UNIVERSITATEA "CONSTANTIN BRÂNCUSI"    FACULTATEA DE INGINERIE

TEHNICI AVANSATE DE FIABILITATE SI MENTENANTA

CERCETARI EXPERIMENTALE PRIVIND

ÎNCERCARILE ACCELERATE DE FIABILITATE

NECESITATEA IMPLEMENTARII ÎNCERCARILOR ACCELERATE ÎN TESTAREA PRODUSELOR INDUSTRIALE

În conditiile fiabilitatii tot mai ridicate a produselor industriale si, deci, a obiectivelor tot mai mari, privind calitatea, principala dificultate care apare la incercarile de fiabilitate este durata indelungata a acestora sau volumul mare al lotului supus incercarii. Cea mai sigura cale de a realiza validarea unui obiectiv de fiabilitate, intr-un timp cat mai scurt, o constituie incercarile accelerate de fiabilitate. Încercarea accelerata este o incercare speciala de fiabilitate, in cursul careia nivelul ales al solicitarii aplicate se afla peste nivelul fixat in conditiile de referinta (precizate, de exemplu, in documentul tehnic normativ al produsului industrial, fisa de incercare, in cataloage si standarde).

În cadrul incercarilor accelerate se impune sa se pastreze acelasi mod de defectare sau mecanism de defectare si aceeasi structura a defectelor, ca in regimul normal de functionare. Regimul normal de functionare este regimul in care solicitarile nu depasesc valorile limita cuprinse in norma interna a echipamentului sau a produsului testat. Regimul in care cel putin o solicitare depaseste valoarea limita prestabilita, este un regim fortat (accelerat). Chiar si in conditii normale de functionare, solicitarile pot fi diferite, in consecinta si parametrii de fiabilitate sunt diferiti. Se pune in acest caz problema corespondentei dintre parametrii de fiabilitate si solicitarile aplicate. Daca un produs industrial necesita, de exemplu, 108 cicluri pentru a provoca o defectare la oboseala in conditii normale de testare, cu ajutorul unei incercari accelerate se poate obtine acelasi rezultat in 105 cicluri. Proiectarea incercarii accelerate si interpretarea datelor presupun intelegerea relatiei, in cadrul procesului distructiv considerat, dintre nivelul de solicitare si rata de defectare.

Rezultatul acestor incercari accelerate de fiabilitate este fiabilitatea estimata cu mijloace statistico-matematice utilizand soft-uri specifice. Astfel, pentru proiectarea planurilor de incercare accelerata si pentru prelucrarea datelor statistice rezultate din incercarile accelerate cantitative in aceasta lucrare se utilizeaza soft-ul ALTA 7 (Accelerated Life Testing Data Analysis). Soft-ul ALTA 7 este produs de compania Reliasoft SUA.

În studiile de caz (pala anti-cuplu si platina supla) din cadrul acestei lucrari se va aplica o solicitare mecanica ciclica. La solicitarea ciclica sunt utilizate cel mai frecvent componentele si sistemele metalice, iar fenomenul degradator cel mai des intalnit este oboseala.

Implementarea incercarile accelerate de fiabilitate in ciclul de viata al produselor este un instrument tot mai des utilizat de catre marile companii care doresc produse de o calitate cat mai ridicata, intr-un timp cat mai scurt.

2. NECESITATEA IMPLEMENTARII ÎNCERCARILOR ACCELERATE ÎN TESTAREA COMPONENTELOR DIN STRUCTURA ELICOPTERULUI IAR 330 PUMA

Încercarile accelerate, la care principalul fenomen de degradare este oboseala sunt foarte importante in domeniul industrial si cu precadere in industria aerospatiala cu aplicatii asupra componentelor din structura avioanelor si elicopterelor. Între aceste componente se regasesc: motoare utilizate pe diferite aparate de zbor, paletele rotoarelor si compresoarelor, trenul de aterizare, diferite echipamente electronice de bord.

Implementarea incercarilor accelerate in domeniul constructiilor aeronautice este un lucru necesar deoarece testele de oboseala ale diferitelor componente (pala elicopter, platina supla, tije de comanda, aripa si tren de aterizare avion) pot avea durate de functionare, fara a se defecta, pana la milioane de cicluri. Din acest motiv utilizarea incercarilor accelerate este o metoda prin care se scurteaza timpul de testare a componentelor din domeniul aeronautic si, astfel, se eficientizeaza sistemul de testare.

Piese vitale din structura aparatelor de zbor sunt supuse la incercari de fiabilitate deosebit de riguroase. În figura 1 este prezentat elicopterul IAR 330 Puma, pentru care au fost realizate incercari accelerate la diferite componente: palele rotorului anti-cuplu si la epruvete realizate din materialul platinei suple.

Fig. 1. Elicopterul IAR 330 Puma

3. STUDIU DE CAZ NR. 1: ÎNCERCAREA ACCELERATA A PALEI ROTORULUI ANTI-CUPLU DIN STRUCTURA ELICOPTERULUI IAR 330 PUMA

3.1. STUDIU CONSTRUCTIV SI FUNCTIONAL AL PALEI ROTORULUI ANTI-CUPLU

Înainte ca modelul de testare accelerata sa fie elaborat, s-a realizat un studiu constructiv si functional asupra rotorului si palelor elicopterului IAR 330 Puma. Rotorul anti-cuplu compenseaza cuplul de torsiune generat de rotorul principal si are rolul de control al elicopterului pe axa sa de giratie. În structura rotorul anti - cuplu intra 5 pale. Structura unei pale se prezinta in figura 2.

   

Fig. 2. Pala rotorului anti-cuplu

3.2. DESCRIEREA STANDULUI EXPERIMENAL

Standul pentru testarea la oboseala (fig. 6.9) a palelor rotorului anti-cuplu al elicopterului IAR 330 trebuie sa permita solicitarea palei, la urmatorii parametrii [IAR 04]:

- forta statica de T=32000 N;

- momentul de incovoiere dinamic de bataie My= ± 200 Nm;

- momentul de incovoiere dinamic de baleiaj Mz= ± 1000 Nm.

Standul experimental pentru testarea la oboseala a palelor rotorului anti-cuplu se gaseste in Laboratorul de incercari de la S.C. IAR S.A. Brasov. Standul experimental permite introducerea solicitarilor conform specimenului de pala, astfel: forta axiala prin intermediul unui cablu axial, legat de o ferura (acesta nu face parte din structura palei reale); momentul de incovoiere dinamic de bataie sub forma unei sageti controlate la capatul palei, cu ajutorul unui excentric; momentul de incovoiere dinamic de baleiaj se modifica cu ajutorul unor tije care fac legatura cu pala tensionata. În principiu, standul de testare se compune din 6 parti distincte: dispozitiv de fixare a palei; dispozitiv de tensionare a palei; dispozitiv de introducere a momentelor de incovoiere; instalatia energetica; instalatia de comanda si automatizare; instalatia electronica.

3.3. PLANUL SI CONDITIILE DE TESTARE ACCELERATA ALE PALEI ROTORULUI ANTI-CUPLU

Cercetarile experimentale au fost directionate cu precadere pe elaborarea unui model de incercare adecvat palei rotorului anti-cuplu din structura elicopterului IAR 330. Astfel, pentru incercarea palei se realizeaza o ferura la capatul palei, pentru ca acesta sa poata fi supusa unor momente de incovoiere (bataie si baleiaj).

Pentru testele accelerate realizate in cadrul cercetarilor experimentale a fost creat un plan de incercare accelerata cu ajutorul softului ALTA 7. Pentru realizarea planului de incercare accelerata este necesar sa se stabileasca urmatorii parametri:

a) modelul de accelerare: pentru incercarile accelerate la care mecanismul de defectare este unul mecanic (oboseala pentru testele accelerate pentru pala elicopterului) s-a adoptat Modelul IPL (Inverse Power Law - Legea Puterii Inverse);

b) numarul de produse supuse incercarilor accelerate: pentru testarea accelerata a palelor se utilizeaza un numar de 15 pale;

c) legea de repartitie a numarului de cicluri pana la defectare utilizata la incercarile accelerate a palelor este: repartitia Weibull. Aceasta repartitie se preteaza foarte bine la cercetari privind ruperea materialelor si, in special, pentru oboseala materialelor;

d) regimul de solicitare: pentru palele de elicopter regimul normal de testare la miscarea de bataie este de 200 Nm; regimul accelerat de testare la miscarea de bataie este de 300 Nm, identic cu valoarea maxima a momentului de bataie rezultat din specificatia tehnica a palelor [IAR 04];

e) planul de testare accelerat: pentru testarea palelor s-a utilizat un plan accelerat optim din punct de vedere statistic, cu 2 niveluri de solicitare [ZAH 08g].

Softul ALTA 7, conform raportului generat confera urmatoarele date de accelerare:

- primul nivel de accelerare este 230 Nm, la care se testeaza 10 pale;

- al doilea nivel de accelerare este 300 Nm, la care se testeaza 5 pale.

3.4. ACHIZITIA DATELOR EXPERIMENTALE

Încercarea accelerata la oboseala a palelor de elicopter presupune supunerea acestora unor solicitari oscilante, cu o frecventa si o amplitudine stabilite, pana la aparitia fisurilor in planul de incastrare. Realizarea acestei solicitari se face cu ajutorul instalatiei experimentale care permite dezvoltarea in sectiunea investigata - gatul lonjeronului palei - a fortelor si a momentelor impuse. Pentru realizarea fortei axiale la valoarea impusa, asa cum a fost prezentat in subcapitolul 3.3, se utilizeaza tensionarea prin cablu. Pe aceasta cale, forta axiala este uniforma in anvergura palei, corespondenta intre incarcarea pe stand si cea din realitate obtinandu-se doar in sectiunea de interes. Aparatura utilizata la achizitia datelor rezultate din incercarile accelerate ale palei se compune din urmatoarele:

1. Punte tensometrica cu 6 canale, Hottinger MC 55.

2. Dinamometru prevazut cu traductoare electrorezistive si conectat prin intermediul unei interfete analogice la un calculator care utilizeaza un program de achizitie a valorii fortei axiale din pala (valoarea impusa 32000 N).

3. Traductoare electrorezistive.

4. Numarator de cicluri.

3.5. PRELUCRAREA STATISTICA A DATELOR EXPERIMENTALE

Rezultatele obtinute la testarea accelerata a palelor rotorului anti-cuplu din structura elicopterului IAR 330 Puma pentru primul nivel de solicitare accelerat (momentul de incovoiere la miscarea de bataie 230 Nm) sunt indicate in tabelul 1.

Tabelul 1. Numarul de cicluri pana la defectare corespunzator momentului de incovoiere

Rezultatele obtinute la testarea accelerata a palelor rotorului anti-cuplu din structura elicopterului IAR 330 Puma pentru al doilea nivel de solicitare accelerat (momentul de incovoiere la miscarea de bataie 300 Nm) sunt indicate in tabelul 2.

Tabelul 2. Numarul de cicluri pana la defectare corespunzator momentului de incovoiere

Se calculeaza cei trei parametrii corespunzatori modelului IPL - Weibull prin metoda de estimare a verosimilitatii maxime pentru datele din regimul accelerat introduse in softul ALTA 7. Rezulta urmatoarele valori ale parametrilor:k=8.814E-22; n=6.464. Factorul de accelerare aferent modelului IPL se calculeaza cu relatia (4.27). Acesta se determina pentru fiecare nivel de accelerare a momentului de incovoiere. Nivelurile accelerate sunt: Va1=230 Nm, Va2=300 Nm, iar nivelul normal de testare este Vu=200 Nm. Realizand produsul dintre valorile calculate ale factorilor de accelerare si numarul de cicluri pana la defectare din regim accelerat se determina numarul de cicluri pana la defectare in regim normal (tab. 3) pentru pala rotorului anti-cuplu a elicopterului IAR 330 Puma.

Tabelul 3. Determinarea numarului de cicluri pana la defectare in regim normal de testare

Fiabilitatea, nonfiabilitatea, rata de defectare, densitatea de probabilitate in regim normal de testare al palelor (200 Nm) din structura elicopterului IAR 330 Puma se determina cu ajutorul relatiilor pentru Indicatori de fiabilitate pentru modelul IPL - Weibull. Valorile calculate pentru indicatorii de fiabilitate mai sus amintiti sunt indicate in tabelul 4 si sunt reprezentate grafic in figurile 1, 2, 3, 4. [ZAH 09c, ZAH 09f].

Tabelul 4. Dependenta dintre numarul de cicluri - indicatorii de fiabilitate (fiabilitate - nonfiabilitate - densitate de probabilitate - rata de defectare)

Fig. 1. Functia de fiabilitate

Fig. 2. Functia de nonfiabilitate

   

Fig. 3. Densitatea de probabilitate

Fig. 4. Rata de defectare

Factorul de accelerare este raportul dintre durata de functionare in regim normal de testare si durata de functionare in regim accelerat de testare. Se poate observa dependenta dintre factorul de accelerare si momentul de incovoiere (fig. 5). Astfel ca, odata cu cresterea solicitarii (momentului de incovoiere), factorul de accelerare creste. Factorul de accelerare (tab. 4 ) se calculeaza cu relatia corespunzatoare modelului IPL - Weibull, relatie in care se modifica valoarea momentului de incovoiere intre valorile 200 si 300 Nm.

Tabelul 6.14. Dependenta dintre momentul de

incovoiere - factorul de accelerare

Fig. 5. Dependenta dintre factorul de accelerare

si momentului de incovoiere

Scopul principal al incercarilor accelerate cantitative este de a determina durata de functionare in regim normal de testare. Utilizand datele rezultate din incercarile accelerate se poate determina numarul mediu de cicluri pana la defectare a palelor la regimul normal de testare [ZAH 08a; ZAH 08f, ZAH 09g].

