Процесс диагностирования
Составные элементы диагностирования (или контроля) технического состояния представлены на рис. 2.6. Сумма средств контроля и объекта контроля представляют собой систему диагностирования. Объект контроля выдает выходной сигнал Х, если на него воздействует входной сигнал У. Выходной сигнал обрабатывается средством контроля и представляется диагносту в виде диагностического параметра Х׳. Анализ полученных при диагностировании данных с целью распознавания вида технического состояния и определение дефекта (или места отказа) составляют предмет технического диагностирования.
Отдельное тестовое или рабочее воздействие на объект контроля и снимаемый ответ называется элементарной проверкой. Совокупность тестовых воздействий и порядок их выполнения составляют диагностический тест. Если тест выполняется для проверки работоспособности, то его называют проверяющим, а если для определения места отказа, то тестом поиска отказа.
Тестовое воздействие осуществляют путем естественного функционирования объекта на заданных силовых, скоростных и тепловых режимах, или при помощи, стендов, мобильных устройств. Параметры технического состояния измеряют съемными и, встроенными измерителями-преобразователями, в простейших случаях визуально. Обработка информации заключается в преобразовании, усилении, анализе и фильтрации диагностических параметров, как по виду, так и по величине (например, посредством пороговых устройств). Постановка диагноза в простейшем случае состоит из сравнения полученного сигнала (выражающего величину диагностического параметра) с нормативным. В сложных случаях применяют логические устройства (диагностические матрицы или приборы распознавания образов).
Диагностирование осуществляется либо в процессе работы самого транспортного средства, его агрегатов и систем в заданных нагрузочных, скоростных и тепловых режимах (функциональное диагностирование), либо при использовании внешних приводных устройств (роликовых стендов, подкатных и переносных приспособлений), с помощью которых на автомобиль оказываются тестовые воздействия (тестовое диагностирование). Эти воздействия должны обеспечивать получение максимальной информации о техническом состоянии объекта при оптимальных трудовых и материальных затратах.
Прогнозирование остаточного ресурса по результатам диагностирования. 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. Под прогнозированием также понимают определение срока исправной работы автомобиля до возникновения предельного состояния, обусловленного технической документацией.
Различают два вида прогнозирования технического состояния автомобилей: среднестатистическое и по характеру (закономерности) изменения параметров состояния сборочных единиц конкретного автомобиля.
Среднестатистическое прогнозирование основано на статистической обработке и анализе средних результатов, полученных в процессе разработки, производства и эксплуатации автомобилей, а также последующем установлении единых допускаемых значений параметров состояния и единой периодичности обслуживания для одноименных сборочных единиц однотипных автомобилей.
Прогнозирование по характеру измерения параметров основано на выявлении скоростей изменения параметров состояния сборочных единиц автомобиля. Применение среднестатистического прогнозирования требует установления единой периодичности планового ТО для всей совокупности одноименных сборочных единиц однотипных автомобилей, что в значительной мере упрощает планирование и организацию их ТО и ремонта. В этом заключается одно их основных преимуществ такого вида прогнозирования. Его недостатками являются, с одной стороны, неизбежность отказов в результате рассеивания сроков безотказной работы одноименных сборочных единиц однотипных машин, а с другой возможность значительного недоиспользования ресурса в связи с единой периодичностью обслуживания машин.
Однако, трудности, связанные с учетом измеряемых величин и их обработкой, не позволяют прогнозировать этим методом остаточный ресурс всех сборочных единиц автомобилей. Поэтому для отдельных сборочных единиц применяют среднестатистическое прогнозирование их остаточного ресурса. При этом заранее рассчитывают допускаемые значения контролируемых параметров и используют их в технологии диагностирования.
Прогнозирование по характеру изменения параметра применяется для таких сборочных единиц (цилиндропоршневая группа, кривошипно-шатунный механизм двигателя) срок безотказной работы которых определяет межремонтный ресурс сборочной единицы или автомобиля в целом.
Для определения остаточного ресурса сборочной единицы необходимо измерить значение соответствующего параметра и знать ее наработку к моменту измерения. Значения остальных показателей берутся из технологической карты диагностирования.
Рассмотрим схему прогнозирования остаточного ресурса (рис. 2.7).
III — этап наступления предельного состояния диагностируемой сборочной единицы или детали; ИП — предельное изменение параметра состояния, ИП = ПП – ПН — изменение параметра состояния к моменту диагностирования (после наработки t нИ (tн) = П(tн);(tн) – величина наработки; П (tн) – измеренная величина параметра; ПП – предельное значение параметра; ПН – номинальная величина параметра.
Расчет остаточного ресурса производится по формуле:
Для определения остаточного ресурса сборочной единицы по формуле, необходимо измерить значение соответствующего параметра и знать наработку к моменту измерения. Значения остальных показателей берутся из технологической карты диагностирования.
По данным ГОСНИТИ, значения α находятся в пределах 0,8…2,0.
Ориентировочные значения показателя α для некоторых сборочных единиц и деталей приведены в табл. 2.1.
|
№ п/п |
Параметры технического состояния |
Значения α |
|
1 |
Мощность двигателя |
0,8 |
|
2 |
Расход газов, прорывающихся в картер: до замены колец после замены колец |
1,3 1,5 |
|
3 |
Зазоры в КШМ |
1,4 |
|
4 |
Зазоры в подшипниках качения |
1,5 |
|
5 |
Износ валиков, пальцев и осей |
1,4 |
Пример. Определить остаточный ресурс цилиндропоршневой группы двигателя, если после 1500 моточасов работы (tн) расход картерных газов (П(tн)) составил 78 л/мин. По справочным данным определяем: номинальное значение этого параметра (Пн) – 34 л/мин, предельное (Пп) – 105 л/мин; показатель степени функции (α) до замены поршневых колец равен 1,3 (табл. 3.4). По этим данным определяем предельное изменение параметра (Ип = 105 – 34 = 71), изменение параметра на момент диагностирования составит (И(tн) = 78 – 34 = 44). Подставляя полученные значения в формулу (3.5), будем иметь:
Таким образом, остаточный ресурс ЦПГ рассматриваемого двигателя составит 666 моточасов.
В настоящее время разработаны несколько направлений по выявлению закономерностей изменения диагностических параметров. 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.