3. Методи і засоби комплексної діагностики технічного стану автомобіля

У нашій країні станції комплексної діагностики технічного стану автомобілів були створені в 1961 р.

Досвід роботи показав, що застосування методів діагностики автомобілів дозволило скоротити об'єм технічного обслуговування автомобіля на 25-30% більш повно використовувати ресурс роботи механізмів і агрегатів і виключити непотрібні монтажно-демонтажні роботи.

Щодня діагностують приблизно 18-20% автомобілів що проходять технічне обслуговування.

Станція діагностики розташована в окремому приміщенні у зоні технічного обслуговування.

На станції діагностики встановлений випробувальний стенд

що складається з двох пар бігових барабанів для задніх і перед-

них коліс. Барабани встановлені на рамках, які закріпляють

анкерними болтами до бетонного фундаменту і сполучають

між собою храповой муфтою (мал. 1).

Мал. 1. Схема станції діагностики автомобілів :

1 - бігові ролики; 2 - електромотори; 3 - гідропідйомники; 4 - пересувні каретки; 5 - гідро-

циліндр; 6 - коробка зміни передач; 7 - гідротормоз; 8 - гідроциліндри; 9 - щиток прибо-

рів; 10 - екран; ;11 - ремінь; 12 - направляющі.

Барабани для передніх коліс встановлені на санчатах і можуть переміщатися в подовжньому напрямі в залежності від бази автомобіля. Передні і задні барабани приводяться у обертання від електродвигунів через клиноременную пере-

дачу. На осі задніх барабанів встановлена коробка передач і гідравлічне гальмо, що дозволяє заміряти величину тягового зусилля на провідних колесах.

По центру між передніми і задніми барабанами установлені два гідравлічні підйомники, що дозволяють піднімати автомобіль над барабанами і при необхідності устанавлювати його на барабани.

На станції діагностики можна визначити:

1) тягове зусилля на ведучих, колесах і потужність двигуна

на випробувальному стенді;

2) кількість і тиск газів, що прориваються в картер двигуна, за допомогою газозого лічильника і вакуумметра;

3) витрата палива автомобілів при заданій швидкості руху;

4) склад газів, що відпрацювали, газоаналізатором;

5) правильність установки запалення;

6) справність дії приладів запалення за допомогою переносного приладу перевірки запалення;

7) тиск, що розвиває паливний насос;

8) роботу і точністьсвідчення спідометра;

9) дія і регулювання гальма;

10) дія і герметичність підйомного механизму автомобиля-самоскида при навантаженні в робочому циліндрі 55 -65 кГ/см²;

11) точність показаній покажчиків тиску оливи, рівня бензину і температури води в головці циліндрів порівнянням свідчень еталон них приладів.

На станції диагности ки працюють два лаборанта. На проведення усіх перевірочних випробувань витрачається 40 хв.

На стенді можна перевірити роботу зчеплення, коробки передач, карданної передачи під навантаженням, а також відрегулювати автомобіль на паливну економічність з обліком характерних режимів руху. Аналіз отриманих даних дозволяє дати точне заключення про необхідний ремонт автомобіля.

Пізніше стенд з біговими барабанами для діагностики технічного стану автомобілів, а також для научно-дослідних цілей був побудований в Харківському автомобильно-дорожньому університету .

Кінематична і електрична схеми стенду показані на мал. 2. Провідні барабани стенду 1 діаметром 380 мм сполучені між собою жорсткою муфтою 7, а потім через пружну муфту 2 і редуктор 3- з електричним гальмом БГ

В якості електричного гальма застосований генератор постійного струму балансирного типу СНИ- 500 потужністю 70 кВт який при необхідності може працювати в режимі електродвигуна.

