Содержание
Введение
1. Сущность и физические основы диагностики
2. Методы диагностирования автомобилей
3. Выбор диагностических параметров для оценки техническогосостояния. Постановка диагноза
4. Средстватехнического диагностирования автомобилей
Заключение
Списокиспользуемой литературы
Введение
По результатаммногочисленных исследований годовая производительность автомобилей к концусрока их служба снижается в 1,5 — 2 раза по сравнению с первоначальной,снижается безопасность конструкции автомобилей. За срок службы автомобилярасходы на его техническое обслуживание и ремонт превосходят первоначальную стоимостьв 5 — 7 раз. Поэтому важным направлением как при проектировании, так и приэксплуатации автомобилей является точная и достоверная прогнозная оценкаосновных показателей надежности их деталей. В данной работе рассматриваютсявопросы по диагностированию параметров и ресурсов деталей и узлов автомобилей.Техническое диагностирование является составной частью технологическихпроцессов приема, ТО и ремонта автомобилей в СТО и представляет собой процессопределения технического состояния объекта диагностирования с определеннойточностью и без его разборки и демонтажа.
1.Сущность и физические основы диагностики
Припланово-предупредительной системе ТО и ремонта автомобиль через определенныйпробег (время) в принудительном порядке подвергается профилактическимвоздействиям в установленном объеме. При этом, несмотря на корректированиережимов ТО и ремонта в зависимости от ряда факторов, индивидуальный подход ккаждому автомобилю отсутствует.
Однаконеобходимость в таком подходе есть, так как даже при работе автомобилей водинаковых условиях техническое состояние каждого из них при одной и той женаработке вследствие целого ряда причин (индивидуальные особенности автомобиля,качество вождения, ТО и т.д.) может существенно отличаться. Далеко не длякаждого автомобиля необходимы все операции, предусмотренные «жестким» объемомтого или иного вида ТО. Выполнение этих «ненужных» операций ведет, с однойстороны, к неполной реализации индивидуальных свойств автомобиля, повышениюзатрат на ТО, с другой, отнюдь не способствует улучшению его техническогосостояния. Наоборот, частые вмешательства в работу сопряжений способствуютповышенному изнашиванию сопряженных поверхностей, появлению поврежденийкрепежных соединений, нарушению герметичности соединений. Значительные потеритрудовых и материальных ресурсов связаны также с большим объемом ремонтныхвоздействий, обусловленным несвоевременным выявлением отказов.
Наиболееполное использование индивидуальных возможностей автомобиля и обеспечение наэтой основе высокой эффективности подвижного состава в процессе эксплуатацииможет быть осуществлено за счет широкого внедрения в технологический процесс ТОи ремонта диагностирования технического состояния автомобилей.
Техническаядиагностика — это отрасль знаний, исследующая технические состояния объектовдиагностирования и проявления технических состояний, разрабатывающая методы ихопределения, а также принципы построения и организацию использования системдиагностирования. Техническое диагностирование — процесс определения техническогосостояния объекта диагностирования с определенной точностью. Оно способствует:повышению надежности автомобилей за счет своевременного назначения воздействийТО или ремонта и предупреждения возникновения отказов и неисправностей;повышению долговечности агрегатов, узлов за счет сокращения количествачастичных разборок; уменьшению расхода запасных частей, эксплуатационныхматериалов и трудовых затрат на ТО и ремонт за счет проведения последних попотребности на основании данных диагностирования, проводимого, как правило,планово.
Вышеотмечалось, что техническое состояние автомобиля (агрегата, узла) определяетсязначениями его структурных параметров. Однако возможность прямого их измерениябез полной или частичной разборки автомобиля (агрегата, узла) весьмаограниченна.
