Какие свойства включает в себя надежность машин

Надежность автомобиля — это свойство автомобиля выполнять заданные функции, сохраняя значения установленных эксплуатационных показателей в пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования.

Надежность является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения автомобиля и условий его эксплуатации может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость в отдельности или определенное сочетание этих свойств как для автомобиля, так и для его агрегатов (систем, узлов и деталей), направленным на выполнение автомобилем рабочих функций с установленными показателями в течение ресурса до капитального ремонта.

Надежность автомобиля

Надежность автомобиля не остается постоянной в течение всего срока его службы. По мере изнашивания деталей, механизмов и агрегатов надежность уменьшается, так как вероятность выхода из строя деталей увеличивается. Новые автомобили всегда более надежны по сравнению с автомобилями, имеющими большой пробег или прошедшими капитальный ремонт. Следовательно, заданная степень надежности автомобиля рассматривается в связи с определенным пробегом. Надежность зависит также и от того, в каких условиях работает автомобиль.

При работе, например, на дорогах с твердым усовершенствованным покрытием надежность автомобиля больше, чем при работе по бездорожью. Надежность летом всегда выше, чем зимой, при прочих равных условиях. Поэтому, понятие «надежность автомобиля» тесно увязывается с условиями его эксплуатации. Надежность агрегатов и узлов определяется главным образом долговечностью деталей. Поэтому прежде всего необходимо широкое экспериментальное исследование, выявляющее детали, критические по надежности.

Современная наука и техника в области автомобилестроения позволяют обеспечивать ресурс основных агрегатов, в том числе двигателя до капитального ремонта и более, намного увеличивать наработку на отказ других агрегатов и механизмов. Повышение надежности автомобилей, обеспечение удобного доступа к обслуживаемым агрегатам и узлам, их совершенствование для облегчения обслуживания и ремонта, уменьшение количества точек смазки, увеличение периодичности технического обслуживания позволяют сократить простои автомобилей в техническом обслуживании и ремонте и тем самым повысить их производительность.

Автомобиль, как правило, рассчитывается на длительную работу. Разностойкость сопряжений агрегатов автомобиля требует периодических остановок для его обслуживания и замены наименее стойких деталей. Поэтому необходимо стремиться к тому, чтобы эти остановки были реже и требовали минимальных трудовых и материальных затрат. Следовательно, надежность должна содержать не только вероятность безотказной работы в течение заданного времени, но и показатели, характеризующие выполнение работ по техническому обслуживанию и ремонту в кратчайшие сроки с минимальными трудовыми и материальными затратами.

Уменьшить объем работ по техническому обслуживанию и ремонту и их трудоемкость можно либо за счет увеличения долговечности деталей, либо за счет приспособления конструкции автомобиля и его агрегатов к быстрой замене износившихся сопряжений и узлов, т. е. за счет улучшения ремонтопригодности, либо за счет одновременного улучшения показателей долговечности и ремонтопригодности.

Долговечность деталей, узлов и агрегатов и ремонтопригодность конструкции автомобиля — это два мощных рычага, с помощью которых можно повысить его надежность на стадии проектирования и в процессе модернизации.

Проблема надежности обеспечивается на четырех основных этапах:

определение исходных требований к качеству новой модели с учетом уровня современной техники, имеющихся аналогов, конъюнктуры рынка и интересов потребителей
проектирование, т. е. разработка конструкторской документации, выполнение комплексных стендовых и дорожных испытаний
производство
работа с потребителями (сбор информации о всех отказах и неисправностях, возникающих в процессе эксплуатации, упрощение и снижение трудоемкости технического обслуживания и ремонтных работ, обеспечение запасными частями)

При конструировании автомобилей должно соблюдаться правило, чем меньше ожидаемая долговечность той или иной детали сопряжения, тем большей ремонтопригодностью должна обладать конструкция автомобиля. Поэтому надежность автомобиля — категория не только техническая, но и экономическая. Она должна отражать затраты общественно необходимого труда на создание автомобиля и поддержание его в работоспособном состоянии в процессе эксплуатации. Надежность зависит прежде всего от уровня технического оснащения завода-изготовителя, заводов — пocпоставщиков сырья, качества материалов, полуфабрикатов и готовых деталей. Решение сложных проблем надежности современных автомобилей невозможно без глубокого теоретического изучения физико-химических процессов, вызывающих износ и поломку деталей, и разработки на этой базе соответствующих практических рекомендации по конструированию, производству и эксплуатации автомобилей.

