реферат бесплатно, курсовые работы
 
Главная | Карта сайта
реферат бесплатно, курсовые работы
РАЗДЕЛЫ

реферат бесплатно, курсовые работы
ПАРТНЕРЫ

реферат бесплатно, курсовые работы
АЛФАВИТ
... А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

реферат бесплатно, курсовые работы
ПОИСК
Введите фамилию автора:


Техническая эксплуатация автомобилей. Расчет вероятности безотказной работы деталей ЦПГ

Техническая эксплуатация автомобилей. Расчет вероятности безотказной работы деталей ЦПГ

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

СЕВЕРО - ЗАПАДНЫЙ ЗАОЧНЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

КАФЕДРА АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА

КУРСОВАЯ РАБОТА

ПО ДИСЦИПЛИНЕ : “ ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ

АВТОМОБИЛЕЙ. “

ВЫПОЛНИЛ СТУДЕНТ III КУРСА ФАКУЛЬТЕТА ЭM и АП

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 2401 ШИФР

=

=

РУКОВОДИТЕЛЬ РАБОТЫ : = С. Е. ИВАНОВ =

г. ЗАПОЛЯРНЫЙ

1998 г.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ:

1. Введение .

Стр. 3

2. Задание на курсовую работу

Стр. 4

3. Расчет параметров распределения ресурсов детали автомобильных

двигателей тремя методами

Стр. 5

4. Определение доверительных границ измерения структурного параметра

и наработки до первого ресурсного диагностирования

Стр. 15

5. Прогнозирование остаточного ресурса детали цилиндропоршневой

группы автомобильного двигателя на основе результатов диагностирования Стр.

17

6. Выводы .

Стр. 21

7. Литература .

Стр. 22

1. Введение.

По результатам многочисленных исследований годовая производительность

автомобилей к концу срока их служба снижается в 1,5 - 2 раза по сравнению с

первоначальной, снижается безопасность конструкции автомобилей. За срок

службы автомобиля расходы на его техническое обслуживание и ремонт

превосходят первоначальную стоимость в 5 - 7 раз. Поэтому важным

направлением как при проектировании, так и при эксплуатации автомобилей

является точная и достоверная прогнозная оценка основных показателей

надежности их деталей. В курсовой работе рассматриваются вопросы по

прогнозированию параметров среднего и остаточного ресурсов деталей

автомобильных двигателей.

К деталям, лимитирующим надежность двигателей, в первую очередь

относятся детали цилиндропоршневой группы и кривошипно-шатунного механизма,

отказы которых, в основном, связаны с износом. На износ деталей двигателя

влияет совокупность факторов, главнейшим из которых являются свойства

трущихся материалов (физико-механические, химические), режимы работы

(скоростные, нагрузочные, тепловые), геометрические параметры (форма,

размеры, шероховатость поверхности), смазка (количество, очистка, подвод).

Определение показателей долговечности может осуществляться на основе

обработки данных, полученных по результатам натурных наблюдений группы

автомобилей, которые эксплуатируются в определенных условиях. Для этих же

целей могут быть использованы экспериментальные материалы по видам износа и

характеристикам изнашивания существующих конструкций двигателей. В

результате для прогнозирования показателей долговечности могут

использоваться корреляционные уравнения долговечности деталей автомобиля.

Однако и в первом и во втором случаях невозможно избежать ошибок, вызванных

необходимостью учета всего многообразия факторов, воздействующих на процесс

изнашивания деталей автомобиля. Поэтому может составляться комбинированный

прогноз, позволяющий учесть достоинства первого и второго вариантов

прогнозирования.

При использовании диагностической информации в процессе эксплуатации

автомобилей наиболее простым способом прогнозирования остаточного ресурса

деталей двигателя является аналитическое прогнозирование по степенной

модели.

2. Задание на курсовую работу.

В процессе эксплуатации автомобильных двигателей заменялись детали ЦПГ

(кольца, гильзы цилиндров , поршни ) при превышении допустимого износа

рабочих поверхностей. В процессе наблюдений было зафиксировано N = 66

первых замен деталей ЦПГ при наработках, приведенных в таблице 2.

