по параметрам рабочих процессов автомобиля можно определить
Методы диагностирования
Методы диагностирования автотранспортных средств подразделяются на субъективные и объективные. В основе субъективных методов лежат способы определения технического состояния автомобиля по выходным параметрам динамических процессов. Однако получение, анализ информации, а также принятие решения о техническом состоянии производятся с помощью органов чувств человека, что, естественно, имеет достаточно высокую погрешность.
Субъективные методы
Наибольшее распространение получили следующие субъективные методы:
Визуальный метод дает возможность обнаружить, например, следующие неисправности:
Прослушивание работы механизма позволяет обнаружить следующие неисправности:
Методом ощупывания механизма можно определить такие неисправности:
На основании логического мышления можно сделать заключение о следующих неисправностях:
Объективные методы
Объективные методы основываются на измерении и анализе информации о действительном техническом состоянии элементов автомобиля с помощью контрольно-диагностических средств и путем принятия решения по специально разработанным алгоритмам диагностирования. Применение тех или иных методов существенно зависит от целей, которые решаются в процессе технической подготовки автомобилей. Однако в связи с усложнением конструкции автомобиля, повышенными требованиями к эксплуатационным качествам, интенсивностью использования объективные методы диагностирования находят все большее применение.
Методы диагностирования автомобилей, их агрегатов и узлов характеризуются способом измерения и физической сущностью диагностических параметров, наиболее приемлемых для использования в зависимости от задачи диагностирования и глубины постановки диагноза.
В настоящее время принято выделять три основные группы методов, классифицированных по виду диагностических параметров.
Методы I группы базируются 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. Методы диагностирования по параметрам эксплуатационных свойств дают общую информацию о техническом состоянии автомобиля. Они позволяют оценить основные эксплуатационные качества автомобиля:
Методы II группы базируются на объективной оценке геометрических параметров в статике и основаны на измерении значения этих параметров или зазоров, определяющих взаимное расположение деталей и механизмов. Проводят такое диагностирование в случае, когда измерить эти параметры можно без разборки сопряжений трущихся деталей. Структурными параметрами могут быть зазоры в подшипниковых узлах, клапанном механизме, кривошипно-шатунной и поршневой группах двигателя, шкворневом соединении колесного узла, рулевом управлении, углы установки передних колес и др. Диагностирование по структурным параметрам производится с помощью измерительных инструментов: щупов, линеек, штангенциркулей, нутромеров, индикаторов часового типа, отвесов, а также специальных устройств. Преимущество методов этой группы — возможность постановки точных диагнозов, простота средств измерения, а недостатки — большая трудоемкость, малая технологичность.
К III группе относятся методы, оценивающие параметры сопутствующих процессов. Например, герметичность рабочих объемов оценивается при обнаружении и количественной оценке утечек газов или жидкостей из рабочих объемов, узлов и агрегатов автомобиля. К таким рабочим объемам можно отнести:
По интенсивности тепловыделения можно оценить работу трения сопряженных поверхностей деталей, качество процессов сгорания (например, по температуре отработавших газов), однако такие методы пока не нашли широкого применения.
При создании средств технического диагностирования транспортных средств широко используются также методы, оценивающие состояние узлов и систем по параметрам колебательных процессов. Их можно разделить на три подвида:
Методы, с помощью которых оцениваются колебания напряжения в электрических цепях, используются для диагностирования системы зажигания двигателя по характерным осциллограммам напряжений в первичной и вторичной цепях. Осциллографом отображаются процессы, протекающие в первичной и вторичной цепях системы зажигания за время между последовательными искровыми разрядами в цилиндрах, для визуального исследования. Участки осциллограмм содержат информацию о состоянии системы зажигания. По осциллограмме первичного напряжения непосредственно измеряют угол замкнутого состояния контактов. По напряжению искрового разряда осциллограммы вторичного напряжения определяют состояние зазора свечи. Сравнивая полученные осциллограммы с эталонными, выявляют характерные неисправности проверяемой системы зажигания.
Виброакустические методы используются для измерения низко- и высокочастотных колебаний систем и элементов транспортных средств.
Одним из таких методов является диагностирование по периодически повторяющимся рабочим процессам или циклам. Суть данного метода заключается в следующем. Рабочие процессы впуска, сжатия, сгорания и выпуска, изменение давления в топливных трубопроводах высокого давления, колебательные процессы в системе зажигания и другие часто повторяются. Так как закономерности изменения параметров рабочих процессов во всех периодах идентичны, то для диагностирования достаточно изучить параметры одного цикла. Для этого с помощью специальных преобразователей параметры одного цикла задерживают, разворачивают во времени и выводят на регистрирующий или показывающий прибор.
