车辆维护周期数学模型

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1、车辆维护周期数学模型1、引言汽车的行驶安全性是一个非常复杂的人—车—路系统问题。其中车辆，尤其是与行驶安全密切相关的制动系和转向系等的技术状况是一个非常重要而敏感的问题。所以一个合理的车辆维护周期不仅有利于车辆经济性，而且更重要的是确保车辆良好技术状况的依据。2、相应于不同的给定安全性水平的车辆最优维护周期数学模型车辆给定的安全性水平不同，其维护周期应有所不同。对于给定的行驶安全性水平，车辆应在何时进行强制维护是人们普遍关注又悬而未解的焦点问题。本研究就是建立起一个相应于不同的给定行驶安全性水平的车辆最优维护周期数学模型。根据汽

2、车研究表明，汽车运行故障服从威布尔分布，同样与行驶安全性密切相关的制动系、转向系等系或装置也不例外。对双参数Weibull分布，因其故障密度函数为f（l）为：对制动系、转向系等汽车系统或装置，在规定的使用条件下和行驶里程内，发生故障即危及行驶安全的概率函数那么，与此相应的有关系统或装置不因自身故障原因而危及行驶安全的概率函数式中,—车辆的行驶里程；、—Weibull分布的尺度参数和形状参数。对上式连取两次自然对数整理后，得行驶里程此即所求问题的数学模型。用该数学模型求解车辆最优维护周期，经过对运行过程采集到的汽车制动系、转向系等

3、系统的故障样本数据进行参数估计,求得分布的尺度参数和形状参数m，将参数、m、安全度s代入该模型式，可求出车辆最优维护周期值。虽然制动系和转向系等故障的发生是不可避免的，但人们还是希望将这类系统或装置的故障概率控制在很低的水平，一般对于汽车的故障概率控制在0.05—0.1,即希望车辆在规定的使用条件下和规定的行驶里程内,确保行驶安全性的概率1-，或安全度为0.9—0.95。对3辆样本东风天锦型载货汽车的制动系、转向系等装置的故障原始数据拟合检验和参数估计后,确认其服从参数和m分别为29780和2.95的Weibull分布。将参数和

4、m的值以及安全度s代入模型式中，相应的汽车最优二级维护周期里程见下表，给定安全性水平S及相应维护周期S0.90.910.920.930.940.95l138821337112824122341159010876对车辆，尤其是制动系、转向系等装置进行定期强制维护，可将汽车的行驶安全性保持在较高的水准。3、考虑安全性目标的车辆二级维护周期上限目前，汽车维护一般都采用两级维护制度，即日常维护、一级和二级维护。作为最高维护级别的二级维护以检查和调整为主，而车轮制动器制动间隙的检查和调整，更是主要的作业项目。行驶里程的不断增加，车轮制动器

5、摩擦衬片的磨损越来越大，制动间隙也变得越来越大。过大的制动间隙对车辆的行驶安全性无疑是一种直接的威胁。因此，可以以车轮制动器制动间隙的大小作为一个控制车辆行驶安全性的指标，并将摩擦衬片的允许磨损量转化为车辆的行驶里程，以此确定出相应于安全性目标的车辆行驶里程允许界限，作为制订汽车最优二级维护周期时的约束条件或上限。根据统计的几个区域，关于东风货车前后车轮制动器摩擦衬片的平均磨损速率w分别为0.33mm／kkm和0,46mm／kkm，由摩擦学原理,可以认在正常工作期内，摩擦衬片与车辆行驶里程之间的关系呈一元线性规律，即车轮制动器摩

6、擦衬片磨损速率(mm/kkm)　地区一地区二地区三均值前轮制动器摩擦片0.20.440.350.33后轮制动器摩擦片0.40.480.490.46为确保车辆的行驶安全性,改型车出厂性能标准中关于他的车轮制动器制动间隙,支承销端不得大于0.4mm,凸轮端不得大于0.55mm，否则,应及时加以调整,消除因衬片磨损产生的过大间隙值；车轮制动器摩擦衬片的允许磨损量为7.00mm，当采用上表中给出的衬片磨损速率均值和时，有前后车轮制动器的平均允许使用里程和,分别为以磨损较为严重的后车轮制动器平均允许使用里程为准,将制动安全性作为考虑的目标

7、时,该型汽车的二级维周期里程不得超过15.22kkm。而从以上建模中,当行驶安全性水平（安全度）S在0.9—0.95范围内取值时,相应的车辆最优二级维护周期里程均未超出此上限。4、结论此模型所得出的东风载货汽车最优维护周期在二级维护周期里程允许上限,不仅可用于指导汔车维护工作，而且对保证或提高在用车辆的行驶安全性具有一定的作用。