Мал. 2. Кінематична і електрична схеми стенду ХАДИ :

1-ведучі барабани; - 2 -упруга муфта; 3-редуктор; 4-датчик покажчика сумарного числа обертів барабана; 5-ведені барабани- 6-датчик покажчика обертів барабанів; 7 - жорстка муфта; 8 - оглядова канава; 9 - оптична установка типу 1119; БГ-балансирний генератор; Г - генератор постійного струму; Д - електродвигун; Е - електропідсилювач; R₂ - потенціометр обмотки збудження ЭМУ; R₁, - потенціометр обмотки збудження БГ ;

R₂- опір навантаження; R₄ - реохорд мостикової схеми вимірювача крутячого моменту двигуна; m А - міліамперметр мостової схеми; Р – реле напруги;

Б - акумуляторна батарея; К₁ К₂, K₃. K₄. - магнітні пускачі; Пр - запобіжники; П₁ П₂- вимикачі мережі; ВК₁, ВК₂ - вимикачі

.

При роботі генератора СНИ- 500 в режимі електродвигуна він живиться від генератора постійного струму Г (марки ПН- 400 потужністю 37 кВт), спареного з електродвигуном Д (тип А- 82, потужністю 6,4 кВт). Управління генератором

СНИ- 500 здійснюється за допомогою магнітних пускачів К_1,К₂, К₃ і потенціометра К₄ з пультом управління стенду.

При обертанні барабанів провідними колесами автомобіля струм, що виробляється генератором, поглинається навантаженним опором. Потужність і крутячий момент який підводиться до колес автомобіля, заміряють електричним маятниковим приладом. Окружне число обертів барабанів реєструється лічильником 4. У передній частині стенду розташована оптична установка 9 ГАРО (модель 1119) для перевірки кутів установки передніх коліс автомобілів. Для оцінки технічного стану автомобіля на стенді співробітниками інституту розроблений ряд оригінальних приладів: електронний стенд ХАДИ- 2 для діагностики технічного стану електричного устаткування автомобіля; електроімпульсний прилад для виміру витрати палива; маятниковий електричний прилад для виміру потужності і крутячого моменту який підводиться до коліс автомобіля; інерціонний датчик для визначення стану гальм по уповільненню; електричний вакуум-манометр для виміру розрідження у всмоктуючій системі; переносний прилад для визначення складу горючої суміші.

Окрім цього на випробувальному стенді використовується ряд стандартних приладів, що випускаються промисловостю (К- 19, ППЗ, вібродатчик, деселерометр, спектрометр С- 24 та ін.).

На стенді ХАДИ- 2 можна перевірити наступні параметри вихідних процесів, що характеризують технічний стан автомобіля:

1) потужність і крутячий момент що розвиває двигун;

2) витрата палива двигуном;

3) спектри вібрації двигуна і агрегатів силової передачі;

4) сумарний кутовий проміжок в агрегатах силової передачи;

5) розрідження у всмоктуючій системі і тиск газів у картері двигуна;

6) гальмівний шлях і прискорення уповільнення при гальмуванні автомобіля;

7) вільний хід рульового колеса і зусилля, прикладуємоє до рульового колеса для поворотів автомобіля;

8) параметри, що характеризують якість роботи системи електроустаткування автомобіля, та ін.

Цей стенд був модернізований з метою збільшення кількості параметрів випробовуваного автомобіля, що заміряються, підвищена точність вимірів і автоматизації ряду основних і допоміжних операцій.

Співробітниками Челябінського політехнічного інституту

(під керівництвом И. Н. Аринина) була побудована і пущена в експлуатацію в автобусному парку № 1 (м. Челябінськ) станція для діагностики технічного стану автобусів.

Мал. 3. Схема станції діагностики автобусів :

I - інерційний стенд; II - стенд для контролю гальм; III - стенд для контро-

ля установки передніх коліс; IV - гідропідйомник; V - пульт управління. 1 -

верстак; 2 - лампи денного світла; 3 - шафа; 4 - шитий; 5 - канава; 5 - электродвигун; 7 - редуктор; 8 - гидропневмоцилиндр; 9 - задній міст; 10 - расходозаходів; 11- крутні; 12 - візок; 13 - ланцюгова передача; 14 - стіл; 15 – карданна передача; 16 - муфта; 17 - провідний барабан; 18 - труба відведення відпрацьованих газів; 19 - барабани; 20 - редуктор.

