Техническое диагностирование

Структурно-следственная схема цилиндропоршневой группы двигателя как объект диагностирования (рис 6.1).

Агрегат, узел, механизм, система

Основные элементы

Структурные параметры

Характерные неисправности

Пользуясь подобной схемой, составленной на основе инженерного изучения объекта диагностирования, можно применительно к определенному перечню структурных параметров и неисправностей установить первоначальный перечень диагностических параметров и связи между теми и другими. Закономерности изменения значений диагностических параметров обусловлены изменением структурных параметров механизма

Важным этапом является отбор из выявленной исходной совокупности наиболее значимых и эффективных в использовании диагностических параметров, для чего они должны отвечать четырем основным требованиям:

· однозначности,

· стабильности,

· чувствительности

· информативности.

Требование однозначности заключается в том, что все текущие значения диагностического параметра S должны однозначно соответствовать значениям структурного параметра у в интервале изменения технического состояния механизма, агрегата (рис 6.1).

Математически это требование определяется условием dS/dy <>0, т.е отсутствием перехода от возрастания к убыванию или, наоборот, в диапазоне y_н< =y_i <=y_п.д.

Стабильность диагностического параметра определяется дисперсией его величины при многократных замерах на объектах, имеющих одно и то же значение структурного параметра (рис. 6.3). Нестабильность диагностического параметра снижает достоверность оценки технического состояния механизма с его использованием, что в некоторых случаях заставляет отказаться от быстродействующих и удобных методах диагностирования.

Чувствительность диагностического параметра определяется скоростью при изменении величины и математически описывается зависимостью dS/dy >>0 (рис. 6.4).

Рис. 6.2. Характеристика неоднозначного (/) диагностического параметра с экстремумом в точке А и однозначных параметров (убы­вающего 2 и возрастающего 3)

Рис. 6.3. Плотность распределения результатов замеров значения диагностического параметра.

Рис. 6.4. Характеристика высокочувствительного (1) и малочувствительного (2) диагностических параметров

Информативность является главным критерием, положенным в основу параметра для целей диагностирования. Она характеризуется достоверность диагноза, получаемого в результате измерения значения параметра. Количественно информативность диагностичёского параметра можно оценить через снижение неопределенности знаний о техническом состоянии объекта после использования информации по результатам диагностирования. В приведенном на рис. 6.5 примере, информативному параметру соответствует и прорыв газов в картер двигателя, а малоинформативному параметру соответствует люфт редуктора главной передачи.

Рис. 6.5. Плотность вероятности информативного (а) и малоинформативного (б) диагностических параметров для групп исправных (1) и неисправных (2) объектов

В первом случае с помощью назначения предельно допустимого значения параметра статистическим методом представляется возможным свести к минимуму ошибку второго рода и почти все поле значений параметра от номинала до предельно допустимого значения будет однозначно соответствовать исправному состоянию объекта. Во втором случае при значении диагностического параметра меньше предельно допустимого норматива такой однозначной оценки состояния объекта диагностирования дать невозможно.

Кроме указанных требований, предъявляемых к диагностическим параметрам, их качество оценивается также по затратам на диагностирование и по технологичности диагностирования, основанного на применении данного параметра. Перечисленные требования обусловливают выбор диагностичёских параметров при разработке процессов технического диагностирования.

Общий процесс технического диагностирования включает в себя (рис.6.6):

· обеспечение функционирования объекта на заданных режимах или тестовое воздействие на объект;

· улавливание и преобразование с помощью датчиков сигналов, выражающих значения диагностических параметров, их измерение;

· постановку диагноза на основании логической обработки полученной информации путем сопоставления с нормативами.

Рис 6.6 Схема процесса диагностирования.

Постановка диагноза в случае, когда приходится пользоваться одним диагностическим параметром не вызывает особых методических трудностей. Она практически сводится к сравнению измеренной величины диагностического параметра с нормативом.

