Тема 1.10. Информационное обеспечение работоспособности и диагностики автомобилей.

Вопросы темы:

1. Понятие об информации. Методы получения информации

2. Определение предельных и допустимых значений параметров технического состояния.

3. Диагностика как метод получения информации об уровне работоспособности автомобилей

4. Методы и процессы диагностирования

1.10.1. Понятие об информации. Методы получения информации.

При принятии решений в технической эксплуатации автомобилей используют, как отмечалось, два вида информации: вероятностную (статистическую) и индивидуальную (диагностическую).

Индивидуальную (диагностическую) информацию можно получить по отчетным данным для конкретного автомобиля (агрегата) или путем непосредственного измерения параметров технического состояния данного автомобиля. Используется она для оперативного уточнения и корректировки управляющего решения применительно к данному объекту.

Точность и достоверность диагностической информации обеспечиваются применением метрологически поверенных средств технического диагностирования (СТД) и обоснованного комплекса диагностических параметров с учетом выполнения требований однозначности, стабильности, чувствительности и информативности.

Статистическая и диагностическая информации дополняют друг друга в процессе принятия решения.

Прямой и косвенный методы

Характеристики методов и их взаимосвязь приведены ниже

1.10.2. Определение предельных и допустимых значений параметров технического состояния.

Получение информации возможно путем непосредственного измерения параметров технического состояния данного автомобиля и сравнения их текущих значений с нормативами.

Как известно, качественной мерой, позволяющей оценить состояние системы или ее элементов, а также проявление свойств системы, является параметр (показатель). С точки зрения оценки состояния системы и проявления ее свойств различают параметры структурные и выходные (см. разд. 2.1).

В процессе эксплуатации автомобиля текущие значения параметров его состояния уi изменяются от начальных или поминальных значений ун до предельных уп (см. разд. 2.1).

Номинальное значение параметра определяется техническими условиями завода-изготовителя или другими регламентирующими документами и может иметь некоторый разброс значений, отражающий качество проектирования и изготовления изделия.

При эксплуатации изделия через определенную наработку значение параметра достигает предельной величины, при которой существенно ухудшаются технико-экономические показатели его использования или происходит отказ, момент наступления которого не поддается сколько-нибудь достоверному прогнозированию.

Рис.4.5. Изменение состояния изделия в зависимости от значений параметров состояния

Изделие, у которого значение параметра достигло или превысило предельно допустимое значение, считается неисправным и находится в так называемом предотказном состоянии (зона между точками В и Г).

В связи с тем что на практике контроль технического состояния проводится периодически через определенную наработку автомобиля, использование для управления техническим состоянием в качестве норматива предельно допустимого значения параметра не всегда возможно. Для этих целей в ряде случаев вводится новое понятие упреждающего значения параметра Уупр. Оно представляет собой ужесточенное предельно допустимое значение, при котором обеспечивается заданный либо экономически целесообразный уровень вероятности безотказной работы на предстоящей межконтрольной наработке. Нахождение значений параметра к моменту контроля в пределах между Ун и Уупр (зона между точками Л и Б) соответствует возможности эксплуатации автомобиля. Достижение значений в пределах между Уупр и Уп.д (зона БВ) свидетельствует о необходимости проведения предупредительных воздействий (регулировок или замен) с затратами а, а пропуск значений параметров свыше уп.д. (зона ВГ) ведет к возникновению аварийного отказа, как правило, связанного со сходом автомобиля с линии или потерей рабочего времени и требующего проведения ремонта с затратами c>>d.

На основании анализа и классификации по методу назначения или определения нормативные значения параметров можно разбить на три группы.

К первой группе относятся нормативные значения, задаваемые на уровне государственных стандартов или других руководящих документов общегосударственного значения.

Ко второй группе относятся нормативы параметров, изменение которых не зависит от условий эксплуатации автомобилей, а определяется только конструктивными и технологическими факторами, такими, как применяемые материалы, технология изго­товления, форма и размеры и т. п.

Анализ рассмотренного примера показывает, что для приведенного параметра нецелесообразно назначать нормативное значение без учета конкретных условий эксплуатации. Для этого используют статистический анализ опыта использования автомобилей

1.10.3. Диагностика как метод получения информации об уровне работоспособности автомобилей.