Предположим, что распределение ресурса деталей ЦПГ до первой замены

подчиняется нормальному закону. Требуется найти параметры распределения

(математическое ожидание и среднее квадратичное отклонение), проверить

гипотезу о виде закона распределения, рассчитать плотность распределения,

вероятность безотказной работы и средний ресурс детали.

По результатам расчётов построить гистограмму и кривые эмпирической и

теоретической плотности распределения вероятностей, и вероятности

безотказной работы детали.

Исходные данные помещены в таблице 1.

ТАБЛИЦА 1.

Исходные данные на курсовой проект.

|Наименование параметра |Единица |Значение |

| |измерения |Параметра |

|1 |2 |3 |

|Марка автомобиля |- |КамАЗ 5410 |

|Двигатель |- |6ч12х12д |

|Максимальная частота вращения коленчатого вала |мин-1 |2600 |

|Рабочий объём цилиндра |л |9,0 |

|Максимальный крутящий момент, Ме |Н*м |700 |

|Диаметр поршня, D |дм |1,20 |

|Ход поршня, S |дм |1,20 |

|Модуль упругости, Е |МПа 105 |1,0 |

|Зазор замка кольца в свободном состоянии, А |дм |0,188 |

|Радиальная толщина кольца ,t |дм |0,050 |

|Высота кольца ,b |дм |0,030 |

|* Твёрдость по Бринеллю: кольцо, |НВк |700 / 100 |

|гильза, |НВг |230 |

|поршень | |90 |

|Коэффициент микрорезания | |1,77 |

|Передаточное число коробки передач при разгоне |i? г |3,1 |

|для порожнего автомобиля |i? п |2,4 |

|1 |2 |3 |

|Коэффициент, учитывающий процент движения по | | |

|типам дорог : в городе |?1 |0,5 |

|в пригороде |?2 |0,46 |

|подъездные пути |?3 |0,04 |

|Коэффициент использования пробега |? |0,68 |

|Коэффициент сопротивления движению: | | |

|- городские и пригородные дороги |?1,2 |0,02 |

|- подъездные пути |?3 |0,04 |

| * * Скорость движения автомобиля, Va | км / ч | |

|в городских условиях ,Va1 | |25 (30) |

|в пригороде , Va2 | |35 (40) |

|на подъездных путях, Va3 | |5 (10) |

|Год начала выпуска двигателя, Т |- |1983 |

|Измерительное давление, Рi |Па 105 |2,35 |

|Атмосферное давление, Р2 |Па 105 |1,01 |

|Начальная площадь в замке кольца, F2-0 |мкм2 104 |9,50 |

|Среднеквадратичное отклонение начальной площади | | |

|в замке кольца, ?F2-0 |мкм2 |5175 |

|Предельная площадь зазора в замке кольца, F2-п |мкм2 104 |42,6 |

|Показатель степени, ? | |1,4 |

|Среднеквадратичное отклонение погрешности | | |

|диагностирования , ??F2-1 | |19215 |

|Нагрузка на седельно-сцепное устройство |кгс |8100 |

|Допустимая масса полуприцепа |кг |19100 |

|Собственная масса |кг |6800 |

|В том числе на переднюю ось |кг |3500 |

|В том числе на тележку |кг |3500 |

|Максимальная скорость автопоезда |км/ч |80 – 100 |

|Передаточное число главной передачи | |7,22(6,53; |

| | |5,94) |

|Размер шин | |260R508 |

|Статический радиус ведущего колеса |м |0,488 |

|Лобовая площадь |м2 |6,74 |

|Коэффициент обтекаемости |Н*с2/м4 |0,6 |

|Рассматриваемая деталь | |Компресси-онно|

| | |е кольцо |

** В скобках данные приведены для порожнего автомобиля.

3. Расчёт параметров распределения ресурсов детали автомобильных

двигателей.

п.3.1. Расчёт параметров распределения ресурсов детали автомобильных

двигателей по результатам их наблюдения в эксплуатации.

п.3.1.1. Параметры распределения ресурсов детали рассчитываются на

основе обработки статистической информации об отказах, наблюдаемых в

эксплуатации, и используются для разработки стратегии поддержания

работоспособности, оценки долговечности и безотказности конструкции и

потребности в запасных частях.