Придиагностике для оценки технического состояния автомобиля (агрегата) используюттак называемые выходные процессы функционирующего механизма. Различают рабочиевыходные процессы (например, потребление или отдача мощности, расход топлива,теплообмен с внешней средой) и сопутствующие (например, шумы, вибрации,световые явления и т.д.). Каждый из выходных процессов количественнооценивается с помощью соответствующих параметров (например, отдача мощностиможет быть оценена соответствующей величиной, темпом ее нарастания). Междуструктурными параметрами и параметрами выходных процессов существуетфункциональная связь, благодаря чему по значениям последних можно достаточнополно оценить техническое состояние автомобиля (агрегата), качество егофункционирования. Номинальным значениям структурных параметров соответствуютноминальные значения параметров выходных процессов. По мере ухудшениятехнического состояния автомобиля (агрегата) параметры выходных процессов либоувеличиваются (например, вибрации, расход топлива), либо уменьшаются (давлениемасла). Предельное значение параметра выходного процесса свидетельствует онеисправном состоянии автомобиля, определяет необходимость ТО или ремонта. Знаяхарактер, темп изменения параметра выходного процесса и его предельноезначение, можно определить ресурс работы автомобиля до очередного ТО илиремонта.
Взависимости от количества информации, которую содержат параметры выходныхпроцессов, они могут быть обобщенными или частными. Первые характеризуюттехническое состояние автомобиля (агрегата) в целом (например, путь и времяразгона автомобиля до заданной скорости, расход топлива на 100 км пути и др.),частные — техническое состояние конкретного механизма, системы (например, люфтрулевого колеса, стуки в кривошипно-шатунном механизме двигателя и т.д.).
Параметрывыходных процессов в отличие от структурных, как правило, измеряютсянепосредственно на работающем автомобиле и используются для определения еготехнического состояния без разборки.
Выходные процессы,используемые для оценки технического состояния машины без ее разборки,называются диагностическими признаками, а параметры таких процессов-диагностическими параметрами. Не все выходные процессы могут служить вкачестве диагностических признаков. Для того чтобы можно было использоватьпараметр выходного процесса в качестве диагностического, он долженудовлетворять следующим требованиям:
-> бытьфункционально важным для оценки технического состояния автомобиля;
-> бытьоднозначным, т.е. должен отсутствовать его переход от возрастающей функции кубывающей (или наоборот) в зависимости от наработки автомобиля или измененияего структурного параметра от начального до предельного значения (рис. 5.2, а).Этим обеспечивается соответствие каждому значению структурного параметра Sтолько одного, вполне определенного значения параметра выходного процесса ц;
-> бытьчувствительным (информативным). Чувствительность характеризуется величиной искоростью приращения выходного параметра Дц при достаточно малом измененииструктурного параметра AS (рис. 5.2, б). Чем больше Ди. при определенномAS, тем выше чувствительность данного параметра выходного процесса;
-> обладать стабильностью примногократных измерениях, характеризующейся степенью рассеивания значенийотносительно среднего значения параметра при постоянных условиях измерения;
->обладать дифференцирующей способностью, позволяющей разделять и локализоватьнеисправности различных элементов объекта по месту их возникновения (досоставных частей элементов, до конкретного сопряжения, детали при наличиинескольких одноименных сопряжений, деталей в элементе);
->обеспечивать технологичность и экономичность, определяемые удобствомопределения параметра при диагностировании, соответствующими трудовыми иматериальными затратами.
Достоверностьрезультатов диагностирования в большой мере зависит от нагрузочного,скоростного и теплового режимов работы объекта. Поэтому с целью получениявысококачественной диагностической информации применяют соответствующиеустройства, задающие и поддерживающие оптимальные нагрузочные, скоростные итепловые режимы.
/>
2. Методы диагностирования автомобилей
Методыдиагностирования технического состояния автомобилей, агрегатов характеризуютсяфизической сущностью и способом измерения диагностических параметров, наиболееприемлемых для использования в зависимости от задачи диагностирования. Внастоящее время выделяют три основные группы методов диагностирования (рис.5.3).