Постановка диагноза, когда производится поиск неисправности у сложного механизма, системы и используется несколько диагностических параметров, существенно сложнее. Для решения задач и постановки диагноза в этом случае необходимо на основе данных о надежности объекта выявить связи между его наиболее вероятными неисправностями и используемыми диагностическими параметрам. Для этой цели в практике диагностирования автомобилей наиболее часто применяют диагностические матрицы.

Диагностическая матрица представляет собой логическую модель, описывающую связи между диагностическими параметрами и возможными неисправностями объекта.

Единица в месте пересечения строки и столбца означает возможность существования нёисправности, а ноль — отсутствие такой возможности.

Диагностические матрицы являются основой автоматизированных логических устройств, применяемых в современных средствах технического диагностирования.

Методы диагностирования автомобилей, их агрегатов и узлов характеризуются способом измерения и физической сущностью диагностических параметров, наиболее приемлёмых для использования в зависимости от задачи диагностирования и глубины постановки диагноза. В настоящее время принято выделять три основные группы методов, классифицированных в зависимости от вида диагностических параметров (рис. 6.7).

Первая группа методов базируется в основном на имитации скоростных и нагрузочных режимов работы автомобиля и определении при заданных условиях выходных параметров. Для этих целей используются стенды с беговыми барабанами или параметры определяются, непосредственно в процессе работы автомобиля на линии.

Вторая группа включает в себя методы, оценивающие по герметичности рабочих объемов степень износа цилиндропоршневой группы двигателя, работоспособность пневматического привода тормозов, плотность прилегания клапанов и другое путем создания в контролируемом объеме избыточного давления (опрессовки) или, наоборот, разрежения и в оценке интенсивности падения давления (разрежения).

Методы, оценивающие по интенсивности тепловыделения работу трения сопряженных поверхностей деталей, а также протекание процессов сгорания (например, по температуре выхлопных газов) пока не нашли широкого применения на автомобильном транспорте. Методы., оценивающие состояние узлов и систем по параметрам колебательных процессов, широко используются при создании средств технического диагностирования автомобилей и их далее можно разделить на три под вида: методы, оценивающие колебания напряжения в электрических цепях (на этой основе созданы мотор-тесторы); параметры виброакустических сигналов (получаемых при работе зубчатых зацеплений, клапанных механизмов, подшипников и т. д.); оценивающие пульсацию давления в трубопроводах (на этой основе созданы дизель-тестеры для диагностирования дизельной топливной аппаратуры).

Рис. 6.7. Классификация методов диагностирования автомобилей

Если в пробке картерного масла двигателя имеется высокое содержание свинца, это говорит об износе вкладышей шатунных и коренных подшипников,если высокое содержание железа – об износе гильз цилиндров, если высокое содержание кремния- о засорении воздушного фильтра и т. д.

Третья группа методов основывается на объективной оценке геометрических параметров в статике, что требует в целом ряде случаев при­менения динамометров для приложения к диагностируемому сопряжению стандартного усилия при определении зазора (люфта, свободного хода).

Средства технического диагностирования (СТД) представляют собой технические устройства, предназначенные для измерения текущих значений диагностических параметров. Они включают в себя в различных комбинациях _; следующие основные элементы: устройства, задающие тес­товый режим; датчики, воспринимающие диагностические параметры и преобразующие их в сигнал, удобный для обработки или непосредственного -использования; измерительное устройство и устройство отображения результатов (стрелочных приборов, цифровая индикация, экран осциллографа). Кроме того, СТД 1 может включать в себя устройства автоматизации задания и поддержания тестового режима, измерения; параметров и автоматизированное логическое устройство, осуществляющее постановку диагноза.

Результаты диагноза могут автоматически заноситься в запоминающее устройство для хранения или последующей передачи в управляющий орган.

Средства технического, диагностирования можно разделить на три вида по их взаимодействию с объектом диагностирования (автомобилем): внешние, встроенные (бортовые) и устанавливаемые на автомобиль.

Лекция №7