Numarul mediu de cicluri pana la defectare in regim normal de testare se determina si este 1422021. Numarul mediu de cicluri pana la defectare in regim normal de testare se poate determina si grafic din figura 5 prin trasarea unei drepte prin media numarului de cicluri pina la defectare pentru cele 2 niveluri accelerate (230 Nm si 300 Nm). La intersectia acestei drepte cu dreapta ordonata la nivelul de solicitare normal de 200 Nm se afla numarul mediu de cicluri pana la defectare in regim normal de testare.

Numarul mediu de cicluri pana la defectare a palelor in regim normal de testare dat de catre producator la omologarea acestora este de 1500000 cicluri, iar numarul mediu de cicluri pana la defectare a palelor obtinuta in urma testelor accelerate a fost de 1422021 cicluri [ZAH 08a; ZAH 08f, ZAH 09g]. Cumuland numarul de cicluri pana la defectare din incercarile accelerate acesta este de 6184954 cicluri. Cumuland numarul de cicluri pana la defectare in regim normal de testare, acesta este de 21288744. Principalul scop al incercarilor accelerate realizate asupra palelor din structura elicopterului IAR 330 Puma, acela de a reduce numarul de cicluri pana la defectare utilizand incercarile accelerate, a fost confirmat.

Utilizand incercarile accelerate asupra palelor elicopterului IAR 330 Puma a fost redus numarul de cicluri pana la defectare de 3,45 ori, acest rezultat atrage dupa el si reduceri majore ale cheltuielilor material

STUDII PRIVIND STABILIREA STRATEGIEI DE MENTENANTA A AUTOMOBILELOR DIN DOTAREA TRUPELOR DE POMPIERI

1. Generalitati

Traim astazi intr-o lume in care sunt resimtite tot mai frecvent urmarile dezechilibrelor cauzate de actiunile umane asupra mediului inconjurator. Dezastrele naturale s-au amplificat ca numar si in mod special prin amploarea urmarilor pricinuite de acestea. Colectivitatile umane, care continua sa devina din ce in ce mai aglomerate in orase-metropole, nu respecta anumite reglementari statuate si desfasoara tot mai des actiuni a caror urmari duc uneori la incendii catastrofale sau alte genuri de dezastre.

Iata numai cateva directii in care institutii abilitate ale statului trebuie sa intervina din ce in ce mai des. Acest lucru trebuie facut datorita de cele mai multe ori amploarei si urmarilor pe care fenomenul nedorit le produce in timp scurt sau in conditii si locatii neprielnice. Orice interventie presupune neaparat personal si mijloace tehnice specializate. În acest sens a fost creat si functioneaza Inspectoratul General pentru Situatii de Urgenta.

În conformitate cu Hotararea Guvernului Romaniei nr.1490 din 9 septembrie 2004 Inspectoratul General pentru Situatii de Urgenta asigura, la nivel national, punerea in aplicare intr-o conceptie unitara a legislatiei in vigoare in domeniile apararii vietii, bunurilor si a mediului impotriva incendiilor si dezastrelor, precum si al realizarii masurilor de protectie civila si gestionarea situatiilor de urgenta.

Inspectoratul General pentru Situatii de Urgenta are printre atributiile sale si pe urmatoarele:

- asigura coordonarea aplicarii unitare, pe intreg teritoriul tarii, a masurilor si actiunilor de prevenire si gestionare a situatiilor de urgenta;

- coordoneaza planificarea resurselor necesare gestionarii situatiilor de urgenta la nivel national si elaboreaza proiectul planului de asigurare cu resurse umane, materiale si financiare pentru astfel de situatii;

elaboreaza regulamentul-cadru privind organizarea, atributiile, functionarea si dotarea comitetelor, centrelor operationale si centrelor operative pentru situatii de urgenta.

Pentru punerea in aplicare a celor mai multe dintre interventiile pe care le desfasoara, formatiunile sale care sunt dispuse in teritoriu, au nevoie de o multitudine de mijloace tehnice. Dintre acestea se detaseaza in prezent prin numar dar si prin costurile care rezulta in urma utilizarii, autospecialele de stins incendii precum si alte mijloace dispuse pe autovehicule rutiere.

2. Clasificarea mijloacelor tehnice pentru interventie in situatii de urgenta

Principalele categorii de mijloace tehnice pentru interventie in situatii de urgenta sunt autovehicule de interventie, nave, aeronave, utilaje, echipamente si accesorii. Dintre acestea autovehiculele au ponderea cea mai mare, numarul lor se situeaza in prezent la cifra de circa 2500 de unitati.

Autovehiculele de interventie sunt vehicule rutiere autopropulsate, de constructie speciala, care dispun de instalatii, echipamente, accesorii si materiale pentru interventia in situatii de urgenta. În cazul interventiilor la incendii, accidente, catastrofe si calamitati naturale acestea pot fi folosite direct (cand se lucreaza cu agregatele din dotarea lor) sau indirect (cand asigura indeplinirea unor actiuni si operatii ajutatoare).La clasificarea autovehiculelor de interventie se iau in considerare cateva criterii, cum ar fi capacitatea de incarcare cu substante de stingere, felul substantelor de stingere cu care se poate actiona, tipul sasiului de baza etc.

Utilajele de interventie au o constructie speciala, destinata sa asigure folosirea eficienta la interventie. Ele se transporta pe roti, prin remorcare cu autocamioane, autospeciale sau tractoare, iar pe distante scurte, prin impingere de catre oameni sau prin purtare pe brate.

Accesoriile de interventie reprezinta o gama larga de aparate, dispozitive, echipamente si produse care se folosesc in actiunile de stingere a incendiilor si de salvare a oamenilor de la incendii, accidente, catastrofe si calamitati.

În prezent parcul auto este format in proportie de 82 % din autovehicule de interventie si de 18 % din autovehicule de transport, ceea ce corespunde unui grad de inzestrare de 62 % (Fig.1.1.).

   

Fig.1.1. - Structura parcului auto dupa destinatie

Din punct de vedere al vechimii in utilizare (exploatare) 8 % din autovehiculele de interventie sunt cuprinse intre 0 si 5 ani, 12 % intre 5 si 10 ani si 80 % au peste 10 ani vechime (Fig.1.2).

Din punct de vedere al rulajului 39 % sunt cuprinse intre 0-50 mii kmEC, 31 % intre 50-100 mii kmEC, 15 % intre 100-150 mii kmEC, 6 % intre 150-200 mii kmEC si 9 % peste 200 mii kmEC (Fig. 1.3).

Prin kilometrii echivalenti + cumulati (kmEC) se intelege suma dintre km efectivi parcursi inmultiti cu un coeficient de corectie si km cumulati (care reprezinta orele de functionare ale instalatiilor speciale transformate in kilometri).

Se observa ca desi majoritatea mijloacelor de interventie nu sunt foarte vechi ele sunt totusi grupate in primul interval de rulaj ceea ce presupune in primul rand o uzura morala si apoi una fizica.

Din punct de vedere al vechimii in utilizare 5 % din mijloacele de transport sunt cuprinse intre 0 si 5 ani, 41 % intre 5 si 10 ani si 54 % au peste 10 ani vechime (Fig.1.5).

Din punct de vedere al rulajului 20 % sunt cuprinse intre 0-50 mii kmEC , 29 % intre 50-100 mii kmEC, 21 % intre 100-150 mii kmEC, 12 % intre 150-200 mii kmEC si 18 % peste 200 mii kmEC (Fig.1.6).

O analiza tehnico-economica a situatiei actuale privitoare la autovehiculele de stins incendii din inzestrarea Inspectoratului General pentru Situatii de Urgenta este imperios necesara, dar ea nu constituie obiectul prezentei lucrari. În cele ce urmeaza sunt prezentate numai unele puncte de vedere privitoare la o astfel de analiza, fara pretentia unor concluzii absolut pertinente.

Avand in vedere datele sintetice care rezulta din Fig.1.2 si Fig.1.5 se poate afirma fara nici o rezerva ca actualul parc de autovehicule ar trebui inlocuit din motive legate de vechimea acestuia. Însa o inlocuire a lui ridica in principal probleme de costuri. Deci intr-o prima estimare costurile de inlocuire a parcului actual se cifreaza undeva intr-o zona de circa 307,500,000 ^. Suportarea acestei sume devine dificila chiar in conditiile repartizarii ei pe 5-6 ani. O durata mai lunga devine nerezonabila avand in vedere pe de o parte cerintele operationale stringente, iar pe de alta parte o si mai mare imbatranire a parcului actual. Mai trebuie avute in vedere si alte probleme. Una dintre ele consta in faptul ca actualul parc de autospeciale, cu toate ca are un numar mare de ani de utilizare, nu prezinta rulaje foarte mari. Conform Fig.1.3, circa 70 % dintre autospecialele din parc au in prezent un rulaj de pana in 100,000 kmEC, care nu poate fi considerat foarte mare, cu atat mai mult daca este vorba de rulajul efectiv.

Daca starea tehnica a parcului actual este privita la modul general si este avut in vedere in mod special rulajul, se poate formula o concluzie anume ca ar fi rational ca acesta sa mai poata fi utilizat in continuare un anumit interval de timp. În contradictie insa cu acest punct de vedere se situeaza in special fiabilitatea redusa a autospecialelor aflate in prezent in serviciu. Sunt multiple cauze care conduc la aceasta situatie, evident legate de conceperea si proiectarea lor precum si de materialele si tehnologiile care au fost utilizate la producerea acestora cand au fost fabricate.

Avand in vedere cele de mai sus se impune cu tarie o concluzie, anume ca daca s-ar asigura o mentenanta mai riguroasa (adecvata) bazata in special pe diagnosticarea preventiva, coroborata cu asigurarea unor lucrari de reparatii de buna calitate si cu folosirea de materiale si piese corespunzatoare precum si cu o utilizare executata de un personal calificat, este posibila folosirea in continuare a parcului existent pentru un anumit interval de timp, aceasta reprezentand o solutie provizorie.Este evident ca pentru a se formula o decizie finala referitoare la acest punct de vedere sunt necesare analize mai detaliate si inainte de toate trebuie avute in vedere cerintele de perspectiva apropiata si mai indepartate precum si posibilitatile si oportunitatile financiare.

Avand in vedere cele mentionate anterior, prezenta lucrare incearca o analiza relativ exhaustiva a mentenantei autospecialelor existente in parcul actual, atat ca tehnologie cat si ca reglementari. Astfel in lucrare se prezinta necesitatea stringenta a executarii unor lucrari de diagnosticare preventiva, in special la motorul de tractiune, la care trebuie asociate si actiuni de utilizare a unor materiale tehnice, inclusiv carburanti-lubrifianti de buna calitate.

Problema capitala consta insa in pregatirea personalului si in mod deosebit in schimbarea opticii privind mentenanta in ansamblul ei atat de catre factorii de decizie dar si de catre personalul operational si cel din mentenanta (propriu sau care executa lucrari externalizate).Este necesar un studiu detaliat referitor la costuri in special, dar si la unele elemente de natura tehnologica privind activitatile de mentenanta. În paralel cu acestea sunt necesare si activitati de pregatire a personalului si a logisticii aferente pentru asigurarea mentenantei la autospecialele noi care desi putine, acestea exista in inzestrarea inspectoratului.

3. Strategia actuala de mentenanta a autovehiculelor destinate interventiei in situatii de urgenta

Chiar daca diversitatea parcului nu este prea mare, uzura pronuntata a acestuia precum si starea de operativitate cvasipermanenta a lui fac ca activitatile de mentenanta, cu deosebire a autospecialelor, sa se execute cu unele dificultati. Daca la cele de mai sus se mai adauga si o finantare insuficienta in domeniu se poate aprecia ca respectivele activitati se desfasoara cu mari greutati.

Mentenanta autovehiculelor destinate interventiei in situatii de urgenta, asa cum este prezentata in actele normative in vigoare in prezent, cuprinde doua mari categorii de lucrari:

1. lucrari de asistenta tehnica;

2. lucrari de reparatii.

Asistenta tehnica a autovehiculelor este definita ca totalitatea verificarilor, operatiilor de intretinere si lucrarilor periodice care se executa cu scopul de a preintampina si inlatura defectiunile si dereglarile mecanismelor si ansamblelor componente, pentru mentinerea acestora in stare operativa un timp cat mai indelungat si folosirea lor in deplina siguranta si cu maxima eficienta.

Repararea autovehiculelor este definita ca totalitatea lucrarilor ce se efectueaza pentru restabilirea, in cel mai scurt timp, a starii tehnice a autovehiculelor defecte sau deteriorate, la nivelul conditiilor tehnice stabilite.

În prezent lucrarile de mentenanta se executa conform prevederilor a doua acte normative:

a) "Norme tehnice privind exploatarea, intretinerea, repararea, scoaterea din functiune, declasarea si casarea autospecialelor, aparaturii, mijloacelor si echipamentelor de prevenire si stingere a incendiilor", pentru autovehiculele de interventie din urmatoarele grupe: de lucru cu apa si spuma, de lucru cu pulberi, de lucru cu jet de gaze arse, pentru evacuarea fumului, gazelor si de luminat si pentru interventie si salvare de la inaltimi;

b) "Normativele tehnice privind inzestrarea unitatilor Ministerului Administratiei si Internelor cu mijloace de transport, exploatarea si repararea acestora", pentru celelalte grupe de autovehicule de interventie, cum ar fi: autospeciale stat major, autospeciale control tehnic de prevenire a incendiilor, autocamioane de interventie etc.