/>
Методыпервой группы базируются на имитации скоростных и нагрузочных режимов работыавтомобиля, определении при заданных условиях выходных параметров и сравненииих количественных значений с эталонными. Диагностирование проводится сиспользованием стендов с беговыми барабанами или непосредственно в процессеработы автомобиля. Методы широко применяются для общей оценки техническогосостояния автомобилей и агрегатов.
К методамдиагностирования по параметрам сопутствующих процессов относятся:
-> методыдиагностирования по герметичности рабочих объемов. Сущность процессадиагностирования заключается в создании в контролируемом объеме избыточногодавления (разряжения) и в оценке интенсивности их падения. Этим методом диагностируютсяцилиндропоршневая группа двигателя, пневматические приводы тормозов и др.;
-> тепловойметод, заключающийся в определении параметров, характеризующих количествотепла, выделяемого в результате протекания процессов сгорания, работы силтрения при заданных скоростном и нагрузочном режимах. Такими параметрами могутбыть температура нагрева, скорость ее изменения. Метод может применяться длядиагностирования двигателя, агрегатов трансмиссии, подшипниковых узлов, однакоширокого применения на автотранспорте пока не нашел;
-> методыдиагностирования узлов, систем по параметрам колебательных процессов широкоиспользуются при создании средств технического диагностирования автомобилей иих можно разделить на три подвида: методы, оценивающие колебаниянапряжения в электрических цепях (на этой основе созданы мотор-тестеры); попараметрам виброакустических сигналов, получаемых при работе зубчатыхзацеплений, клапанных механизмов, подшипников и т.д.); по параметрам,оценивающим пульсацию давления в трубопроводах (на этой основе созданыдизель-тестеры для диагностирования дизельной топливной аппаратуры);
-> методы,оценивающие состояние узлов и агрегатов по физико-химическому составуотработавших эксплуатационных материалов. Например, простейшийэкспресс-анализ отработанного масла на загрязнение, спектральный анализ пробмасел, в результате проведения которого по наличию и концентрации различныххимических элементов в масле можно поставить диагноз работоспособностиотдельных узлов и сопряжений агрегата. Если в пробе картерного масла двигателяимеется высокое содержание свинца, это говорит об износе вкладышей шатунных икоренных подшипников, если высокое содержание железа — об износе гильзцилиндров, если высокое содержание кремния — о засорении воздушного фильтра и т.д.
Третья группаметодов основывается на объективной оценке геометрических параметров (зазор,люфт, свободный ход, смещение и т.д.). Метод применим, когда указанныепараметры легкодоступны для непосредственного измерения.
В настоящеевремя проводятся исследования по разработке новых и совершенствованию имеющихсяметодов диагностирования применительно к усложняющимся конструкциямавтомобилей, изменению элементной базы микроэлектроники и микропроцессорнойтехники. Один и тот же диагностический признак чаще всего может быть установленс помощью нескольких методов диагностирования. Вопрос выбора наиболеецелесообразного из них в каждом конкретном случае решается с учетом: уровняинформативности и точности, степени универсальности метода диагностирования,трудоемкости диагностирования, различных организационно-экономических факторов.
3. Выбор диагностических параметров дляоценки технического состояния. Постановка диагноза
Выбордиагностических параметров для диагностирования особенно сложных объектовявляется непростой задачей. Это связано, во-первых, с тем, что междуструктурными и диагностическими параметрами в зависимости от сложности объектамогут существовать различные взаимосвязи (рис. 5.4).
/>
Во-вторых,различные диагностические параметры в разной мере удовлетворяют изложенным вышетребованиям к параметрам выходных процессов, используемых для целейдиагностирования.
