Прогнозирование остаточного ресурса элемента. Определение износа и долговечности двигателей по результатам испытаний.

 

Прогнозирование в применении к надежности - это научное направление, изучающее предвидение или предсказание изменения технического состояния автомобиля и определение продолжительности его безотказной работы. Использование методов прогнозирования при разработке технического задания позволяет управлять сто надежностью на стадии проектирования.

(Прогнозирование применяется для определения остаточного ресурса двигателей, их технического состояния, числа ремонтов и технических обслуживании, расхода запасных частей и решения других задач в области надежности. Прогнозирование показателей надежности может производиться по разнообразным критериям (например, по усталостной прочности, динамике процесса изнашивания, по виброакустическим показателям, содержанию элементов износа в масле, показателям стоимости и трудовых затрат ит. д.). Современные методы прогнозирования, подразделяют на три основные группы:

1. Методы экспертных оценок, сущность которых сводится к обобщению, статистической обработке и анализу мнений специалистов.

2. Методы моделирования, базирующиеся на основных положениях теории подобия и состоящие, из формирования-модели объекта исследования, проведения экспериментальных исследований и пересчета полученных значений с модели на натуральный объект.

3. Статистические методы, из которых наибольшее применение находит метод экстраполяции. В его основе лежат закономерности изменения прогнозируемых параметров во времени. Для описания этих закономерностей подбирают по возможности, простую аналитическую функцию с минимальным числом переменных.

Наибольшее применение находят методы статистического моделирования, когда в качестве базовых материалов используются результаты технической диагностики. Прогноз при этом (как, впрочем, и в других случаях) следует. рассматривать как вероятностную категорию.

Наиболее важным в рассматриваемой проблеме является прогнозирование остаточного ресурса. Самым простым, хотя и приближенным методом его осуществления является, так называемое, линейное прогнозирование, когда изменение параметра в зависимости от наработки принимается линейным. При этом расчет остаточного ресурса выполняют по выражению

 

                                                                             t _ост                                        (4.1)

где t_ост – остаточный ресурс и часах работы или километрах пробега; t – наработка двигателя с начала эксплуатации или после ремонта;

Р_нач, Р_пр – начальное и предельное значения параметра;

P_t – значение параметра к моменту определения состояния.

Более точно закономерности изменения параметров могут быть описаны исходя не из линейного закона, а на основании уравнения вида:

 

                                                                                           P_t=P_нач+ bt                                                   (4.2)

где b - коэффициент, полученный на -основании опытных данных; 

 – показатель степени, характеризующий «скорость» изменения параметра.

Тогда остаточный ресурс может быть определен по формуле

 

                                                                              t _ост                                  (4.3)

 

Значения  определяют опытным путем для различных сопряжений двигателей: обычно его величина колеблется в пределах 1,1 — 1,8 и выше. Так, по данным исследований значения при прогнозировании остаточного ресурса автотракторных двигателей с достаточной для практических целей точностью принимаются:

 

По прорыву газов в картер до замены поршневых колец. … … 1,3

По прорыву газов в картер после замены поршневых колец …. 1,5

По угару картерного масла.. …................... 2,0

» мощности двигателя.......................... 1,1—1,7

» зазорам в кривошипно-шатунном механизме............ 1,4—1,6|

По износу кулачков распределительного вала............. 1,1 По зазору между клапаном и коромыслом  ......... …..... 1,1 износу опорных поверхностей тарелки клапана и 

    седла в блоке или головке блока..... … … … … …. 1,6

 

Аналогично может производиться прогнозирование надежности по износу двигателя. В этом случае для описания динамики процесса изнашивания целесообразно применять уравнение полинома третьей степени.

К источникам погрешностей прогнозирования могут быть отнесены недостаточная полнота информации, ее неоднородность, низкая точность измерительных инструментов и приборов, несовершенство диагностического оборудования, малая точность математической модели, низкая квалификация прогнозиста и др. 

Допустимые пределы погрешностей устанавливают в зависимости от требуемой точности прогнозирования. Применительно к прогнозированию остаточного ресурса повышение точности «достигается увеличением периодов наблюдений за изменением диагностического параметра по мере увеличения наработки. Экономическая оценка прогнозирования производится на основе затрат материальных средств на проведение необходимых исследований за период прогнозирование;