Призначення станції - визначити фактичний об'єм робіт перед проведенням ТО- 2 і перевірити якість виконання.

Окрім цього, обладнання станції дозволяє визначити працездатність автобуса, а також проводити різні регулювальні роботи.

Основу станції діагностики складають інерційний стенд, стенд для контролю гальм і установки передніх коліс (мал.3).

Інерційний стенд складається із заднього моста автомобіля "Урал-375", жорстко встановленого на фундаменті, на галмівних барабанах якого укріплені бігові барабани діаметром 508 мм і завдовжки 580 мм, редуктора 2, коробки передач автомобіля ЗІЛ- 130 і інерційного маховика 11. Інерційний маховик є набором металевих дисків діаметром 450 мм, підбір яких можна проводити так, щоб забезпечити рівність приведених моментів інерції автобуса і маси стенду.

Загальний технічний стан автобуса оцінюється по витраті палива на холостому ходу, сталих режимах руху і в процесі розгону, а також за величиною часу і шляху розгону до заданої швидкості.

Для оцінки загального технічного стану автобус установлюється на інерційний стенд 1 так, щоб його ведучі колеса стали між барабанами 17 і 19. Під час в'їзду автобуса на стенд барабани блокуються.

Вимір величини витрати палива, шляху і часу розгону і вибігання проводиться спеціально встановленою електронною апаратурою. Одночасно проводиться вимір розрідження в всмоктуючій системі двигуна диференціальним вакуумметром, який під'єднують до трубки, що йде від карбюратора до вакуумного регулювальника.

Таким чином, знаючи величини витрати палива, розрідження у всмоктуючій системі двигуна, шлях і час розгону і вибігу і порівнюючи їх з еталонними значеннями, можна достатньо але точно оцінити технічний стан автобуса.

Перевірка дії гальм проводиться на стенді II (мал. 4). На цьому стенді визначається синхронність гальмування правого і лівого коліс і зусилля гальмування. Стенд складається з ведучих 4 і ведених 5 барабанів, редукторів 3 і електродвигунів 2.

У електричну схему стенду включені трансформатор струму 8, реле 11, контрольні лампочки 10 і покажчики струму 6.

Мал. 4. Схема стенду для контролю гальм :

1 - пускач; 2 - електродвигун; 3 - редуктор; 4 - провідні барабани; 5 - ведені барабани: 6 - покажчик; 7 - перемикач; 8 – трансформатор струму; 9 - трансформатор 220/12в; 10 - лампочка; 11 - реле струму; 12 – ланцюгові передачі.

Для контролю гальм автобус встановлюють передніми колесами між барабанами 4 і 5. За допомогою пускачів 1 включаються електродвигуни 2, які через редуктори 3 і барабани 5 обертають колеса автобуса з швидкістю, відповідно руху 6 км/год.

За величиною струму, споживаного електродвигунами (він має бути для обох коліс однаковий), судять про мірі затяжки підшипників коліс, про величину проміжку між колодками і гальмівними барабанами.

За величиною струму при гальмуванні коліс натисненням на гальмівну педаль визначають ефективність дії гальм. При одночасному гальмуванні правого і лівого коліс лампочки 10 відключаються одночасно. Правиль-

ность установки передніх коліс визначається на стенді III. Для

цього передні колеса автобуса встановлюють на барабани 1

(мал. 5), за допомогою яких здійснюється їх обертання.

Мал. 5. Схема стенду для контролю установки передніх коліс автобуса :

1 - барабан; 2 - стабілізатор; 3 - візок; 4 - датчик індуктивний; 5 - зірочка; 6 -

потенціометр; 7 - покажчик; 8 - конденсатор; 9 - випрямляч; 10 -трансформатор.

Величина сходження коліс змінює величину складової сили, спрямованої по осі візка, яка переміщає візок в одну або іншу сторону. Це переміщення оцінюється покажчиком 7.

