Основные принципы технической диагностики автомобилей

Диагностика и управление техническим состоянием автомобилей.

Техническая эксплуатация транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования

Лекция 5

Общие сведения о технической диагностике автомобилей

Учебные вопросы:

Основные понятия и определение технической диагностики.

Организация диагностирования автомобилей.

Диагностика и управление техническим состоянием автомобилей.

Общим назначением контрольно-диагностических работ является получение информации о техническом состоянии автомобиля, его отдельных агрегатов, узлов и деталей для принятия решения по технической эксплуатации автомобиля.

Достоверная информация позволяет принимать оптимальные решения о технических воздействиях на конкретный узел и агрегат автомобиля и этим обеспечивает повышение эффективности работы технической службы и автомобильного транспорта.

Контрольно-диагностические работы составляют примерно 30 % трудоемкости ТО и вместе с регулировочными работами включают 17 – 20 % трудоемкости ТР автомобиля. Кроме того, высока трудоемкость этих работ при ремонте отдельных узлов и агрегатов. Однако важнейшим является то, что потребность в ремонте, а также в регулировочных работах ТО выявляется по результатам контрольно-диагностических работ, то есть практически весь объем технических воздействий определяется качеством этих работ. Поэтому развитие всей системы ТО и ремонта автомобилей в настоящее время направлено на совершенствование методов и средств технической диагностики.

Техническая диагностика – область знаний, изучающая и устанавливающая признаки неисправного состояния автомобиля, а также методы, принципы и оборудование, при помощи которого дается заключение о техническом состоянии узла, агрегата, системы без разборки последних и прогнозирование ресурса их исправной работы.

По ГОСТ 20911 – 89 техническое диагностирование – определение технического состояния объекта. Задачи технического диагностирования – контроль технического состояния; поиск места и определение причин отказа (неисправности).

Техническое диагностирование является эффективным средством управления надежностью машин в эксплуатации. Теоретические основы диагностирования машин заложены в научной дисциплине, называемой диагностикой. Между технической диагностикой и теорией надежности существует тесная взаимосвязь. Диагностика обеспечивает необходимую информационную базу для управления работоспособностью и надежностью машин. В свою очередь, одно из свойств надежности – ремонтопригодность – характеризует приспособленность объекта (машины и ее составных частей) к диагностированию.

Техническая диагностика автомобилей – раздел эксплуатационной науки, в котором изучаются, устанавливаются и классифицируются отказы и неисправности агрегатов и узлов и симптомы этих отказов и неисправностей, а также разрабатываются методы и средства для их выявления с целью определения необходимых профилактических и ремонтных воздействий на объект для поддержания высокого уровня его надежности и прогнозирования ресурса его исправной работы. При этом сказано, что диагностирование – это процесс определения и оценки технического состояния объекта без его разборки по совокупности обнаруженных диагностических симптомов.

В общем процессе диагностирования можно выделить три этапа. Первый этап технической диагностики заключается в анализе информации о надежности автомобилей, проведении эксплуатационных исследований процессов изменения технического состояния объектов.

На втором этапе на основании инженерного анализа определяют допустимые и предельные отклонения параметров технического состояния объектов, выбирают методы диагностирования, комплектуют диагностическую систему необходимым оборудованием, производят оценку технического состояния объекта.

Третий этап диагностирования – прогнозирование – заключается в том, что на основе закономерности изменения технического состояния предсказывают поведение объекта в будущем, делают заключение об ожидаемом ресурсе основных элементов, устанавливают периодичность их замены, регулировки и т.д.

По ГОСТ 20911 – 89 прогнозирование технического состояния – определение технического состояния объекта с заданной вероятностью на предстоящий интервал времени. Целью прогнозирования технического состояния может быть определение с заданной вероятностью интервала времени (ресурса), в течение которого сохранится работоспособное (исправное) состояние объекта или вероятности сохранения работоспособного состояния объекта на заданный интервал времени.

Прогноз определяется как вероятностное научно-обоснованное суждение о перспективах, возможных состояниях того или иного явления в будущем и (или) об альтернативных путях и сроках их осуществления.

В настоящее время разработаны несколько направлений по выявлению закономерностей изменения диагностических параметров. Под прогнозированием также понимают определение срока исправной работы автомобиля до возникновения предельного состояния, обусловленного технической документацией. При постановке диагноза определяется, сможет ли автомобиль исправно работать до очередного ТО или ремонта, то есть практически прогнозирование состоит в назначении периодичности ТО (диагностирования) или определении наработки до очередного ремонта и определении упреждающих диагностических нормативов. При этом основная задача диагностирования заключается в получении максимального эффекта по заранее выбранному критерию.