Определенное место занимают методы, оценивающие по физико-химическому составу отработавших эксплуатационных материалов состояние узлов и агрегатов и отклонения от их нормального функционирования, например анализ отработанного масла, анализ отработавших газов и т.п. Диагностирование по составу масла производится путем анализа его проб, взятых из картера двигателя с целью определения количественного содержания продуктов износа деталей, а также наличия загрязнений и примесей. Концентрации железа, алюминия, кремния, хрома, меди, свинца, олова и других элементов в масле позволяют судить о скорости изнашивания деталей. По изменению концентрации железа в масле можно судить о скорости изнашивания гильзы цилиндров, шеек коленчатого вала, поршневых колец. По изменению концентрации алюминия судят о скорости изнашивания поршней и других деталей. Содержание почвенной пыли характеризует состояние воздушных фильтров и герметичность тракта подачи воздуха в цилиндр двигателя.
6 Техническая диагностика автомобиля
Основным источником достоверной информации о техническом состоянии каждого отдельно взятого автотранспортного средства является технический контроль, включающий осмотр и инструментальное диагностирование.
В соответствии с принятой терминологией под техническим контролем в сфере производства понимается проверка соответствия продукции установленным техническим требованиям (соответствие технического состояния автотранспортного средства нормативно-технической документации и законодательным нормам).
Техническая диагностика — отрасль знаний, изучающая и устанавливающая признаки неисправностей составных частей объектов, разрабатывающая методы и средства, с помощью которых дается заключение (ставится диагноз) о техническом состоянии объектов диагностирования, а также принципах построения и организации использования систем диагностирования.
Техническое состояние — совокупность подверженных изменению в процессе производства или эксплуатации свойств объекта, характеризуемая в определенный момент признаками и параметрами состояния, установленными технической документацией на этот объект.
Объект диагностирования — изделие (транспортное средство) и его составляющие, подвергаемые диагностированию.
Техническое диагностирование — процесс определения технического состояния объекта диагностирования с требуемой точностью.
Результатом диагностирования является диагноз — заключение о техническом состоянии объекта с указанием при необходимости места, вида и причины дефекта.
Средства и объекты диагностирования, подготовленные к проверке параметров состояния или осуществляющие ее по правилам, установленным соответствующей документацией, называются системой технического диагностирования.
Таким образом, различают понятие диагностики как отрасли знаний и как области практической деятельности. В первом случае используется термин «техническая диагностика», во втором — «техническое диагностирование».
Важнейшее требование к диагностированию — возможность оценки состояния объекта без его разборки.
Диагностика решает задачи трех типов по определению состояния объектов диагностирования:
Задачи первого типа относят к технической диагностике, второго — к технической прогностике (или, как чаще говорят, к техническому прогнозированию), третьего — к технической генетике.
Вопросы для самостоятельного контроля
Основными задачами диагностики применительно к автомобилям являются:
Диагностирование является более совершенной формой проведения контрольных работ. От традиционных контрольных осмотров, выполняемых на автотранспортных предприятиях (АТП) в основном субъективными методами с привлечением в качестве экспертов наиболее квалифицированных механиков и ремонтных рабочих, диагностирование отличается:
Возникновение потребности в объективной и достоверной информации, получаемой инструментальными методами контроля, объясняется действием на автомобильном транспорте двух важных факторов — усложнения автомобильной техники и стремления обеспечить поддержание работоспособности автомобилей в условиях низкой обеспеченности квалифицированными кадрами.
Приборные методы
Наряду с органолептическими методами при техническом диагностировании используются приборные методы, позволяющие получить количественную оценку измеряемого параметра. Диагностирование с применением приборов основано на получении информации в виде электрических, световых, звуковых сигналов, отображающих изменение состояния объекта. В зависимости от физической природы измеряемых параметров различают:
Классификация диагностических приборов может быть проведена по следующим признакам: цифровые и аналоговые, показывающие и сигнализирующие, универсальные и специализированные, стационарные и переносные и др.
Однако, все средства технического диагностирования, используемых для диагностики механического оборудования, по уровню решаемых задач и приборной реализации можно разделить на: портативные, анализаторы и встроенные системы.
Портативные средства технического диагностирования реализуют измерение одного или нескольких диагностических параметров, характеризуются малыми габаритами и отсутствием обмена данных с компьютерными системами (рисунок 40). К их преимуществам относятся: быстрота процесса измерения, простое обслуживание и управление, оперативное и наглядное получение информации в виде одиночного результата, низкая стоимость. Область применения – оперативный контроль технического состояния оборудования работниками ремонтных служб и технологическим персоналом.
