Статистика отказов шин легковых автомобилей | Статья в сборнике международной научной конференции

Библиографическое описание:

Дамзен В. А., Елистратов С. В. Статистика отказов шин легковых автомобилей [Текст] // Технические науки в России и за рубежом: материалы III Междунар. науч. конф. (г. Москва, июль 2014 г.). — М.: Буки-Веди, 2014. — С. 115-118. — URL https://moluch.ru/conf/tech/archive/90/5884/ (дата обращения: 23.10.2018).

Автомобиль представляет собой сложную систему состоящей из множества элементов. Каждый из элементов вносит свой вклад в надежность всей системы. Одним из таких элементов являются автомобильные шины. И хотя процесс замены неисправного элемента на исправный не представляет больших трудностей автомобиль выходит из строя. Следовательно, происходит снижение показателей надежности транспортного средства. При отдельном рассмотрении автомобильных шин к ним применимы все свойства надежности: безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость. В большинстве случаев надежность шин оценивают по совокупности показателей. Показателями, определяющими надежность шины, могут быть износ протектора (до минимально допустимой величины протектора), пробои и порезы, усталостные дефекты каркаса или все показатели сразу. Так в [1] представлены функции вероятности безотказной работы грузовых шин по перечисленным показателям. Примеры распределения партии восстановленных шин снятых с эксплуатации по пробегу и определение ожидаемого пробега шин представлены в [2].

На основании статистических данных по обращениям в шиномонтажную мастерскую проведен анализ надежности автомобильных шин. В качестве показателей надежности предлагается использовать вероятность безотказной работы шин, вероятность отказов, частота отказов, интенсивность отказов, гамма-процентный ресурс шин, закон распределения выхода шин из строя по пробегу. Такие свойства надежности как ремонтопригодность и сохраняемость автомобильных шин в данной работе не рассматривались. При сборе информации о ресурсе шин фиксировался факт снятия шин с эксплуатации и ремонтные операции в статистических данных не отражались. В соответствии с нормативной документацией завод-изготовитель автомобильных шин гарантирует ее сохраняемость в течении 5 лет с даты изготовления.

По исходным данным было проведено распределение шин по пробегу со следующими параметрами: количество интервалов разбиения m = 15; длина интервалов Δt = 11334 км. В результате получена гистограмма частот распределения отказов шин по пробегу (рис. 1).

Рис. 1. Гистограмма частот распределения отказов шин по пробегу

В соответствии с [3] вероятностью безотказной работы называется количественная мера того, что при определенных условиях эксплуатации в заданном интервале времени или в пределах заданной наработки не произойдет ни одного отказа и определяется по формуле:

                                                                                                            (1)

где: N — число испытываемых объектов; n(t) — число отказавших элементов за время t

Вероятностью отказа называется количественная мера того, что при определенных условиях эксплуатации в заданном интервале времени возникает хотя бы один отказ. Отказ и безотказная работа являются событиями несовместными и противоположными. Следовательно, вероятностью отказа определяется по формуле [3]:

Q(t) = 1 — P(t)                                                                                                              (2)

Расчетные значения по формулам (1) и (2) представлены в виде графиков на рис. 2. По графику можно определить гамма-процентный ресурс шин. Он определяется как суммарная наработка, в течение которой объект не достигнет предельного состояния с вероятностью гамма, выраженной в процентах [4]. Тогда 90 % гамма-процентный ресурс составит 23000 км пробега, что соответствует вероятности безотказной работы шин равной 0,9. кроме того из анализа интегральных функций (рис. 2) видно, что 50 % вероятность безотказной работы шин составляет 45000 километров пробега. Частотой отказов по статистическим данным называется отношение числа отказавших элементов в единицу времени к первоначальному числу работающих (испытываемых) и определяется по формуле [3]:

Рис. 2. Интегральные функции безотказной работы P(t) и отказов Q(t)

                                                                                                                     (3)

где: n(Δt) — число отказавших элементов в интервале времени от (t — Δt)/2 до (t + Δt)/2

Интенсивностью отказов по статистическим данным называется отношение числа отказавших изделий в единицу времени к среднему числу изделий, исправно работающих в данный отрезок времени [3].

                                                                                                                  (4)

где: Nср — среднее число исправно работающих изделий в интервале Δt

Величины частоты и интенсивности отказов имеют одинаковый порядок значений и размерность, поэтому могут изображаться в одних координатах. Результаты расчетов по формулам (3) и (4) представлены на рис. 3.

