Wskaniki niezawodnoci pojazdów samochodowych podlegajcych okresowym badaniom technicznym na Stacji Kontroli Pojazdów

Transkrypt

1 ARCHIWUM MOTORYZACJI 1, pp (2009) Wskaniki niezawodnoci pojazdów samochodowych podlegajcych okresowym badaniom technicznym na Stacji Kontroli Pojazdów KRZYSZTOF P. WITUSZYSKI, WIKTOR JAKUBOWSKI Politechnika Białostocka W artykule dokonano wstpnej analizy wyników bada kontrolnych stanu technicznego pojazdu marki VW GOLF i jego układu zawieszenia, na podstawie okresowych bada technicznych. Sformułowano wnioski o stanie technicznym pojazdów i obliczono wskaniki niezawodnoci dla pojazdu, układu zawieszenia i sworznia wahacza. 1. Wprowadzenie Trwało i niezawodno eksploatacyjna samochodu jest jedn z najwaniejszych charakterystyk jakociowych. Na ogół w dokumentacji eksploatacyjnej pojazdu nie ma takich charakterystyk opracowanych przez producenta pojazdu na próbach prototypów, jak równie na podstawie póniejszych danych zbieranych z informacji serwisowych o danym typie pojazdu [1]. Niezadowalajcy stan uytkowania i odnowy pojazdów jest zwykle spowodowany głównie brakiem realnych charakterystyk trwało- ciowych i niezawodnociowych poszczególnych typów pojazdów w okrelonych warunkach eksploatacyjnych. Do podstawowych wskaników niezawodnoci nale takie parametry, jak [2]: - F(t) prawdopodobiestwo powstania uszkodzenia w przedziale czasu [0, t], - R(t) funkcja niezawodnoci, - f(t) gsto rozkładu prawdopodobiestwa poprawnego działania obiektu, - E(t) warto oczekiwanego czasu uytkowania do pierwszego uszkodzenia, - (t) intensywno uszkodze. Uyto oznacze: - R 2 współczynnik korelacji, - współczynnik Weibulla (przyjto =3.25 rozkład zbliony do rozkładu normalnego), - zmienna losowa.

2 40 K.P. Wituszyski, W. Jakubowski 2. Opis metody badania Badania techniczne przeprowadzane na Stacji Kontroli Pojazdów dokonuj weryfikacji stanu technicznego pojazdu i kwalifikuj go do dalszej eksploatacji na zadany okres czasu bd kieruj pojazd do usunicia usterek lub do wycofania pojazdu z dalszej eksploatacji. Badane pojazdy sklasyfikowano w grupach wg klucza: 1. Brak usterek pojazd nie wykazuje usterek w badanym podzespole (np. sprawno amortyzatorów powyej 40%); pojazd koczy badanie z wynikiem pozytywnym. 2. Znaczce usterki pojazd posiada usterki mogce powodowa zagroenia dla bezpieczestwa ruchu pojazdu i rodowiska (np. sprawno amortyzatorów poniej 40%), pojazd koczy badanie z wynikiem negatywnym. 3. Wyniki bada Poniej przedstawiono wyniki bada dotyczce pojazdu marki VWGOLF i jego układu zawieszenia. Badania pojazdów (n = 93) przeprowadzono w Okrgowej Stacji Kontroli Pojazdów w Choroszczy. Funkcje niezawodnoci pojazdu VW GOLF (rys. 1): R(t)=1-F(t) (1) Dystrybuanta F(t) jest prawdopodobiestwem powstania uszkodzenia w czasie [0, t]: F(t)=P (<t) (2) Funkcja niezawodnoci R(t) 1 0,95 0,9 0,85 0,8 R(t) 0,75 0,7 y = 0,9608e -84x R 2 = 0,9653 0,65 0,6 0,55 0, Czas uytkowania t (lata) Rys. 1. Funkcja niezawodnoci R(t) pojazdu VW GOLF. Fig. 1. VW GOLF car reliability function R(t).

3 Wskaniki niezawodnoci pojazdów samochodowych Intensywno uszkodze pojazdu VW GOLF (rys. 2): (t)=r (t)/r(t) (3) R (t)= R(t)-R(t+t) (4) Dowiadczalne wyznaczanie intensywnoci uszkodze (t) 0,1 0,09 0,08 0,07 0,06 0,02 0, Rys. 2. Dowiadczalne wyznaczanie intensywnoci uszkodze samochodów VW GOLF. Fig. 2. Empirical determination of VW GOLF car damage intensity. Warto oczekiwanego czasu pracy do pierwszego uszkodzenia przebadanych pojazdów wynosi E(t)= 7.92 [czas eksploatacji w latach]. E(t)=1/ (5) Gsto rozkładu prawdopodobiestwa uszkodzenia pojazdów VW GOLF (rys. 3): f(t)=e -t (6)

4 42 K.P. Wituszyski, W. Jakubowski Gsto rozkładu prawdopodobiestwa wg wzoru [6] f(t) Rys. 3. Gsto rozkładu prawdopodobiestwa VW GOLF. Fig. 3. Density distribution of VW GOLF car damage probability. Przebieg intensywnoci uszkodze dla rozkładu normalnego (rys. 4) przyjto =3,2. Przebieg intensywnoci uszkodze dla rozkładu normalnego 0,4 0,35 0,3 0,25 (t) 0,2 0,15 0, Rys. 4. Przebieg intensywnoci uszkodze samochodów VW GOLF. Fig. 4. Sequence of VW GOLF car damage intensity.