Рисунок 40 – Портативные приборы: а) электронный стетоскоп; б) виброметр; в) тахометр; г) пирометр
Анализаторы позволяют выполнить не только измерение, но и детальный анализ диагностических параметров. На основании полученной информации проводится обнаружение повреждений на ранней стадии развития. Среди данного класса средств технического диагностирования необходимо выделить спектроанализаторы вибрации, тепловизоры, анализаторы напряжения (рисунок 41). Переносной прибор выступает в роли мобильного устройства для сбора и предварительного анализа данных, а компьютер и программное обеспечение позволяет проводить более глубокие исследования на основе анализа трендов и экспертных систем. Применение анализаторов оправдано при специализации процессов контроля, высокой квалификации специалистов, необходимости обеспечения качества проводимых измерений. Область применения – специализированные подразделения промышленных предприятий по экспертизе технического состояния, наладке механического оборудования.
Рисунок 41 – Анализаторы: а) анализатор вибрации 795М; б) анализатор вибрации СД-21; в) тепловизор «SAT HY-6800»; г) тепловизор FLIF TG165
Встроенные системы используются при необходимости постоянного контроля технического состояния оборудования. Основные задачи: защита оборудования от ненормативных режимов работы, мониторинг технического состояния, диагностирование состояния оборудования, использование комплекса диагностических параметров (рисунок 42). Основные направления развития: контроль комплекса диагностических параметров; использование персональных компьютеров при обработке однотипной информации; блочный принцип построения; универсальность.
Рисунок 42 – Структурная схема стационарной системы контроля вибрационных параметров
В случае контроля одного параметра (обычно вибрации), устанавливается блок контроля, измеряющий и сравнивающий текущее и заданное значение параметра. При превышении заданного уровня включается звуковая или световая сигнализация; возможна остановка оборудования.
Если количество точек возрастает, их контроль однотипен и выполняется по определённой программе, наиболее целесообразным является соединение измерительной (датчики, линии связи, предусилители) и вычислительной (персональный компьютер) систем. При одновременном контроле нескольких взаимодополняющих параметров по одному агрегату используют блочный принцип, основанный на единой элементной базе и конструкторском решении. Наиболее характерно данное построение для механизмов роторного типа. Контролируемые диагностические параметры: параметры вибрации корпусов подшипников, биения вала, орбита движения вала, частота вращения, температура смазочного материала. Сигнализирующая система встроенного контроля предполагает участие оператора и дополнительный спектральный анализ для точной постановки диагноза.
Использование стационарной системы контроля для защиты оборудования от превышения нормативных параметров работы обосновано лишь в случае недоступности оборудования для осмотра.
Высокая стоимость – один из недостатков встроенных систем, определяется не только стоимостью аппаратной части, но и затратами на поддержание системы в работоспособном состоянии. Это ограничивает объём использования встроенных систем 10% эксплуатируемого оборудования.
Диагностика двигателя и электронных компонентов
Проверка работы двигателя и сопутствующих электронных систем управления на предмет нестабильной работы. При проблемах с запуском двигателя, на холостых оборотах, при завышенном расходе топлива или снижении динамики разгона необходима диагностика. Современные силовые установки — это сложный механизм, в котором неисправности могут выстраиваться в отдельные цепочки и влиять друг на друга. Только опытный диагност может точно определить и устранить неисправность, не затягивая ремонт автомобиля.
Диагностические параметры
При решении практических задач технической диагностики при эксплуатации непосредственно измерить некоторые структурные параметры часто бывает невозможно, так как для этого необходимо произвести разборку машины. Поэтому в процессе диагностирования используют диагностические параметры-показатели, измерение которых не требует разборки оборудования или сборочной единицы. Диагностические параметры, используемые для оценки технического состояния машин, подразделяются на несколько типов.
Интегральныедиагностические параметры характеризуют техническое состояние группы элементов (например, давление в гидросистеме).
Простыепараметры связаны с техническим состоянием одного элемента (например, геометрический размер).
Единичныминазывают диагностические параметры, которые не могут быть разделены на несколько составляющих с помощью простых алгебраических действий.
Комплексныепараметры представляют собой совокупность нескольких простых параметров. Объединение нескольких простых параметров в один комплексный производится для сокращения количества контролируемых факторов при экспериментальных исследованиях. Комплексные и единичные параметры могут быть как интегральными, так и простыми.