Поэтому прирешении задачи выбора диагностических параметров в сложных ситуациях сначалаопределяют возможный набор параметров. Для этого применяют построение такназываемой структурно-следственной схемы узла или механизма, представляющейсобой граф-модель, увязывающую в единое целое основные элементы механизма,характеризующие их структурные параметры, перечень характерных неисправностей,подлежащих выявлению, и набор возможных для использования диагностическихпараметров. Перечень характерных неисправностей механизма составляют на основестатистических оценок показателей его надежности. Примерструктурно-следственной схемы цилиндропоршневой группы двигателя приведен нарис. 5.5.
/>
Пользуясьподобной схемой, составленной на основе инженерного изучения объектадиагностирования, применительно к определенному перечню структурных параметрови неисправностей устанавливают первоначальный перечень диагностическихпараметров и связи между теми и другими. Затем осуществляется отбор извыявленной исходной совокупности наиболее значимых и эффективных виспользовании диагностических параметров. Для этого анализируют, в какой мереисследуемые параметры отвечают требованиям однозначности, стабильности,чувствительности, информативности. И наконец, при выборе методов, средств,разработке процессов диагностирования оценивают параметры по их технологичностии затратам на диагностирование.
Важнейшимэтапом процесса диагностирования является постановка диагноза. В зависимости отзадачи диагностирования и сложности объекта диагноз может различаться поглубине. Для общей оценки работоспособности агрегата, системы, автомобиля вцелом используются выходные параметры, на основании которых ставится общийдиагноз типа «да», «нет» («годен», «не годен»). Для определения потребности времонтно-регулировочной операции требуется более глубокий диагноз, основанныйна локализации конкретной неисправности. Постановка диагноза в случае, когдаприходится пользоваться одним диагностическим параметром, не вызывает особыхметодических трудностей. Она практически сводится к сравнению измереннойвеличины диагностического параметра с нормативом.
Постановкадиагноза, когда производится поиск неисправности у сложного механизма, системыи используются несколько диагностических параметров, значительно сложнее. Длярешения задачи постановки диагноза в этом случае необходимо на основе данных онадежности объекта выявить связи между его наиболее вероятными неисправностямии используемыми диагностическими параметрами. Для данной цели в практикедиагностирования автомобилей применяют диагностические матрицы.
Диагностическаяматрица представляет собой логическую модель, описывающую связи междудиагностическими параметрами S и возможными неисправностями А объекта (рис.5.6).
/>
Единица вместе пересечения строки и столбца означает возможность существованиянеисправности, а ноль — отсутствие такой возможности. С помощью представленнойна рисунке диагностической матрицы решается задача локализации одной из трехвозможных неисправностей объекта с помощью четырех диагностических параметров.Физический смысл решения задачи заключается в определении соответствияполученной комбинации диагностических параметров, вышедших за норматив,существованию одной из неисправностей. Так, в рассматриваемом примере имеем:неисправность А, возникает в случае одновременного выхода за норматив параметровS, и S3, неисправность А2 — параметров S, и S4,и неисправность А3 — параметров S3 и S. Диагностическиематрицы являются основой автоматизированных логических устройств, применяемых всовременных средствах технического диагностирования.
4. Средстватехнического диагностирования автомобилей
Средстватехнического диагностирования (СТД) представляют собой технические устройства,предназначенные для измерения количественных значений диагностическихпараметров. В их состав входят в различных комбинациях следующие основныеэлементы: устройства, задающие тестовый режим; датчики, воспринимающиедиагностические параметры и преобразующие их в сигнал, удобный для обработкиили непосредственного использования; измерительное устройство и устройствоотображения результатов (стрелочные приборы, цифровая индикация, экраносциллографа). Кроме того, СТД может включать в себя устройства автоматизациизадания и поддержания тестового режима, измерения параметров иавтоматизированное логическое устройство, осуществляющее постановку диагноза.
СТД по ихвзаимодействию с объектом диагностирования можно разделить на три вида (рис.5.7).