Принятые на серийное производство автомобили в течение всего времени нахождения их на производстве подвергаются заводами-изготовителями конструктивному улучшению с целью повышения качества и эксплуатационных показателей. Качество изготовления автомобиля определяется техническим и технологическим уровнями производства, квалификацией персонала, применяемыми материалами и уровнем организационно-управленческого регулирования производства. В условиях серийного и массового производства изготовить бездефектные автомобили практически невозможно, потому что всегда имеются случайные факторы, которые являются причиной появления дефектов. Такими факторами могут быть погрешности технологического оборудования, инструмента, приспособлений, режимов обработки, материалов (например, неоднородность структуры), настройки измерительных средств. Таким образом, дефекты и неисправности новых автомобилей — объективная закономерность их производства. Проведение же сплошного контроля качества автомобилей, сходящих с конвейера заводов, практически невозможно и экономически нецелесообразно. Поэтому для определения показателей надежности необходимо осуществлять систематическое наблюдение за работой автомобилей в различных условиях эксплуатации в течение всего гарантийного и межремонтного пробегов. В этих целях, а также для отработки обоснованных нормативов по техническому обслуживанию и ремонту автомобилей, наиболее полноотвечающих условиям эксплуатации в различных географических и климатических зонах страны, организуется опытная эксплуатация автомобилей.

Термины надежности

Для того чтобы дать оценку надежности автомобиля, необходимо правильно классифицировать термины надежности.

Исправность — это состояние автомобиля, при котором он соответствует всем техническим требованиям, установленным нормативно-технической документацией как в отношении основных параметров, характеризующих нормальное выполнение заданных функций, так ив отношении второстепенных параметров, характеризующих внешний вид, удобство эксплуатации и т. д.

Неисправность — это состояние автомобиля, при котором он в данный момент времени не удовлетворяет хотя бы одному из требований, установленных нормативно-технической документацией.

Работоспособность — это состояние автомобиля, при котором он способен выполнять заданные функции, сохраняя значения заданных параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией.

Значит, между работоспособностью и исправностью существует очень важное различие: исправность предполагает, что выполняются все требования, относящиеся как к основным, так и к второстепенным параметрам, установленным нормативно-технической документацией. Работоспособность характеризует только требования, относящиеся к основным параметрам. Требования, относящиеся к второстепенным параметрам, могут не выполняться. Так, например, автомобиль остается работоспособным, когда у него повреждены лакокрасочные или антикоррозионные покрытия, сгорела лампочка освещения щитка приборов и т.д.

Отказ и его виды

Остановка автомобиля из-за возникших технических неисправностей или работа с недопустимыми отклонениями от заданных рабочих характеристик называется отказом.

Отказ автомобиля можно также определить как полную или частичную утрату им работоспособности.

Полный отказ — это отказ, лишающий автомобиль подвижности.

Частичный отказ — это снижение эксплуатационных качества автомобиля.

Неисправности, устраняемые водителем в пути с помощью индивидуального комплекта ЗИП и за время проведения ежедневного технического обслуживания, и неисправности, не влияющие на работоспособность автомобиля, в отказы не включаются.

В зависимости от причины появления отказы подразделяются на заводские и эксплуатационные.

Заводские отказы — это отказы, появившиеся по вине завода — изготовителя автомобиля. Они подразделяются на конструктивные и производственные.

Эксплуатационные отказы — это отказы, обусловленные нарушением правил эксплуатации и внешними воздействиями, не свойственными нормальной эксплуатации. Эксплуатационные отказы и неисправности при оценке надежности автомобиля не учитываются.

Отказы и неисправности, учитываемые при оценке надежности автомобиля, могут значительно отличаться по степени влияния на его работоспособность и сложности их устранения. Поэтому необходимо их классифицировать и по этим признакам.

По признаку «степень влияния на работоспособность» отказы и неисправности распределяются на три группы:

лишающие автомобиль подвижности
снижающие эксплуатационные качества
не влияющие на работоспособность автомобиля

К группе лишающих автомобиль подвижности относятся отказы, без устранения которых дальнейшее его использование невозможно (отсутствие подачи топлива, поломка буксирного крюка тягача и др.) или недопустимо (отсутствие давления в системе смазки двигателя, отказ тормозов и т. п.).

Неисправности этой группы являются полными отказами автомобиля. Их появление вызывает необходимость восстанавливать автомобиль на месте выхода из строя или буксировать в автотранспортное предприятие.

К группе отказов, снижающих эксплуатационные качества, относятся отказы и неисправности, ухудшающие такие показатели, как время подготовки к движению, средняя скорость движения, грузоподъемность, проходимость, расход ГСМ и т. д., но допускающие использование автомобиля по назначению в течение некоторого времени.

К группе неисправностей, не влияющих на работоспособность, относятся неисправности, не ухудшающие основные характеристики автомобиля, не создающие неудобства при его эксплуатации и устранение которых может быть отложено до очередного номерного технического обслуживания (незначительные подтекания смазочного материала через уплотнения, трещины элементов облицовки, отслоение лакокрасочных покрытий и т. п.).

Отказы как случайные события могут быть независимыми и зависимыми. Независимый отказ — это отказ, который не приводит к отказу других элементов автомобиля. Отказ, проявившийся в результате отказа других элементов, называется зависимым. Отказ может быть внезапным, если повреждения агрегатов автомобиля наступают мгновенно, и постепенным, в результате длительного, постепенного изменения параметров элементов (усталость металла, изнашивание поверхности и пр.).

Характеристики надежности

Чтобы оценить качество продукции, выпускаемой автомобильной промышленностью, применительно к конкретным условиям эксплуатации, необходимо изучать надежность автомобилей после их обкатки.

Сравнение надежности новых и капитально отремонтированных автомобилей, работающих в одинаковых условиях, может дать объективную оценку качества ремонта.

Количественные характеристики надежности одномарочных автомобилей, полученные различными автотранспортными предприятиями, но работающих в одинаковых условиях, являются достаточно точными характеристиками уровня технической эксплуатации автомобилей в конкретном автотранспортном предприятии.

Анализ характеристик надежности автомобилей позволяет выявить узкие места в организации и технологии технического обслуживания и ремонта. Эти данные могут быть использованы для обоснованных заявок на запасные части и материалы.

Для характеристики надежности автомобиля в зависимости от конструктивно-технологических и эксплуатационных факторов принимают систему критериев, позволяющих оценивать надежность всего автомобиля или отдельных его элементов в числовых показателях. Только в этом случае можно сравнивать надежность различных марок и моделей автомобилей и вести работу по повышению их надежности.

Для обеспечения надежности автомобилей необходимо, чтобы показатели надежности задавались в техническом задании на проектирование и контролировались при разработке конструкции, изготовлении и эксплуатации. Следовательно, для каждого типа автомобилей в зависимости от условий их эксплуатации должны устанавливаться некоторая совокупность показателей надежности, значения и методы их количественной оценки.

Надежность автомобиля характеризуется четырьмя свойствами:

безотказностью
ремонтопригодностью
долговечностью
сохраняемостью

Безотказность — свойство автомобиля непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки.

Количественно оно оценивается вероятностью безотказной работы, средней наработкой до отказа, интенсивностью отказов, средней наработкой на отказ и параметром потока отказов.

Ремонтопригодность — свойство автомобиля, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, повреждений и поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонтов.

Количественно оно оценивается средним временем восстановления, средней удельной трудоемкостью технического обслуживания и текущего ремонта, вероятностью восстановления работоспособности в заданное коэффициентом готовности, коэффициентом технического использования время и коэффициентом сложности отказов.

При сравнительной оценке различных типов автомобилей необходимо иметь в виду, что время их простоя в связи с проведением технического обслуживания или ремонта зависит от уровня организации этих работ, их технического оснащения, квалификации персонала и ряда других факторов эксплуатационного характера.

Долговечность — свойство автомобиля сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Безотказность и долговечность — свойства автомобиля сохранять работоспособное состояние. Но безотказность — свойство автомобиля непрерывно сохранять работоспособное состояние, а долговечность — свойство автомобиля длительно сохранять работоспособное состояние с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонта.

Определение долговечности автомобилей, агрегатов, деталей должно осуществляться на стадии проектирования одновременно с определением эксплуатационных затрат на их техническое содержание.

Количественно долговечность оценивается средним ресурсом автомобиля до капитального ремонта, средней наработкой на отказ автомобиля за пробег до капитального ремонта, средней наработкой до капитального ремонта основного агрегата, гамма-процентным ресурсом.

Каждая новая модель автомобиля должна быть более совершенной по сравнению с предыдущей и соответствовать лучшим мировым образцам. Совершенство в данном случае определяется снижением суммарных удельных затрат на изготовление и техническое содержание, а также структурой этих затрат, т. е. возможным снижением доли затрат в эксплуатации. Одновременно определяются показатели долговечности, которые имеют, как правило, тенденцию к увеличению.

Долговечность автомобилей повышается в результате совершенствования их конструкции, технологии изготовления и улучшения организации технической эксплуатации.

Сохраняемость — свойство автомобиля сохранять значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение и после хранения и транспортирования.

Основным показателем сохраняемости автомобилей должна быть вероятность сохранения безотказности. Этот показатель характеризует готовность автомобилей к немедленному выполнению транспортной работы после определенного срока хранения.

Показателем сохраняемости является также средний срок сохраняемости автомобилей при длительном хранении.

Перечисленные свойства отражают потенциальные возможности конструкции автомобиля. Они формируются при проектировании и производстве, являются внутренними причинами, от которых зависит степень надежности автомобиля.

Источник

Надежность, ресурс, ремонтопригодность… Довольно часто эти понятия путаются, подменяются, смешиваются, причем не только автолюбителями, но и теми, кто работает в сфере автомобильного бизнеса и сервиса. Что же, давайте разберемся, что к чему, желательно на понятных примерах и аналогиях.

Надежность – понятие комплексное

В иностранной и отечественной технической литературе можно встретить слегка различные в деталях, но общие по главному принципу формулировки понятия “надежность”. В любом случае это свойство объекта сохранять в установленных пределах (например, по времени) работоспособность в условиях системы технической эксплуатации. При этом надежность – понятие комплексное, оно включает в себя работоспособность, безотказность, ремонтопригодность, сохраняемость и долговечность. Некоторые из этих слов кажутся синонимами, но на самом деле разница есть.

Так, работоспособность – это состояние объекта выполнять заданные функции в установленных параметрах. А безотказность – свойство сохранять работоспособность без вынужденных перерывов определенное время (в случае с автомобилем – на протяжение определенного пробега). Но не путайте это с долговечностью – свойством сохранять работоспособность до предельного состояния объекта с учетом перерывов на техническое обслуживание и ремонт. Сильно утрируя, безотказность – это сколько автомобиль способен проработать до ТО или от ремонта до ремонта, а долговечность – сколько он протянет до отправки на свалку.

Вы скажете, что это, наверное, и есть ресурс. Но этот показатель долговечности, отражаемый в технической документации, в автомобильной сфере практически не применяется. Как правило, производители в открытом доступе не указывают, насколько рассчитан автомобиль или его основные узлы. Исключение составляют, например, детали привода ГРМ (скажем, каждые 60 тыс. км или 4 года). Но это пример назначенного ресурса, то есть определенного производителем интервала по времени или по пробегу, после которого деталь требует обязательной замены.

Еще один нюанс. Автомобиль – технически сложное изделие, состоящее из сотен узлов и десятков тысяч деталей. Соответственно общая надежность автомобиля зависит от надежности (и ее составляющих) всех этих компонентов. При этом далеко не каждая неисправность отдельной детали ведет к отказу – потере работоспособности узла в частности и автомобиля в целом.

Три кита надежности

Безусловно, составляющие надежности рассчитываются в процессе конструирования. Но это лишь первый кит. Второй – производство, а третий – эксплуатация. Если на небе сойдутся все звезды – выдержат все три кита. Но частенько бывает, что то один, то другой дает маху.

В качестве примера можно вспомнить злополучный двигатель 1.4 TSI ЕА111. Конструктивный просчет был в том, что цепь привода ГРМ оказалась слишком нежной и растягивалась уже при небольших пробегах. Подкачал и “производственный” кит – поставщик натяжителей цепи (по версии немцев именно в этом была проблема “перескока”). Наконец, провоцировала проблему перескока и эксплуатация, если владелец оставлял автомобиль с заглушенным мотором на передаче.