Прямыедиагностические параметры непосредственно характеризуют техническое состояние объекта. К этой группе параметров относятся геометрические параметры технического состояния, а также ряд параметров рабочих процессов (например, зазор, давление в гидросистеме и пр.).
Косвенные диагностические параметры связаны с соответствующими параметрами технического состояния функциональной зависимостью и характеризуют изменение технического состояния объекта (системы) косвенным образом. Существенным недостатком косвенных диагностических параметров является то, что они вносят дополнительную погрешность в результаты диагностирования, обусловленную искажением сигнала в процессе формирования диагностического параметра.
Косвенные диагностические параметры, как правило, носят широкий информационный характер, так как формируются под действием изменения целого ряда (а не одного) параметров технического состояния.
К косвенным относят параметры сопутствующих процессов и ряд параметров рабочих процессов (например, состав выхлопных газов). При подборе диагностических параметров целесообразно отдавать предпочтение прямым параметрам, что обеспечивает большую точность диагностирования. Однако измерение прямых диагностических параметров в большинстве случаев требует частичной разборки машины. Чтобы избежать этого, приходится для оценки технического состояния использовать косвенные диагностические параметры.
Геометрические диагностические параметры характеризуют геометрические размеры элементов диагностируемого объекта и связи между ними. Примерами геометрических диагностических параметров являются зазоры, несоосность, люфт.
Диагностическиепараметры рабочих процессов характеризуют функционирование основных элементов объекта диагностирования. Эти параметры являются широко информативными и характеризуют общее состояние объекта. Примерами диагностических параметров рабочих процессов являются величина тормозного пути, мощность двигателя, состав отработанных газов и пр.
Диагностические параметры сопутствующих процессов являются косвенными показателями технического состояния объекта и отличаются невысокой точностью. Эти параметры широко информативные. В группу этих параметров входят виброакустические параметры, показатели теплового состояния механизма и пр.
В зависимости от характера проявления изменения технического состояния, возможных последствий отказа и применяемой аппаратуры различают диагностические параметры, измеряемые дискретно и непрерывно. Оценку диагностических параметров, измеряемых дискретно, проводят с помощью переносных и стационарных средств (микрометров, газоанализаторов), устанавливаемых на передвижных диагностических станциях или стационарных постах.
Оценку диагностических параметров, измеряемых непрерывно, производят с помощью встроенных диагностических средств (датчиков, манометров).
Методы и средства технического диагностирования
Для оценки диагностических признаков и заключения о техническом состоянии оборудования используют различные методы.
Методы диагностирования классифицируют в зависимости от характера и физической сущности распознаваемых признаков и измеряемых параметров технического состояния объектов.
Акустические методы технического диагностирования, основаны на измерении амплитуды и частоты звуковых колебаний, излучаемых объектом в процессе работы. Изменение технического состояния элементов машин в процессе работы — увеличение зазоров в сопряжениях, изменение нагрузочного, скоростного и теплового режимов работы деталей вследствие их изнашивания, старения, коррозии вызывает соответствующие изменения параметров звуковых колебаний. Сопоставляя эмпирические значения звуковых сигналов с эталонными, можно судить о техническом состоянии объекта в данный момент времени и прогнозировать его изменение на некоторый период.
Поскольку в формировании звукового потока участвуют практически все подвижные объекта диагностирования, акустические методы позволяют оценить техническое состояние большинства основных элементов по величинам излучаемых ими звуковых сигналов. Основная сложность при этом состоит в выделении определенного сигнала из общего спектра и распознавании его принадлежности тому или иному элементу машины. Для оценки звукового сигнала (выделения его из общего спектра и измерения) используют специальную аппаратуру — спектрометры, шумомеры, осцилографы.
Акустические методы диагностирования применяют в основном для оценки технического состояния элементов, силовых уста-новок, механических и гидромеханических передач.
Виброметрическиеметоды основаны на измерении параметров вибрации объекта диагностирования. Уровень вибрации объекта в процессе работы определяют техническим состоянием его основных элементов: размерами зазоров в сопряжениях, износом деталей. Поэтому, измеряя параметры вибрации (частоту, амплитуду, ускорение) и сравнивая их с эталонными значениями, можно оценивать техническое состояние объекта диагностирования в данный момент времени и прогнозировать его изменение на некоторый период.
Рис.21. Блок-схема виброметрической аппаратуры.