5 Wskaniki niezawodnoci pojazdów samochodowych Stwierdzono, e w polskich warunkach eksploatacji układem najbardziej podatnym na uszkodzenia jest zawieszenie pojazdu. Std wybór analizowanego układu. Funkcje niezawodnoci układu zawieszenia samochodów VW GOLF (rys. 5): Funkcja niezawodnoci R(t) wg wzoru 1 1 0,95 0,9 R(t) 0,85 y = 0,9329e -5x 0,8 R 2 = 0,9223 0,75 0,7 0,65 0,6 0,55 0, t (lata) Rys. 5. Funkcja niezawodnoci R(t) układu zawieszenia. Fig. 5. Wheel arrangement reliability function R(t). Intensywno uszkodze układu zawieszenia samochodów VW GOLF (rys. 6): Dowiadczalne wyznaczanie intensywnoci uszkodze wg wzoru 3 0,09 0,08 0,07 0,06 f(t) 0,02 0, Rys. 6. Dowiadczalne wyznaczanie intensywnoci uszkodze układu zawieszenia. Fig. 6. Empirical determination of wheel arrangement damage intensity.

6 44 K.P. Wituszyski, W. Jakubowski Gsto rozkładu prawdopodobiestwa uszkodze układu zawieszenia VW GOLF (rys. 7): Gsto rozkładu prawdopodobiestwa wg wzoru (t) Rys. 7. Gsto rozkładu prawdopodobiestwa uszkodze układu zawieszenia. Fig. 7. Density distribution of wheel arrangement damage probability. Najsłabszym ogniwem zawieszenia, który został poddany dalszej analizie jest sworze wahacza. Z uwagi na liczebno sworzni w pojedzie liczebno bada wynosi 2n=186. Funkcje niezawodnoci sworznia wahacza VW GOLF (rys. 8):. Funkcja niezawodnoci R(t) R(t) 1 0,95 0,9 0,85 0,8 0,75 y = 0,9315e -2x R 2 = 0,9024 0,7 0,65 0,6 0,55 0, Rys. 8. Funkcja niezawodnoci R(t) sworznia wahacza. Fig. 8. Wheels mounting bolt reliability function R(t).

7 Wskaniki niezawodnoci pojazdów samochodowych Intensywno uszkodze sworznia wahacza VW GOLF (rys. 9): Dowiadczalne wyznaczanie intensywnoci uszkodze wg wzoru 3 (t) 0,09 0,08 0,07 0,06 0,02 0, Rys. 9. Dowiadczalne wyznaczanie intensywnoci uszkodze sworznia wahacza. Fig. 9. Empirical determination of wheels mounting bolt damage intensity. Gsto rozkładu prawdopodobiestwa uszkodze sworznia wahacza VW GOLF (rys. 10): Gsto rozkładu prawdopodobiestwa wg wzoru f(t) Rys. 10. Gsto rozkładu prawdopodobiestwa uszkodze sworznia wahacza. Fig. 10. Density distribution of wheels mounting bolt damage probability.

8 46 K.P. Wituszyski, W. Jakubowski 4. Wnioski Z przeprowadzonych bada wynika dua zgodno empirycznych przebiegów funkcji niezawodnociowych z krzywymi teoretycznymi, szczególnie na wykresach intensywnoci uszkodze z podziałem na trzy przedziały (docieranie, normalna eksploatacja, okres przypieszonego zuycia). Przeprowadzone badania pokazuj, w jaki sposób zmieniaj si poszczególne wskaniki niezawodnoci wraz z wiekiem pojazdu. Dziki tego typu badaniom mona okreli potencjał eksploatacyjny pojazdu, rozumiany jako zdolno do realizowania zada roboczych. Charakterystyki eksploatacyjne s podstaw tworzenia optymalnych systemów eksploatacji, np. sposobu przeprowadzania przegldów i ich czstotliwoci. Rysunki 2, 6 i 9 wskazuj na fakt wykrywania wad fabrycznych układu zawieszenia lub jego czci, potgowane dbałoci uytkowników pojazdów o wykorzystanie w pełni wiadcze gwarancji. W nastpnym okresie (3-8 lat) uytkowania pojazdów intensywno uszkodze jest znacznie mniejsza zarówno z uwagi na wczeniejsz eliminacj usterek układu dotarcie pojazdów, ale take jego lepsz jakoci eksploatacji. Trzeci okres odpowiada naturalnej tendencji tracenia przez starzejce si pojazdy sprawnoci technicznej. Literatura [1] TRZECIAK K.: Diagnostyka samochodów osobowych. WKŁ, Warszawa [2] ÓŁTOWSKI J.: Wybrane zagadnienia z podstaw konstrukcji i niezawodnoci maszyn. OWPW, Warszawa Reliability indicators of cars examined during control technical tests in the Car Control Center S u m m a r y The paper presents a preliminary analysis of results obtained during technical control tests of VW GOLF cars and their wheel arrangements. Conclusions concerning car technical conditions were made and reliability indicators for car, wheel arrangement and wheels mounting bolt were calculated.