Контрольно-диагностические работы составляют примерно 30 % трудоемкости ТО и вместе с регулировочными работами включают 17 – 20 % трудоемкости ТР автомобиля.

Техническая диагностика – область знаний, изучающая и устанавливающая признаки неисправного состояния автомобиля, а также методы, принципы и оборудование, при помощи которого дается заключение о техническом состоянии узла, агрегата, системы без разборки последних и прогнозирование ресурса их исправной работы.

По ГОСТ 20911 – 89 техническое диагностирование – определение технического состояния объекта. Задачи технического диагностирования – контроль технического состояния; поиск места и определение причин отказа (неисправности).

Техническая диагностика автомобилей – раздел эксплуатационной науки, в котором изучаются, устанавливаются и классифицируются отказы и неисправности агрегатов и узлов и симптомы этих отказов и неисправностей, а также разрабатываются методы и средства для их выявления с целью определения необходимых профилактических и ремонтных воздействий на объект для поддержания высокого уровня его надежности и прогнозирования ресурса его исправной работы. При этом сказано, что диагностирование – это процесс определения и оценки технического состояния объекта без его разборки по совокупности обнаруженных диагностических симптомов.

В общем процессе диагностирования можно выделить три этапа. Первый этап технической диагностики заключается в анализе информации о надежности автомобилей, проведении эксплуатационных исследований процессов изменения технического состояния объектов.

На втором этапе на основании инженерного анализа определяют допустимые и предельные отклонения параметров технического состояния объектов, выбирают методы диагностирования, комплектуют диагностическую систему необходимым оборудованием, производят оценку технического состояния объекта.

Третий этап диагностирования – прогнозирование – заключается в том, что на основе закономерности изменения технического состояния предсказывают поведение объекта в будущем, делают заключение об ожидаемом ресурсе основных элементов, устанавливают периодичность их замены, регулировки и т.д.

По ГОСТ 20911 – 89 прогнозирование технического состояния – определение технического состояния объекта с заданной вероятностью на предстоящий интервал времени. Целью прогнозирования технического состояния может быть определение с заданной вероятностью интервала времени (ресурса), в течение которого сохранится работоспособное (исправное) состояние объекта или вероятности сохранения работоспособного состояния объекта на заданный интервал времени.

Объект системы диагностирования характеризуется необходимостью и возможностью диагностирования.

Средствами диагностирования служат специальные приборы и стенды.

Различают диагностирование периодическое и непрерывное. Первое осуществляют через определенные периоды наработки объекта перед ТО или ремонтом автомобиля, а второе при помощи встроенных на автомобиле диагностических средств, в процессе его эксплуатации.

Уровень снижения затрат при планово-предупредительном ТО за счет диагностирования в большой степени зависит от коэффициента вариации ресурса автомобилей L, стоимости аварийного ремонта с, стоимости профилактических d и диагностических с_д работ.

Эффективность применения диагностирования при различном сочетании перечисленных факторов показана на номограмме, которая построена из условия, что суммарные удельные затраты на ремонт, предупредительное обслуживание и диагностирование не превышают суммарных удельных затрат на ремонт и предупредительное обслуживание без диагностирования:

где q_Д и q – вероятности аварийных отказов, соответственно, при обслуживании с диагностированием и без диагностирования; ;средние фактические (средневзвешенные) пробеги до восстановления, соответственно, при обслуживании с диагностированием и без диагностирования;- среднее число проверок до восстановления. , -

Возможности диагностирования многих агрегатов и механизмов в большой степени зависят от их контролепригодности.

С целью обеспечения требуемой достоверности и экономической целесообразности получения диагностической информации диагностические параметры должны быть чувствительны, однозначны, стабильны и информативны

1.10.4. Методы и процессы диагностирования.

Общий диагноз однозначно решает вопрос о соответствии или несоответствии объекта общим требованиям, а при локальном диагнозе выявляют конкретные неисправности и их причины. При общем диагнозе используют один диагностический параметр, а при локальном – несколько. Общий диагноз сводится к измерению текущего значения параметра П и сравнению его с нормативом. При периодическом диагностировании таким нормативом является допустимое значение диагностического параметра П_д, а при непрерывном (встроенном) – предельное П_п. Возможны три варианта общего диагноза: П>П_п; П_д<П < П_п; П<П_д.