Выявим наибольшее lmax и наименьшее lmin значения наработки и

определим ширину интервалов группирования по формуле:

?l = (lmax - lmin ) / 1+ 3,2*lg N , тыс. км, где

N — общее число наблюдений, N= 66

ТАБЛИЦА 2.

Значения ресурсов l ( расставлены по возрастанию), тыс. км.

| 66,3|132,5| | | |188,4| | | | | |

| | |156,4|164,1|180,3| |197,0|211,4|219,6|229,1|241,9|

| 87,7| | | |181,0|188,7|198,5| | | | |

| |136,7|156,9|164,5| | | |212,0|220,8|233,1|242,7|

|96,7 | | | | | | | | | | |

| |138,0|157,0|168,4|182,1|189,1|200,2|213,7|221,7|233,6|246,9|

| |140,9| | | | | | | | | |

|107,2| |158,0|170,2|182,7|190,1|205,7|214,0|223,7|237,6|251,1|

| | | | |187,3|190,9|206,8| |226,0|238,4| |

|112,5|151,6|158,8|172,7| | | |214,2| | |268,8|

| | | | |188,2| |211,3| | |241,7| |

|126,4|155,0|159,4|173,9| |194,5| |214,6|226,5| |312,5|

?’ 12470,2 (тыс. км)

?l =36,086 ? 36 тыс. км.

п.3.1.2. Подсчитаем частоты попадания случайной величины ресурса l в

интервале группирования. Выберем начальное lн и конечное lн значения

величины, которые берутся ближе к целочисленному lmax и lmin .

lн = 66 ; l1 =66 +36 =102; l2 =102 +36 =138 ; l3 =138 +36 =174;

l4= 174 +36=210; l5 =210 +36 =246; l6= 246 +36 =282; l7 =282 +36

=318;

lн = 66 и l7 = lк = 318 (тыс. км)

lн l1 l2 l3 l4

l5 l6 lк

66 102 138 174 210

246 282 318

Чертим прямую и разбиваем на интервалы равные от 66 до 318 тыс. км.

п.3.1.3. Определим какое количество ресурсов попадает в интервалы и

определим середины этих интервалов. Для удобства пользования данные

вычислений занесём в таблицу 3.

ТАБЛИЦА 3.

Определение частоты попадания ресурсов в заданные интервалы.

|No |Границы интервалов|Середины интервалов |Частота попадания |

|интервала|(тыс. км) |(тыс. км) |в интервал , ni |

|1 |66 - 102 |84 |3 |

|2 |102 - 138 |120 |6 |

|3 |138 - 174 |156 |15 |

|4 |174 - 210 |192 |17 |

|5 |210 - 246 |228 |21 |

|6 |246 - 282 |264 |3 |

|7 |282 - 318 |300 |1 |

п.3.1.4.Определение параметров и характеристик нормального закона.

Плотность вероятности f(l) нормального закона имеет вид:

_ ____ _ _ _

f (l) = 1/ (? * ? 2? ) * exp[ - ( li - a ) 2 / 2 ?2 ], где

_ _

a и ? -- параметры нормального закона распределения;

exp (z) – форма представления числа е в степени z : exp (z)= ez

а) вычислим математическое ожидание a по формуле:

_ r __

a = 1 / N* ? li * ni , где

i=1

r – количество интервалов;

N – общее число наблюдений;

li – середины интервалов;

ni – частота попадания в интервалы.

_

а = 1 / 66* ( 84*3 + 120*6 + 156*15 + 192*17+ 228*21 + 264*3 + 300*1) =

= 1 / 66 *12456 = 188,72727 ? 188,73 (тыс. км )

б) Рассчитаем среднеквадратичное отклонение ? по формуле:

_ ________________________

? = ? 1 / (N - 1) * ? (li - a)2 * ni , (тыс. км)

_ _____________________

? = ? 1 / (66 - 1) * ? (li - a)2 * ni ,= 46,2898 ? 46,29 (тыс. км)

в) вычислим значения эмпирической плотности распределения вероятностей

fэ(li) по интервалам наработки:

_

fэ(li) = ni / (N * ?l) ,

г) рассчитаем нормированные и центрированные отклонения середины

интервалов:

_ _ _ _

yi = (li- a) / ? ,

д) определим значения теоретической плотности распределения вероятностей

fт(li ) по формуле: _ _

fт(li) = (1 / ?) * fо(yi) , где

___

fо(yi) = (1 / ? 2?) * exp( -yi2 / 2)

Полученные значения расчетов в пунктах в, г, д сведем в таблицу 4.

