Диагностика систем управления

Рис. 1.2.1. Схема сравнительной информативности диагностических параметров

 

а – информативного; b – малоинформативного; c – неинформативного; f1 и f2 – функция распределительных параметров, соответственно исправных и неисправных объектов

Очевидно, чем меньше степень «перекрытия» распределений, тем меньше ошибок будет при использовании для постановки диагноза данного параметра, т.е. тем он информативнее.

Для количественного определения информативности в рассматриваемом случае необходимо подсчитать величину «площади перекрытия», т.е. вероятность ошибки диагноза. Эта величина будет меньше, чем сильнее отличаются средние значения параметров П1 и П2 для исправного и неисправного состояний объекта и чем меньше разброс значений параметра для каждого состояний. Чем выше информативность диагностического параметра, тем на большую величину снижается неопределенность состояния объекта диагностирования при использовании данного диагностического параметра. Для того, чтобы определить техническое состояние автомобиля, необходимо текущие значения диагностических параметров, измеренных при помощи внешних или встроенных средств диагностирования, сопоставить с нормативными значениями. 

 

1.3. Диагностические нормативы

 

Диагностические нормативы служат для количественной оценки технического состояния автомобиля. Они устанавливаются ГОСТами и руководящими техническими материалами.  К диагностическим нормативам относятся : начальное Пн , предельное Пп и допустимое Пд значения норматива. Начальный норматив Пн соответствует величине диагностического параметра новых, технически исправных объектов. В эксплуатации  Пн используют как величину, до которой необходимо довести измеренное значение параметра путем восстановительных и регулировочных операций. Начальный диагностический норматив задается технической документацией.

Для некоторых механизмов автомобиля, приборов систем зажигания и питания Пн подбирают индивидуально по максимуму экономичности в процессе диагностирования. Это позволяет наиболее полно использовать индивидуальные возможности автомобиля, различные из-за неоднородности производства. Так, например, оптимальный угол начальной установки зажигания для одной и той же модели автомобиля может отличаться от среднего значения на 3-80 Практически это означает, что, используя в качестве норматива индивидуальное значение Пн , можно значительно повысить мощность и топливную экономичность автомобиля. Предельный норматив Пп соответствует такому состоянию объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация становится невозможной или нецелесообразной по технико-экономическим соображениям. Предельный норматив диагностического параметра задают требованиями ГОСТов, технической документации или же определяют, пользуясь установленными методиками. В эксплуатации предельный норматив Пп используют для прогнозирования ресурса конкретных объектов и в случае встроенного, непрерывного диагностирования.

Допустимый норматив Пд является основным диагностическим нормативом при периодическом диагностировании, проводимом в рамках планово-предупредительной системы ТО автомобилей. Он представляет собой ужесточенную величину предельного норматива, при которой обеспечивается заданный, или экономически оптимальный, уровень вероятности отказа на предстоящем межконтрольном пробеге. На основе допустимого норматива ставят диагноз состояния объекта и принимают решение о необходимости профилактически ремонтов и регулировок.

В эксплуатации допустимый норматив принимается условно как граница неисправных состояний объектов для заданной периодичности его межконтрольного пробега. Состоит Пд из начального значений Пн и допускаемого отклонения D. Если текущее значение диагностического параметра выходит из допустимого норматива, это означает, что, хотя объект и является работоспособным, его не следует выпускать в очередной пробег без регулировок или ремонта из-за высокой вероятности отказа или пониженных технико-экономических свойств.

 

1.4. Постановка диагноза

 

Цель постановки диагноза – выявить неисправности объекта, определить потребность в ремонте или ТО, оценить качество выполненных работ или же подтвердить пригодность диагностируемого механизма к эксплуатации до очередного обслуживания. При постановке диагноза, как правило, используются субъективные аналитические возможности человека – оператора. В зависимости от задачи диагностирования и сложности объекта различают общий и локальный диагноз.

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 использую 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  Пд , а при непрерывном (встроенном) – предельное Пп .

Локальный диагноз по нескольким диагностическим параметрам существенно осложняется. Дело в том, что каждый диагностический параметр может быть связан с несколькими структурными и наоборот. Это означает, что при n используемых диагностических параметрах число технических состояний диагностируемого механизма может составлять 2n. Теоретически постановка диагноза сводится к тому, чтобы при помощи диагностических параметров, связанных с определенными неисправностями объекта, выявить 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 …Хm). Для решения этой задачи указанные связи можно представить в виде структурно-следственных моделей и диагностических матриц (Рис.1.3).

 

1.5. Методы, средства и процессы  диагностирования автомобилей

 

Методы диагностирования автомобилей характеризуются физической сущностью диагностических параметров. Они делятся на три группы: измерение 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.). Кроме того, существует группа методов диагностирования, обеспечивающих измерение геометрических величин, непосредственно характеризующих техническое состояние механизмов автомобилей.

Сначала применяют первую группу методов, осуществляя общее диагностирование, а затем для конкретизации технического состояния автомобиля применяют методы второй и третьей группы, осуществляя его локальное диагностирование. Если первая группа методов позволяет оценить работоспособность и эксплуатационные свойства автомобилей в целом, то вторая и третья дают возможность выявить конкретные причины неисправностей.

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, фильтрования), для постановки диагноза, индикации результатов, их хранения или передачи в органы управления. Средства бывают внешними, т.е. не входящими в конструкцию автомобиля, и встроенными, являющимися элементом его конструкции.