Крім того, на станції діагностики технічного стану автобусів визначають знос деталей механізму і приводу зчеплення (по зміні величини вільного ходу педалі), главної і карданною передач (по сумарному люфту), биття кардана (індикатором, вмонтованому в канаві), радіальний і осьові проміжки в шкворневых з'єднаннях переднього моста (прибором НИИАТ Т- 1), а також технічний стан приладів електричного устаткування (набором приладів, що випускаються промисловістю). Трудомісткість перевірки автобуса складає в середньому 15-20 чол./хв. Витрати на виготовлення стенду, по даним його авторів, окупаються протягом 0,6 календарного року.

У автоколоні 2240 (Київ) побудована і введена в дію станція діагностики технічного стану автомобілів (проект станції розроблений кафедрою "Автомобільний транспорт" Новочеркаського політехнічного інституту в співдружності з ГосавтодорНИИ).

Мал. 6. Схема стенду діагностики тягових якостей автомобіля :

1 - пульт управління; 2 - стенд СТЭУ- 40; 3 - динамометр стенду; 4 - тахометр стенду; 5 - біговий барабан; 6 - підйомні майданчики; 7 - гальмо для з'їзду з барабанів; 5 - табло команд оператора; 9 - запобіжний упор коліс.

Станція складається з трьох стендів діагностики автомобілів :

1)тягових, 2) ходових і 3) гальмівних якостей

Стенд для діагностики тягових якостей дозволяє визначати зусилля і потужність на провідних колесах автомобіля, а також зусилля, необхідні для прокручування провідних коліс і трансмісії. Цей стенд складається з чотирьох бігових барабанів. Пе-

редні барабани (ведучі) сполучені муфтою з валом редуктора обкатувально-випробувального стенду (СТЭУ- 40-1000), використовуємого як приводний для навантаження пристрій (мал. 6).

Зміна режиму навантаження здійснюється рідинним реостатом. Діаметр бігових барабанів - 320 мм, відстань між осями барабанів - 530 мм, що забезпечує спроможність діагностування тягових якостей автомобіля в діапазоні швидкостей до 90 км/год. Між барабанами розташовано під’ємні майданчики для забезпечення проїзду через стенд коліс передньої осі і виїзду автомобіля після випробування. Спеціальні підйомні упори запобіжуть подовжньому зміщенню автомобіля. Для загальмовування барабанів стенду застосовується гальмівний пристрій. Підйомні майданчики, підйомні упори і гальмівний пристрій забезпечені пневматичними приводами.

Зв'язок між оператором і водієм здійснює светлове табло, що має сім команд. Управління стендом дистанційне, проводиться воно оператором з пульта управління встановленого з лівого боку стенду в ніші (мал. 7).

Мал. 7. Стенд для діагностики автомобілів.

На цьому стенді можна перевірити:

1) стан циліндро-поршневої групи і клапанного механізму двигуна (за величиною зусилля, необхідного для прокручування автомобіля на холостому ходу);

2) роботу обмежувача оборотів (по максимальній швидкості автомобіля);

3) правильність установки кута випередження запалення (по зміні потужності на провідних колесах);

4) регулювання карбюратора (по потужності на ведучих колесах і витраті палива);

5) стан ручного гальма (за величиною гальмівного моменту);

6) стан зчеплення і коробки передач (за величиною передаваємого крутячого моменту і шуму коробки передач);

7) биття карданного валу (за допомогою індикаторного устройства);

8) стан головної передачі (по стуках і шумах);

9) витрата палива автомобілем при заданих навантаженнях і швидкісних режимах.

Стенд для діагностики ходових якостей забезпечує визначення подовжніх і поперечних (бічних) сил в зоні контакту керованих коліс з барабанами стенду, характеризующих умови кочення коліс і технічний стан переднього моста.

Це стенд також барабанного типу. Він складається з двох ба-

рабанов діаметром 420 мм, що приводяться в рух електродвигуном потужністю 10 кВт. Барабани встановлені на підшипниках таким чином, що вони можуть переміщатися уподовж осі обертання під дією сил, що виникають при прокручуванні в зоні контакту "колесо - барабан" (мал. 43).

Вимірювальний пристрій стенду складається з п'яти гідравлічних месдоз з манометричними трубками, заповненими водою. Одна з месдоз сприймає зусилля на важелі балансирного редуктора, що дозволяє вимірювати крутящого величину моменту, необхідного для обертання коліс.

Чотири інші месдозы сприймають осьові зусилля барабанів (у двох напрямах) і передають на манометричні трубки.

При діагностуванні установки передніх коліс силовим методом перевіряється не геометричне положення коліс, а умови їх кочення, що дозволяє встановлювати оптимальні умови кочення коліс з урахуванням з'єднання їх кутів, впливу жорсткості шин і елементів підвіски автомобіля. Таке регулювання забезпечує стійкий рух автомобіля мінімальний опір перекочуванню і малий знос шин.

Стенд для діагностики гальмівних якостей складається з 8 барабанів діаметром 500 мм, сполучених між собою попарно втулково-роликовим ланцюгом. Барабани коліс кожної осі мають окремий привід від електродвигуна через клиноременную передачу і редуктор (задній міст автомобіля), на ведучому валу якого встановлений інерційний маховик. На кожній парі барабанів встановлені електроконтакт і інерційні датчики. Коли барабани досягають певної величини уповільнення, вимикається секундомір, фіксувальний час спрацювання цього гальма.

Стенд дозволяє перевірити гальмівні якості автомобіля у режимах роботи, близьких до експлуатаційних (при швидкості 30 км/год), і визначити гальмівний шлях, час спрацьовування гальма і синхронність роботи гальм усіх коліс.

Перевірка тягових і ходових якостей на станції діагностики (стенд для перевірки гальмівних якостей) проводиться перед постановкою автомобілів в ТО- 2 для уточнення об'єму необхідних робіт.

Економія від застосування станції діагностики (за рахунок скорочення трудомісткості робіт і скорочення витрати запасних частин) склала в 2004 р. 11,00 грн. на 1000 км пробігу. При об’ємі перевезень, що виконуються автоколоною № 2240 в 2004 р., обладнання станції окупилося приблизно за 2 року.

Лінія експрес-діагностики автомобілів. Для підвищення безпеки руху автомобілів, а також різкого скороченнятрудомісткості робіт, пов'язаних з перевіркою елементів, забезпечуючих безпеку руху, розроблена і виготовлена спеціальна автоматизована поточна лінія експрес-діагностики.

Автомобіль переміщається на лінії під дією тягового ланцюга конвеєра із швидкістю 7,35 м/хв. Водій направляє автомобіль і проводить ряд дій відповідно до вказівок, що з'являються на світловому табло. За час руху автомобіля на лінії перевіряють: тиск повітря в шинах (без зняття вентиля), вільний хід рульового колеса, стан гальмівної системи і сходження передніх коліс – усього 13 контрольних операцій. Результати контролю поступають на пульт управління у вигляді електричних сигналів.

Пульт управління складається з двох основних частин. У одній

його частині розташовується спеціальна система автоматичного управління технологічним процесом роботи лінії, а в другій - система обробки і видачі інформації на стандартну перфокарту. Повний технологічний цикл перевірки з видачею документальної інформації триває близько трьох хвилин.

Лінія обслуговується одним оператором, який переносить на перфокарту інформацію про тип і номер автомобіля, що перевіряється.

Схема автоматизації побудована за принципом функціональних блоків:

блок управління усіма сумлінними механізмами і пристроями, блок виміру тиску в шинах вільного ходу рульового колеса, блок гальмівних якостей автомобіля, блок сходження передніх коліс, блок видачі інформації і блок сигналізації.

Знімання інформації проводиться автоматично. Оператор має можливість контролювати протікання технологічного процесу завдяки його послідовній

візуальної індикації за допомогою сигнальних ламп і мнемосхем, розташованих на головному пульті управління.

Технічна характеристика

Довжина, м	18,5
Ширина, м:
по містку колії	2,6
з урахуванням пульта управління	3,5
Висота, м:
загальна по штовхаючих візках конвеєра	1,10
по містку колії	0,53
по пульту управління	1,2
по світловому табло	2,5
Загальна споживана потужність, кВт	18