3.1. Sistemul de mentenanta al autovehiculelor de interventie conform "Normelor tehnice privind exploatarea, intretinerea, repararea, scoaterea din functiune, declasarea si casarea autospecialelor, aparaturii, mijloacelor si echipamentelor de prevenire si stingere a incendiilor"

Lucrarile de asistenta tehnica, au caracter preventiv, planificat si obligatoriu, lucru ce implica urmarirea executarii lor neconditionat, la indeplinirea normelor de timp (rulaj) stabilite. In cadrul lucrarilor de asistenta tehnica sunt incluse doua categorii de operatii:

operatii de intretinere, prin care se asigura ingrijirea curenta a autovehiculelor in scopul mentinerii lor in stare normala de functionare si curatenie pe timpul exploatarii;

operatii preventive, care descopera si inlatura la timp eventualele defectiuni de ordin functional si uzuri fizice ale pieselor, pentru evitarea oricaror ramaneri in pana pe timpul utilizarii la interventii.

În prezent, introducerea in reparatie, conform normativelor in vigoare, se face cel mai tarziu la aparitia uzurilor maxime admisibile, stabilite in documentatiile tehnice, deoarece exploatarea mijloacelor respective dupa aparitia unor uzuri avansate este apreciata ca neeconomicoasa si chiar periculoasa sub aspectul sigurantei in functionare.

Reparatiile se executa de regula, dupa indeplinirea normelor de functionare, stabilite diferentiat pentru fiecare tip de produs, pe baza recomandarilor facute de intreprinderile constructoare si a experientei acumulate pe timpul exploatarii autovehiculelor in conditii specifice activitatii de prevenire si stingere a incendiilor. Activitatea de reparatii se organizeaza si se desfasoara pe baza planului anual de asistenta tehnica si reparatii intocmit la nivelul unitatii.

În functie de amploarea uzurilor si deteriorarilor suferite pe timpul interventiilor, precum si de volumul manoperei necesare repunerii in stare de functionare, la autovehiculele de interventie se executa, in baza "Normelor tehnice privind exploatarea, intretinerea, repararea, scoaterea din functiune, declasarea si casarea autospecialelor, aparaturii, mijloacelor si echipamentelor de prevenire si stingere a incendiilor":

reparatii periodice;

reparatii generale;

reparatii capitale.

Necesitatea reparatiilor se stabileste de catre seful serviciului logistic la propunerea sefului de garaj, pe baza starii tehnice reale a autovehiculelor, avand in vedere normele de functionare aferente fiecarei categorii de reparatii.

Reparatiile capitale si reparatiile generale se executa in cadrul Bazei de Reparatii a Tehnicii de Interventie sau in alte unitati specializate din economia nationala, in limita fondurilor financiare aprobate. Reparatiile periodice mici si reparatiile accidentale se executa in atelierele proprii ale unitatilor.

3.2. Sistemul de mentenanta al autovehiculelor de interventie conform "Normativului privind asigurarea tehnica de autovehicule a unitatilor Ministerului Administratiei si Internelor"

Normativul tehnic privind asigurarea tehnica de autovehicule a unitatilor Ministerului Administratiei si Internelor stabileste urmatoarele lucrari de intretinere:

intretinerea tehnica (ITZ);

ziua de verificare si intretinere a tehnicii (ZVITA);

revizia tehnica 1 (RT 1);

revizia tehnica 2 (RT 2).

Din cele prezentate mai sus se pot desprinde cu usurinta cateva concluzii privitoare la starea generala a parcului existent de autovehicule din dotarea Inspectoratului General pentru Situatii de Urgenta:

in mod deosebit autospecialele de stins incendii prezinta uzuri pronuntate si nu corespund din punct de vedere tehnic decat partial cerintelor actuale;

mentinerea acestor autovehicule in utilizarea curenta se face cu mari cheltuieli, in special pe zona de mentenanta a acestora;

reglementarile actuale in special din zona mentenantei nu mai corespund tehnologiilor moderne;

pentru a mai mentine in stare operationala actualul parc, pana ce el treptat va fi inlocuit, sunt necesare unele modificari organizatorice si de natura tehnologica;

de pe acum sunt necesare eforturi care sa permita ca operatiunile de mentenanta ce urmeaza a se efectua la noile autovehicule care intra deja in parcul inspectoratului, sa se execute in special prin metode de diagnosticare preventiva.

Avand in vedere aceste concluzii de baza, lucrarea isi se propune cateva scopuri cum sunt cele care urmeaza:

analiza succinta a fiabilitatii si a actualului sistem de mentenanta, luand in considerare autospecialele de stins incendii produse in tara noastra;

propunerea unor imbunatatiri a reglementarilor in domeniul organizarii si desfasurarii lucrarilor de mentenanta;

demonstrarea teoretica si in special prin incercari experimentale prelucrate cu produse software actuale, privind posibilitatea estimarii prin proceduri simple si la indemana echipajului autospecialei, a starii tehnice a motorului de tractiune a acesteia.

a. Sisteme si strategii de mentenanta utilizate frecvent in domeniul automobilelor

Mentenanta reprezinta un ansamblu de activitati destinate a mentine sau a restabili un bun material intr-o stare sau in conditii date de siguranta in functionare, pentru a indeplini functiunea ceruta. Aceste activitati sunt o combinatie de activitati tehnice, administrative si manageriale.

Analizele efectuate in continuare si punctele de vedere exprimate se vor referi la autovehiculele de interventie, avand in vedere ca ele reprezinta 82 % din structura parcului auto din dotare. A fost aleasa aceasta categorie si datorita conditiilor mai deosebite in care aceste autovehicule sunt utilizate: stationarea permanenta incarcate la sarcina maxima; rapiditatea iesirii in caz de urgenta; functionarea motorului la regimuri critice in primele momente ale deplasarii; utilizarea lor in diverse conditii de clima, relief, stare a vremii etc; fluctuatia conducatorilor auto si altele.

Din punct de vedere al complexitatii activitatilor desfasurate, literatura de specialitate mentioneaza:

• activitati de mentenanta de nivel 1
• activitati de mentenanta de nivel 2
• activitati de mentenanta de nivel 3

Activitati de mentenanta de nivel 1 La acest nivel se intalnesc activitati de mentenanta relativ simple, care sunt executate de operatorii de productie, in cadrul procesului de automentenanta. În unitati acest nivel va fi reprezentat de activitati de mentenanta simple, efectuate la nivelul subunitatilor de interventie de catre conducatorii auto care incadreaza autovehiculele de interventie in situatii de urgenta, sub supravegherea sefului de garaj, in cadrul unui proces de automentenanta. Conform actelor normative in vigoare si competentelor deja stabilite, la acest nivel se pot executa lucrari ca: verificarea si ingrijirea zilnica; spalarea si curatirea generala a autovehiculului; gresarea si ungerea autovehiculului; schimbarea uleiului la motor, transmisie; controlul tehnic; revizia tehnica lunara.

Revizia tehnica de gradul 1. La acestea se mai pot adauga si alte activitati cum sunt: efectuarea curateniei in garaje si pe locurile de parcare a autovehiculelor; pastrarea ordinii si disciplinei in garaje; intocmirea unor fise de urmarire in utilizare care sa contina date tehnice referitoare la rulajele efectuate, timpii de functionare a instalatiilor speciale, defectiuni, timpii de imobilizare, etc; sesizarea mentenorilor privind defectiunile mai complexe aparute. Îndeplinirea acestor sarcini nu reclama din partea conducatorilor auto o pregatire de specialitate deosebita, fiind necesara doar implicarea cu seriozitate in mentinerea autospecialelor pe care acestia sunt incadrati in stare normala de functionare. Mijloacele utilizate pentru indeplinirea acestor obiective sunt cele din dotarea fiecarui autovehicul impreuna cu cele din dotarea atelierelor de reparatii organizate la nivelul subunitatilor.

Activitati de mentenanta de nivel 2 Acest gen de activitati vor fi efectuate de catre mentenori, specializati in prestarea de activitati de intretinere si reparatii cum ar fi: activitati curente corective, interventii preventive sistematice cu grad ridicat de dificultate, amplasari - reamplasari ale utilajelor.În unitati acest nivel este reprezentat de activitati de mentenanta mai complexe, care trebuie sa fie efectuate de un personal cu o pregatire de specialitate adecvata. Acest personal este prevazut distinct in statele de organizare ale unitatilor si are atributii numai pe linia activitatilor de mentenanta. Ca si in cazul nivelului 1, si aici, conform actelor normative in vigoare se executa lucrari de: mentenanta preventiva sistematica (revizie tehnica de gradul 2, reparatie periodica etc.) si de mentenanta corectiva (reparatii accidentale).La acestea se mai pot adauga si lucrari de imbunatatire a performantelor instalatiilor speciale ce echipeaza autovehiculele de interventie prin modernizari ori adoptari de solutii noi.

Activitati de mentenanta de nivel 3. La acest nivel se realizeaza consultanta si supervizarea activitatilor de mentenanta de mare dificultate sau cu grad redus de repetitivitate , aparute in mod exceptional. Ele cad fie in sarcina expertilor din compartimentul de mentenanta, fie a celor din terte firme sau a constructorilor utilajelor sau instalatiilor respective, pe perioada de garantie sau post garantie. În unitati acest nivel va fi reprezentat de activitati de mentenanta cu grad sporit de complexitate si cu volum mare de munca. Ele vor fi efectuate de personal specializat si cu mijloacele din dotarea bazei centrale de reparatii. În aceasta categorie intra: reparatiile generale; reparatiile capitale; reparatiile accidentale de mare complexitate.

Fata de cele trei nivele de mentenanta prezentate anterior apreciez ca s-ar mai putea crea un nivel, intermediar intre nivelul 2 si nivelul 3. Acest nivel ar fi reprezentat de activitati de mentenanta corectiva cu grad redus de repetitivitate la nivelul unei unitati judetene. El ar putea fi incadrat cu personal specializat, cu pregatire tehnica adecvata si cu mijloace specifice care sa fie in masura sa execute lucrari de reparatii ale principalelor ansamble si subansamble (motor, cutie de viteze, cutie de distributie, punti motoare si nemotoare, pompe centrifuge, tunuri de refulare a apei si spumei, generatoare electrice, instalatii de comanda hidraulice etc.) si rodajul acestora. Personalul necesar ar putea fi organizat la nivel regional, situatie in care sunt deservite mai multe unitati. De asemenea la acest nivel s-ar putea executa cu bune rezultate privind economiile de resurse materiale si financiare, declasarile si casarile autovehiculelor, mici lucrari de fabricatie ca si inspectii tehnice periodice.

Am propus acest nivel plecand de la urmatoarele considerente:

1.     dificultatea asigurarii la nivelul fiecarei unitati judetene a personalului specializat care sa acopere o gama larga de meserii - mecanici auto, tinichigii auto, vopsitori, tapiteri, specialisti in sisteme si instalatii hidraulice, specialisti in transmisii mecanice, specialisti in instalatii de producere a curentului electric fixe sau mobile etc.;

2.     dificultatea asigurarii unei dotari corespunzatoare la nivelul fiecarei unitati judetene cu aparatura de diagnosticare, bancuri de rodaj (motoare, cutii de viteze, punti etc.), bancuri de centicubat pompe de injectie, standuri de verificare a instalatiilor de franare, cabine de vopsitorie, aparatura pentru verificarea sistemului de directie etc.;

3.     repartitia mai eficienta a fondurilor pentru asigurarea pieselor de schimb si materialelor de intretinere necesare acestor categorii de lucrari si care sunt cu consumuri reduse si cu miscari lente; se evita astfel blocarea nejustificata a unor fonduri in piese auto;

4.     posibilitatea crearii unor nuclee de diagnosticare care sa realizeze o urmarire in exploatare, la nivel regional, a autovehiculelor de interventie, permitand acumularea unor informatii deosebit de utile atat in procesul de mentenanta cat si in cel al proiectarii sau modernizarii autovehiculelor.

Se poate observa ca oricare din activitatile de mentenanta prezentate, la orice nivel, pot fi executate atat in unitatile din structura Inspectoratului General pentru Situatii de Urgenta cat si la agenti economici specializati. Aceste doua directii de actiune se constituie de fapt in doua posibile strategii pure de mentenanta.

b. Mentenanta bazata pe fiabilitate. Elemente generale

Mentenanta este considerata de mult timp ca un rau necesar. Interesul mentenantei se bazeaza pe faptul ca defectiunea reprezinta un lucru negativ, nedorit si ca ea trebuie inlaturata cu orice pret. Pentru autovehiculele de interventie, a caror capacitate de interventie trebuie mentinuta permanent la cote apropiate de cele maxime, se pune problema identificarii unor minime lucrari de mentenanta care sa asigure performantele autovehiculului. De asemenea aici trebuie avut in vedere si asigurarea securitatii personalului care deserveste instalatiile acestuia.

Majoritatea lucrarilor de specialitate trateaza mentenanta din punctul de vedere al unor unitati de productie si mai putin din cel al unor unitati de utilizare (exploatare) [B2, B3, B4, B6, B7, C10, C11, C12, C13, C14, C16, G2, H4].

Mentenanta bazata pe fiabilitate este un instrument care permite optimizarea actiunilor de mentenanta. Criteriile avute in vedere sunt in general securitatea, disponibilitatea si costurile mentenantei. Aplicarea demersului mentenantei bazate pe fiabilitate poate provoca o scadere a activitatilor de mentenanta preventiva, carora le pot lua locul activitatile de mentenanta corectiva, cu implicatiile corespunzatoare asupra elementelor organizatorice, de resurse umane si financiare.

4. Fiabilitatea autovehiculelor de interventie

4.1. Generalitati . Termenul de fiabilitate este definit in STAS 8174/1-74 ca fiind aptitudinea unui produs de a-si indeplini functia specificata, in conditii date si de-a lungul unei durate date.

În stransa legatura cu fiabilitatea este definita si mentenabilitatea ca aptitudinea unui produs, in conditii de date de utilizare, de a putea fi mentinut sau restabilit in starea de a-si indeplini functia specificata, atunci cand mentenanta se efectueaza in conditii date, cu procedee si remedii prescrise [XX14, XX15].

O alta notiune aflata in stransa corelatie cu primele doua este disponibilitatea, care conform STAS 8174/3-77 este aptitudinea unui produs de a-si indeplini functia specificata, la un moment dat sau intr-un interval de timp dat.

Indicatorii de fiabilitate sunt definiti in STAS 10307-75, in care se prezinta si formulele de calcul teoretic si de estimare statistica pentru acestia. În cazul incercarilor efectuate pe parcurs prin parametrul timp se intelege rulajul parcurs, exprimat in kmEC (kilometri echivalenti cumulati).

Din punct de vedere al teoriei fiabilitatii autovehiculul reprezinta un sistem complex, cu numeroase subsisteme structurate predominant in serie, motiv pentru care defectarea unei singure verigi importante intrerupe starea de functionare a autovehiculului. Considerat in ansamblu autovehiculul este un sistem reparabil, dar multe din sistemele lui sunt nereparabile, astfel ca in caz de defectare trebuiesc inlocuite. Din aceasta cauza, atat unii indicatori de fiabilitate, cat si metodele de incercare apar sub aspecte diferite, dupa cum se refera la autovehicul ca un tot sau la componentele acestuia.

Cel mai intuitiv indicator pentru aprecierea fiabilitatii unui autovehicul este timpul (rulajul) mediu de functionare intre doua defectari constructive "m"; in cazul componentelor nereparabile acest indicator devine timpul (rulajul) mediu de functionare pana la defectare. Acest indicator are semnificatie concreta atat in faza de fabricare cat si in cea de utilizare a autovehiculului si se poate determina pe baza datelor de evidenta a defectarilor survenite in timp, in raport cu rulajul efectuat.

4.2. Indicatori de fiabilitate Un element de baza in determinarea indicatorilor de fiabilitate il reprezinta functia de repartitie a timpului de functionare. Una din cele mai convenabile si mai utilizate legi de repartitie in domeniul autovehiculelor este legea lui WEIBULL. În varianta biparametrica [I4], legea este exprimata cu ajutorul relatiei:

(rel. 1)

-in care: t - este parametrul timp in sensul mai larg (ore, kilometri, cicluri) ;

- parametrul de forma a modelului (valoare constanta) ;

- parametrul de scara (valoare constanta).

Pornind de la relatia (1) rezulta urmatorii indicatori de fiabilitate in cazul repartitiei Weibull biparametrice:

rata (intensitatea) de defectare:

(rel. 2)

media timpului de functionare, care pentru situatiile cand repararea poate fi asimilata cu inlocuirea, reprezinta valoarea medie a timpului de functionare intre doua defectari succesive (MTBF):

(rel. 3)

- unde: este functia gamma a lui Euler.

Constantele si ale repartitiei Weibull, corespunzatoare unui set de rezultate experimentale, se pot determina analitic sau utilizand diagrama probabilistica Weibull. În cele ce urmeaza s-a utilizat numai metoda analitica, aceasta prezentand o acuratete si o grafica net superioare metodei grafice.

Culegerea datelor se va face in conformitate cu STAS 10911-77.

4.3 Studiu de caz pentru determinarea fiabilitatii operationale la o familie de autovehicule de interventie

Autovehiculele de interventie sunt un sistem complex atat datorita diversitatii de subsisteme componente (mecanice, hidraulice, pneumatice, electrice etc.) cat si diversitatii mari de producatori din industria orizontala care furnizeaza materialele, piesele, subansamblele si ansamblele care intra in compunerea subsistemelor.Este cunoscut faptul ca fiabilitatea unui sistem depinde de fiabilitatea componentelor sale, ceea ce ar insemna in cazul autovehiculelor de interventie incercarea de reducere a complexitatii constructive in vederea obtinerii unei fiabilitati cat mai ridicate.

Principalii factori care influenteaza conditiile de utilizare ale autovehiculelor de interventie sunt:

functionarea motoarelor autovehiculelor la regimuri critice ca urmare a timpului mic scurs intre primirea semnalului de urgenta si sosirea la locul interventiei;

functionarea in orice conditii de clima si indiferent de starea vremii;

deplasarea indiferent de starea drumurilor si configuratia terenului;

functionarea in diverse regimuri de sarcina cu schimbari dese ale acestora;

diversitatea personalului de exploatare a autovehiculelor (militari in termen, subofiteri, militari angajati pe baza de contract etc.).

Statistica ocupa un rol important printre instrumentele de fundamentare a deciziilor privind strategiile de mentenanta aplicabile autovehiculelor de interventie. Debutul in rezolvarea acestor probleme il reprezinta alegerea corecta a modelului statistic destinat sa reprezinte comportamentul in exploatare a autovehiculelor de interventie.

4.4. Stabilirea ipotezelor

Avand in vedere ca unul din elementele posibile ale unui program de fiabilitate il constituie incercarile de fiabilitate voi efectua o incercare de determinare a fiabilitatii operationale pe trei loturi de autovehicule de interventie. Informatiile vor fi culese de la autospeciale de lucru cu apa si spuma folosite in actiuni de stingere a incendiilor de orice natura si salvari de persoane.

Se are in vedere analiza defectarilor care pot conduce la situatia in care autospeciala de stins incendiu:

din cauza defectarii unor organe / subansamble autospeciala nu poate pleca la interventie sau ajunsa acolo nu-si poate indeplini una dintre misiunile specifice;

motorul autospecialei, desi functioneaza, nu asigura deplasarea cu parametrii dinamici stabiliti sau la locul de interventie nu poate sa furnizeze energie suficienta pentru actionarea utilajelor pe care le antreneaza.

Programul de mentenanta preventiva si corectiva care s-a efectuat pe timpul incercarii a fost acela prevazut in mod curent in normativele tehnice in vigoare si a fost efectuat de personalul tehnic de pe locul de munca. Ca durata relevanta de incercare a fost stabilit un parcurs de 3000 kmEC, rulaj ce reprezinta in medie jumatate din rulajul anual al unei astfel de autospeciale. De regula in acest interval se executa 6 lucrari de mentenanta preventiva (cate una pe luna) de catre personalul care are in primire autospeciala, sub supravegherea sefului de garaj.

4.5 Estimarea parametrilor modelului Weibull

Se considera forma modelului biparametric [I4]. Initial se procedeaza la estimarea parametrilor b si l. În vederea liniarizarii se aplica operatia de dubla logaritmare relatiei (1) si prin aplicarea metodei celor mai mici patrate (MCMMP) rezulta in final:

(rel. 4)

(rel. 5)

Parametrul rezulta din relatia (rel. 6):

(rel. 6)

În relatiile (3-5) toate sumele se calculeaza in limitele 1 la n, unde n reprezinta numarul de evenimente din setul de date analizat.

4.6 Pregatirea datelor pentru prelucrare

Pentru culegerea datelor primare s-a utilizat un model de "Fisa de urmarire in exploatare", respectand recomandarile din STAS 10911-77 privind continutul raportului de exploatare. Pe baza acestor informatii s-a intocmit raportul de incercare in conformitate cu STAS R12007/1-81. Din fisele de urmarire in utilizare se poate evalua si ponderea diferitelor grupe constructive in numarul total de evenimente. Se poate remarca ponderea relativ mare a grupelor motor, frana si transmisie ceea ce se justifica avand in vedere conditiile dure de exploatare a acestor categorii de autovehicule (Fig.4.1).

Fig.4.1 - Repartitia defectiunilor pe grupe constructive

În scopul sustinerii celor prezentate mai sus, s-a efectuat si o analiza a unui set de autocamioane, care fata de autovehiculele de interventie au un regim de utilizare mai putin sever. Si in cazul autocamioanelor a rezultat ca grupa motor prezinta cele mai frecvente defectari. De asemenea se poate remarca ponderea relativ mare a grupelor motor si pornire, dar si o crestere si o grupare a defectiunilor pe transmisie, alimentare si racire, fata de cele constatate la autovehiculele de interventie. Aceasta se datoreaza si misiunilor specifice de transport.

4.7. Estimarea indicatorilor de fiabilitate

Pentru determinarea indicatorilor de fiabilitate se pleaca de la estimarea parametrilor modelului Weibull, pentru inceput in varianta biparametrica. În acest scop a fost elaborat un program sursa MATLAB, care pe langa valorile respectivilor parametrii realizeaza si grafica functiilor in cauza. Valorile respectivilor parametrii ( si ) sunt inscrise direct pe grafice, la fel ca valoarea MTBF. Ulterior va fi avuta in vedere si varianta triparametrica a modelului.

Fig.4.2 - Functiile de repartitie a autospecialelor si camioanelor (ans)

Fig.4.3 - Rata defectarilor autospecialelor si a autocamioanelor (ans)

În Fig.4.2-4.3 se prezinta, sub forma grafica rezultatele obtinute in situatia cand sunt avute in vedere autospecialele si autocamioanele considerate ca ansamblu, iar in Fig.4.5-4.6 cand analiza este executata numai pentru motoarele respectivelor autovehicule.

Fig.4.5 - Functiile de repartitie a motoarelor autospecialelor si autocamioanelor

Fig.4.6 - Rata defectarilor motoarelor autospecialelor si a autocamioanelor

În continuare se executa o estimare a indicatorilor de fiabilitate luand in considerare modelul Weibull in varianta triparametrica [I4]. În analiza care urmeaza sunt avute in vedere aceleasi esantioane (fisiere) de date ca si in cazul variantei Weibull biparametrice. Ca si in cazul respectiv, valorile parametrilor sunt trecute direct pe grafice. Singura deosebire majora fata de modelul Weibull biparametric, consta in faptul ca estimarea parametrilor s-a executat prin metoda verosimilitatii maxime(MVM) [I4, B4, C10, M4].

În Fig.4.7. este reprezentat graficul functiei de repartitie pentru cele patru esantioane luate in analiza.

Fig.4.7 - Functiile de repartitie a autospecialelor si autocamioanelor (ans)

Daca se iau in considerare graficele din Fig.4.2-Fig.4.3 precum graficul din Fig.4.8, se poate formula o singura concluzie de interes, anume ca valorile MTBF in cazul modelului Weibull triparametric sunt mai reduse in raport cu cele care au rezultat in cazul modelului Weibull biparametric. Respectivele valori mai scazute sunt totusi mai mici fata de situatia in care la acestea s-ar adauga marimea parametrului de localizare (reperaj) .

Fig.4.8- Rata defectarilor autospecialelor si a autocamioanelor (ans)

În situatia concreta nu se respecta prevederea din [I4], care precizeaza "ca durata medie de viata a unui element observat este egal crescatoare cu valoarea parametrului ". O posibila cauza ar putea consta in faptul ca volumul esantioanelor este destul de redus.

Analiza de fiabilitate Weibull triparametric, in situatia cand sunt luate in considerare numai motoarele care echipeaza autospecialele, nu a scos in evidenta deosebiri notabile fata de situatia modelului Weibull biparametric.

1. Avand in vedere rezultatele obtinute, in cazul cand sunt avute in vedere autospecialele si autocamioanele, considerate ca ansamblu, se pot formula urmatoarele concluzii:

autovehiculele de interventie supuse analizei si considerate ca ansamblu, sunt in masura sa indeplineasca misiunile specifice insa in conditii precare, fiabilitatea acestora fiind foarte redusa. Se are in vedere aici rata ridicata a probabilitatii aparitiei defectiunilor, mai ales in situatia autospecialelor (in medie respectiva rata este de 1.0x10^-3 defectari pe kmEC sau mai mare);

media timpului de buna functionare (MTBF), se incadreaza in limite acceptabile avand in vedere ca in jurul acestui rulaj autospecialelor li se executa o revizie tehnica trimestriala, ocazie cu care se pot depista, inlocui sau repara piesele, subansamblele si ansamblele care nu mai prezinta garantie in functionare si care daca nu ar fi rezolvate ar duce la imposibilitatea indeplinirii misiunilor;

totusi valoarea redusa a MTBF conduce la concluzia ca autospecialele se afla in apropierea perioadei de expirare a timpului lor de utilizare. Analiza valorilor rezultate in urma studiului, impun cu necesitate ca la un rulaj care se apropie ca valoare de MTBF, sa se execute o diagnosticare a starii tehnice a motoarelor autospecialelor.

datele mentionate sunt relevante si se pot folosi in planificarea lucrarilor de mentenanta, aprovizionarea cu piese de schimb si materiale, dimensionarea stocurilor, pregatirea personalului, dotarea atelierelor de asistenta tehnica si reparatii pe diferite nivele in functie si de complexitatea lucrarilor etc;

Daca sunt avute in vedere numai motoarele, concluziile care pot fi formulate sunt:

-         rata defectarii in cazul autocamioanelor este mai mica in raport cu cea a autospecialelor. Explicatia rezulta imediat avand in vedere gradul mai redus de solicitare a acestora;

-         cu exceptia setului 3, la restul seturilor care contin date pentru motoarele autospecialelor, rata defectarilor este mare (la rulaje apropiate de MTBF, aceasta este de circa 1.0x10^-3 defectari pe kmEC sau mai mare, deci asemanatoare cu situatia cand autospecialele se considera ca ansamblu).

