятельно рассчитывают периодичность диагностирования по индивидуальным исходным данным, выдаваемых преподавателем в условиях варьирования данных примеров 1, 2 и 3.

Вопросы для самостоятельной работы

1. Для чего разбивают кривую ВБР на линейные участки?

2. Из каких затрат складываются общие затраты на эксплуатацию диагностируемого агрегата?

Таблица 2.10

Результаты расчета составляющих функции суммарных затрат при определении периодичности диагностирования

3. Какова последовательность оценки периодичности диагностирования по кривой ВБР диагностируемого агрегата?

4. В чем заключается суть методики определения периодичности диагностирования для регулируемых параметров состояния?

5. В чем заключается суть методики определения периодичности диагностирования по вероятности отказа элемента автомобиля?

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: