Введение 4
Глава 1. Анализ исследований в области систем обеспечения надёжности технических систем 7
1.1. Надежность технических систем как первостепенная задача по
обеспечению безопасности и снижения риска 8
1.2. Эффективность технических систем до наступления предельного
технического состояния 13
1.3. Обеспечение надежности автотранспортных систем при условии
фирменного обслуживания автомобилей и гарантийные обязательства 14
1.4. Системы и методы расчёта и обеспечения надёжности на стадии
проектирования 20
Выводы по главе 1 23
Глава 2. Обеспечение безотказности автомобилей как способ сокращения эксплуатационных затрат
2.1. Факторы, влияющие на пневматический привод в процессе эксплуатации. 24
2.2 Устройства очистки сжатого воздуха пневматического привода 28
2.2.1. Воздушные фильтры 29
2.2.2. Влагомаслоотделители 33
2.3. Анализ изменения технического состояния аппаратов пневматического привода автомобиля в процессе эксплуатации 37
Выводы по главе 2 42
Глава 3. Моделирование процессов изменения технического состояния
пневматической системы автомобиля 43
3.1 Процессы отказа элементов пневматического привода 43
3.2. Процессы изменения технического состояния Ц11Г компрессора 56
3.3. Процессы выброса масла компрессором 65
Глава 4. Мероприятия по повышению надежности пневматической системы автомобиля и ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ 70
4.1 Контроль чистоты сжатого воздуха для повышения надежности тормозной
системы 70
4.1.1 Контроль содержания твердых частиц в сжатом воздухе 70
4.1.2 Контроль содержания масел в сжатом воздухе 73
4.2 Технико-экономическая оценка результатов исследования 75
Выводы по главе 4 82
Заключение 83
Приложение 1 84
Список использованных источников
Актуальность темы. Процесс развития всех отраслей экономики Российской Федерации и мира в целом тесно связан с развитием транспорта. Современный автомобиль - это сложная техническая система с многочисленными элементами. С появления технических систем в общем и автомобиля в частности, человечество решает задачу достижения абсолютной надежности. Надежность включает в себя такие понятия как безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость.
Достаточно сложной задачей является обеспечение безотказности, т.к. необходимо спрогнозировать возникновение отказа и обеспечить меры по его предотвращению или смягчению последствий. Очень важно обеспечивать безотказность систем управления и активной безопасности автомобиля, т.к. отказ компонентов данных систем представляют угрозу для жизни и здоровья людей, различного ценного имущества, в том числе и самого автомобиля, или окружающей среды.
Одной из главных систем обеспечения активной безопасности автомобиля является тормозная система. Тормозная система состоит из тормозных механизмов и управляющего привода. На грузовых автомобилях в настоящее время применяются пневматические тормозные приводы.
Пневматический привод использует атмосферный воздух в качестве носителя механической энергии. Прежде чем попасть к потребителям - пневматическим аппаратам воздух приходит подготовку и очистку.
Воздух забирается из атмосферы через воздушный фильтр, который очищает его от твердых частиц, с целью уменьшения абразивного износа поверхностей трущихся пар внутри пневматических аппаратов. После очистки воздух сжимается компрессором одноступенчатого сжатия для сообщения ему потенциальной энергии в виде избыточного давления.
В настоящее время в большинстве грузовых автомобилей применяются масляные поршневые компрессоры, основным недостатком которых, является выброс небольшого количества масла вместе с воздухом, которое оказывает негативное влияние на другие компоненты системы.
Побочным отрицательным эффектом сжатия воздуха является его сильный нагрев, поэтому сжатый воздух, после компрессора, проходит через охладитель, в котором производится его охлаждение. Охлаждение воздуха вызывает конденсацию находящихся в нем паров воды. Для удаления паров воды и масла применяют различные влагомаслоотделители или осушители воздуха.
В процессе работы пневматической системы очень важно сохранять высокий уровень качества работы устройств подготовки и очистки воздуха, т.к. от чистоты воздуха зависит надежность пневматических аппаратов.
Попадание пыли или увеличение содержания масла и воды в пневмосистеме приводит к негативным последствиям вплоть до ее отказа. Для предотвращения данных явлений необходимо контролировать возникновение отказов воздушного фильтра, компрессора и осушителя (влагамаслоотделителя) воздуха.
Целью исследования является разработка мероприятий по повышению надежности работы пневматической системы автомобиля.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- Определить факторы, влияющие на надежность функционирования пневматической системы автомобиля;
- Провести анализ изменения технического состояния пневматического привода в процессе эксплуатации;
- Разработать организационно-технические мероприятия по повышению надежности пневматической системы;
Объектом исследования является изменение показателей надежности эксплуатации пневматической системы.
Предмет исследования - процессы повышения надежности автомобилей.
Научная новизна магистерской диссертации заключается в разработке методов контроля изменения технического состояния устройств подготовки и очистки сжатого воздуха в пневматической системе автомобиля.
Практическая значимость работы заключается в разработке организационно-технических мероприятий, направленных на повышение надежности функционирования пневматической системы автомобиля, уменьшении простоев автомобиля из-за неисправностей и уменьшении стоимости технического обслуживания и ремонта.
Магистерская диссертация состоит из введения и четырех глав, заключения, списка литературы и приложений.
В первой главе магистерской диссертации выполнен анализ научных работ, посвященных различным аспектам надежности технических систем.
Во второй главе проведен анализ факторов, влияющих на пневматическую систему в процессе эксплуатации.
В третей главе проведено моделирование процессов изменения технического состояния аппаратов пневматической системы, изменения состояния Ц11Г поршневого компрессора и выбросов масла компрессором.
В четвертой части предложены мероприятия по повышению надежности работы пневматической системы автомобиля, проведено технико-экономическая оценка эффективности мероприятий по повышению надежности пневматического привода автомобилей.
Публикации. Основные положения магистерской диссертации опубликованы в приложении к журналу «Международный студенческий научный вестник» 2017, в сборнике докладов «Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых 2017», в сборнике тезисов «Итоговой научно-образовательной конференции студентов Казанского федерального университета 2017 года».
1. Анализ литературных источников показал, что проблема повышения надежности автомобилей по-прежнему является актуальной, несмотря на наличие многочисленных исследований в этом направлении.
2. Установлено, что попадание твердых частиц пыли, при отказе воздушного фильтра, большое содержание моторного масла в сжатом воздухе, при отказе компрессора, а также повышенное содержание влаги, оказывает наибольшее негативное воздействие на работу пневматического привода автомобиля.
3. Установлено, что на работу пневматических аппаратов оказывают влияние только устройства подготовки и очистки сжатого воздуха . Качество сжатого воздуха определяет надежность работы пневматического привода в целом.
4. Разработан датчик наличия пыли в пневматической системе автомобиля для определения отказа воздушного фильтра автомобиля.
5. Разработана методика оценки степени износа ЦПГ компрессора по содержанию масел в сжатом воздухе.
6. Выполнена технико-экономическая оценка эффективности предложенных мероприятий, которая показала уменьшение экономических потерь в 4 . . . 29 раз в случае отказа основного воздушного фильтра в системе с установленным датчиком пыли. Установка датчика масла позволяет уменьшить потери до 6 раз.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