5. Analiza comparata a strategiilor de mentenanta. Optimizari

5.1. Costurile sistemelor de mentenanta

Activitatea de mentenanta presupune combinarea dupa anumite reguli si in anumite proportii a utilizatorilor (resursele umane, mijloacele si obiectele muncii) implicati in scopul realizarii de produse sau servicii. Specificul activitatii face ca unele costuri de mentenanta sa fie adeseori neprevazute, datorita aparitiei defectiunilor dupa legi statistice nu intotdeauna cunoscute. Eficienta acestui gen de activitate se masoara si prin costuri.

Costurile activitatii de mentenanta [I2] se pot clasifica dupa mai multe criterii, astfel:

modul de evidentiere in timp;

aria de extindere;

modul de provenienta;

destinatie;

tipul de sistem de mentenanta.

În functie de sistemele de mentenanta corectiva cunoscute se pot evidentia urmatoarele categorii de costuri:

costul total mediu de mentenanta curativa pe unitatea de timp (C₁₁)

(5.1)

in care :

p - costul unei interventii preventive (lei);

P - costul suplimentar, suportat in cazul defectarii autovehiculului (lei);

MTBF - media timpului de buna functionare, respectiv media intervalului de timp scurs intre doua defectari succesive (determinat statistic) (ore).

costul total mediu de mentenanta paliativa pe unitatea de timp (C₁₂)

Daca se considera ca mentenanta paliativa nu se deosebeste de cea curativa decat prin rezultate, se poate folosi urmatoarea forma de exprimare:

(5.2)

in care :

P' - costul suplimentar, suportat in cazul defectarii autovehiculului (mai mare decat P) (lei);

MTBF' - media timpului de buna functionare (mult mai mica decat MTBF obtinut initial) (ore).

Avand in vedere sistemele de mentenanta preventiva cunoscute se pot evidentia urmatoarele categorii de costuri:

costul total mediu de mentenanta sistematica pe unitate de timp (C₂₁)

(5.3)

in care:

F_(t) - probabilitatea de defectare a elementului critic considerat in perioada de serviciu t. La sfarsitul acestei perioade va fi necesara o interventie corectiva;

m_(t) - durata medie de utilizare a elementului critic considerat (ore). Durata m_(t) este inferioara perioadei T de inlocuire a elementului critic; daca survine avaria trebuie considerat cazul mentenantei corective cu m_(t) - MTBF costul total mediu de mentenanta conditionala pe unitatea de timp (C₂₂).

(5.4)

in care:

g - costul de aplicare al mentenantei conditionale, exprimat ca suma a cheltuielilor de achizitionare a senzorilor necesari pentru detectare, citire, decodificare si a mijloacelor de interpretare a datelor culese;

K_C - coeficient de interventie conditionala, care conform literaturii de specialitate creste MTBF (este supraunitar).

costul total mediu de mentenanta previzionala pe unitatea de timp(C₂₃)

(5.5)

in care:

K_P - coeficient de interventie previzionala, care de asemenea creste MTBF.

Avand in vedere strategiile aplicabile in domeniul mentenantei alegerea tipului de mentenanta in functie de cost se va face tinand cont de:

costul de inlocuire sau interventie preventiva (p);

costul de interventie dupa defectare (P);

media timpului de buna functionare;

costul aparatelor necesare in sistemul de mentenanta conditionala (g);

durata normata de utilizare a autovehiculului considerat (T).

Din literatura de specialitate [B2, B4, C12, C13, I5, R1, S6, V5, V6] rezulta cateva directii privind alegerea celui mai convenabil sistem de mentenanta:

cea mai economica politica de mentenanta este cea de tip previzional (C₂₃), cu conditia ca perioada de utilizare a autovehiculului sa fie suficient de mare pentru a permite amortizarea echipamentelor suplimentare necesare;

pentru aceeasi perioada de timp T, cea mai costisitoare politica este cea curativa (C₁₁), conducand la o crestere puternica in timp a costurilor;

in cazul depasirii duratei normate de functionare, costurile de mentenanta devin excesiv de mari (C₁₂) si au o tendinta de crestere accentuata, in conditiile scaderii continue a mediei timpului de buna functionare;

5.2 Eficienta activitatii de mentenanta

Eficienta activitatii de mentenanta se manifesta in timp, iar ameliorarea continua a acestei activitati este foarte importanta. Pentru aceasta este necesara promovarea unei activitati de mentenanta moderne si a unei strategii coerente in acest domeniu.

Din analiza indicatorilor bugetari de calcul ai activitatii de mentenanta, cu aplicabilitate pentru domeniul autovehiculelor de interventie se poate aprecia ca sunt indicatorii I₁ , I₃ , I₅ si I₇ . Indicatorului I₁ poate reprezenta proportia dintre costurile de mentenanta si bugetul alocat unei unitati. Indicatorul I₃ poate reprezenta imaginea modului de repartizare a cheltuielilor cu mentenanta utilajelor folosite in procesul tehnologic (C_m) la numarul de autovehicule de interventie reparate (Q). Indicatorul I₅ in conditiile in care costul global redus reprezinta costul de achizitie la care se adauga costul mentenantei si costul de eliminare, semnifica repartizarea costului global redus al autovehiculelor pe fiecare interventie (Q - numarul de interventii la care participa autovehiculul). Pe masura cresterii uzurii autovehiculului de interventie costul global redus creste ca valoare, iar numarul interventiilor va scadea. Indicatorul poate servi ca jalon pentru calculul varstei optime de inlocuire a autovehiculului. Indicatorul I₇ semnifica gradul de tehnologizare al atelierelor de intretinere si reparatii aflate pe diferite nivele de complexitate. O dotare de un slab nivel tehnic va conduce la costuri ridicate ale mentenantei, in timp ce asigurarea unor echipamente tehnologice corespunzatoare poate reduce semnificativ costurile mentenantei.

5.3 Optimizarea/ameliorarea mentenantei

În prezent, strategia adoptata in domeniul mentenantei prevede realizarea majoritatii activitatilor de mentenanta cu mijloace proprii, un procent foarte mic fiind rezervat serviciilor externe (revizii in cadrul statiilor autorizate de inspectie tehnica, prelucrari mecanice complexe - rectificari de arbori cotiti, verificari si calibrari de pompe de injectie si injectoare etc.)

Fig.5.1 - Structura bugetului unei unitati pentru interventie in situatii de urgenta

Într-o unitate judeteana de marime medie (Fig.5.1), in ultimii trei ani, in structura bugetului, ponderea cea mai mare a fondurilor alocate este cea destinata salarizarii personalului cca 47 %, urmata de cheltuielile materiale si serviciile 39 % si 14 % alte naturi de cheltuieli.

Din totalul cheltuielilor de personal (Fig.5.2) 36 % sunt alocate personalului din compartimentul pregatire de lupta si operatii, 33 % personalului care executa activitati de mentenanta, 14 % personalului din cadrul inspectiei de prevenire, 11 % servicii(transmisiuni, armament, echipament, hranire si cazarmare) si 6 % la financiar contabilitate. Ca pondere in totalul personalului majoritatea, 37 % o reprezinta cel din structurile de mentenanta, urmat de 32 % stat major, 14 % servicii, 12 % inspectie si 5 % financiar contabilitate.

Fig.5.2 - Structura de personal si cheltuielile cu salarizarea

Fig.5.3 - Repartizarea cheltuielilor materiale si de servicii

În ceea ce priveste structura cheltuielilor materiale si serviciilor aceasta a fost in ultimul an urmatoarea: 50 % hranire, 17 % cheltuieli de intretinere (incalzire, iluminat, apa, canal, salubritate, posta, telefoane etc.), 13 % mentenanta, 15 % echipament, 1 % cazarmare si 4 % alte cheltuieli. Cheltuielile cu mentenanta in ultimii trei ani au reprezentat circa 10 % la 15 % fata de necesarul calculat in planurile materiale. O analiza pe kmEC a principalelor categorii de cheltuieli arata ca in medie pentru aprovizionarea anuala a materialelor si pieselor de schimb necesare s-au cheltuit circa 0.800 RON/kmEC. Repartizand cheltuielile pe numarul total al autovehiculele aflate in utilizare in cursul unui an de zile rezulta circa 414 RON/autovehicul.

Avand in vedere specificul activitatii orice diminuare a bugetului necesar a fi alocat se regaseste in activitatea practica. Deoarece de la misiunea specifica care este interventia la incendii, calamitati naturale si catastrofe, salvarea bunurilor materiale si a vietii oamenilor nu se poate face rabat, sunt afectate alte compartimente de activitate. Se reduc din acest motiv o serie de activitati legate de instruire, antrenament in conducere, se diminueaza plafonul cheltuielilor materiale legate de energie electrica, gaze naturale, apa, canal, legaturi telefonice, echipare etc. sau se suprima pur si simplu activitati cum ar fi instructia in obiective, lucrari lunare sau trimestriale de revizii tehnice, lucrari de reparatii de nivel mic etc.Optimizarea activitatilor de mentenanta se poate realiza prin metode specifice de management legate de costul global si costul global redus. Pe baza acestora se pot lua decizii privind actiunile specifice de mentenanta, varsta optima de inlocuire a autovehiculului si oportunitatea achizitionarii sau modernizarii unui autovehicul. Costul global redus reflecta modul in care politica de mentenanta poate influenta varsta optima de inlocuire. Deciziile in acest sens vor fi indreptate spre realizarea unui cost global redus minim pe unitatea de timp.

Optimizarea activitatii de mentenanta prin costuri in momentul de fata este o activitate dificila. Se are in vedere in primul rand faptul ca fondurile alocate nu acopera nevoile reale ale unitatii si deci nu exista o imagine corecta a rezultatelor aplicarii unei strategii de mentenanta in conditii date. Se poate afirma deci ca optimizarea este preponderent teoretica, greu de realizat, este un proces inchis care se opreste la valoarea optima si apeleaza la obiective ideale. Alternativa optimizarii o reprezinta ameliorarea care este o imbunatatire continua a situatiei existente. Este o activitate care se poate desfasura in conditiile unui buget ce nu tine cont de nevoile reale ale unitatilor, este alocat arbitrar si nu acopera decat o mica parte din necesr.

6. Implicatiile implementarii unei noi strategii de mentenanta.

Implementarea unei noi strategii de mentenanta la autovehiculele de interventie din dotarea Inspectoratului General pentru Situatii de Urgenta implica analizarea a cel putin patru aspecte principale:

personalul de specialitate ocupat in activitatea de mentenanta;

asigurarea materiala si financiara a activitatilor specifice;

elaborarea actelor normative care reglementeaza modul de functionare a sistemului;

stabilirea starii tehnice a autovehiculelor de interventie in cadrul lucrarilor de mentenanta.

6.1 Personalul de specialitate ocupat in activitatea de mentenanta

În cadrul studiului efectuat s-au luat in calcul trei variante de planificare anuala si executare a activitatilor de mentenanta la autovehiculele din dotarea Inspectoratului General pentru Situatii de Urgenta (Tab.6.1).

Prima varianta de desfasurare a activitatilor de mentenanta preventiva este cea folosita in prezent, urmatoarele doua fiind gandite a se aplica in succesiunea prezentarii lor, in etape succesive. Tab.6.1

Din examinarea tabelului rezulta ca, in primul caz, intr-un an de zile se executa 8 revizii lunare, 3 trimestriale si o revizie anuala; in cea de a doua varianta reviziile lunare sunt eliminate ramanand de executat 3 revizii trimestriale si o revizie anuala, iar in cea de a treia varianta s-au eliminat reviziile lunare si trimestriale pastrandu-se in executie doar revizia anuala.

Variantele propuse au in vedere urmatoarele:

• armonizarea sistemului de mentenanta al autovehiculelor de interventie cu cel al autovehiculelor de transport;
• diminuarea necesarului de personal pentru executarea acestor categorii de lucrari;
• eliminarea situatiilor neeconomicoase si nerentabile in care dupa executarea unei revizii anuale sau trimestriale, in luna urmatoare se executa o revizie lunara;
• folosirea mai judicioasa a personalului si a resurselor materiale si financiare.

Intr-un an de zile pentru lucrarile de mentenanta la autovehiculele de interventie este necesara in medie o manopera de :

969,930 ore/om, in varianta I;

758,330 ore/om, in varianta II;

639,710 ore/om, in varianta III;

Într-un an de zile, eliminand 104 zile, care reprezinta zilele de sambata si duminica, 6 zile sarbatori legale, 25 zile in medie concediu de odihna si 40 zile activitati de pregatire militara (trageri, servicii de zi, convocari de pregatire profesionala si militara etc.), ramane un numar mediu de 190 zile lucratoare.

Considerand ziua de munca de 8 ore si un numar de 40 unitati militare pentru efectuarea lucrarilor de mentenanta ar fi necesar, in medie, cate :

16 persoane pentru fiecare unitate, in varianta I;

12 persoane pentru fiecare unitate, in varianta II;

11 persoane pentru fiecare unitate, in varianta III.

Se observa ca reducerea numarului de revizii la una singura pe an, conform celei de a treia variante propuse, duce la micsorarea cu 32 % a necesarului de personal, el putand fi redistribuit catre lucrarile de reparatii necesare a se executa la nivel central, lucrari care reprezinta o pondere mult mai mare in cadrul activitatii de mentenanta.