Вообще в случае с автомобилями эксплуатация – самое слабое звено (или, если хотите, самый нежный кит). Почему? Скажем, в авиации контрольные проверки, обслуживание, ремонты – все это проводится строго по регламенту, иначе никак (попытки “сэкономить” обычно заканчиваются авиакатастрофами, громкими разбирательствами и закрытием провинившихся авиакомпаний).

С автомобилями все иначе. Покинули они дилерские стены – и неизвестно, кто и как ездит, как обслуживает. Именно поэтому, отвечая на вопросы читателей о выборе подержанных автомобилей, мы всегда говорим, что надежность той или иной модели или модификации, конечно, стоит учитывать, но есть еще и техническое состояние конкретного экземпляра. То есть спустя 5-7 лет мы уже представляем, насколько справляются два первых кита (конструктивный и производственный), но как поведет себя третий (эксплуатационный) – это почти всегда рулетка.

Здесь в пример можно привести современные двигатели или автоматические коробки передач. Они надежны и с конструктивной точки зрения, и с производственной. Но эксплуатационная надежность будет высокой только при условии своевременного обслуживания – замены масла и фильтров. И бережного обращения с техникой.

И еще один момент. По мере эксплуатации, естественного износа и усталости материалов надежность снижается, вероятность отказов увеличивается. Кстати, отказом может считаться не только разрушение или деформация детали, но и нарушение регулировок, приводящее к прекращению работоспособности. Пример такой ситуации – переход роботизированной коробки в аварийный режим из-за невозможности адаптироваться к износу сцеплений.

“Потерянные” качества

Автолюбители сетуют, что автомобили нынче не те в части надежности. Журналисты с удовольствием подливают масла в огонь. Но повторимся: надежность – понятие комплексное, оно зависит от многих составляющих. И оценивается на основе анализа массива данных, статистических и не только. Даже пресловутые тесты надежности, публикуемые ADAC или Dekra, не отражают всех нюансов вопроса.

Общаясь с производителями компонентов и представителями автоконцернов, лично для себя я сделал вывод, что, например, с работоспособностью и безотказностью у современных систем и автомобилей как раз все очень неплохо. С долговечностью, пожалуй, хуже, но в том числе из-за пресловутого третьего кита надежности – эксплуатации.

И еще, конечно, ремонтопригодность. Под ней понимается приспособленность объекта к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей при помощи технического обслуживания и ремонта. Вы скажете, что с этим все стало намного хуже: моторы “одноразовые”, многие детали не ремонтируются, а меняются. С этой точки зрения ремонтопригодность отдельных узлов может считаться плохой.

С другой стороны, если мы говорим про автомобиль в целом, а также учитываем, что параметры ремонтопригодности – это не только стоимость ремонта, но и трудоемкость, а также скорость выполнения, то агрегатная замена не такое уж и зло. Замена ступицы в сборе куда быстрее и проще, нежели замена одного подшипника с его выпрессовкой-впрессовкой (а на старых машинах еще и с регулировкой зазора). И замена двигателя в сборе куда проще и надежнее, нежели капитальный ремонт. Опять же диагностика современного автомобиля достовернее, нежели моделей начала 1990-х (как с точки зрения конструкции, так и технического состояния – у старых машин уже возможны “блуждающие” ошибки из-за состояния проводки и контактов, состояния датчиков и т.д.).

Наш вердикт

Конечно, мы разобрали далеко не все понятия по теме, да и те, за которые взялись, рассмотрели в упрощенном виде – иначе рискуем утонуть в глубоком омуте технической теории. Но основные моменты, думается, теперь понятны. Надежность – понятие комплексное, основные ее составляющие – работоспособность, безотказность, долговечность, ремонтопригодность (есть и другие, но для понимания достаточно и этих). Надежность зависит от конструкции, производства и эксплуатации. При этом со временем она меняется, разумеется, не в лучшую сторону. Так что, какими бы ни были долговечность и ремонтопригодность, новое лучше старого. По определению. Конечно, если мы говорим про один и тот же узел, агрегат или автомобиль.

Автобизнес

Источник