ТАБЛИЦА 4.

Таблица вычислений эмпирической и теоретической плотности распределения

вероятностей и нормированных и центрированных отклонений середины

интервалов.

|n i \ |yi |fэ(li) |fо(li) |fт(li) |

|Параметры | | | | |

|n1 |-2,262 |0,0013 |0,0333 |0,0007 |

|n2 |-1,485 |0,0025 |0,1333 |0,0029 |

|n3 |-0,707 |0,0063 |0,3278 |0,0071 |

|n4 |0,071 |0,0072 |0,4 |0,0086 |

|n5 |0,848 |0,0088 |0,2857 |0,0062 |

|n6 |1,626 |0,0013 |0,1089 |0,0023 |

|n7 |2,404 |0,0004 |0,0222 |0,0005 |

е) По результатам расчетов строим на рисунке 1 гистограмму:

эмпирическую кривую, распределение плотностей вероятностей fэ(li),

теоретическую кривую распределения fт(li) и выравнивающую кривую.

Рис.1. Гистограмма середины интервалов, кривая распределения

плотностей вероятностей fэ(li), теоретическую кривую распределения fт(li)

и выравнивающая(огибающая) кривая.

п.3.1.5. Проверка согласия между эмпирическим и теоретическим

(нормальным) законом распределения по критерию ?2 Пирсона :

а.) Определим меру расхождения ?2 между эмпирическим и теоретическим

распределениями:

r

?2’ ? (ni - ni`)2 / ni` , где

i=1

ni и ni` -- соответствие эмпирической и теоретической частоты попадания

случайной величины в i-ый интервал.

Для удобства вычислений критерий ?2 определим по формуле:

r _ _

_

?2 = N * ?l * ? [ fэ(li) - fт(li) ]2 / fт(li) ,

i=1

?2 =5,12

б.) Вычислим число степеней свободы m ( при этом интервалы, в которых

частоты ni меньше 5-ти объединим с соседними интервалами):

m = r1 - k - 1, где

r1 -- число интервалов полученное при объединении;

k – количество параметров закона распределения.

Нормальный закон является двухпараметрическим и определяется

математическим ожиданием и средним квадратичным отклонением , т.е. k=2.

m = 4-2-1 = 1

в.) По значениям ?2 и m определим вероятность согласия P(?2) теоретического

и эмпирического измерения P(?2) = P(5,12) = 0,0821; Р(?2 ) > 0,05, значит

эмпирическое распределение согласуется с нормальным законом распределения.

п.3.1.6. Определение оценок показателей надёжности детали:

а) рассчитаем значение среднего ресурса R при нормальном законе

распределения, который численно равен математическому ожиданию а, поэтому

R= а = 188,73 (тыс. км)

б) рассчитаем вероятность безотказной работы детали по интервалам наработки

по формуле:

_ _ r

P(li) = (N - ? ni / N) ,

i=1

P(l1) = (66-3)/66 = 0,95;……………………………………………... P(l7) =(66-66)/66 = 0

в) построим кривую вероятности безотказной работы детали P(li) в

зависимости от ее наработки l на рисунке 2.

Рис.2 График P(li) кривая вероятности безотказной работы детали в

зависимости от наработки l.

п. 3.2. Расчёт параметров распределения ресурсов детали по

корреляционным уравнениям долговечности.

Для сбора данных по эксплуатационной надежности агрегатов автомобиля

требуется 5-6 лет, поэтому оценка долговечности новых моделей двигателей

производится на основе аналогии, ускоренных испытаний и прогнозных моделей

.

Одним из направлений прогнозирования является разработка

полуэмпирических моделей, представляющих собой корреляционную зависимость

линии регрессии между величинами, характеризующими уровень нагруженности, и

показателем ресурса рассматриваемой детали.