Utilizarea parcului auto in conditiile actualului sistem de mentenanta, vine sa confirme cateva ipoteze:

• sistemul astfel conceput nu este adaptat la situatia materiala si financiara concreta, fondurile alocate nefiind in masura sa acopere toate nevoile;
• personalul prevazut in statele de organizare si incadrat la ora actuala nu acopera in totalitate manopera necesara;
• autovehiculele continua sa functioneze, cu o stare tehnica corespunzatoare si dupa indeplinirea normelor de timp sau de rulaj prevazute in actualele acte normative pentru a intra in reparatii;
• actele normative in vigoare nu corespund nevoilor actuale pentru aplicarea unui sistem de mentenanta eficient.

6.2 Asigurarea materiala si financiara

Se observa deci ca schimbarea sistemului de mentenanta implica obligatoriu si refacerea normelor de dotare cu utilaje, aparate si scule de o maniera care sa corespunda categoriilor de lucrari prevazute a se executa la diferite nivele.

 

Fig.6.1 Gradul de asigurare anuala a fondurilor pentru activitatea de mentenanta

Desigur ca nimic din toate acestea nu este posibil fara o sustinere financiara pe masura. Din anul 1994 pana in 2005, (Fig.6.1-6.2), fondurile financiare alocate pentru asigurarea unui coeficient de disponibilitate cat mai ridicat a parcului auto, au scazut permanent, cu consecinte nu tocmai greu de inchipuit asupra capacitatii de interventie a unitatilor si randamentului lor:

 

Fig.6.2 Gradul de indeplinire a planului anual de reparatii

În ceea ce priveste activitatea de reparatii care se executa centralizat, din analiza efectuata pe baza datelor existente se observa ca in perioada anilor 1992-2005 necesarul de lucrari nu a putut fi acoperit decat intr-o foarte mica masura (maxim 17 %). Aceasta se datoreaza atat lipsei capacitatilor de reparatii proprii, cat si nealocarii fondurilor necesare executarii lucrarilor in ateliere specializate din economie. Peste toate acestea isi pune bineinteles amprenta si sistemul de mentenanta folosit, prin periodicitatea lucrarilor planificate.

6.3 Actele normative

Schimbarea sistemului de mentenanta ar aduce si in acest domeniu modificari, incepand cu categoriile de lucrari ce se executa, continuand cu tehnologiile de executie, care in prezent aproape lipsesc si terminand cu normele de dotare a atelierelor de asistenta tehnica si reparatii.Avand in vedere structura actelor normative in vigoare, se propune elaborarea unui nou act normativ care sa contina reglementari ale activitatii specifice asigurarii tehnice de mijloace destinate interventiei in situatii de urgenta intr-o conceptie unitara, fara ca personalul de specialitate sa fie nevoit sa apeleze la mai multe documente pentru rezolvarea situatiilor specifice curente.

În acest sens se propune elaborarea documentului "Normativ privind asigurarea tehnica a mijloacelor destinate interventiei in situatii de urgenta din dotarea Ministerului Administratiei si Internelor". Cu aceasta delimitare a aplicabilitatii normativului, competenta de aprobare este a ministrului resort.

Normativul ar putea fi organizat pe trei capitole, astfel:

Capitolul I - Asigurarea tehnica a mijloacelor destinate interventiei in situatii de urgenta;

Capitolul II - Norme tehnice;

Capitolul III - Dispozitii finale.

Primul capitol ar trebui sa contina definitii si reglementari ale principalelor activitati ce se desfasoara in cadrul asigurarii tehnice a mijloacelor destinate interventiei in situatii de urgenta, organizat pe subcapitole astfel:

1.Principii generale.

2.Managementul asigurarii tehnice de mijloace destinate interventiei in situatii de urgenta.

3.Pregatirea de specialitate a personalului.

4.Înzestrarea cu mijloace destinate interventiei in situatii de urgenta.

Utilizarea (exploatarea) mijloacelor destinate interventiei in situatii de urgenta.

Mentenanta mijloacelor destinate interventiei in situatii de urgenta.

7. Aprovizionarea materialelor tehnice.

Aspectele legate de aceste modificari au in vedere urmatoarele elemente principale:

armonizarea sistemului de mentenanta a autovehiculelor destinate interventiei in situatii de urgenta cu cel a autovehiculelor de transport din dotare;

reducerea necesarului de personal angrenat in activitati de mentenanta, care in conditiile actuale, in fapt, nu este angajat;

diminuarea necesarului de reparatii care in fapt, in actuala structura organizatorica si cu alocatiile bugetare existente, nu poate fi realizat;

optimizarea fluxului de lucrari si eliminarea situatiilor neeconomicoase in care dupa o reparatie, indiferent de amploarea ei, chiar si capitala, sau dupa o revizie tehnica anuala, in luna urmatoare se executa o noua revizie;

Al doilea capitol, asa dupa cum rezulta si din denumirea sa, trebuie sa stabileasca o serie de norme tehnice absolut necesare desfasurarii asigurarii tehnice de mijloace destinate interventiei in situatii de urgenta. Trebuie definite aici normele de consum carburanti, lubrifianti, unsori si lichide speciale, normele de utilizare a bateriilor de acumulatori, anvelopelor si camerelor de aer si conditiile lor de aplicare. De asemenea trebuie definite normele de consum materiale pentru efectuarea lucrarilor de mentenanta in cadrul atelierelor de la nivelul unitatilor si subunitatilor.

Este necesar ca al treilea capitol sa faca precizari la domeniul de aplicabilitate a actului normativ, la prevederile legale care se abroga, la statutul anexelor actului normativ si la modalitatile de modificare, imbunatatire sau completare a acestuia.

Un sistem de mentenanta eficient presupune o sustinere financiara pe masura. Este cunoscut faptul ca unul din dezavantajele sistemului de mentenanta actual este acela al costurilor ridicate, pe langa cel al imobilizarii pe durate mari de timp. În consecinta orice descarcare a actualului sistem, in perioada urmatoare de tranzitie catre un nou sistem de mentenanta, duce la o scadere a necesarului de fonduri. În acest caz la o mentinere constanta a cotei alocate asistentei tehnice si repararii autospecialelor pragul de disponibilitate ar creste corespunzator.

7. Cercetari experimentale

7.1. Probleme generale

Dupa cum a rezultat din capitolul trei al tezei, motorul autospecialei pentru interventie in caz de incendiu este foarte solicitat din punct de vedere dinamic si termic. Drept consecinta el prezinta si cele mai frecvente defectiuni care nu pot fi remediate de catre echipaj la locul de interventie. Uzurile cele mai frecvent intalnite sunt cele ale grupului piston-cilindru, sesizabile in general prin diminuarea puterii furnizata de catre motor organelor de transmisie si propulsie.

Sunt cunoscute mai multe metode de determinare a nivelului de uzura a grupului piston-cilindru [A3, B2, G6, H1, H2, I5, M2, N3, S4]. În lucrare se propune o procedura foarte simpla de determinare a respectivului parametru, anume masurarea timpului de demaraj, cu plecarea de pe loc in treapta doua, pana la parcurgerea unui spatiu de 40 m. Respectiva masurare sta la indemana echipajului autospecialei. A fost aleasa aceasta distanta din considerentul ca pentru parcurgerea ei este necesar un timp mediu de 10-11 secunde, asa cum se va vedea la analiza si prelucrarea rezultatelor inregistrate experimental. Tot cu aceasta ocazie se va observa ca in mod practic cresterea acceleratiei autospecialei are loc in medie pe circa primele 5 secunde dupa plecarea de pe loc, dar atat timpul mentionat cat si spatiul, evident mai mic, se masoara mai greu in teren.

Demarajul trebuie sa aiba loc pe un drum asfaltat, in stare buna si cat mai orizontal cu putinta. Conditiile impuse pentru demaraje ca probe experimentale nu sunt greu de realizat in oricare unitate de pompieri. Avand in vedere ca acestea se executa pe distante foarte scurte, nu sunt prea costisitoare din punctul de vedere a consumului de carburanti. Nici marimea spatiului nu este prohibitiv.

În lucrare se va demonstra ca masurarea timpului de parcurgere a spatiului mentionat va permite formularea unei concluzii suficient de pertinenta referitoare la starea tehnica a grupului piston-cilindru. În acest scop se va face o analiza complexa a dinamicii longitudinale a autovehiculului, considerand demarajul acestuia cu plinul de apa pentru stingerea incendiilor asigurat complet sau la demarajul autospecialei goala.

Pentru o analiza completa a dinamicii longitudinale trebuie cunoscute o serie de constante ale autovehiculului precum si minimum trei fisiere care caracterizeaza parametrii de miscare in timp a acestuia. Aceste fisiere trebuie sa contina date digitale care caracterizeaza variatia in timp a:

turatiei motorului de tractiune;

pozitiei comenzii pompei de injectie;

vitezei absolute de deplasare a autovehiculului.

Pentru realizarea acestor fisiere autovehiculul a trebuit sa fie echipat cu traductoare de masurare corespunzatoare, care vor fi descrise sumar in cele ce urmeaza.

7.2 Echiparea autospecialelor pentru probe pe sosea

Traductoarele de masurare utilizate sunt plasate pe autospeciala asa cum se poate observa in Fig.7.1. Echiparea autospecialelor s-a facut cu aparatura existenta in laboratoarele Catedrei de Autovehicule Militare si Logistica din cadrul Academiei Tehnice Militare.

Pentru testari au fost utilizate doua autospeciale R12215, prima cu un rulaj de 21,421 kmEC, considerata ca avand starea tehnica buna si a doua cu un rulaj de 22,673 kmEC, relativ in aceiasi stare. Scopul unei astfel de alegeri a fost acela de a se vedea daca totusi poate fi facuta decelarea intre doua motoare care au fost solicitate aproximativ la fel. Fiecare dintre ele a fost testata in varianta goala, cand a avut masa de 12,500 kg si in varianta plina cu apa, cand a avut masa totala de 21,500 kg.

    Fig.7.1 - Dispunerea pe autospeciala a traductoarelor de masurare

Masurarea cursei cremalierei pompei de injectie s-a executat cu ajutorul unui traductor de tip potentiometric, de constructie "ruleta", amplasat pe timoneria de comanda a pompei (Fig.7.2).

Fig.7.2 - Amplasarea traductorului pentru masurarea deplasarii cremalierei pompei de injectie

Pentru masurarea vitezei absolute a fost utilizata o instalatie "roata a 5-a" (Fig.7.3). Respectiva roata a actionat un traductor de turatie, asa cum se observa in figura, identic cu cel utilizat pentru masurarea turatiei motorului.

Fig.7.3 - Dispunerea pe autospeciala a "rotii a 5-a"

Masurarea turatiei motorului s-a executat cu traductorul de turatie, actionat de cablul de antrenare a turometrului de bord (Fig.7.4).

Fig.7.4 - Conexiunea mecanica a traductorului pentru masurarea turatiei motorului

Cu precizarile de mai sus lantul de masurare utilizat are configurarea schematica din Fig.7.5.

Fig.7.5 - Configurarea de ansamblu a lantului de masurare

În Fig.7.6 este reprodusa partial dispunerea pe autospeciala a aparaturii utilizate la achizitia datelor experimentale.

Fig.7.6 - Dispunerea aparaturii de achizitie a datelor in cabina autospecialei

Elementul cel mai important al completului de masurare HOTTINGER l-a constituit puntea de masurare DMC 9012 A (Fig.7.5). Aceasta punte este echipata cu opt canale, din care doua sunt specializate pentru masurarea temperaturilor. În continuare se redau cateva caracteristici generale ale acesteia:

capacitate de memorare: 120,000 valori;

viteza maxima de masurare: 4,800-9,600 masuratori pe secunda;

sensibilitate: 3mV/V-120 mV/V;

viteza de transfer a datelor: 2,500-3,100 valori pe secunda;

datele sunt achizitionate simultan pe toate canalele utilizate;

semnalele de autocalibrare precum si cel de echilibrare sunt automate;

se cupleaza la un calculator tip MacIntosh prin interfata specializata;

este 100 % controlabila cu ajutorul calculatorului.

7.3 Planul de testari

În vederea executarii probelor experimentale a fost conceput si realizat un plan minim de testari (Tab.7.1). Partea realizata a acestuia a fost posibila dupa executarea mai multor incercari de "proba" executate pentru verificarea aparaturii precum si pentru instruirea si antrenarea personalului participant, in special a conducatorului auto.

Încercarile experimentale au fost executate pe o sosea asfaltata si orizontala. Ele au constat din demarajul complet in etajul 2, cu plecarea de pe loc. În paralel s-au executat si unele demaraje complete (probele 16-18). Plecand de la realitatea ca actualele metode si produse software pentru prelucrarea datelor experimentale nu implica un numar mare de serii dinamice, s-a recurs la un numar considerat rezonabil de date [C2, C3-4, D1, L4-7, N1, S8]. S-a avut insa in vedere ca acestea sa contina in general un numar mare de realizari.

Tab.7.1

În procesul de achizitie a datelor experimentale s-a avut in vedere ca acestea sa aiba un numar mare de realizari/proba care sa permita efectuarea unor analize cat mai complexe si mai cuprinzatoare a rezultatelor.

7.4 Caracterizarea generala a seriilor dinamice experimentale

Seriile dinamice care au rezultat in urma procesului de achizitie a datelor dupa probele din teren, nu au fost in prealabil filtrate hardware sau software, urmand ca functie de necesitati, filtrarea sa se execute software in procesul de prelucrare a rezultatelor.