/>
ВнешниеСТД, т. е. не входящиев конструкцию автомобиля, в зависимости от их устройства и технологическогоназначения могут быть стационарными или переносными. Стационарные стендыустанавливаются на фундаменты, как правило, в специальных помещениях,оборудованных отсосом отработавших газов, вентиляцией, шумоизоляцией.Переносные приборы используются как в комплексе со стационарными стендами, таки отдельно для локализации и уточнения неисправностей на специализированныхучастках и постах ТО и ремонта.
Встроенные(бортовые) СТД включаютв себя входящие в конструкцию автомобиля датчики, устройства измерения,микропроцессоры и устройства отображения диагностической информации. Простейшиевстроенные СТД представляют собой традиционные приборы на панели (щитке) передводителем, номенклатура которых на современных автомобилях постояннорасширяется за счет введения новых СТД, особенно электронных, обеспечивающихконтроль состояния все усложняющихся элементов конструкции автомобилей. Болеесложные встроенные СТД позволяют водителю постоянно контролировать состояниеэлементов привода и рабочих механизмов тормозной системы, расход топлива,токсичность отработавших газов в процессе работы и выбирать наиболееэкономичные и безопасные режимы движения автомобиля или своевременно прекращатьдвижение при возникновении аварийной ситуации.
Наличиетаких средств позволяет своевременно выявлять наступление предотказныхсостояний и назначать проведение предупредительных воздействий по фактическомусостоянию.
Широкоеиспользование встроенных СТД на автомобилях массового выпуска ограничивается ихнадежностью и экономическими соображениями. В связи с этим в последние годыполучили распространение вместо встроенных СТД так называемые устанавливаемыеСТД (УСТД), которые отличаются от встроенных конструктивным исполнениемсредств обработки, хранения и выдачи информации, выполняемых в виде блока,который устанавливается на автомобиль периодически. Поскольку плановые изаявочные диагностирования автомобиля проводятся относительно редко, этопозволяет иметь значительно меньшее количество УСТД по сравнению совстроенными, что экономически выгоднее.
УСТДизготавливаются на базе электронных элементов. Это позволяет эффективноиспользовать ЭВМ для обработки получаемой диагностической информации отехническом состоянии автомобилей и ее дальнейшего использования для решениязадач управления производством ТО и ремонта автомобилей.
Вывод
Диагностированиезанимает важную роль в обслуживании автомобилей и решает следующие задачи:
Общая оценкатехнического состояния автомобиля и его отдельных систем, агрегатов, узлов;определение места, характера и причин возникновения дефекта; проверка иуточнение неисправностей и отказов в работе систем и агрегатов автомобиля,указанных владельцем автомобиля в процессе приема автомобиля на СТО, ТО иремонта; выдача информации о техническом состоянии автомобиля, его систем иагрегатов для управления процессами ТО и ремонта, т. е. для выбора маршрутадвижения автомобиля по производственным участкам СТО; определение готовностиавтомобиля к периодическому техническому осмотру в ГАИ; контроль качествавыполнения работ по ТО и ремонту автомобиля, его систем, механизмов иагрегатов; создание предпосылок для экономичного использования трудовых иматериальных ресурсов.
Списокиспользуемой литературы
1. БорцА.Д., Закин Я.Х., Иванов Ю.В. Диагностика технического состояния автомобиля.М.: Транспорт, 1979. – 160 с.
2. ГазарянА.А. Техническая эксплуатация, обслуживание и ремонт автотранспортных средств:Практические рекомендации и нормативная база. – М., 2000.
3. ЖердицкийН.Т., Русаков В.З., Голованов А.А. Автосервис и фирменное обслуживаниеавтомобилей: Учебное пособие. – Новочеркасск: Изд. ЮРГТУ (НПИ), 2003. – 123 с.
4. АрзамаскинаН. Маленький аспект большого Интернета. // АБС. Автомобиль и сервис, 2000. – №8. – С. 42-13.
5. http://www.rgost.ru/gost/meteorologiya-i-izmereniya/index.php?option=com_content&task=view&id=1755&Itemid=34