В процессе эксплуатации происходит непрерывное изменение технического состояния автотранспортных средств, их узлов, агрегатов, деталей вследствие протекания различных процессов старения (изнашивания, усталостных явлений, коррозии и т.д.). При этом происходит изменение диагностических параметров. Выявление закономерностей изменения диагностических параметров, а, следовательно, и прогнозирование технического состояния автомобиля (его узлов, агрегатов, деталей) позволит повысить эффективность его использования (позволит дать рекомендации по повышению надежности, по обоснованию диагностических параметров и нормативов, по разработке методов и средств технического диагностирования, по корректировке периодичности и номенклатуре работ по техническому обслуживанию и т.д.).

Диагностирование данного объекта (автомобиля, агрегата, механизма) осуществляют согласно алгоритму (совокупности последовательных действий), установленному технической документацией. Комплекс, включающий объект, средства и алгоритмы, образует систему диагностирования.

Объект системы диагностирования характеризуется необходимостью и возможностью диагностирования. В свою очередь, необходимость диагностирования автомобиля определяется закономерностями изменения его технического состояния и затратами на поддержание работоспособности. Возможности диагностирования обусловлены наличием внешних признаков, позволяющих определить неисправность автомобиля без его разборки, а также доступностью измерения этих признаков.

Средствами диагностирования служат специальные приборы и стенды. Они делятся на внешние (отдельные) и встроенные, являющиеся составной частью автомобиля. При диагностировании используют не только измерительные технические средства, но и субъективные возможности человека, его органы чувств, опыт, навыки; в простейших случаях используют субъективное диагностирование, а в сложных – объективное.

Системы диагностирования (рисунок 1) делятся на функциональные, когда диагностирование проводят в процессе работы объекта, и тестовые, когда при измерении диагностических параметров работу объекта воспроизводят искусственно. Различают системы универсальные, предназначенные для нескольких различных диагностических процессов, и специальные, обеспечивающие только один диагностический процесс.

Диагностические системы могут быть общие, когда объектом является изделие в целом, а назначением – определение его состояния на уровне «годно-негодно» и локальные – для диагностирования составных частей объекта (агрегатов, систем, механизмов). Кроме того, диагностические средства могут быть ручными или автоматизированными (автоматическими).

Под прогнозированием технического состояния автомобиля понимают определение срока его исправной работы до возникновения предельного состояния, обусловленного нормативно-технической документацией (стандартов, отраслевыми нормативами, заводскими инструкциями). Оценку же технического состояния объекта в прошлом (например, для выявления причины аварийного отказа, повлекшего за собой дорожно-транспортное происшествие) называют ретроспекцией (рисунок 2).

Рисунок 1 Структура разновидностей систем диагностирования

Практические задачи прогнозирования или ретроспекции решают, пользуясь известными закономерностями изменений параметров технического состояния объекта в функции наработки (пробега) путем соответственно их экстраполяции или интерполяции.

Различают диагностирование периодическое и непрерывное. Первое осуществляют через определенные периоды наработки объекта перед ТО или

ремонтом автомобиля, а второе при помощи встроенных на автомобиле диагностических средств, в процессе его эксплуатации.

Рисунок 2 Схема определения технического состояния объекта

Источник

Основные принципы технического диагностирования

Лекция N 9

ДИАГНОСТИКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ

Основные принципы технического диагностирования

Диагностика – отрасль науки, изучающая и устанавливающая признаки состояния системы, а также методы, принципы и средства, при помощи которых дается заключение о характере и существе дефектов системы без ее разборки и производится прогнозирование ресурса системы..

Техническая диагностика машин представляется собой систему методов и средств, применяемых при определении технического состояния машины без ее разборки. При помощи технической диагностики можно определять состояния отдельных деталей и сборочных единиц машин, производить поиск дефектов, вызвавших остановку или ненормальную работу машины.

На основе полученных при диагностике данных о характере разрушения деталей и сборочных единиц машины в зависимости от времени ее работы техническая диагностика позволяет прогнозировать техническое состояние машины на последующий срок работы после диагностирования.

Совокупность средств диагностирования, объекта и исполнителей, действующих по установленным алгоритмам, называется системой диагностирования.