În Fig.7.7 este prezentat graficul cu doua axe, a vitezei absolute a autospecialei si a spatiului parcurs in procesul de demaraj numai in etajul 2, cu plecarea de pe loc, pentru proba A1G3 (autospeciala 1, fara apa, a treia proba din seria de patru).Daca graficul spatiului este lipsit de variatii, cel al vitezei absolute contine salturi moderate, mai mari sau mai mici. Tot la fel apare si seria experimentala care contine pozitia pedalei de acceleratie si turatia motorului (Fig.7.8).

Fig.7.7 - Viteza absoluta si spatiul parcurs de autospeciala la demarajul in et. 2 (proba A1G3)

Fig.7.8 - Pozitia pedalei de acceleratie si turatia motorului (proba A1G3)

Daca se considera aceiasi serie dinamica (A1G3), dar filtrata, rezulta o situatie mai aproape de realitate. În Fig.7.9 este prezentata doar acceleratia autospecialei in procesul de demaraj.

Analiza demarajului numai in etajul 2 cu plecarea de pe loc, a scos in evidenta faptul ca viteza maxima este atinsa in circa 3-4 s in cazul autospecialei goale si in circa 4-5 s in cazul cand aceasta este plina.

Concluzia este una singura, ori procesul nu a fost corect inregistrat sau seria dinamica nu exprima realitatea. Avand in vedere experienta altor cercetatori, in final se impune o filtrare a seriilor dinamice analizate. Asupra filtrarii semnalelor se va reveni si in continuare.

Fig.7.9 - Acceleratia in procesul de demaraj (seria A1G3 filtrata)

Pe de alta parte necesitatea filtrarii este foarte bine scoasa in evidenta daca seriile experimentale sunt analizate privind existenta in compunerea acestora a unor erori grosolane.

Cu ajutorul toolbox-ul "findoutliers" din MATLAB se realizeaza o reprezentare grafica sintetica a unei serii experimentale marcand cuartilele, valoarea maxima, minima si modul de grupare al datelor [XX5]. De asemenea el permite evidentierea erorilor grosolane de masurare, asa numitele "outliers", valori a caror probabilitate de aparitie in cadrul seriei este mai mica de 0,05 %. Pe grafic, acestea se regasesc in afara intervalului cuprins intre prima si cea de-a patra cuartila.

Fig.7.10 - Erorile "outliers (grosolane)" in cazul K = 2 (proba A1G3)

Pentru exemplificare (Fig.7.10) se considera seria dinamica a vitezei absolute a probei A1G3 si pentru inceput se considera o filtrare Mitra in care numarul regresiilor este 2 (K = 2). Daca se admite ca valorile seriei care se gasesc in afara intervalului sunt erori "outliers (grosolane)", rezulta un numar a acestora de 663 din totalul celor 2048 pe care le contine seria, adica un procentaj de 32 %. Evident situatia nu poate fi considerata ca acceptabila.

Fig.7.11 - Erorile "outliers (grosolane)" in cazul K = 50 (proba A1G3)

În Fig.7.11 se prezinta rezultatul analizei cand se executa o filtrare Mitra cu K = 50, pentru aceiasi serie, situatie in care numarul erorilor grosolane s-a redus la 8 (0.39 %). În aceasta situatie numarul erorilor grosolane poate fi considerat ca acceptabil, acestea urmand a fi eliminate din seria analizata. Practic acestea sunt grupate in doua zone (zona A si zona B). În exemplul precedent, daca se considera K = 51, in seria filtrata nu mai apar erori grosolane. Concluziile prezentate mai sus se regasesc si in analiza altor serii experimentale, cu mici nuantari a valorilor. Drept urmare in cele ce urmeaza in general se vor executa filtrari cu un numar mare de regresori in cazul vitezei absolute a autospecialelor si cu un numar de regresori in cazul pozitiei pedalei de acceleratie.

În Fig.7.12 este prezentat graficul cu rezultatele analizei "findoutliers" pentru viteza absoluta a autospecialelor (demarajul in etajul 2 pentru toate cele 15 probe experimentale).

Se remarca ca in toate probele analizate valorile realizarilor nu se grupeaza numai in intervalul de incredere; acestea prezinta multe valori in afara acestui interval, chiar daca ele nu reprezinta erori grosolane (zonele marcate cu culoare rosie).

În general, procesele fizice se prezinta sub forma de colectivitati a caror realizari individuale difera de la una la alta. Aceasta diversitate este determinata de cauze multiple. Dispersia, numita si varianta, are o importanta deosebita in analiza influentei diferitilor factori asupra desfasurarii unui proces dinamic.

Fig.7.12 - Analiza "findoutliers" pentru viteza absoluta a autospecialelor

Cunoscuta sub numele de analiza a variantei (ANOVA - ANalyse Of VAriance), analiza dispersionala reprezinta o metoda de studiu a influentei factorilor care actioneaza simultan asupra unui proces oarecare; la fel ca analiza de corelatie, aceasta metoda de studiu apartine problematicii legaturilor dintre fenomene. Din punct de vedere statistic, analiza dispersionala consta in compararea mediilor unor colectivitati diferite si verificarea ipotezei statistice asupra omogenitatii acestora.

Se poate remarca ca in cazul autospecialei 2 mai multe serii experimentale au valorile incadrate in intervalul de incredere, iar dintre acestea cele mai multe sunt din grupul celor care se refera la incercarile in care autospeciala a fost plina. În cazul autospecialei 1 incadrarea rezultatelor in intervalul de incredere este mai buna tot pentru probele cand aceasta a fost plina. Trebuie remarcat ca seriile dinamice a vitezei absolute au fost in prealabil filtrate Mitra (K = 50) la probele ambelor autospeciale.

Cauza care a condus la astfel de rezultate consta in special in existenta unor vibratii mai pronuntate a autospecialei cand aceasta este goala; rezervorul de apa al acesteia reprezinta o sursa insemnata de vibratii cand este gol. Deci, privit din acest unghi, incercarile din teren ar fi bine sa fie executate cu autospeciala plina.

În Fig.7.13-7.14 se prezinta demarajul in etajul 2, cu plecarea de pe loc, a autospecialelor supuse incercarilor din teren (toate probele).

Fig.7.13 - Demarajul autospecialei 2 in etajul 2, cu plecarea de pe loc

Analiza demarajului este utila pentru determinarea valorii medii a timpului, care anterior a fost mentionat, valori care sunt utile in prelucrarile ce urmeaza. Pe de alta parte cele mentionate mai sus scot in evidenta cu pregnanta faptul ca in prelucrarea seriilor dinamice experimentale trebuie manifestata o atentie aparte filtrarii semnalelor [C2, D5, P1, R4, XX8, XX9]. Necesitatea apare atat din motive de existenta a unor "zgomote" din lantul de masurare cat si datorita unor neregularitati existente inerent in calea de rulare.

În Fig.7.15 se prezinta graficul cu valoarea acceleratiei in procesul de demaraj in etajul 2, cu plecarea de pe loc, pentru toate probele realizate (filtrate).

Fig.7.15 - Acceleratia in demarajul din etajul 2 cu plecarea de pe loc toate probele)

Din aspectarea graficului din Fig.7.15 se poate constata in primul rand o grupare satisfacatoare a rezultatelor. Apoi se observa ca acceleratiile devin practic nule (cu unele exceptii) dupa un timp de demaraj de circa 5-6 s. Valorile maxime sunt modeste, dar explicatia este simpla; autospecialele au mase mari, mai ales cand sunt pline cu apa, si au puterea specifica mica. Si in fine se constata ca valorile maxime a acceleratiilor au fost obtinute in primele 1-2 s.

Intervalele de incredere pot fi determinate si cu ajutorul toolbox-urilor polyfit si polyconf din Matlab [XX1-XX6]. Ca exemplu se alege seria dinamica A2P4 si se considera un nivel de incredere de 95 % pentru viteza absoluta a autospecialei functie de pozitia pedalei de acceleratie (Fig.7.16).

Fig.7.16 - Intervale de incredere a vitezei absolute - proba A2P4

8. Analiza rezultatelor experimentale

Prelucrarea si interpretarea rezultatelor a fost executata in mediul de programare Matlab. S-a optat pentru acest mediu de programare datorita multiplelor facilitati oferite de toolbox-urile pe care acesta le pune la dispozitie precum si pentru usurinta de reprezentare a rezultatelor sub forma grafica.

Scopul principal al analizei rezultatelor experimentale consta in a verifica calitatea si credibilitatea acestora. Trebuie avut in vedere faptul ca partea experimentala a tezei si-a propus sa valideze o metoda simpla si la indemana echipajului (unitatii de pompieri) de decelare timpurie a uzurii motoarelor prin probe de demaraj in primul etaj cu care autospeciala pleca de pe loc (etajul 2). Cum rezultatul testului implica decizii importante pe linia mentenantei motorului in cauza, este evident ca trebuie plecat de la niste serii dinamice absolut credibile. Analizele care se prezinta in continuare au tocmai un astfel de scop.

8.1 Analiza in timp a rezultatelor experimentale

Analiza in timp a rezultatelor obtinute pe cale experimentala ofera urmatoarele facilitati principale [C4, C8, G1, XX2, XX5]:

aprecieri asupra caracterului variatiei in timp a seriilor dinamice;

stabilirea valorilor unor marimi functionale ale autovehiculului si motorului, precum si a performantelor acestora;

determinarea parametrilor statistici pentru diferite marimi functionale;

stabilirea caracterului neliniar al seriilor dinamice experimentale (deci a comportarii neliniare a proceselor care au loc la functionarea autovehiculului).

Cum se cunoaste, o serie dinamica experimentala este formata dintr-o multime finita de valori discrete. În domeniul discret timpul are valori in multimea numerelor intregi (adica numar de valori: t_d =1,2,3, ): ; in domeniul continuu timpul are valori in multimea numerelor reale: .

Ca urmare si variatiile marimilor functionale pot fi reprezentate grafic in domeniul discret sau in domeniul continuu; in primul caz, pe axa absciselor poate apare timpul discret (numar valori) sau timpul continuu (de regula exprimat in secunde).

8.2 Analiza comparativa in timp a datelor experimentale

Analiza comparativa in timp a datelor experimentale permite deducerea unor concluzii privind dinamica autovehiculului in diferite situatii de utilizare, deci si in procesul de demaraj, in acest scop se apeleaza la calculul caracteristicilor statistice de un anumit ordin, din care aici se utilizeaza cele de ordinul I (care folosesc densitatea de probabilitate de ordinul I). Pe baza datelor experimentale si utilizand relatiile de calcul corespunzatoare se pot obtine caracteristicile statistice de ordinul I : media, dispersia, abaterea standard (RMS sau abaterea medie patratica), valoarea minima, valoarea maxima, norma 1, norma 2, norma infinit, etc.

Caracteristicile statistice descriu functionarea unui sistem (ansamblu, element) in prezenta unor procese aleatoare. În acest scop, o serie dinamica determinista poate fi privita ca o realizare a unui proces aleator si deci prelucrarea rezultatelor se face in mod corespunzator. Asa dupa cum se stie, pentru serii dinamice finite si discrete se pot obtine estimari a marimilor analizate.

În continuare se prezinta unele exemple cu datele experimentale obtinute la incercarile in teren a autospecialelor. Astfel, in Fig.8.1 se redau caracteristici statistice de ordinul I pentru seriile dinamice ale vitezei de deplasare, in cazul unei probe experimentale. Calculele s-au efectuat pe baza relatiilor prezentate anterior. Pentru COV ("Coefficient of Variation" - coeficientul de variatie) s-a avut in vedere ca acesta reprezinta raportul dintre abaterea standard si valoarea medie a marimii respective. Cu cat valoarea COV este mai redusa, cu atat erorile sunt si ele mai reduse, avand in vedere ca daca media patratica este mai redusa ca valoare, COV scade; influenta mediei fiind mai mica.

Fig.8.1 - Caracteristici statistice de ordinul I, viteza absoluta (proba A2G1)

Daca filtrarea Mitra a seriei dinamice a vitezei absolute este si mai intensa (de la K = 50 la K = 500), COV se reduce de la valoarea de 35.14 % (Fig.8.1) la COV = 32.58 % ; deci reducerea nu este semnificativa. Aceasta inseamna ca seria dinamica, chiar mai intens filtrata, pastreaza inca in mare masura caracteristicile sale intrinseci.

Fig.8.2 - Norma 2 a valorilor vitezei absolute, toate demarajele in etajul 2

În Fig.8.2 este prezentata valoarea normei 2 a vitezei absolute a autospecialelor pentru toate probele de demaraj in etajul 2, cu plecarea de pe loc. Este de remarcat faptul ca valorile normei 2 sunt de circa cinci ori mai mari comparativ cu cele ale vitezelor medii. Avand in vedere acest fapt rezulta ca norma 2 a vitezei precum si media acesteia ar putea fi eventual folosita ca drept criteriu a dinamicitatii autovehiculului.

8.3. Analiza de corelatie a datelor experimentale

Desi caracteristicile statistice de ordinul I se folosesc in mod frecvent, totusi acestea nu dau o imagine completa asupra caracterului procesului aleator (sau a unei serii dinamice deterministe). Doua serii dinamice experimentale pot avea aceeasi medie si aceiasi dispersie, dar caracterul lor de variatie poate fi diferit.

Pentru a caracteriza structura interna a unei serii dinamice oarecare x(t), deci pentru a aprecia legatura dintre sectiunile acesteia, se utilizeaza functia de autocorelatie, ce reprezinta o functie nealeatoare (analitica), care pentru o pereche de valori arbitrar aleasa (t₁,t₂), este egala cu speranta matematica a produsului a doua marimi aleatoare centrate, corespunzatoare celor doua sectiuni [C3, G9]:

-in care f₂(x₁,t₁;x₂,t₂) reprezinta densitatea de probabilitate de ordinul doi; functia de autocorelatie se noteaza R_xx sau R_x. Daca valorile medii sunt nule, adica exista un proces aleator centrat, atunci se obtine functia de autocovarianta C_xx.

