РОЗДІЛ 2
ТЕОРЕТИЧНІ ПЕРЕДУМОВИ ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ РЕМОНТУ ДИЗЕЛІВ ВИЗНАЧЕННЯМ ДИНАМІКИ ОСНОВНИХ ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ
2.1 Основні передумови розробки цільової функції підвищення функціональної стабільності двигунів транспортних засобів
Загальновідомо, що динаміка техніко-економічних параметрів у післяремонтних дизелів має свої особливості. Так, якщо деталь залишили після ремонту для подальшої роботи, але замінили сполучену з нею деталь, поверхня розглянутої деталі деякий період буде знаходитися в режимі припрацювання [51]. Період припрацювання і знос протягом цього періоду будуть більше, ніж після збирання сполучення з нових деталей. У деталей після ремонту крива зношування поверхні, що характеризує припрацювання, також змінюється. Коли сполучення кілька разів попадає в ремонт і перекомплектовується, крива зношування буде мати відповідне число рубців [52,84].
Динаміка параметрів двигунів характеризується трьома етапами: поліпшення параметрів у процесі припрацювання, стабілізація величин параметрів і різке їх погіршення в період форсованого зносу.
Поліпшення параметрів у процесі припрацювання відбувається через зменшення мікронерівностей і макрогеометричних відхилень, а також формування оптимальних фізико-механічних властивостей поверхні тертя. Стабілізація параметрів, що характеризує закінчення процесу припрацювання, настає у межах 30 - 60 годин роботи [85]. Потім настає період, коли для частини сполучень припрацювання закінчено і досягнутий оптимальний їхній стан. Для інших - припрацювання ще продовжується, що викликає подальше погіршення параметрів; деякі сполучення при цьому вступають у стадію форсованого зносу, що також веде до погіршення параметрів двигуна. Після явно вираженого періоду припрацювання, дизель входить у стадію, при якій параметри дизеля протягом деякого часу зберігають визначену стабільність. Наявність цього періоду вказує на відсутність безперервних витрат, викликаних перевитратою коштів унаслідок погіршення параметрів двигуна.
Як уже було відзначено, найбільш близьким до рішення задачі оптимізації граничного стану дизелів є підхід, запропонований у роботі [84], при якому граничний стан машин та їх елементів настає тоді, коли питомі витрати на одиницю напрацювання або виконаних робіт стають мінімальними. При цьому під граничним розуміється такий проміжний стан елемента, при якому виникає необхідність відновлення техніко-економічних параметрів двигуна.
При цьому автором висуваються такі передумови, що вимагають розрізняти роль, яку грає сполучення у вузлі або машині, яка його основна функція. Якщо основною роллю сполучення є передача навантаження, то основним критерієм передбачається вважати міцність з урахуванням динаміки і кінематики. Якщо знос сполучення погіршує динаміку і кінематику механізму, основним критерієм є зниження динамічних якостей, вібрація і т.д. Якщо ж знос сполучення погіршує характеристики, що впливають на продуктивність і економічність, тоді основним може стати економічний критерій.
Найбільш визначальним варто вважати такий критерій, при якому є можливість враховувати вплив будь-якої кількості факторів на будь-які показники роботи окремих елементів або двигуна в цілому.
Фактори, що викликають зміну технічного стану двигуна, розбиваються на три групи: фактори, які усуваються при проведенні ТО; фактори, які усуваються при ПР; фактори, усунення яких пов'язано з проведенням КР. При граничному угрупованні витрат, такий підхід виявляється справедливим для визначення будь-яких видів технічного обслуговування і ремонтів машин [86].
Загальна залежність, що характеризує сумарні витрати від перевитрати коштів, викликаних погіршенням технічного стану елементів, що у свою чергу впливає на техніко-економічні параметри, представлена формулою (1.6).
При цьому питомі витрати Uijk визначаються залежністю:
(2.1)
де t - напрацювання, мото-год.;
t0 - період припрацювання, мото-год.
Після проведення ремонтного впливу функція питомих витрат має стрибки на величину ?m.
Оптимальним є розташування стрибків у точках, де зазначені функції досягають мінімуму, тому координати цих точок досліджуються на екстремум:
(2.2)
де t - час проведення ремонтно-обслуговуючих дій, мото-год.
Вочевидь, що періодичність проведення ремонтних впливів доцільно визначати з умови мінімуму питомих витрат (на одиницю напрацювання), якщо знати закономірності зміни відносного погіршення параметрів (?N, ?q, ?m), тобто динаміку техніко-економічних параметрів дизелів у процесі їх експлуатації.
2.2 Математична постановка задачі формування змісту і періодичності замін зношених елементів
Встановлення структури й періодичності ремонтних впливів по відновленню працездатності дизелів транспортних засобів і їх забезпечення являє собою не тільки складну науково-технічну проблему, але і не менш складну техніко-економічну задачу. Рішення її повинно здійснюватися з урахуванням економічних витрат, і полягає у знаходженні функції багатьох взаємозалежних змінних. Застосування економіко-математичного моделювання і сучасної обчислювальної техніки дозволяє вирішити цю задачу на належному науковому рівні.
При розробці цільової функції в основу покладений підхід, при якому граничний стан дизеля визначається з умови мінімуму питомих витрат в експлуатації, викликаних погіршенням технічного стану ресурсних сполучень [83]. При цьому необхідність застосування ремонтного впливу до того або іншого елемента настає тоді, коли питомі витрати, викликані погіршенням технічного стану цього елемента, стають мінімальними.
Закон наростання витрати коштів у процесі експлуатації двигуна для i -го фактора можна предста