Рис. 3. График зависимости частоты f(t) и интенсивности l(t) отказов шин от пробега

Среднее время (пробег) безотказной работы вычисляется по формуле [3]:

                                                                                                                     (5)

где: tсрi находится по следующей формуле: tсрi=(ti-1+ ti)/2

где: ti–1 — время начала i-го интервала; ti — время конца i-го интервала

В результате расчетов по формуле (5) получаем, что средний пробег безотказной работы шин составлякт T1 = 50790 км.

В общем случае результаты наблюдений выхода шин из строя (рис. 1) могут подчиняться некоторому теоретическому закону распределения. Проверку соответствия теоретического распределения проводится с помощью критерия соответствия c2. Выбранное теоретическое распределение подтверждается, если выполняется условие [5]:

c2 < c2a                                                                                                                          (6)

где: c2 — расчетное значение параметра; c2a — теоретическое значение параметра

Для 10 %-ного уровня значимости и числа степеней свободы равном 6, табличное значение c2a = 10,645 [5]. При подборке теоретических распределений получены следующие результаты:

1. Нормальное распределение — c2 = 39,16

2. Гамма распределение — c2 = 14,97

3. Логарифмически нормальное распределение — c2 = 9,26

Условие (6) выполняется только для логарифмически нормального распределения:

9,26<10,645

Следовательно, при определении надежности шин принимается логарифмически нормальный закон распределения. На рис. 4 представлены кривые теоретического распределения и экспериментальных данных.

Рис. 4. Теоретическое распределение и экспериментальные данные отказов шин

Соответствие экспериментальных данных логарифмически нормальному закону распределения означает, что случайная величина (пробег шины) зависит от большого числа независимых факторов [6]. Действительно, на надежность автомобильных шин влияют многие факторы: качество шин, состояние дороги, скорость автомобиля, мастерство водителя, давление в шинах, углы установки колес и другие.

На основании представленных данных можно сделать следующие выводы. Статистические данные по пробегу шин легковых автомобилей соответствуют логарифмически нормальному закону распределения. В соответствии с гистограммой (рис. 1) наибольшее количество шин, примерно 42 %, выходят из строя при пробеге 45–56 тысяч километров. А по теоретическому закону максимум выходов из строя шин (41,5 %) приходится на пробег 34–45 тысяч километров (рис. 4). В тоже время средний пробег безотказной работы составляет 50790 километров. Наибольший пробег шин доходит 170000 километров. До пробега более 90000 километров «доживают» лишь 12 % шин и вероятность их отказа составляет 0,9. Однако это показывает, что имеется возможность увеличения надежности автомобильных шин в эксплуатации за счет повышения качества факторов, определяющих их ресурс.

Литература:

1.       Третьяков О. Б. Автомобильные шины. Конструкция, механика, свойства, эксплуатация / О. Б. Третьяков, В. А. Гудков, А. А. Вольнов, В. Н. Тарновский. — М.: КолосС, Химия, 2007. — 432 с.

2.       Евзович В. Е. Восстановление изношенных пневматических шин / В. Е. Евзович — М.: Автополис-плюс, 2005. — 624 с.

3.       Корчагин А. Б. Надежность технических систем и техногенный риск: учебное пособие в двух частях. Часть 2. Практикум / А. Б. Корчагин, В. С. Сердюк, А. И. Бокарев. — Омск: Издательство ОмГТУ, 2011. — 140 с.

4.       Курчаткин, В.В Надежность и ремонт машин / В. В. Курчаткин, Н. Ф. Тельнов, К. А. Ачкасов и др.; под ред. В. В. Курчаткина. — М.: Колос, 2000. — 776 с.

5.       Львовский Е. Н. Статистические методы построения эмпирических формул / Е. Н. Львовский. Учебное пособие для втузов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высшая школа, 1988. — 239 с.

6.       Айвазян С. А. Прикладная статистика: Основы моделирования и первичная обработка данных. Справочное издание / С. А. Айвазян, И. С. Енюков, Л. Д. Мешалкин. — М.: Финансы и статистика, 1983. — 471 с.

Основные термины (генерируются автоматически): безотказная работа, пробег, безотказная работа шин, шина, формула, данные, интенсивность отказов, теоретическое распределение, нормальное распределение, количественная мера.

