Пожарный автомобиль в большинстве случаев теряет работоспособность вследствие отказа одной или нескольких деталей. Около трети всех отказов за период эксплуатации автомобилей до капитального ремонта приходится на силовой агрегат и его системы (питания, сцепления, коробки передач).
В подразделениях ГПС МЧС России эксплуатируется более 14000 основных пожарных автомобилей, более 3000 специальных пожарных автомобилей и свыше 13000 единиц оперативно-служебного транспорта. Одновременно на вооружении у подразделений находится около 200 наименований пожарно-технического вооружения и аварийно-спасательного оборудования. И все это перечисленное оборудование следует содержать в надлежащем порядке, обеспечивая его надежность и нормативный срок службы.
Основным источником информации о надежности пожарной техники и оборудования на всех этапах жизненного цикла являются сведения об отказах, поэтому анализ отказов имеет исключительно важное значение для системы управления надежностью. В процессе анализа отказы классифицируют, определяют причины их возникновения, раскрывают механизм отказов и разрабатывают технические и организационные мероприятия по их предотвращению.
Классификация отказов на этапе разработки и производства приборов имеет своей целью определение факторов, которые играют доминирующую роль в выявлении причин отказов. Такими факторами могут быть конструктивные недоработки, дефекты материалов, нарушения технологического режима и установленных процедур контроля и испытаний. Причины отказов могут быть организационными и техническими. Для устранения организационных причин необходимо уточнить процедуры контроля и самоконтроля операторов, процедуры испытаний, совершенствовать технологический процесс. Для устранения технических причин следует изучить механизмы отказов с целью выработки технических мероприятий по исключению их действия.
Особое внимание при анализе отказов уделяется систематическим, или повторяющимся, отказам. Они возникают под воздействием неслучайного сочетания неблагоприятных факторов, и поэтому причины, их вызывающие, должны быть выявлены и устранены.
Методика анализа отказов предусматривает ряд последовательных действий, направленных на выявление причин и механизмов отказов. Согласно этой методике, прежде всего, проводится тщательный анализ условий возникновения отказа, при этом детально изучаются рабочие режимы.
Основные виды отказов классифицируют по:
- характеру изменения параметров объекта - постепенный, внезапный;
- связи с отказами других объектов - независимый, зависимый;
- стадии возникновения причины отказа - конструкционный, производственный, эксплуатационный, деградационный;
- устойчивости неработоспособности - самоустраняющийся, перемежающийся,
- способу обнаружения - явный, скрытый.
При постепенном отказе изменение параметра происходит без резкого скачка. Например, качество поддерживающей жидкости гирокомпаса с течением времени постепенно снижается. Такие отказы вызываются износом и старением элементов изделия, особенно изоляции токоведущих частей и подвижных электрических и механических соединений. Старение изоляции, т. е. необратимое изменение ее структурного и химического состава, происходит под действием различных эксплуатационных факторов: температуры, влажности, вибрации, электродинамических сил и др. Износ элементов подвижных электрических контактов электрических машин (коллекторов, контактных колец и щеток) вызывается механическим трением, биением рабочих поверхностей, нагревом в контакте и искрением.
Действенными способами улучшения эксплуатационных характеристик и повышения надежности пожарной и аварийно-спасательной техники являются изменение технологического процесса, применение новых материалов, внесение изменений в конструкции устройств, однако они дороги и не всегда применимы на практике. Практическое воплощение указанных методов зачастую требует специального станочного парка, который имеется лишь на больших ремонтных предприятиях. Разработка методов упрочнения уже существующих деталей может позволить добиться повышения работоспособности техники, используемой в МЧС России и снизить затраты на ее ремонт и эксплуатационные расходы. Однако определяющим фактором здесь будет являться простота практической реализации метода, эффективность и относительно низкая требовательность к оснащению оборудованием.
По данным отчетной справки «Исследования эффективности эксплуатации пожарных автомобилей, находящихся на вооружении федеральной противопожарной службы МЧС России», подготовленной ФГБУ ВНИИПО МЧС России показатели эксплуатационной надежности основных пожарных автомобилей выглядят следующим образом. Распределение отказов по частоте их возникновения приходится на следующие системы (% к общему количеству отказов ПА):
- система электрооборудования – 30 отказов или в % соотношении – 26 %; двигатель – 20 (17,4%);
- сцепление – 15 (13%);
- рулевое управление – 12 (10,4%);
- мосты – 8 (7%);
- система тормозов – 8 (7%);
- коробка передач – 8 (7%);
- топливная система – 6 (5,2%);
- коробка отбора мощности – 5 (4,4%);
- система охлаждения – 3 (2,6%).
Представленные данные показывают, что большой процент отказов приходится на нарушение работоспособности деталей двигателя, коробок передач и коробок отбора мощности и в сумме составляет 28,8 %. Поэтому улучшение качества обработки поверхностей наиболее ответственных деталей, применяемых в данных узлах пожарных автомобилей, является важной хозяйственной задачей.