Ca si pentru caracteristicile statistice de ordinul I, in mod similar si la cele de ordinul al II-lea se pot calcula marimile daca seriile dinamice finite sunt formate din valori discrete. Astfel, in domeniul discret functia de autocorelatie se determina cunoscand ca cele n valori ale seriei dinamice sunt dispuse la intervale de timp egale h si ca urmare ; considerand decalarea in timp , rezulta expresia functiei de autocorelatie (in care m reprezinta decalarea maxim posibila):

(8.2)

Spre exemplu, in Fig.8.3 se prezinta functia de autocorelatie pentru proba A2P2. Graficul releva o autocorelare temporala foarte buna, existand simetrii pe axa timpului discret (numar valori), iar variatiile sunt lente catre valoarea nula. Simetria pe axa timpului discret este evidentiata prin dublarea valorilor experimentale, astfel ca graficul contine atat datele curente (2048 valori), cat si cele viitoare, previzionate.

Fig.8.3 - Autocorelarea datelor din seria dinamica a vitezei absolute (proba A2P2)

Valoarea coeficientilor de autocorelatie a seriilor dinamice ale vitezei absolute a autospecialelor, serii dinamice obtinute in procesul de demaraj, cu plecarea de pe loc, in etajul 2, este unitara pentru toate probele. Acest fapt confirma o corecta instrumentare, achizitie a datelor si o corecta filtrare a lor.

De asemenea, mai trebuie precizat faptul ca existenta unor autocorelari temporale bune asigura garantia utilizarii in calcule de dinamica statistica a expresiilor functiilor de autocorelatie si a modelelor matematice stabilite, ce descriu dinamica autovehiculului.

Proprietatile statistice a doua procese aleatoare X(t) si Y(t) sunt caracterizate de functia de intercorelatie (functia de corelatie mutuala), notata R_xy(t₁,t₂), care pentru fiecare pereche de valori arbitrar aleasa a argumentelor t₁ si t₂ se determina cu ajutorul expresiei:

(8.3)

-in care x(t) si y(t) reprezinta oricare doua realizari, una a procesului aleator X(t) si cealalta a procesului Y(t), problema fiind aceeasi pentru doua serii dinamice deterministe.

Functia de intercorelatie caracterizeaza legatura statistica dintre doua procese aleatoare X(t) si Y(t) la diferite momente de timp, aflate unul fata de celalalt la departarea . Valoarea R_xy(0) caracterizeaza aceasta legatura la acelasi moment de timp. Daca procesele aleatoare X(t) si Y(t) sunt independente statistic si au valorile medii nule, atunci functia lor de intercorelatie este zero; afirmatia inversa nu este totdeauna adevarata. Aspectele sunt valabile si pentru doua serii dinamice deterministe. În mod similar, daca cele doua procese aleatoare (doua serii dinamice) au medii nule, atunci se obtine functia de intercovarianta C_xy (functia de covarianta mutuala).

Cele prezentate la functia de autocorelatie raman valabile si aici; asadar, daca graficul functiei de intercorelatie este simetric fata de originea timpului discret si tinde lent catre valoarea medie, respectiv valoarea nula, atunci exista o buna intercorelare temporala a datelor experimentale.

În Fig.8.4 este prezentat graficul care reprezinta valorile coeficientului de intercorelatie intre viteza absoluta si turatia motorului pentru toate probele de demaraj numai in etajul 2.

Fig.8.4 - Coeficientul de intercorelatie a vitezei absolute cu turatia motorului autospecialelor (toate demarajele din etajele 2)

8.4 Analiza spectrala a datelor experimentale

Analiza spectrala a datelor include analiza in frecventa, analiza de coerenta si analiza in timp-frecventa a acestora. Analiza in frecventa a datelor experimentale reprezinta o extindere a analizei seriilor dinamice experimentale. În principal ea asigura urmatoarele [G9, S7, T3]:

stabilirea componentelor armonice cu aport energetic ridicat din seriile dinamice experimentale, adica a acelor armonici care au rol important in dinamica autovehiculului (seria Fourier fiind teoretic infinita);

compararea comportarii in domeniul frecventei pentru diferite conditii de deplasare ale autovehiculului;

determinarea frecventei de esantionare in vederea stabilirii modelelor matematice ce descriu comportarea in regim dinamic in timp continuu a autovehiculului (a ecuatiilor diferentiale);

evidentierea caracterului neliniar al comportarii in regim dinamic a autovehiculului.

În mod uzual, in literatura de specialitate din domeniul autovehiculelor se utilizeaza analiza monospectrala a datelor. Deoarece in lucrarea de fata se urmareste si evidentierea neliniaritatilor care insotesc functionarea autovehiculelor, se vor aborda si probleme de analiza bispectrala a datelor.

8.4.1 Analiza monospectrala a datelor

În acest caz datele experimentale se prelucreaza prin aplicarea transformatei Fourier clasice. Prin aceasta, se adopta doua ipoteze simplificatoare: se apreciaza ca autovehiculul constituie un sistem liniar si se efectueaza analiza spectrala a seriilor dinamice experimentale considerate stationare, deci inclusiv cu spectrul de frecvente invariabil in timp. În cadrul lucrarii de fata ambele ipoteze vor fi eliminate, prima prin aplicarea analizei bispectrale, iar a doua prin utilizarea analizei in timp-frecventa.

Fig.8.5 - Spectrul de putere relativ si rezultatul filtrarii trece-jos a vitezei absolute (proba A1P3)

În Fig.8.5 a se prezinta spectrul de putere relativ (valorile curente impartite la cea maxima) pentru viteza absoluta a autospecialei la proba A1P3. Prin utilizarea toolbox-ului "magnify", in partea din dreapta a Fig.8.5 a, se prezinta un detaliu prin care s-a putut stabili mai precis frecventa de esantionare la care se obtine o plaja admisa de 3 % ; in cazul concret . Daca respectiva frecventa este mai mare nu exista nici un impediment, cu conditia sa nu apara fenomenul de "antiliassing".

8.4.2 Analiza polispectrala a datelor

În practica a fost dovedit faptul ca sistemele tehnice sunt preponderent neliniare si ca in seriile dinamice experimentale, care redau anumite procese care apar la functionarea acestora, apar inerent zgomote generate de aparatura de masurare, traductoarele incorporate etc. Din aceste motive a aparut necesitatea folosirii si a altor tehnici de investigare decat transformata Fourier clasica si anume a analizei polispectrale a datelor.

Analiza polispectrala utilizeaza momente statistice de ordin superior si consta in generalizarea autocorelatiei seriilor dinamice, prin folosirea cumulantilor, care reprezinta combinatii neliniare ale acestor momente.

Cea mai importanta consecinta a existentei unei componente neliniare in datele experimentale o constituie necesitatea ca dinamica autovehiculului sa fie descrisa si de modele matematice neliniare.

Fig.8.6 - Valorile semnalului util si a zgomotului vitezei absolute din toate probele experimentale

Fig.8.7 - Analiza zgomotelor vitezei absolute din seria dinamica A2G2

În Fig.8.7 este reprezentata analiza de detaliu a zgomotelor aferente vitezei absolute a autospecialei din seria dinamica A2G2. De remarcat ca semnalul util are o valoare mai redusa fata de datele din Fig.7.15; cauza constand in faptul ca de aceasta data seria a fost filtrata Mitra (K = 50). Se observa ca prin filtrare unele componente sunt rejectate si ca atare si semnalul util maxim isi reduce valoarea.

În Fig.8.8 se prezinta, in procente, care este ponderea componentelor neliniare din seriile experimentale ale vitezei absolute a autospecialelor, in procesul de demaraj, numai in etajul 2, cu plecarea de pe loc.

Fig.8.8 - Componentele neliniare din viteza absoluta (toate probele de demaraj in etajul 2)

9. Concluzii finale

Asa cum s-a precizat de-a lungul lucrarii mentenanta autovehiculelor de interventie, prin intreaga sa complexitate de concepte si actiuni, trebuie sa presupuna mai mult decat ceea ce se intelege in mod curent prin activitatea de "intretinere si reparatii". Studiile efectuate in acest domeniu au condus la urmatoarele concluzii finale:

in conditiile actualei crize economico-financiare mentenanta autovehiculelor de interventie a cunoscut un proces de involutie;

strategiile de mentenanta folosite in prezent urmaresc in mod special supravietuirea serviciului;

este necesara o analiza continua a mentenantei, care sa stea la baza deciziilor privind desfasurarea in viitor a acestei activitati;

conceptul de "Mentenanta bazata pe Fiabilitate" este putin cunoscut, secvente din el fiind aplicate sporadic in activitatea zilnica;

managementul mentenantei se desfasoara cu accent doar pe latura tehnica a activitatii;

strategia care poate conduce la rezultate bune in activitatea de mentenanta este cea a mentenantei bazate pe fiabilitate, care presupune actiuni sustinute pe cele patru componente:

o      tehnica, economica, resurse umane si organizationala;

o      datele privind istoricul comportarii in utilizare a autovehiculelor de interventie se evidentiaza sporadic si deseori incomplet, fara a fi centralizate si ulterior analizate;

o      costurile mentenantei nu se cunosc decat ca valoare globala; o evidenta detaliata a acestora nu exista;

o      criteriul de baza in achizitionarea autovehiculelor noi il constituie pretul, eventual unele performante tehnice si in mica masura sau de loc fiabilitatea, disponibilitatea etc;

o      nu se constituie un buget al mentenantei, astfel incat deciziile in domeniu nu au de cele mai multe ori suport economic;

o      fondurile alocate mentenantei nu sunt corect directionate, majoritatea consumandu-se in salarii si mai putin in modernizarea activitatii;

o      nu se evalueaza mentenanta prin indicatori specifici;

o      cu toate aceste vicisitudini, ca o solutie provizorie, este posibil ca actualul parc sa fie utilizat in continuare un interval scurt de timp. În acest scop in zona mentenantei sunt necesare in schimb unele masuri de natura organizatorica si tehnice;

Se poate considera ca o cauza a acestor neajunsuri o constituie lipsa de informare si pregatirea neconforma cu cerintele actuale a cadrelor de specialitate din domeniul mentenantei. Analizele efectuate au permis :

definirea a patru indicatori bugetari de calcul a eficientei activitatii de mentenanta a autovehiculelor de interventie in situatii de urgenta;

definirea unui nou nivel de mentenanta a mijloacelor destinate interventiei in situatii de urgenta;

definirea conceptului de mentenanta bazata pe fiabilitate sub patru componente: tehnic, organizational, economic si al resurselor umane;

stabilirea elementelor specifice de constituire a bazei de date in vederea determinarii fiabilitatii operationale a autovehiculelor de interventie in situatii de urgenta;

propunerea unui nou sistem de mentenanta si aplicarea strategiei de mentenanta bazata pe fiabilitate;

elaborarea unor noi acte normative pentru reglementarea activitatii de mentenanta;

stabilirea categoriilor de costuri specifice activitatii de mentenanta a autovehiculelor de interventie in situatii de urgenta;

formularea unei concluzii referitoare la posibilitatea utilizarii in continuare a actualului parc de autospeciale, in conditiile perfectionarii mentenantei preventive in special la motoarele de tractiune ale acestora.

Problemele cu care se confrunta personalul de mentenanta sunt complexe, iar dificultatea lor este accentuata de nivelul scazut al fondurilor financiare alocate acestei activitati. În prezent se incearca micsorarea cheltuielilor efectuate la nivelul ordonatorilor tertiari de credite, pe seama reducerii cheltuielilor de mentenanta. Aceasta tendinta duce treptat la scaderea coeficientului de operativitate a autovehiculelor de interventie si la cresterea riscului neindeplinirii misiunilor specifice.

Din aceste motive apreciez ca mentenanta este o problema a tuturor factorilor de raspundere din unitati, dar si din institutiile statului care sustin intr-un fel sau altul aceasta activitate si ar fi necesare urmatoarele masuri: introducerea in institutiile de invatamant postliceal si superior a disciplinei "mentenanta" si continua perfectionare a acestora acolo unde ele exista; completarea disciplinelor tehnice cu capitole actualizate privind strategiile de mentenanta a autovehiculelor; actualizarea capitolelor din disciplinele cu profil managerial si economic cu concepte privind managementul mentenantei; elaborarea si editarea de carti, manuale care sa familiarizeze personalul care isi desfasoara activitatea in domeniul autovehiculelor cu noile concepte ale mentenantei; mai buna informare a personalului de mentenanta cu probleme specifice prin cursuri postuniversitare sau de perfectionare a pregatirii; stabilirea unor obiective si strategii clare ale mentenantei autovehiculelor de interventie, pornind de la importanta indeplinirii misiunilor; demararea unui proces continuu de ameliorare a mentenantei.

Este necesar sa se stabileasca proceduri de complexitate diferita care sa permita diagnosticarea rapida si suficient de precisa a starii tehnice a autovehiculelor de interventie in situatii de urgenta. Aceste proceduri trebuie sa se execute flexibil in functie de rulaj; planificat sau atunci cand exista suspiciunea aparitiei unor defectiuni. În atentie trebuie sa se afle in primul rand motoarele de tractiune.

BIBLIOGRAFIE

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

K

L

M

N

O

P

Q

R

S

T

T

U

V

W

Z

XX