Диагностирование параметров автомобиля

Назначение работ  ЕО (ежедневного обслуживания) – проверка технического состояния автомобиля и его заправка, чтобы исключить остановку автомобиля в неисправном состоянии, а так же обеспечение надлежащего внешнего вида и чистоты салона автомобиля.  
Работы ЕО делятся на 3 группы: 
1. Контрольно-диагностические; 
2. Заправочные, смазочные, очистительные; 
3. Уборочно-моечные; 
Работы ЕО служат для максимально возможного снижения отказов. Особое значение при ЕО имеет контроль технического состояния агрегатов и систем, обеспечивающих безопасность движения автомобиля. 
Уборочно-моечные работы (0,2 – 1 чел/ч). Необходимо внедрение механизации моечных работ. Следует минимизировать расход воды (200 – 250 л на легковой автомобиль, давление 1,5 МПа). Снижение расхода достигается механическим воздействием на поверхность автомобиля, а так же применением синтетических моющих средств и увеличением давления воды. Строительство очистных сооружений и систем оборотного использования воды (только на крупных предприятиях) снижает расход чистой воды в 10 раз. Качество УМР оказывает большое влияние на сохранение лакокрасочных и других покрытий внешних поверхностей и внутренней обивки автомобиля. На чистом автомобиле легче выявить места, повреждённые коррозией в начальной фазе, обнаружить неисправности в отсеке двигателя и, особенно, снизу автомобиля, а так же более качественно провести крепёжные, регулировочные и другие работы ТО. 
Контрольно-диагностические работы ЕО предназначены для исключения отказов и аварийного изнашивания деталей при эксплуатации. 
Заправочные работы должны гарантировать нормальную работу автомобиля в поездке, обеспечивая наличие топлива, масла, охлаждающей жидкости и др. эксплуатационных жидкостей в бочках и картерах агрегата. 
К техническому состоянию автомобиля при выезде предъявляются требования, изложенные в ПДД, правилах технической эксплуатации подвижного состава автомобильного транспорта, в инструкциях завода-изготовителя. Проверка соответствия этим требованиям определяет содержание и технологию контрольно-диагностических, заправочных и смазочных работ ЕО каждой модели автомобиля. Контрольные работы начинают с наружного осмотра автомобиля, его кузова, моторного отсека, салона и места водителя.

Перечень контрольных  операций ЕО.

 
Проверка снаружи автомобиля: 
1. Шины – давление воздуха в них (допускается разница не более 0,2 кг/см3), отсутствие механических повреждений, степень износа; 
2. Затяжка гаек крепления колёс (контролируется динамометрическим ключом); 
3. Исправность приборов световой сигнализации; 
4. Отсутствие следов подтекания масла, топлива и технических жидкостей; 
5. Комплектность съёмных деталей (щётки стеклоочистителя, наружные зеркала и т.д.) 
6. Целостность стёкол, кузова, рассеивателей, фар и фонарей; 
7. Наличие и состояние номерных знаков; 
8. Состояние лакокрасочного покрытия автомобиля; 
В моторном отсеке проверяется: 
1. Уровень масла в двигателе (недопустим недолив или перелив); 
2. Уровень охлаждающей жидкости в расширительном бачке; 
3. Уровень масла в бачке усилители рулевого управления; 
4. Уровень тормозной жидкости в бачке тормозов и сцепления; 
5. Наличие жидкости в бачке стеклоомывателя; 
6. Состояние АКБ (при наличии индикаторов её крепления, а так же крепления клемм); 
7. Состояние ремня привода вспомогательных агрегатов; 
8. Состояние защитных чехлов карданных передач и рулевого управления; 
9. Состояние опорных подушек силового агрегата. 
В салоне проверяется: 
1. Величину люфта рулевого управления в положении «прямо», отсутствие стуков при вращении; 
2. Величину свободного хода педали тормоза и работоспособность усилителя тормозов; 
3. Величину хода рычага стояночного тормоза (если щелчков больше 8, то необходимо регулировать); 
4. Величину хода педали сцепления; 
5. Исправность звукового сигнала;  
6. Исправность контрольно-измерительных приборов; 
7. Исправность стеклоочистителя и стеклоомывателя; 
8. Регулировку зеркал заднего вида; 
9. Исправность замков ремней безопасности; 
10. Исправность регулировок сидения водителя; 
11. Исправность замков дверей; 
12. Уровень топлива в баке; 
13. Состояние запасного колеса, аптечки, знака аварийной остановки, огнетушителя; 
14. Исправность приборов освещения и сигнализации. 
При ЕО контрольные приборы, оборудование, приспособления, стенды экспресс-диагностики используют только по потребности, если у водителя появляется ощущение неисправности. Для уменьшения вероятности отказа автомобиля и предотвращения ДТП не допускается выезд со следующими неисправностями систем и агрегатов автомобиля: 
Двигатель: 
1. Затрудненный пуск, неустойчивая работа на холостом ходу; 
2. Стуки в подшипниках и клапанах; 
3. Подтекание топлива, масла и жидкостей; 
4. Пропуск газов в системе выпуска; 
5. Пониженное давление масла и наличие воды в масле. 
Трансмиссия: 
1. Пробуксовка или неполное выключение сцепления; 
2. Затруднённое включение или самовыключение передачи; 
3. Повышенные люфты в шарнирах и опорном подшипнике карданной передачи; 
4. Деформация карданного вала; 
5. Ненормальный шум и вибрация в агрегатах; 
6. Подтекание масла из агрегатов и их повышенный нагрев. 
Тормозная система: 
1. Снижение эффективности срабатывания тормозов; 
2. Неравномерность действия тормозных механизмов; 
3. Утечка тормозной жидкости; 
4. Повышенное усилие на педали тормоза и увеличенный свободный ход. 
Рулевое управление: 
1. Повышенный люфт; 
2. Тупой ход и заедание; 
3. Ослабление крепления; 
4. Повреждение руля и деталей рулевого привода; 
5. Неисправность усилителя руля. 
Ходовая часть: 
1. Трещины и повреждения рессор и пружин; 
2. Нарушение узлов установки передних колёс; 
3. Низкое давление в шинах, их износ, повреждение; 
4. Ненадёжное крепление колёс. 
Электрооборудование: 
1. Неисправен генератор; 
2. Неисправен стартер; 
3. Перебои в зажигании; 
4. Неотрегулированы фары; 
5. Неисправна проводка; 
6. Установлены несоответствующие предохранители.

 

 

 

Диагностические параметры и их характеристики

 

Одним из путей повышения  эксплуатационной надежности машин  является использование технического диагностирования.

Для оценки технического состояния  объекта необходимо определить текущее  значение структурного параметра и  сравнить это значение с нормативным. Однако структурные параметры в большинстве случаев не поддаются измерению без разборки узла или агрегата. Конечно, только ради получения информации об уровне технического состояния никто не будет разбирать исправный агрегат или узел, так как это связано, во-первых, с значительными трудовыми затратами, и, во-вторых, что главное, каждая разборка и нарушение взаимного положения приработавшихся деталей приводят к сокращению остаточного ресурса на 30–40% (см. рис. 1).

 

Рисунок 1 – Кривая изменения  интенсивности изнашивания двух сопряженных деталей: 1 – без разборки; 2 – после разборки; I – зона приработки; II – зона нормальной работы; III – зона интенсивного изнашивания; ∆l_р – снижение ресурса из-за разборки

 

Для этого при диагностировании о значениях структурных показателей  судят по косвенным, диагностическим  признакам, качественной мерой которых являются диагностические параметры. Таким образом, диагностический параметр – это качественная мера проявления технического состояния автомобиля, его агрегата и узла по косвенному признаку, определение количественного значения которого возможно без их разборки. Между структурными (у) и диагностическими (S) параметрами в зависимости от сложности объекта могут существовать различные взаимосвязи (рис. 2).

 

Рисунок 2 – Возможные  связи между структурными и диагностическими параметрами: с – единичные; б – множественные; в-неопределенные; г – комбинированные

 

Для определения в сложных  случаях возможного набора диагностических  параметров и выбора из них наиболее удобных для использования применяют  построение структурно-следственной схемы узла или механизма. Структурно-следственная схема представляет собой граф-модель, увязывающую в единое целое основные элементы механизма, характеризующие их структурные параметры, перечень характерных неисправностей, подлежащих выявлению, и набор возможных для использования диагностических параметров. Перечень характерных неисправностей механизма составляют на основе статистических оценок показателей его надежности. Пример структурно-следственной схемы цилиндропоршневой группы двигателя приведен на рис. 3.

 

 

Рисунок 3 – Структурно-следственная схема цилиндропоршневой группы двигателя как объекта диагностирования

надежность машина диагностирование цилиндропоршневой

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  изменениями структурных параметров механизма. Аналогично структурным диагностические параметры имеют номинальные значения S_H, соответствующие исправному состоянию нового изделия, предельные S_п соответствующие условной границе перехода объектов в неисправное состояние и предельно допустимые S_п.д.

Так же, как структурные, диагностические параметры имеют  различную значимость и, как правило, определяют техническое состояние  сложного механизма, агрегата, системы  автомобиля комплексно.

При измерении диагностических  параметров неизбежно регистрируются помехи, которые обусловлены конструктивными  особенностями диагностируемого объекта  и избирательными способностями  прибора и его точностью. Это  затрудняет постановку диагноза и снижает  его достоверность. Поэтому следующим  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 и 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. 4).

 

Рисунок 4 – Характеристика неоднозначного (1) диагностического параметра  с экстремумом в точке А и однозначных параметров (убывающего 2 и возрастающего 3)

 

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 в неизменных условиях измерения на объектах, имеющих одно и то же значение структурного параметра (рис. 5). Нестабильность диагностического параметра снижает достоверность оценки технического состояния механизма с его использованием, что в некоторых случаях заставляет отказаться от быстродействующих и удобных методов диагностирования.

 

Рисунок 5 – Плотность  распределения результатов замеров значения диагностического параметра S_i при y_i

 

Чувствительность диагностического параметра определяется скоростью его приращения при изменении величины структурного параметра и математически описывается зависимостью dS / dy >> 0 (рис. 6).

 

Рисунок 6 – Характеристика высокочувствительного (1) и малочувствительного (2) диагностических параметров

 

Требование чувствительности является важным для оценки качества диагностического параметра и служит удобным критерием при выборе наиболее эффективного метода диагностирования в конкретных условиях.

Так, например, на рис. 6 графическое изображение диагностического параметра 1 соответствует изменению количества газов, прорывающихся в картер двигателя, а 2 – изменению компрессии в цилиндрах двигателя в зависимости от износа деталей цилиндропоршневой группы.

В первом случае мы имеем  параметр, значение которого, например, для двигателя ЗИЛ-130 изменяется от номинального значения 22 л/мин до предельно допустимого, равного 120 л/мин, т.е. почти в 6 раз. У второго же параметра значение для данного двигателя меняется от 0,75 МПа у нового до 0,63 МПа, соответствующего полностью изношенной цилин-дропоршневой группе, т.е. уменьшается всего на 16%. С учетом имеющейся нестабильности второго диагностического параметра можно сделать вывод о практической невозможности использования его из-за малой чувствительности для определения промежуточных значений износа цилиндропоршневой группы и прогнозирования ее остаточного ресурса. Его использование эффективно при выявлении крупных неисправностей, таких, как залегание поршневых колец, зависание клапана, предельный износ цилиндропоршневой группы. И, наоборот, первый параметр – прорыв газов в картер позволяет с высокой степенью точности оценить уровень износа деталей, определить остаточный ресурс и наметить сроки предупредительных регламентных работ. По этой причине этот метод широко используется для индивидуального прогнозирования технического состояния цилиндропоршневой группы.

Информативность является главным критерием, положенным в основу определения возможности применения параметра для целей диагностирования. Она характеризует достоверность диагноза, получаемого в результате измерения значений параметра. Количественно информативность диагностического параметра можно оценить через снижение неопределенности знаний о техническом состоянии объекта после использования информации по результатам диагностирования.

Рассмотрим графическое изображение сравнительной информативности диагностических параметров, основанное на совместном анализе распределения значений параметров f₁(S) и f₂(S), соответствующих исправным и неисправным объектам (рис. 7).

 

Рисунок 7 – Плотность  вероятности информативного (а) и  малоинформативного (б) диагностических  параметров для групп исправных (1) и неисправных (2) объектов

 

Очевидно, что чем меньше площади перекрытия кривых распределения, представляющие собой суммарные  вероятности ошибок первого и  второго рода, тем информативней  параметр и тем более достоверными будут результаты диагностирования.

Так, в приведенном на рис. 7 примере, информативному параметру соответствует прорыв газов в картер двигателя, а малоинформативному параметру соответствует люфт редуктора главной передачи.

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. Здесь можно оценить фактическое состояние объекта только с вероятностных позиций, учитывая соотношение для данного значения параметра вероятностей:

 

 

Отсюда информативность  данного диагностического параметра  можно оценить значением коэффициента:

 

 

где

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 диагностических  параметров при разработке методов, средств и процессов технического диагностирования.

Общий процесс технического диагностирования включает в себя (рис. 8):

• 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.