Содержание

Надежность автомобилей

1. Основы теории надежности автомобилей

Автомобиль эксплуатируется в самых различных условиях и представляет собой сложную систему, совокупность действующих элементов – сборочных единиц и деталей, обеспечивающих выполнение ее функций. Автомобиль, агрегат, механизм, деталь могут объединяться общим понятием – объект или изделие. Современный автомобиль состоит из 15-20 тыс. деталей, из которых 7-9 тыс. теряют свои первоначальные свойства при работе, причем 3-4 тыс. деталей имеют срок службы меньше, чем автомобиль в целом и являются объектами особого внимания. Из них 200-400 деталей являются критическими по надежности.

Надежность (Reliability, dependability) — это свойство автомобиля выполнять транспортную работу, сохраняя во времени или по пробегу техникоэксплуатационные показатели в требуемых пределах, соответствующих заданным режимам, условиям использования, ТО и ремонта, хранения. Составляющие надежности:

работоспособность (performance) – состояние автомобиля, при котором он может выполнять заданные функции с параметрами, установленными требованиями технической документации;
исправность (serviceability) — это состояние автомобиля, при котором он соответствует всем техническим требованиям, установленным нормативно-технической документацией (НТД) как в отношении основных параметров, характеризующих нормальное выполнение заданных функций, так и в отношении второстепенных параметров, характеризующих внешний вид, удобство эксплуатации и т. д. Понятие исправность шире, чем понятие работоспособность. Работоспособный объект обязан удовлетворять лишь тем требования НТД, выполнение которых обеспечивает нормальное применение объекта по назначению. Таким образом, если объект неработоспособен, то это свидетельствует о его неисправности. С другой стороны, если объект неисправен, то это не означает, что он неработоспособен;
безотказность (Reliability, failure-free operation) – свойство автомобиля сохранять работоспособность без вынужденных перерывов в течении определенного времени;
ремонтопригодность (Maintainability) – приспособленность автомобиля к предупреждению и устранению отказов и неисправностей путем ТО и ремонта;
сохраняемость(storageability) – свойство автомобиля сохранять эксплуатационно-технические показатели в течении определенного времени хранения, транспортировки, эксплуатации;
долговечность (durability) – свойство автомобиля сохранять работоспособность до предельного состояния с учетом перерывов на ТО и ремонт.

Проблема надежности механизмов стоит на первом месте в любой отрасли, т.к. необходимо эксплуатировать механизмы с минимальными затратами. Кроме того, важность проблемы состоит в массовости производства. Надежность автомобиля характеризуется комплексом качеств (рисунок 1):

Рисунок 1 – Матрица понятия «надежность автомобиля»

Под качеством продукции (the quality of the products) понимают совокупность свойств продукции, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с назначением. Совокупность свойств качества продукции оценивают показателями качества. Их подразделяют на показатели назначения, надежности, технологичности, транспортабельности, стандартизации и унификации, безопасности, эргономические, экологические, эстетические и патентно-правовые. Таким образом, надежность — один из основных показателей качества продукции. Без высокой надежности не может быть и продукции высокого качества.

Изменение технического состояния автомобилей, агрегатов и механизмов происходит под влиянием постоянно действующих причин, обусловленных работой самих механизмов, внешних условий, случайных причин (например – перегрузка автомобиля).

Для характеристики надежности автомобилей в зависимости от конструктивно-технологических и эксплуатационных факторов применяют систему показателей (критериев), позволяющих количественно оценить надежность автомобиля в целом или его элементов (таблица 1).

Надежность автомобилей зависит от условий работы. Поэтому понятие надежности тесно увязывается с условиями эксплуатации (рисунок 2).

Надежность прежде всего зависит от технического уровня заводов изготовителей автомобилей, запасных частей, материалов. Надежность — категория не только техническая, но и экономическая, учитывающая последствия отказов и неисправностей.