В первом и втором варианте объект неисправен (необходим ремонт или предупредительное ТО), а для выявления причины неисправности требуется локальное диагностирование. При диагностировании простых механизмов локальное диагностирование может не потребоваться. В третьем варианте объект исправен.

Локальный диагноз по нескольким диагностическим параметрам существенно осложняется. Дело в том, что каждый диагностический параметр может быть связан с несколькими структурными и наоборот. Это значит, что при п используемых диагностических параметрах число технических состояний диагностируемого механизма может составить 2ⁿ.

Теоретически постановка диагноза сводится к тому, чтобы при помощи диагностических параметров, связанных с определенными неисправностями объекта, выявить из множества возможных его состояний наиболее вероятное. Поэтому задачей диагноза при использовании нескольких диагностических параметров (П₁ П₂, ... П) является раскрытие множественных связей между ними и структурными параметрами объекта (Х₁, Х₂, ...Х_т). Для решения этой задачи указанные связи можно представить в виде структурно-следственных моделей (рисунок 4.8), и диагностических матриц.

Методы диагностирования автомобилей характеризуются физической сущностью диагностических параметров. Они делятся на две группы (рисунок 4.9): измерения параметров эксплуатационных свойств автомобиля (динамичности, топливной экономичности, безопасности движения, влияния на окружающую среду) и измерения параметров процессов, сопровождающих функционирование автомобиля, его агрегатов и механизмов (нагревы, вибрации, шумы и др.).

Рисунок 4.9 – Группы методов диагностирования автомобилей

Кроме того, существует группа методов диагностирования, обеспечивающих измерение геометрических величин, непосредственно характеризующих техническое состояние механизмов автомобилей.

Средства диагностирования представляют собой технические устройства, предназначенные для измерения диагностических параметров тем или иным методом. Они включают: устройства, задающие тестовый режим; датчики, воспринимающие диагностические параметры в виде, удобном для обработки или непосредственного использования (как правило, в виде электрического сигнала); устройства для обработки сигнала (усиления, • анализа, фильтрации), для постановки диагноза, индикации результатов, их хранения или передачи в органы управления.

Процессы диагностирования включают: тестовое воздействие на объект, измерение диагностических параметров, обработку полученной информации и постановку диагноза. В сложных случаях применяют логические устройства (диагностические матрицы или приборы распознавания образов). Диагностирование по методу синтеза реализуется при помощи локальных, относительно простых датчиков. Его недостатком является необходимость применения логического устройства, а также сложность и большая трудоемкость установки и съема датчиков. Диагностирование по методу анализа свободно от этих недостатков. Однако для его реализации требуются специальные анализирующие устройства, обеспечивающие разделение диагностических сигналов.

Контролные вопросы темы:

1. Какие виды информаций в ТЭА существуют?

2. По какой методике определяются статистические оценки показателей7

3. Какая связь существует между прямым и косвенным методами получения информации?

4. Перечислите преимущества и недостатки прямого и косвенного методов.

5. Как определяются предельные и допустимые значения параметров технического состояния?

6. Приведите характеристики нормативных параметров по их принадлежности к группам по методу назначения или определения.

7. Поясните понятие «техническая диагностика» как область знаний и как раздел эксплуатационной науки.

8. Как проводятся этапы диагностирования?

9. Какие задачи решают прогнозирование и рероспекция?

10. Как определяется условие эффективности применения диагностирования?

11. Как определяется контролепригодность?

12. На какие группы делится система диагностирования?

13. На какие группы делятся диагностические параметры?

14. Что показывают показатели диагностического параметра чувствительность, однозначночть, стабильность, нестабильность и информативность?

15. Как проводятся общий и локальный диагнозы?

16. Как выглядит сруктурно-следственная схема объекта диагностирования?

17. Какие задачи решают при помощи диагностических матриц?

18. Какие группы методов диагностирования существуют?

19. Приведите классификацию средств диагностирования.

20. Какие элементы включает алгоритм диагностирования?