Техническое диагностирование – это процесс определения технического состояния объекта с определенной точностью. Результатом диагностирования служит заключение о техническом состоянии объекта с указанием при необходимости места, вида и причины дефекта.

Диагностирование проводят как при ТО, так и при ремонте.

При ТО задачи диагностирования заключаются в том, чтобы установить потребность в проведении капитального или текущего ремонта машины или ее сборочных единиц; качество функционирования механизмов и систем машин; перечень работ, которые необходимо выполнить при очередном техническом обслуживании.

При ремонте машин задачи диагностирования сводятся к выявлению сборочных единиц, подлежащих восстановлению, а также оценке качества ремонтных работ.

Виды технического диагностирования классифицируют по назначению, периодичности, месту проведения, уровню специализации. В зависимости от парка машин диагностирование проводят силами эксплуатационного предприятия или на специализированных предприятиях технического сервиса.

Диагностируемый объект можно рассматривать в двух аспектах: с точки зрения структуры и способа функционирования. Каждый из аспектов имеет особенности, описываемые своей системой понятий.

Под структурой системы понимается определенная взаимосвязь, взаиморасположение составных частей (элементов), характеризующих устройство и конструкцию системы.

Параметр – качественная мера, характеризующая свойство системы, элемента или явления, в частности процесса. Значение параметра – количественная мера параметра.

Основным понятием технической диагностики, связанным со структурным аспектом, будет состояние объекта.

Свойства структуры объекта в некоторый момент времени могут быть охарактеризованы совокупностью структурных параметров x₁‘, x₂‘, … x_n‘.

Структурный параметр – качественная мера, характеризующая свойство структуры системы или ее элемента (геометрическая форма, размеры, шероховатость поверхности элементов и др.). Структурные параметры – переменные величины. При изготовлении объекта они зависят от различных технических факторов, а в период эксплуатации – от степени износа и разрушения деталей.

Для повышения степени объективности оценки на совокупность параметров структуры накладывается условие минимальности.

Совокупность параметров x₁, … x_n будет минимальной, если ни одна из этих величин не может функционально выражаться через значения других параметров, входящих в эту совокупность.

Каждый параметр минимальной совокупности может изменяться независимо от других параметров.

Помимо условия минимальности, совокупность параметров, описывающих структуру объекта, также должна удовлетворять условию полноты.

Совокупность параметров x_i будет полной, если знание их величины позволяет принимать однозначные решения о необходимом ремонте и обслуживании объекта.

Очевидно, что набор параметров x_i и их число, используемое для описания структуры объекта, будут меняться в зависимости от целевой установки при использовании диагностической информации. Так, при заводском контроле выпускаемых машин их структура будет характеризоваться набором параметров (размеры, форма, шероховатость поверхности и др.), который отличается от набора параметров при диагностике этих устройств в условиях эксплуатации (безотказность, долговечность).

Различают прямые и косвенные диагностические параметры.

Рассмотрим объект, состояние которого определяется независимыми величинами x₁, x₂, … x_n. Состояние объекта в некоторый момент времени известно, если определены значения каждой из n величин x_i. Эта задача будет также решена и в том случае, если x_i будут выражены любыми другими величинами s₁, s₂, … s_m, которые известны.

Такой косвенный процесс определения неизвестных параметров состояния и называют диагностикой. Она сводится к измерению доступных параметров диагностического сигнала s₁, s₂, … s_m и к вычислению параметров состояния с помощью известных соотношений, которые устанавливаются во время тарировки системы диагностики. Тарировка заключается в изменении в определенном порядке состояния элементов объекта и в регистрации параметров сигнала s_j.

Чтобы диагностическая задача была разрешимой, необходимо взаимно однозначное соответствие между обеими группами параметров. Практически это значит, что каждому возможному состоянию объекта должен соответствовать свой диагностический сигнал, а каждому сигналу – единственное состояние.

Определение зависимости сигнала от изменения параметров состояния объекта:

или эквивалентной ей зависимости параметров состояния от величины параметров сигнала составляет важнейший и самый трудоемкий этап разработки системы диагностики.

При оценке технического состояния различных объектов используют как субъективные, так и объективные методы диагностирования.

Субъективные методы диагностирования. К ним относятся визуальный осмотр, прощупывание, остукивание, опробование и ослушивание сборочных единиц и машины в целом.

