Надежность автомобилей тесно связана с трудоемкостью работ по их техническому обслуживанию и ремонту. Низкий уровень надежности снижает конкурентоспособность отечест­венных автомобилей на мировом рынке, загружает промышленность дополнительными заказами на производство запасных частей и, самое главное, вместе с ростом автомобильного парка приводит к неоправданному пропорциональному росту численности ремонтных рабочих в автотранспортных предприятиях, которое может достичь внушительного числа.

Назначение комплексного показателя вытекает из его наз­вания. С его помощью должна производиться абсолютная и сравни­тельная оценки надежности как автомобиля в целом, так и его составных частей. Поэтому указанный показатель должен включать в себя оценку всех свойств надежности. Он обязательно должен определяться на основании статистических данных, быть достаточ­но простым, а также способным оценивать надежность как автомобиля в целом, так и его отдельных агрегатов.

Ни один из существующих и принятых в настоящее время по­казателей не способен решить перечисленные задачи.

Использование для этой цели коэффициента технической готовности неправомерно по следующим причинам.

Во-первых, коэффициент технической готовности может слу­жить комплексным показателем не всех свойств надежности, а только безотказности и ремонтопригодности. Долговечность и сохраняемость автомобиля оценивается им лишь в какой-то мере косвенно.

Во-вторых, с его помощью можно оценивать автомобиль в целом, но его нельзя использовать для оценки надежности агрегатов автомобиля.

И, наконец, в-третьих, в формулу коэффициента готовности в скрытом виде входит техническая скорость движения автомобиля. Действительно, за определенный пробег

, но , (1)

где – среднесуточное время в движении за , час/сутки; – среднетехническая скорость, км/ч.

Поэтому сравнивать надежности автомобилей, имеющих не одну и ту же техническую скорость в силу, скажем, конструктивных причин, будет некорректно.

Обобщенные показатели, приводимые в ГОСТах, также неприемлемы для наших целей, так как ни один из них не включает в себя всех показателей свойств надежности. Что же делать для комплекс­ной оценки надежности [2-4]?

Можно попытаться комплексный показатель надежности предста­вить для самого общего случая в виде произведения четырех вероят­ностей, каждая из которых характеризует одно из свойств надеж­ности

, (2)

где - вероятность надежной работы изделия за межремонтный ресурс (обобщенный показатель надежности); - вероятность, характеризующая сохраняемость (вероятность того, что за период хранения у изделия не возникнут отказы, время на устранение которых превысит заданное); - вероятность, характеризующая безотказность (вероятность того, что за межремонтный ресурс параметр потока отка­зов не превысит заданный); - вероятность, характеризующая ремонтопригодность (вероят­ность того, что время восстановления одного отказа не превысит заданного); - вероятность, характеризующая долговечность (вероятность сохранения работоспособности до предельного состояния с необходимыми перерывами для ТО и Р).

Однако использование такого показателя требует знания парамет­ров, например предельного времени устранения одного отказа, опре­деление истинных значений которых для автомобилей, работающих в лесном хозяйстве, весьма затруднительно. Поэтому использование описанного вероятностного показателя в качестве комплексного в настоящее время нецелесообразно.

Комплексный показатель надежности должен не только отражать оценочные показатели всех ее свойств (в самом общем случае долго­вечности, безотказности, ремонтопригодности и сохраняемости), по­лученных в одинаковых условиях работы, но и обладать определенным физическим смыслом.

Конечным результатом процессов, определяемых в ходе эксплуатации автомобилей их надежностью, являются работы по устра­нению возникающих отказов. Чем таких работ меньше, тем выше уровень надежности данного изделия. Поэтому, очевидно, будет правильным считать, что если удельную трудоемкость устранения отказов на единицу пути удастся связать с долговечностью, сохраняемостью и условиями работы, то можно будет получить выраже­ние, позволяющее оценивать надежность данного изделия целиком [1].

В практике надежностных расчетов радиоэлектронной техники встречается величина произведения параметра потока отказов на среднее время восстановления (или трудоемкость ).

Физический смысл этого выражения состоит в том, что оно определяет среднее время восстановления на единицу времени работы изделия (чел.·час/час). Применительно к автомобилям размер­ность изменится (чел.·час/км), и при умножении на 103 будет получен показатель, называемые удельной трудоемкостью текущего ремонта. Действительно, для автомобиля в целом

, (3)

где - параметр потока отказов за пробег ; - средняя трудоемкость восстановления одного отказа за пробег , чел.·час; - наработка на отказ за пробег , .

Отнеся полученную величину к показателям сохраняемости и долговечности, а также введя коэффициент приведения, учитывающий влияние дорожных и климатических условий, а также особенностей подвижного состава, получим выражение, которое в самом общем случае можно рассматривать как комплексный показатель оценки надежности

, (4)

или

, (5)

где - абсолютное значение комплексного показателя надёжности; - ресурс до первого капитального ремонта, км; - средний срок сохраняемости, лет; - средняя трудоёмкость восстановления одного отказа, чел.·час; - наработка на отказ за пробег , км; - удельная трудоёмкость текущего ремонта, ; - суммарный коэффициент приведения; - коэффициенты приведения дорожных условий, подвижного состава и климатических условий.

Физический смысл комплексного показателя надежности в самом общем случае - это удельные затраты на устранение отказов, отнесенные к единице пробега до первого капитального ремонта и каждому году средней сохраняемости.

При расчете комплексного показателя надежности для автомоби­лей, работающих в лесном хозяйстве, как уже указывалось выше, показатель сохраняемости может не учитываться. В этом случае абсолютное значение комплексного показателя упростится.

, (6)

, (7)

Для автомобилей комплексный показатель можно рассматривать как удельную трудоемкость на устранение отказов и неисправностей, возникших при одинаковых условиях эксплуатации и отнесенных к едини­це пробега до первого капитального ремонта. Вполне естественно, что чем полученная величина будет меньше, тем выше уровень надёжности у данного автомобиля или агрегата. В случае полного отсутствия отказов или наработки до первого капитального ремонта, равной бесконечности, комплексный показатель надежности достигнет предела оптимального значения, равного нулю. И, наоборот, наихудшее значение примет при или , равных бесконечности, и или , равных нулю.

В некоторых случаях для автомобилей и их агрегатов целесообразно использовать сравнительное значение комплексного показателя, которое в общем случае может быть определено [1], как

, , (8)

, , (9)

где - сравнительный комплексный показатель надёжности, ; - коэффициент приведения ; - коэффициент долговечности

, (10)

где и - долговечность соответственно базового и оцениваемого автомобилей или агрегата, или соответствующий норматив, км; - коэффициент сохраняемости

, (11)

где - сохраняемость соответственно базового и оцениваемого автомобилей или значение соответствующего норматива.

Так же как и в предыдущем случае для автомобилей, используемых в лесном комплексе, сравнительный комплексный показатель надёжности упростится

(12)

(13)

Комплексный показатель надёжности может использоваться:

- для оценки надёжности автомобилей данной марки;

- для оценки надёжности автомобилей разных марок;

- для оценки надёжности агрегатов, установленных на различных автомобилях;

- для оценки надёжности автомобиля (или агрегата) одной и той же марки, но различных годов выпусков (прошедших ремонт), или одного года выпуска, но работающих в неодинаковых условиях;

- для сравнительной оценки надёжности различных агрегатов, установленных на одном автомобиле, и сопоставления их с надёжностью одного автомобиля.

Оценка надёжности автомобиля различной марки производится путём сопоставления абсолютного комплексного показателя надёжности, полученного при использовании в качестве исходных данных требований, содержащихся в ГОСТ, с абсолютным комплексным показателем надёжности, вычисленным для данной марки автомобиля

, (14)

где - оценка надёжности, %; - абсолютный комплексный показатель надёжности для оцениваемого автомобиля; - абсолютный комплексный показатель надёжности для требований ГОСТ по долговечности, безотказности и ремонтопригодности.

Оценка надёжности автомобилей и их агрегатов во всех остальных случаях производится по формулам (5)-(14). Разработанная методика позволила произвести сравнение надёжности целой группы автомобилей.

Полученные результаты в некоторых случаях проверялись на ранговую корреляцию. Для этой цели использовался выборочный коэффициент ранговой корреляции Кендалла [5], по которому можно оценить связь между двумя качественными признаками

, (15)

где - сумма рангов; - объём выборки.

Значимость найденного коэффициента проверялась по критической точке

, (16)

где - критическая точка двухсторонней критической области, которую находят по таблице функции Лапласа.

Значимая ранговая корреляционная связь существует, если .

Вывод. Экономический эффект от внедрения результатов исследований по корректированию нормативов технической эксплуатации автомобилей в зависимости от условий эксплуатации достига­ется за счёт снижения затрат на техническое обслуживание и текущий ремонт в результате повышения средневзвешенного значения коэффициента корректирования периодичности техничес­кого обслуживания и уменьшения средневзвешенного значения коэффициента корректирования удельной трудоемкости текущего ремонта.

Рецензенты:

Подольский Владислав Петрович – д.т.н., профессор, зав. кафедрой строительства и эксплуатации автомобильных дорог ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный архитектурно-строительный университет», г. Воронеж.

Устинов Юрий Фёдорович – д.т.н., профессор, профессор кафедры строительной техники и инженерной механики ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный архитектурно-строительный университет», г. Воронеж.