Похожие статьи

Плотность распределения времени безотказной работы

— наработка до отказа; — плотность распределения времени безотказной работы

Таким образом, на основе данной функции распределения можно получить вероятность безотказной работы объекта в течение времени [11].

безотказная работа, интенсивность отказов, прогнозирование...

безотказная работа, интенсивность отказов, отказ, механическая надежность, нормальное распределение, ГЭС, экспоненциальное распределение, вероятность, узел КИП, частота отказов.

безотказная работа, интенсивность отказов, прогнозирование...

— наработка до отказа; — плотность распределения времени безотказной работы. (6). Полученная формула позволяет рассчитать вероятность отказа бетонного изделия в момент времени .

Статистика отказов шин легковых автомобилей.

Теоретические предпосылки для оценки показателей надежности...

безотказная работа, интенсивность отказов, отказ, механическая надежность, нормальное распределение, ГЭС, экспоненциальное распределение, вероятность, узел КИП, частота отказов.

Роль ускоренных испытаний в определении надежности...

В нормальных условиях работы этот период длится до 1000 ч. или примерно 6 недель. На окончание этого этапа указывает выравнивание кривой интенсивности отказов. Интенсивность отказов в период приработки имеет тенденцию к уменьшению по мере...

Прогнозирование ресурса трубопровода на основе методов...

Результаты расчета отказоустойчивости ПЛИС выполнены работе [3] Воспользовавшись ими и данными приведенными выше результатами расчета основных показателей и характеристик, определяющую среднюю интенсивность и вероятность безотказной работы...

Функция распределения наработок на отказы всей совокупности...

Нормальный.

функция распределения, электронная система управления двигателем, экологические показатели, отказ.

Процедура формирования приоритетов в выполнении работ контроля технического состояния элементов электронных систем управления двигателем...

Основные причины изменения технического состояния машин

Статистика отказов шин легковых автомобилей | Статья в сборнике... Отказ и безотказная работа являются событиями несовместными и противоположными. В общем случае результаты наблюдений выхода шин из строя (рис. 1).

Методический подход к оценке надежности аппаратуры системы...

Теоретические предпосылки для оценки показателей надежности... Вероятность безотказной работы обратна вероятности отказа и вместе с интенсивностью отказов определяет безотказность объекта.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Плотность распределения времени безотказной работы

— наработка до отказа; — плотность распределения времени безотказной работы

Таким образом, на основе данной функции распределения можно получить вероятность безотказной работы объекта в течение времени [11].

безотказная работа, интенсивность отказов, прогнозирование...

безотказная работа, интенсивность отказов, отказ, механическая надежность, нормальное распределение, ГЭС, экспоненциальное распределение, вероятность, узел КИП, частота отказов.

безотказная работа, интенсивность отказов, прогнозирование...

— наработка до отказа; — плотность распределения времени безотказной работы. (6). Полученная формула позволяет рассчитать вероятность отказа бетонного изделия в момент времени .

Статистика отказов шин легковых автомобилей.

Теоретические предпосылки для оценки показателей надежности...

безотказная работа, интенсивность отказов, отказ, механическая надежность, нормальное распределение, ГЭС, экспоненциальное распределение, вероятность, узел КИП, частота отказов.

Роль ускоренных испытаний в определении надежности...

В нормальных условиях работы этот период длится до 1000 ч. или примерно 6 недель. На окончание этого этапа указывает выравнивание кривой интенсивности отказов. Интенсивность отказов в период приработки имеет тенденцию к уменьшению по мере...

Прогнозирование ресурса трубопровода на основе методов...

Результаты расчета отказоустойчивости ПЛИС выполнены работе [3] Воспользовавшись ими и данными приведенными выше результатами расчета основных показателей и характеристик, определяющую среднюю интенсивность и вероятность безотказной работы...

Функция распределения наработок на отказы всей совокупности...

Нормальный.

функция распределения, электронная система управления двигателем, экологические показатели, отказ.

Процедура формирования приоритетов в выполнении работ контроля технического состояния элементов электронных систем управления двигателем...

Основные причины изменения технического состояния машин

Статистика отказов шин легковых автомобилей | Статья в сборнике... Отказ и безотказная работа являются событиями несовместными и противоположными. В общем случае результаты наблюдений выхода шин из строя (рис. 1).

Методический подход к оценке надежности аппаратуры системы...

Теоретические предпосылки для оценки показателей надежности... Вероятность безотказной работы обратна вероятности отказа и вместе с интенсивностью отказов определяет безотказность объекта.

Задать вопрос