Эти методы позволяют выявить лишь качественные отклонения состояния того или иного механизма от нормы (ослабление крепления, наличие трещин, изломов и деформаций в деталях, подтекание топлива, масла, охлаждающей жидкости и электролита, обрыв и расслоение ремней, неполнота сгорания топлива, неравномерное натяжение гусеничных полотен, попадание воздуха в гидросистему и т.д.). В практике они находят широкое применение для предварительной (ориентировочной) оценки технического состояния.

Объективные методы диагностирования дают точную количественную оценку сборочной единицы, машины. Они основаны на использовании как специальных контрольно-диагностических средств (оборудования, приборов, инструмента, приспособлений), так и устанавливаемых непосредственно на машинах или входящих в комплект инструмента машиниста.

Объективное диагностирование разделяют на прямое и косвенное.

Прямое диагностирование – это процесс определения технического состояния объекта по его структурным параметрам (зазорам в подшипниковых узлах, в клапанном механизме, в верхних и нижних головках шатунов кривошипно-шатунного механизма, биению валов, размерам деталей, доступных для непосредственного измерения, и др.).

Сборочные единицы и машину в целом диагностируют по структурным параметрам с помощью универсальных измерительных приборов: калибров, щупов, масштабной линейки, штангенциркулей, микрометров, зубометров, нормалемеров и др. Это позволяет получать точные результаты. Недостаток такого метода заключается в том, что он во многих случаях требует разборки объекта диагностирования. Последнее значительно увеличивает трудоемкость работ и нарушает приработку сопряженных поверхностей. Поэтому в практике прямое диагностирование, как правило, проводят в тех случаях, когда структурные параметры объекта диагностирования можно замерить без разборки сопряженных поверхностей.

Косвенное диагностирование – это процесс определения фактического состояния объекта диагностирования по косвенным, или, как их называют, диагностическим параметрам.

В качестве косвенных показателей используют изменение параметров рабочих процессов, структурных шумов, содержания продуктов износа в масле, мощности, расхода топлива и др.

Сам процесс диагностирования проводят с помощью манометров, вакуумметров, пьезометров, расходомеров, пневматических калибраторов, дымомеров и различных специальных приборов.

Источник

Назначение и принципы применения диагностики автомобилей

Понятие, средства и системы технического диагностирования, их классификация. Условия эффективности применения диагностирования, понятия диагностических параметров и диагностических нормативов. Методы, средства и процессы диагностирования автомобилей.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА АВТОМОБИЛЕЙ

Назначение и принципы применения диагностики автомобилей

Основные понятия о диагностике

Для повышения эффективности ТО и ремонта автомобилей требуется индивидуальная информация о их техническом состоянии до и после обслуживания или ремонта. При этом необходимо, чтобы получение указанной информации было доступным, не требовало бы разборки агрегатов и механизмов и больших затрат труда. Индивидуальная информация о скрытых и назревающих отказах позволяет предотвратить преждевременный или запоздалый ремонт и профилактику, а также проконтролировать качество выполняемых работ.

Средством получения такой информации является техническая диагностика автомобилей.

Технической диагностикой называется отрасль знаний, изучающая признаки неисправностей автомобиля, методы, средства и алгоритмы определения его технического состояния без разборки, а также технологию и организацию использования систем диагностирования в процессах технической эксплуатации подвижного состава.

Диагностированием называют процесс определения технического состояния объекта без его разборки, по внешним признакам путем измерения, величин, характеризующих его состояние и сопоставления их с нормативами. Оно обеспечивает систему ТО и ремонта автомобилей индивидуальной информацией о их техническом состоянии и, следовательно, является элементом этой системы. Диагностирование данного объекта (автомобиля, агрегата, механизма) осуществляют согласно алгоритму (совокупности последовательных действий), установленному технической документацией. Комплекс, включающий объект, средства и алгоритмы, образует систему диагностирования.

Объект системы диагностирования характеризуется необходимостью и возможностью диагностирования. В свою очередь, необходимость диагностирования автомобиля определяется закономерностями изменения его технического состояния и затратами на поддержание работоспособности. Возможности диагностирования обусловлены наличием внешних признаков, позволяющих определить неисправность автомобиля без его разборки, а также доступностью измерения этих признаков.

Системы диагностирования (рис. 4.1) делятся на функциональные, когда диагностирование проводят в процессе работы объекта, и тестовые, когда при измерении диагностических параметров работу объекта воспроизводят искусственно. Различают системы универсальные, предназначенные для нескольких различных диагностических процессов, и специальные, обеспечивающие только один диагностический процесс.

