Курсовая работа: Техническое обслуживание и ремонт автомобилей

2. Закономерности изменения технического состояния автомобиля по его наработке.

2.1 Закономерности изменения технического состояния автомобилей по наработке

У значительной части узлов и деталей процесс изменения технического состояния в зависимости от времени или пробега автомобиля носит плавный, монотонный характер, приводящий к возникновению так называемых постепенных отказов. При этом характер зависимости может быть различным (рис. 2.7). В случае постепенных отказов изменение параметра технического состояния конкретного изделия или среднего значения для группы изделий аналитически достаточно хорошо может быть описано двумя видами функций:

целой рациональной функцией n-го порядка

y = a0 + a1l + a2l2 + a3l3 + … + anln (2.1)

y = a0 + a1lb (2.2)

где: a0 - начальное значение параметра технического состояния, l - наработка; a1, а2, …, аn, b - коэффициенты, определяющие характер и степень зависимости y от l.

В практических вычислениях по формуле (2.1), как правило, достаточно использовать члены до третьего-четвертого порядков. Таким образом, зная функцию y = ц(l) и предельное Yп или предельно допустимое Yпд значение параметра технического состояния, можно аналитически определить из уравнения l = f(y) изделия или периодичность его обслуживания.

Рисунок 2.1. Возможные формы зависимости параметра технического состояния Y от наработки l.

Достаточно часто закономерности изменения параметров (например, зазора между накладками и тормозными барабанами, свободного хода педали сцепления и др.) описываются линейными уравнениями вида:

y = a0 + a1l (2.3)

где: a1 - интенсивность изменения параметра технического состояния, зависящая от конструкции и условий эксплуатации изделий.

Закономерности первого вида характеризуют тенденцию изменения

параметров технического состояния (математическое ожидание случайного процесса), а также позволяют определить средние наработки до момента достижения предельного или заданного состояния.

2.2 Метод наименьших квадратов

Для определения коэффициентов функций используют метод наименьших квадратов (МНК) - один из наиболее часто используемых методов при обработке эмпирических данных, построении и анализе физических, биологических, технических, экономических и социальных моделей.

С помощью МНК решают задачу выбора параметров функции (заранее заданного вида) для приближенного описания зависимости величины y от величины x.

Исходные данные могут носить самый разнообразный характер и относится к различным отраслям науки или техники.

Пусть необходимо установить функциональную зависимость между двумя эмпирическими данными x и y, значения которых занесены в следующую таблицу:

Точки (xi; yi) координатной плоскости принято называть экспериментальными.

Установим вид функции y = f (x) по характеру расположения на координатной плоскости экспериментальных точек.

Если точки расположены так, как показано на рис.2.2, то разумно предположить, что между x и y существует линейная зависимость, выражающаяся формулой:

y = kx + b (2.4)

Рассмотрим случай такой зависимости.

Уравнение (2.4) можно представить в виде:

y - (kx + b) = 0

Рисунок 2.2 - Метод наименьших квадратов.

Так как точки (x1; y1), (x2; y2), ..., (xn; yn) не обязательно лежат на одной прямой, то, подставляя вместо x и y значения координат этих точек в выражение y - (kx + b), получаем равенства:

y1 - (kx1 + b) = д1, y2 - (kx2 + b) = д2, ..., yn - (kxn + b) = дn,

где: д1, д2, ..., дn - некоторые числа, которые называют погрешностями (отклонениями, навязками).

Понятно, что чем меньше эти погрешности по абсолютной величине, тем лучше прямая, задаваемая уравнением y = kx + b, описывает зависимость между экспериментально полученными значениями x и y.

Сущность метода наименьших квадратов заключается в подборе коэффициентов таким как можно меньшей:

образом, чтобы сумма квадратов погрешностей была

S = д 2 + д 2 + … + д 2 = ? д 2 = ? (y - (kx+ b))2 > ?????? (2.5)

2.3 Схождение колес.

Схождением колес называется угол между плоскостью вращения колеса и продольной осью машины. Он заметен, если посмотреть на автомобиль спереди или представить его в виде рентгеновской схемы сверху - колеса стоят не строго параллельно относительно друг друга, а расположены под углом. В некоторых автомобилях можно регулировать схождение как передних колёс, так и задних.

Назначение схождения -- компенсировать возникающий в результате наличия положительного развала увод (динамическую дестабилизацию) колёс, что существенно снижает износ шин. Оба угла взаимосвязаны и регулируются исключительно в связке.

