Автомобильный транспорт – неотъемлемый элемент транспортной системы. Наряду с очевидными преимуществами перед другими видами транспорта он имеет и ряд недостатков, в частности, высокую себестоимость перевозок. Значительную долю в себестоимости составляют затраты на техническое обслуживание (ТО) и ремонт автомобилей, среди которых до 40 % приходится на двигатель.
Одно из важнейших условий снижения этих затрат – управление ресурсом двигателей, которое невозможно без наличия объективных нормативов. Действующая система нормирования ресурсов автомобильных двигателей не в полной мере отвечает данных требованиям.
На ресурс двигателей влияет ряд факторов. К числу наиболее значимых относятся климатические и дорожные условия, которые меняются по сезонам. Если интенсивность эксплуатации автомобилей не постоянна в течение года, то ресурс двигателей будет зависеть от того, каковы доли пробега в разные сезоны. Так, например, в условиях холодного климата ресурс двигателя автомобиля, эксплуатируемого только зимой, будет существенно ниже ресурса двигателя автомобиля, используемого только летом. Влияние сочетаний условий и интенсивности эксплуатации автомобилей не учитывается при нормировании ресурсов.
На основе изложенного, а также, учитывая, что более 70 % территории России находится в зонах холодного и очень холодного климата, а интенсивность эксплуатации автомобилей в этих условиях существенно меняется в течение года, необходимо отметить актуальность исследований, направленных на установление закономерностей влияния сезонных условий на формирование ресурса двигателей.
Работа выполнялась при поддержке грантом Минобразования РФ по фундаментальным исследованиям в области технических наук (шифр ТОО-13.0-2417), полученным на конкурсной основе.
Целью данной работы является установление закономерностей влияния сезонной вариации интенсивности и условий эксплуатации автомобилей на формирование ресурса двигателей и разработка на этой основе методик корректирования нормативов.
Объект исследований – процесс формирования ресурса двигателей автомобилей с учетом сезонной вариации интенсивности и условий эксплуатации.
Предмет исследований – процесс формирования ресурса двигателей автомобилей КамАЗ-4310 с учетом сезонной вариации интенсивности эксплуатации и температуры воздуха.
1. На основе выполненных исследований решена важная научно-практическая задача по установлению закономерностей влияния сезонных условий на формирование ресурса двигателей автомобилей и разработки на этой основе методик корректирования нормативов ресурса.
2. Установлена закономерность формирования ресурса двигателей автомобилей. Изучаемая система «Время – ресурс двигателей» структурирована, выделены наиболее важные закономерности взаимодействия ее элементов. К ним относятся закономерности изменения интенсивности и условий эксплуатации по времени, интенсивности изменения параметров технического состояния по наработке и в зависимости от условий эксплуатации.
3. Разработаны математические модели закономерностей взаимодействия элементов изучаемой системы. Изменение средних месячных температур воздуха адекватно описывается полигармонической моделью с числом гармоник 1...3. Наилучшую аппроксимацию случайной компоненты температуры обеспечивает ТР-закон распределения. Изменение средних месячных пробегов автомобилей адекватно описывается полигармонической моделью с числом гармоник 2...4. Наилучшую аппроксимацию случайной компоненты интенсивности эксплуатации обеспечивает закон Вейбулла.
4. Установлена закономерность изменения расхода картерных газов двигателей по наработке. Доказано, что влияния наработки на интенсивность изменения расхода картерных газов адекватно описывается экспоненциальной моделью, а ее распределение в разрезе равных наработок – нормальным законом.
5. Установлена закономерность влияния температуры воздуха на интенсивность изменения расхода картерных газов. Для ее описания предложена квадратичная модель.
6. Гипотезы о виде математических моделей проверены на основе экспериментов. Определены численные значения их параметров для двигателей автомобилей КамАЗ-4310.
7. Разработано программное обеспечение для реализации имитационной модели.
8. На основе имитационного эксперимента доказано, что на формирования ресурса оказывает существенное влияние оказывает не только средняя годовая температура воздуха, но и степень вариации ее в течение года, а также доля пробега автомобилей в зимний период.
9. Разработана методика корректирования нормативов ресурса двигателей с учетом сезонной вариации интенсивности и условий эксплуатации. Предусмотрено два варианта ее использования: моделирование ресурсов двигателей с помощью созданной программы и корректирование с помощью таблиц.
10. Результаты исследований внедрены в одном управлении транспорта и в учебном процессе ТюмГНГУ. Определена эффективность от использования разработанных методик.