Приведенная на рис.21 блок-схема иллюстрирует устройство и принцип действия виброметрической аппаратуры. Установленный непосредственно на поверхности объекта датчик 1 регистрирует механические вибрационные колебания и передает соответствующие электрические сигналы на усилитель-анализатор 2. Каскад электронных интеграторов обеспечивает измерение амплитуды, скорости и ускорения механических колебаний. Набор частотных фильтров 3 позволяет настраивать прибор на соответствующий рабочий частотный диапазон. Кроме того, фильтры служат для подавления помех, обусловленных низко- и высокочастотными шумами. Запись сигнала производят с помощью самописца 4 или какого-либо другого регистрирующего прибора (например, измерительного магнитофона), подключаемого на его место.
Поскольку параметры вибрации, используемые в качестве диагностических, являются широко информативными и формируются под воздействием большого количества элементов объекта, основной сложностью при диагностировании виброметрическими методами является, как и в предыдущем случае, распознавание принадлежности сигнала определенному элементу.
Виброметрические методы используют для диагностирования элементов силовых установок, механических и гидромеханических передач.
Методы технического диагностирования по составу масел наиболее универсальны и широко применяются для экспресс-оценки состояния двигателей, элементов трансмиссии, гидравлических систем управления, а также смазочных материалов и рабочих жидкостей.
Основными диагностическими параметрами в этих случаях являются концентрация, дисперсионный и элементарный составы механических примесей, кинематическая вязкость масла, кислотное и щелочное числа, а также содержание в масле воды.
Для анализа содержания механических примесей в масле используют химический, спектральный, радиометрический, активационный и оптико-физические методы.
Функциональные методы диагностирования основаны на измерении косвенных параметров объекта, характеризующих техническое состояние его элементов через уровень функционирования. В зависимости от характера распознаваемых признаков изменения технического состояния объекта диагностирование функциональными методами может производиться по мощностным и технико-экономическим показателям, тепловому состоянию, герметичности рабочих объемов, тормозному пути.
Метод оценки технического состояния машин по мощностным и технико-экономическим показателям используют как для общего, так и для углубленного поэлементного диагностирования. В основе метода лежат зависимости эффективности использования машины от технического состояния ее основных элементов. В качестве диагностических параметров в этом случае используют эффективную мощность двигателя, силу тяги, рабочую скорость, грузоподъемность. В зависимости от характера измеряемых диагностических параметров подбирают соответствующее диагностическое оборудование.
Методы диагностирования машин по тепловому состоянию и герметичности рабочих объемов имеют более узкую область применения. Их в основном используют для оценки технического состояния элементов двигателей и гидросистем.
Поскольку ни один из перечисленных методов не позволяет произвести полную оценку технического состояния машины, при углубленном техническом диагностировании часто используют комбинированные виброакустические методы и совокупность функциональных методов.
Средства технической диагностики оборудования для различных методов диагностики приведены в табл.5.
Служба технической диагностики
В основу организации технической диагностики оборудования должен быть положен принцип специализации и разделения труда, когда диагностирование проводится не мастерами и слесарями, занимающимися ремонтом, а специальной службой технической диагностики, в которой должны быть заняты специально подготовленные кадры с современными контрольно-измерительными приборами и оборудованием для проверки технического состояния оборудования, что обеспечивает более высокую производительность и качество диагностических работ.
Таблица 6.Методы и средства технической диагностики оборудования.
Для выполнения работ по диагностированию служба технической диагностики имеет в своем распоряжении стационарные средства диагностирования, сосредоточенные на специализированном участке диагностики или непосредственно на участке технического обслуживания.
Службой технической диагностики руководит инженер-диагност, который в своей работе подчиняется главному механику. Инженер-диагност обязан:
— составлять план-график диагностирования оборудования и обеспечивать своевременное его выполнение;
— проводить анализ результатов диагностирования;
— составлять график технического обслуживания диагностического оборудования и следить за его выполнением;
— следить за своевременным составлением и обеспечением мастеров бланками диагностических карт;
— вести отчетно-учетную документацию.
Основным документом при диагностировании является диагностическая карта, в которой фиксируются результаты диагноза, дается заключение о необходимом объеме и содержании работ по техническому обслуживанию и ремонту.
В диагностической карте отмечают номинальные и допустимые величины основных параметров технического состояния сборочных единиц оборудования, а также результаты замеров при диагностировании и после регулировки.
При проведении ТО и ремонта диагностическая карта служит документом для проведения соответствующего объема работ по ТО и ремонту оборудования.
Записанные в карте величины показателей используют для прогнозирования технического состояния сборочных единиц и определения их остаточного ресурса.
Раздел VI.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет