Độ tin cậy trong khai thác và sử dụng ôtô
Trong quá trình sử dụng ôtô, trạng thái kỹ thuật của ôtô dần thay đổi theo hướng xấu đi, dẫn tới hay hỏng hóc và giảm độ tin cậy. Quá trình thay đổi ấy có thể kéo dài theo thời gian (hay hành trình sử dụng ) và phục thuộc vào nhiều nguyên ...
Trong quá trình sử dụng ôtô, trạng thái kỹ thuật của ôtô dần thay đổi theo hướng xấu đi, dẫn tới hay hỏng hóc và giảm độ tin cậy. Quá trình thay đổi ấy có thể kéo dài theo thời gian (hay hành trình sử dụng ) và phục thuộc vào nhiều nguyên nhân:
- Chất lượng vật liệu, công nghệ chế tạo, lắp ghép, sự không đồng nhất trong chế tạo; y
- Điều kiện sử dụng: môi trường sử dụng, trình độ người sử dụng, điều kiện bảo quản, trang thiết bị và môi trường sửa chữa, nhiên liệu dầu mỡ bôi trơn ...
- Sự mài mòn vật liệu giữa các bề mặt có chuyển động tương đối.
- Sự xuất hiện các vết nứt nhỏ do vật liệu chịu tải thay đổi, thường gọi là mỏi
- Sự hư hỏng kết cấu chi tiết do bị quá tải tức thời, đột xuất,
- Hư hỏng kết cấu và các chi tiết do ăn mòn hoá học trong môi trường chi tiết làm việc,
- Sự lão hoá vật liệu trong môi trường kết cấu hoạt động...đặc biệt đối với vật liệu làm bằng chất dẻo, cao su chất kết dính...
Các nguyên nhân trên có thể nhận biết được (hữu hình) và không nhận biết (vô hình) và được đánh giá theo thời gian.
Để duy trì trạng thái kỹ thuật ôtô ở trạng thái làm việc với độ tin cậy cao nhất có thể người khai thác phải luôn tác động kỹ thuật vào đối tượng khai thác: bảo dưỡng, sửa chữa theo chu kỳ và nội dung thích hợp.
Độ tin cậy là một trong các đặc trưng quan trọng nhất về chất lượng máy và chi tiết máy nói chung và ôtô nói riêng. Độ tin cậy cao được thể hiện bằng khả năng đảm bảo các chức năng đã định mà hầu như không hư hỏng, đồng thời các chỉ tiêu sử dụng (hiệu suất, mức độ tiêu hao năng lượng, chất lượng sản phẩm, tính an toàn kỹ thuật...) được duy trì ở mức độ cho phép trong khoảng thời gian yêu cầu hoặc trong quá trình thực hiện một khối lượng công việc qui định.
Để nghiên cứu về độ tin cậy của ôtô thông thường người ta tìm hiểu quy luật biến đổi độ tin cậy,quy luật này được thể hiện thông qua chỉ tiêu của độ tin cậy là Xác suất làm việc không hỏng R(t) hoặc cường độ hư hỏng λ (t)
Xác suất làm việc không hỏng R(t) là xác suất không xảy ra hư hỏng trong giới hạn khối lượng công việc đã cho.
Giả sử một hệ thống có no Phần tử và nt là tổng các phần tử không hư hỏng trong khoảng thời gian t, thì xác suất không hư hỏng của hệ thống R(t): {}R(t)=ntno size 12{R ( t ) = { {n rSub { size 8{t} } } over {n rSub { size 8{o} } } } } {} hoặc R(t)=ntno.100 size 12{R ( t ) = { {n rSub { size 8{t} } } over {n rSub { size 8{o} } } } "." "100"%} {}
Cường độ hỏng λ(t) là mật độ xác suất phát sinh hỏng có điều kiện của máy và được xác định tại thời điểm xem xét.
Trong khai thác và sử dụng ôtô hàm xác suất không hỏng R(t) được coi là chỉ tiêu chính của độ tin cậy. Độ tin cậy của mỗi tổng thành ôtô có thể biểu diễn bằng những mối quan hệ phức tạp khác nhau và ảnh hưởng tới độ tin cậy chung của ôtô cũng khác nhau.
Một chiếc ôtô gồm tập hợp khoảng hàng vạn chi tiết, trong đó có khoảng (6÷7)% chi tiết là có ảnh hưởng lớn đến độ tin cậy chung của ôtô. Các hư hỏng của ôtô có đặc trưng ngẫu nhiên điển hình. Quy luật của xác suất hư hỏng và cường độ hư hỏng theo hành trình làm việc của ôtô khi không sửa chữa lớn trình bày theo hình sau:
Giai đoạn I(a)
Do nguyên nhân công nghệ chế tạo lắp ráp, hỏng hóc xảy ra nhiều ngay sau khi bước vào hoạt động, sau đó giảm dần đến cuối kỳ chạy rà. hành trình làm việc này nằm trong khoảng a = (5 10) 103 size 12{"10" rSup { size 8{3} } } {} km
Giai đoạn II (b)
Tình trạng của máy móc sau chạy rà được gọi là tốt nhất. trong thời gian dài nếu được bảo dưỡng đúng kỹ thuật, cường độ hỏng ở mức thấp nhất và giữ gần như không đổi. Thời ky này được gọi là thời kỳ làm việc ổn định và hành trình làm việc trung bình, với ôtô được chế tạo tốt, tương ứng trong khoảng b = (100 300) 103 size 12{"10" rSup { size 8{3} } } {} km giá trị xác suất không hỏng nằm trong khoảng lớn hơn 0,9.
Giai đoạn III(c)
Số hư hỏng tăng dần do những nguyên nhân không thể tránh khỏi như các bề mặt ma sát bị mòn, vật liệu bị lão hoá, các thiết bị phá hỏng do mỏi ... Giá trị xác suất không hỏng trong giai đoạn này có thể nhỏ hơn 0,9 và giảm nhanh. Hành trình làm việc này không như nhau cho các loại xe, đồng thời cũng không thực tế tồn tại đến cùng.
Nhận xét: Thời gian làm việc thực tế của ôtô sẽ được tính từ sau khi chạy rà và kết thúc trước khi cường độ hỏng tăng lên . Theo kinh nghiệm: nếu giá trị xác suất không hỏng nhỏ hơn 0,9 thì cần tiến hành các tác động kỹ thuật để hồi phục lại độ tin cậy của hệ thống
- Quy luật của xác suất hư hỏng và cường độ hư hỏng
Cường độ hư hỏng và số lần sửa chữa lớn
Khoảng hành trình đến sủa chữa lớn lần thứ nhất (L) được tính theo chỉ tiêu không hỏng, là khoảng hành trình xe chạy đến khi độ tin cậy giảm xuống bằng 0,9. Sau sửa chữa lớn thì độ tin cậy lại trở lại xấp xỉ bằng 1, tuy nhiên lúc này do tần suất hư hỏng tăng lên (23) lần nên khoảng hành trình sửa chữa lớn lần tiếp theo sẽ giảm.Hành trình sử dụng đến lần sửa chữa lớn tiếp theo nằm trong khoảng từ (0,78 0,88)L
Độ tin cậy và hành trình sử dụng của ôtô khi sửa chữa lớn hai lần
Quá trình biến đổi độ tin cậy (xác suất làm việc không hỏng R(t) của ôtô khi có hai lần sửa chữa lớn thể hiện trên hình 1.2. Nếu với điều kiện sửa chữa phục hồi tốt thì: hành trình làm việc của ôtô đến kỳ sửa chữa lớn lần 1 là S1, hành trình đến kỳ sửa chữa lớn lần 2 là S2, hành trình đến kỳ sửa chữa lớn lần cuối là S3, hệ số thời gian được lấy theo tần suất hư hỏng và tính toán bằng giá trị (0,78 0,88) hành trình làm việc trước đó. Như vậy quá trình làm việc của ôtô sẽ có thể đảm bảo với độ tin cậy, tính theo xác suất không hỏng xấp xỉ 0,9.
Thực tế, những ôtô sau sửa chữa lớn thường có khoảng hành trình sử dụng đến khi phải sử chữa lớn lần sau không vượt quá (50 60)% hành trình sử dụng đầu tiên, còn tần suất hư hỏng và thời gian nghỉ làm việc do hư hỏng lớn gấp 2 3 lần so với lần trước.
Ngày nay có xu hướng không thực hiện sửa chữa lớn mà chỉ thay thế tổng thành cụm, đồng thời coi trọng chẩn đoán xác định tình trạng và kịp thời thay thế, nâng cao độ tin cậy trong khai thác sử dụng.
Sự suy giảm độ tin cậy của ôtô qua hai lần sửa chữa
Tuổi thọ của các cụm chi tiết, tổng thành
Ở những ô tô hiện nay, nếu xét theo điều kiện làm việc hoàn thiện của các cụm tổng thành, thì cụm động cơ có thời gian sử dụng tới kỳ sửa chữa lớn ngắn nhất. Vì vậy thường khoảng hành trình sử dụng đến kỳ sửa chữa lớn đầu tiên của ô tô bị giới hạn bởi thời gian động cơ bị mài mòn. Đánh giá độ bền lâu của ô tô và cụm tổng thành theo hành trình sử dụng đến sửa chữa lớn bằng các thí nghiệm trên bãi thử.
Trong khai thác sử dụng quá trình mòn và “ lão hoá ” của ô tô xảy ra khác so với những thử nghiệm trên bãi thử. Chế độ làm việc của động cơ khi thử trên bãi ổn định hơn. Vì thế tuổi thọ của cả động cơ và ô tô khi thử trên bãi thử thường cao hơn trong thực tế sử dụng. Đa số các chi tiết của ô tô tuổi thọ phụ thuộc vào điều kiện sử dụng. Một số không phụ thuộc vào điều kiện sử dụng. Đó chính là sự phức tạp trong khi thác sử dụng ô tô mà công tác chẩn đoán cần kịp thời phát hiện hư hỏng và xác định tuổi thọ.
Với những thống kê trên cần nhận thấy: tuổi thọ sử dụng các chi tiết là hết sức đa dạng.
Vì vậy, một trong các khâu quan trọng của công tác khai thác là : cần kịp thời chỉ ra các hư hỏng nhằm khắc phục, vừa làm nâng cao độ tin cậy sử dụng, tiết kiệm sức lao động vật t, tăng hệ số sẵn sàng làm việc của ô tô.