Под прогнозированием технического состояния автомобиля понимают определение срока его исправной работы до возникновения предельного состояния, обусловленного технической документацией (ГОСТами, отраслевыми нормативами, заводскими инструкциями). Оценку же технического состояния объекта в прошлом (например, для выявления причины аварийного отказа, повлекшего за собой дорожно-транспортное происшествие) называют ретроспекцией (рис. 4.2). Практические задачи прогнозирования или ретроспекции решают, пользуясь известными закономерностями изменений параметров технического состояния объекта в функции наработки (пробега) путем соответственно их экстраполяции или интерполяции.

Различают диагностирование периодическое и непрерывное. Первое осуществляют через определенные периоды наработки объекта перед ТО или ремонтом автомобиля, а второе при помощи встроенных на автомобиле диагностических средств, в процессе его эксплуатации.

Условия эффективности применения диагностирования

диагностирование автомобиль технический норматив

Эффективность применения диагностирования при различном сочетании перечисленных факторов показана на номограмме (рис. 4.3), которая построена из условия, что суммарные удельные затраты на ремонт, предупредительное обслуживание и диагностирование не превышают суммарных удельных затрат на ремонт и предупредительное обслуживание без диагностирования:

Возможность непосредственного измерения в процессе эксплуатации структурных параметров (износов, зазоров) сопряжений механизмов автомобиля без их разборки весьма ограничена. Поэтому при диагностировании пользуются косвенными признаками, отражающими техническое состояние автомобиля. Эти признаки называются диагностическими параметрами и представляют собой пригодные для измерения физические величины, связанные с параметрами технического состояния автомобиля и несущие информацию о его состоянии. Диагностическими параметрами могут быть: параметры рабочих процессов (мощности, тормозного пути, расхода топлива и др.), параметры сопутствующих процессов (вибраций, шума и т. п.) и геометрические величины (зазоры, люфты, свободные хода, биения и др.). Закономерности изменения диагностических параметров в функции наработки объекта диагностирования аналогичны закономерностям изменения параметров его технического состояния.

Для обеспечения надлежащей достоверности и экономичности диагностирования диагностические параметры должны быть чувствительны, однозначны, стабильны и информативны (рис. 4.4).

Чувствительность диагностического параметра определяется величиной его приращения при изменении параметра технического состояния

Однозначность диагностического параметра означает отсутствие экстремума в диапазоне от начального до предельного значений параметра технического состояния.

Стабильность диагностического параметра определяется вариацией его значений при многократном измерении на объектах, имеющих одну и ту же величину соответствующего структурного параметра. Ее оценивают с помощью среднеквадратичного отклонения:

Нестабильность диагностического параметра снижает его фактическую чувствительность. Поэтому для оценки тесноты связи диагностического параметра со структурным используют отношение:

Диагностические нормативы служат для количественной оценки технического состояния автомобиля. Они устанавливаются ГОСТами и руководящими техническими материалами. К диагностическим нормативам относятся: начальное, предельное и допустимое значения норматива.

Начальный норматив соответствует величине диагностического параметра новых, технически исправных объектов. В эксплуатации используют как величину, до которой необходимо довести измеренное значение параметра путем восстановительных и регулировочных операций. Начальный диагностический норматив задается технической документацией.

Для некоторых механизмов автомобиля, приборов систем зажигания и питания Ян подбирают индивидуально по максимуму экономичности в процессе диагностирования. Это позволяет наиболее полно использовать индивидуальные возможности автомобиля, различные из-за неоднородности производства. Так, например, оптимальный угол начальной установки момента зажигания для одной и той же модели автомобиля может отличаться от среднего на 3—8°. Практически это означает, что, используя в качестве норматива индивидуальное значение Ян, можно значительно повысить мощность и топливную экономичность автомобиля.

В эксплуатации предельный норматив Я„ используют для прогнозирования ресурса конкретных объектов и в случае встроенного, непрерывного диагностирования.

Допустимый норматив является основным диагностическим нормативом при периодическом диагностировании, проводимом в рамках планово-предупредительной системы ТО автомобилей. Он представляет собой ужесточенную величину предельного норматива, при которой обеспечивается заданный, или экономически оптимальный, уровень вероятности отказа на предстоящем межконтрольном пробеге. На основе допустимого норматива ставят диагноз состояния объекта и принимают решение о необходимости профилактических ремонтов или регулировок.

Источник