Для деталей двигателя данный подход реализован в виде корреляционных

уравнений долговечности:

К = А+В(R - С*n)-1 , где

К- критерий нагруженности;

А, В, С -- коэффициенты;

R -- средний ресурс детали;

n = Т-Т0=1980-1970=10 - прогнозируемый период (Т- год начала выпуска

двигателя, Т0- 1970 год точка отсчета прогнозируемого периода).

Критерий нагруженности рассчитывается по формуле:

Кк = kмк*kт*Sк(pR + 0.1D2*pi*b-1*r-1),

средний ресурс рассчитывается уравнением: Кк = - 25,2 + 81840 / (Rк -

2,75n), где

kмк -- удельный критерий физико-механических свойств кольца;

kт -- удельный критерий тепло напряженности;

pR -- удельное давление на стенку цилиндра от сил упругости кольца МПа;

D -- диаметр цилиндра, дм;

pi -- среднее значение индикаторного давления, МПа;

b -- высота верхнего компрессионного кольца, дм;

r = 0,5(D - t) -- радиус осевой линии кольца, дм;

t -- радиальная толщина кольца , дм;

Sк -- путь трения кольца, м/км;

( -- отношение радиуса кривошипа к длине шатуна;

S -- ход поршня, м;

? -- плотность материала кольца, Н/м3 .

п.3.2.1. Расчет критерия нагруженности детали двигателя включает

следующие этапы:

а) Находятся значения сопротивлений дороги Р(ij, воздуха Pwij, разгона

P(ij автомобиля при заданных вариантах дорожно-транспортных условиях

эксплуатации:

Р(ij = (Ga + (qн )(i (H), где

{1}

Ga -- сила тяжести снаряженного автомобиля, Н;

qн -- номинальная грузоподъемность, Н;

( -- коэффициент использования грузоподъемности, (=1;

(i -- коэффициент сопротивления движению .

Ga = 15125*9.8 = 148225 (Н),

qн = 8100*9.8 =79380 (Н),

(79380+148225)*0.04=9104,23175,21587,62964,54552,1

Pwij = (kF*V2aij)/13 (H), где

{2}

k -- фактор обтекаемости автомобиля, Н*с2/м2 ;

F – лобовая площадь автомобиля, м2;

Vaij -- скорость движения автомобиля в груженом и порожнем состоянии по

различным типам дорог , км/ч .

P(ij = ki [( Me( io( i(j (()/rk] (H), где

{3}

ki - коэффициент, учитывающий инерционные нагрузки(междугородние перевозки

- ki=0, город и подъездные пути ki = 0,2 , карьеры ki = 0,3);

Me - максимальный крутящий момент Me = 700, Н*м;

io( - передаточное число главной передачи io = 7,22;

i(j - передаточное число коробки передач в j-м весовом состоянии .

ТАБЛИЦА 5.

Значения рассчитанных сил сопротивлений дороги, воздуха и разгона .

|Транспортные |Город |Пригород |Подъездные пути |

|условия | | | |

|Рассчитываемы|Р?j |PW1j |PY1j |P?2j |Pw2j |P ?3j|PW3j |PY3j |

|е параметры | | | | | | | | |

|Груженый |4552,|194,42|5778,9|4552,|381,06|9104,|7,777|5778,9|

|автомобиль |1 |3 |58 |1 |9 |2 | |58 |

|Порожний |1587,|279,96|4474,0|1587,|497,72|3175,|31,10|4474,0|

|автомобиль |6 |9 |33 |6 |3 |2 |8 |33 |

б) Рассчитываются средние значения эффективного давления Peij для

заданных условий эксплуатации исходя из уравнения мощностного баланса, с

Страницы: 1, 2


реферат бесплатно, курсовые работы
НОВОСТИ реферат бесплатно, курсовые работы
реферат бесплатно, курсовые работы
ВХОД реферат бесплатно, курсовые работы
Логин:
Пароль:
регистрация
забыли пароль?

реферат бесплатно, курсовые работы    
реферат бесплатно, курсовые работы
ТЕГИ реферат бесплатно, курсовые работы

Рефераты бесплатно, реферат бесплатно, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты, рефераты скачать, рефераты на тему, сочинения, курсовые, дипломы, научные работы и многое другое.


Copyright © 2012 г.
При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна.