В автомобиле одним из важных элементов являются механизмы подвески. В районах Крайнего Севера необходимо учитывать влияние климатических условий на надежность автомобилей [2, 3, 4, 5, 6, 10, 12]. Надежность подвески актуальна для автобусов большого класса, так как от ее состояния существенно зависит безопасность пассажиров.
В ОАО «Сургутнефтегаз» количество автобусов составляет 35% от парка автомобилей. В конструкции подвески автобусов большого класса используют пневмобаллоны. Опыт показывает, что в зимнее время существенно возрастает количество отказов по сравнению с летним периодом [9, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19].
Целью исследования является снижение затрат на эксплуатацию путем установления закономерностей формирования потока отказов пневмоподвески автобусов большого класса с учетом влияния сезонной вариации интенсивности и условий эксплуатации, а такжесовершенствование на этой основе методик определения потребностив запасных частях.
Для достижения поставленной цели решался ряд задач, сформулированных с учетом системного подхода. В рамках ранее созданной концепции разработаны требования к модели формирования надежности подвески автобусов, установлена структура изучаемой системы [24].
Для оценки влияния климатических факторов [2] на надежность пневмоподвески автобусов проведены экспериментальные исследования. При анализе состояния вопроса были выделены следующие факторы:1 фактор -температура воздуха, 2 фактор - доля дней с осадками. Эксперимент проводился в три этапа. На первом собирались статистические данные о фактических значениях температуры воздуха, числе дней с осадками. На втором этапе производился сбор данных об интенсивности эксплуатации автобусов. На третьем этапе собирались данные об отказах пневмоподвески в эксплуатации. На основе полученных данных рассчитывался параметр потока отказов для каждого месяца.
Обработка результатов производилась по известным методикам [7, 20, 21, 22]. Экспериментальные данные сгруппированы по маркам и моделям автобусов. Для моделирования с помощью регрессионных моделей использовалась компьютерная программа «REGRESS» [12].
Результаты эксперимента приведены на рис. 1 и 2.
Рис.1 Влияние температуры воздуха на параметр потока отказов пневмоподвески автобусов MANA72
При обработке результатов эксперимента по установлению влияния температуры воздуха на параметр потока отказов установлено следующее.
Наилучшую аппроксимацию экспериментальных данных обеспечивает квадратичная модель вида y=a+b (X-X0)2. Оценка тесноты связи показала, что коэффициент корреляции при линеаризации составил r=0,99, уровень его значимости оценивался по критерию Стюдента t=4,2, значение которого превысило табличное с вероятностью 0,99.
Адекватность уравнения оценивалась по критерию Фишера. Дисперсионное отношение Фишера превысило табличное значение с вероятностью 0,99, что свидетельствует об адекватности выбранной модели. Средняя ошибка аппроксимации составила E=6,1%,коэффициент эластичности Kэласт=0,6.
Во второй части эксперимента проверялось влияние доли дней с осадками на надежность пневмоподвески автобусов большого класса (рис. 2).
Рис.2. Влияние доли дней с осадками на параметр потока отказов пневмоподвески автобусов MANA72
При обработке результатов эксперимента установлено следующее.
Наилучшую аппроксимацию экспериментальных данных обеспечивает степенная модель вида y=axb. Оценка тесноты связи показала, что коэффициент корреляции при линеаризации составил r=0,98, уровень его значимости оценивался по критерию Стюдента t=2,7, значение которого превысило табличное с вероятностью 0,99.
Адекватность уравнения оценивалась по критерию Фишера. Дисперсионное отношение Фишера превысило табличное значение с вероятностью 0,99, что свидетельствует об адекватности выбранной модели. Средняя ошибка аппроксимации составила E=7,5%, коэффициент эластичности Kэласт=0,1.
На основе проведенных исследований были сформулированы следующие выводы.
1. На надежность пневмоподески влияеттемпература воздуха. Низкая температура воздуха ведет к повышению жесткости материала пневмобаллона, поэтому деформации в процессе работы пневмоподвески приводят к его разрушению.
2. Вторым сезонным фактором, существенно влияющим на надежность пневмоподвески, является доля дней с осадками. Автобусов зимой часто эксплуатируются на заснеженных дорогах, что в свою очередь ведет к налипанию снегау арок колес. При большом пробеге автобуса от одного пункта до другого происходит обледенение пневмобаллона и защитного кожуха возле колеса. В свою очередь это приводит к протиранию и разрыву корда.
3. На основе полученных данных возможнокорректированиерасчетной потребности в запасных частях с учетом влияния сезонных условий на надежность пневмоподвески.
Рецензенты:
Терехов А.С., д.т.н., Тюменский государственный нефтегазовый университет,
г.Тюмень.
Мерданов Ш.М., д.т.н., профессор, Тюменский государственный нефтегазовый
университет, г.Тюмень.