Схождение измеряют в градусах/минутах и в миллиметрах. Схождение в миллиметрах -- это расстояние между задними кромками колёс, минус расстояние между передними кромками колёс(в справочниках обычно приводятся данные по штатным колёсам, при произвольном диаметре колеса необходим пересчёт). Это определение верно только в случае неповреждённых, правильно смонтированных колёс. В противном случае применяется процедура «ран-аут» (run out), вычитающая биение колеса из величины схождения.

Различают положительное схождение и отрицательное.

Рисунок 2.3 - Схождение колес.

При положительном схождении колес их оси сходятся к продолжению центральной оси автомобиля, при этом наблюдается устойчивость на скоростях, но возникает риск недостаточной поворачиваемости. При отрицательном схождении колеса смотрят в разные стороны и увеличивается запас устойчивости, обратной стороной которого будет ускоренный износ шин, повышенная чувствительность к дорожной колее и дефектам покрытия. Кроме того, различают раздельное (угол между продольной осью автомобиля и плоскостью, проходящей через центр колеса) и суммарное (сумма раздельных) схождение.

Именно неправильно отрегулированное схождение является основной (но не единственной) причиной ускоренного износа покрышек. Одним из первых признаков неправильно установленного схождения является визг покрышек в повороте при небольшой скорости. При схождении в 5 и более мм покрышка полностью сотрётся менее чем за 1000 км.

2.4 Развернутое решение задачи

Условие задачи.

В процессе эксплуатации автомобиля через равные промежутки времени Дl измеряется параметр Y, который напрямую или косвенно характеризует техническое состояние. По исходным данным, представленным в таблице, определить линейное уравнение регрессии и коэффициент достоверности аппроксимации. При помощи полученного уравнения найти значение пробега lпр при котором параметр технического состояния достигнет предельного значения Yпр.

Таблица 2.2-Исходные данные

Выполним предварительные расчеты и для удобства занесем их в таблицу:

Таблица 2.3 - Полученные данные

Определим начальное значение схождения колес Y по формуле:

(2.6)

Определим коэффициент интенсивности изменения значения Y по формуле:

(2.7)

Следовательно, получаем уравнение:

(2.8)

Основным показателем качества модели регрессии является коэффициент детерминации R2:

(2.9)

Он показывает, какая доля изменений результата Y учтена в модели и обусловлена влиянием ключевых факторов. Чем больше R2 к единице, тем выше качество модели.

С помощью данного уравнения можно найти предельный пробег, при котором схождение колес достигнет критического значения. Выведем из него значение предельного пробега:

(2.10)

Построим график зависимостей схождения колес Yi от пробега авто li:

Рисунок 2.4. График зависимостей схождения колес Y_i от пробега авто l_i

Заключение. В ходе проведения замеров было выяснено, что достижение предельного схождения передних колес в среднем происходит при пробеге (lпр) равном 4,97 тыс. км. Рекомендуется регулировать схождение при достижении критического показания, т.е. каждые 5 тыс. км. при ТО-1 или ТО-2 в зависимости от очерёдности.

3. Закономерности вариации случайных величин в технической эксплуатации автомобилей

Условие задачи. В АТП эксплуатируются две группы автомобилей. Первая группа - автомобили марки «А», вторая группа - автомобили марки «Б». Автомобили эксплуатируются в одинаковых дорожных условиях водителями одного профессионального уровня. Обслуживание автомобилей осуществляется двумя разными бригадами. Бригада №1 обслуживает автомобили марки «А», бригада №2 обслуживает автомобили марки «Б». У данных автомобилей ступичные подшипники являются обслуживаемыми узлами, которые при каждом ТО-2 требуют регулировки натяга.

При правильном и своевременном проведении ТО заводы-изготовители гарантируют среднюю наработку на отказ ступичного подшипника не ниже указанной в таблице 3.1. В процессе эксплуатации собраны данные по наработкам на отказ подшипников для автомобилей обеих марок, представленные в таблице 3.2.

Таблица 3.1 - Гарантированная заводом-изготовителем наработка на отказ, тыс. км.

Таблица 3.2 - Эксплуатационные наработки на отказ, тыс. км.

Решение задачи

Данные из таблицы 3.2 расположим в порядке возрастания, представленные в таблице 3.3:

Таблица 3.3 - Эксплуатационные наработки на отказ в порядке возрастания, тыс. км.