Внешние средства диагностирования в зависимости от их технического назначения могут быть выполнены в виде переносных приборов и передвижных станций, укомплектованных необходимыми измерительными устройствами, и стационарных стендов. На АТП применяют стенды  и переносные приборы, а в отрыве от постоянных баз – подвижные станции диагностирования и бесстендовые диагностические средства. Внешние средства диагностирования обеспечивают получение и обработку информации о техническом состоянии автомобилей, необходимой для обслуживания и ремонта.

Встроенные средства диагностирования включают в себя входящие в конструкцию автомобиля датчики и приборы (электронно-вычислительные приборы, блоки питания, индикацию) для обработки диагностических сигналов (усиления, сравнения с нормативами) и непрерывного  или достаточно частого измерения параметров технического состояния автомобиля. Простейшие средства встроенного диагностирования реализуются в виде традиционных приборов щитка водителя. Более сложные средства встроенного диагностирования позволяют водителю постоянно контролировать состояние тормозов, расход топлива, токсичность отработавших газов, а также выбирать наиболее экономичные и безопасные режимы работы автомобиля или своевременно прекращать движение при аварийной ситуации. Кроме того, наличие таких средств дает возможность водителю своевременно устранять мелкие неисправности приборов системы питания и зажигания непосредственно на линии. Существуют диагностические средства смешанного типа. Они представляют собой комбинацию встроенных и внешних средств.

В этих комплексах используют встроенные датчики с выводами диагностического сигнала к центральному штепсельному разъему и внешние средства для снятия электрических сигналов, их измерения, обработки и индикации полученной информации.

Процессы диагностирования включают тестовое воздействие на объект, измерение диагностических параметров, обработку полученной информации и постановку диагноза. Тестовое воздействие осуществляют путем естественного функционирования объекта на заданных силовых, скоростных и тепловых (П, V, t) режимах, или при помощи стендов, подкатных и переносных устройств. Параметры Х1, Х2 …,Хn измеряют съемными измерителями-преобразователями (Д), в простейших случаях визуально. Обработка информации заключается в преобразовании, усилении, анализе и фильтровании диагностических параметров (П) как по виду, так и по величине (посредством пороговых устройств). Постановка диагноза в простейшем случае состоит из сравнения полученного сигнала с нормативным. Дальнейшая технологическая детализация процессов диагностирования в увязке с техническим обслуживанием осуществляется при помощи алгоритмов и диагностических карт.

Алгоритм диагностирования представляет собой структурное изображение рациональной последовательности диагностических, регулировочных и ремонтных операций. Он определяет вывод диагностирования на тестовый режим, постановку первичного диагноза, переход к следующему элементу, регулировочные и ремонтные операции, повторные и заключительные проверки. Алгоритм является основой оптимизации процесса диагностирования. Технологическая карта дает окончательную детализацию процедуры диагностирования в виде, пригодном для производства. Она включает: порядковые номера операций и переходов, трудоемкость операций, применяемое оборудование и материалы, исполнителей, коэффициенты повторяемости.

 

2.ОРГАНИЗАЦИЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ

2.1. Способы организации диагностирования

 

Техническое обслуживание — это комплекс операций или операция по поддержанию работоспособности или исправности транспортных средств при использовании их по назначению, хранении и транспортировании

Ремонт — это комплекс операций по восстановлению исправности или работоспособности транспортных средств и восстановлению их ресурсов или ресурсов составных частей.

Цель технического диагностирования — выявить неисправности машины без ее разборки, определить ресурс безотказной работы сборочных единиц, фактическую потребность в производстве работ при техническом обслуживании и ремонте, момент возникновения отказа или неисправности сборочных единиц.

Техническое диагностирование машины организуется во взаимосвязи с технологическими процессами технического обслуживания и ремонта, приведенными в руководстве по эксплуатации машины.

Диагностирование машин включает в себя:

• анализ их технического состояния,
• выбор методов диагностирования сборочных единиц,
• разработку условий выполнения диагностических операций,
• выбор средств диагностирования,
• разработку дополнений по диагностированию к эксплуатационной документации.

В основу организации технической диагностики машин положен принцип специализации и разделения труда, когда диагностирование проводится не мастерами и слесарями технического обслуживания и ремонта, а специальной службой технической диагностики, которая состоит из специально подготовленных специалистов: инженера-диагноста, мастера-диагноста и звена слесарей-диагностов.

Техническое диагностирование транспортных средств планируют и выполняют по потребности; производится также ресурсное диагностирование.

Плановое диагностирование проводят после отработки транспортным средством установленного количества моточасов.

Таблица 1

Назначение и содержание планового диагностирования машин

Условное обозначение	Периодичность	Целевое назначение	Основное содержание
Д0	При проведении ЕО	Определить готовность машины к выезду на объект применения	Проверка общего состояния составных частей
Д1	При проведении ТО -1	Определить работоспособность систем, обеспечивающих безопасную работу машины	Проверка работоспособности сборочных единиц гидрооборудования и систем
Д2	При проведении ТО- 2, ТО0 3	Определить техническое состояние машины в целом	Проверка работоспособности сборочных единиц
Дс	При проведении СО	Определить готовность машины к осеннее – зимнему или весеннее – летнему периодам	Проверка работоспособности элементов машины при температуре окружающего воздуха – 40…+40◦ С
Д3	При поступлении заявки на проведение ремонта	Определить место, причину и вид дефекта или состояния машины в целом и отдельных деталей	Поиск дефекта или проверка технического состояния машины