Рисунок 2 — Связь надежности автомобиля с окружающими условиями

Таблица 1 — Система показателей надежности автомобилей

2. Основные причины изменения технического состояния автомобилей

Основными постоянно действующими причинами изменения технического состояния автомобиля, его агрегатов и механизмов являются:

1. Изнашивание механическое, к которому относятся:

абразивное изнашивание, которое является следствием режущего или царапающего действия твердых частиц, находящихся между поверхностями трения (тормозная колодка – барабан);
изнашивание вследствие пластических деформаций, которое заключается в перемещении поверхностных слоев детали в направлении скольжения под действием значительных нагрузок и ведет к изменению размеров и форм без потери массы детали (деформация круглых деталей с образованием эллипса при перегрузках, неправильном управлении автомобилем и т.д.);
изнашивание вследствие хрупкого разрушения заключается в том, что поверхностный слой металла одной из сопряженных деталей под воздействием сил трения и больших знакопеременных нагрузок уплотняется и становится хрупким, что приводит к его разрушению путем выкрашивания отдельных частиц (беговая дорожка подшипника);
изнашивание вследствие усталости металла возникает при циклическом приложении нагрузок, превышающих предел выносливости металла детали (длительные перегрузки рессор, полуосей, рамы).

2. Изнашивание молекулярно-механическое проявляется в результате молекулярного сцепления трущихся поверхностей, происходит мгновенное сваривание и перенос металла с одной поверхности детали на другую (питтинг), может произойти разрыв граничной пленки и возникнуть сухое трение. Наблюдается во втулках валов, поршнях, особенно в процессе приработки механизмов.

3. Изнашивание коррозионно-механическое, сопровождается явлениями химического взаимодействия окружающей среды с материалом, к которому относятся:

электрохимическое, происходит под воздействием атмосферных явлений и в жидкой фазе (внутренняя поверхность системы охлаждения, днище кузова);
химическое (газовое или сухое) – подвергаются выпускной клапан, выпускной трубопровод, внутренняя поверхность бензопровода и т.д.

3. Влияние условий эксплуатации на изменение технического состояния автомобилей

Условия эксплуатации, при которых используются автомобили, влияют на режимы работы агрегатов и деталей, ускоряя или замедляя изменение параметров их технического состояния:

дорожные условия определяют режим работы автомобиля и характеризуются технической категорией дороги, видом и качеством покрытия дороги, сопротивлением движению автомобиля, шириной проезжей части, подъемами-уклонами дороги, радиусами закруглений;
условия движения характеризуются влиянием внешних факторов на режим работы автомобиля и его агрегатов (например, в городских условиях число переключений передач увеличивается в 3…5 раз, средняя частота вращения коленчатого вала увеличивается до 140%, скорость движения сокращается до 50% и т.д.);
транспортные условия характеризуются длиной груженой ездки, коэффициентами использования пробега и грузоподъемности, родом груза;
природно-климатические условия характеризуются температурой окружающего воздуха, влажностью, ветровой нагрузкой, уровнем солнечной радиации (при низкой температуре возрастают пусковые износы , нарушается тепловой режим двигателя);
сезонные условия, причем более 60% всех отказов и неисправностей автомобиля приходится на весенне-осенний период эксплуатации (например, по сравнению с зимой – 100%, тормозные накладки по износу летом возрастают до 150%, весной – до 240%, осенью – до 300%);
качество топливно-смазочных материалом, квалификация водителя автомобиля, наличие запасных частей и т.д.

4. Классификация отказов

Классификация отказов автомобиля необходима для выявления их причин и разработки мер по их предупреждению и устранению. Отказом называется полная или частичная потеря работоспособности автомобиля. Существует несколько квалификационных признаков, главными из которых сводятся к следующим:

по влиянию на работоспособность различают отказы элементов объекта и отказы, вызывающие неисправность или отказ объекта в целом (отказ тормозной системы, рулевого управления, перегорела лампочка в салоне автомобиля и т.д.);
по источнику возникновения отказы подразделяются на:
- конструктивные, связанные с несовершенством конструкции автомобиля;
- технологические, связанные с неправильной технологией изготовления детали, некачественного материала, низкой культурой производства;
- эксплуатационные, связанные с неправильной эксплуатацией автомобиля, нарушением режима ТО и ремонта автомобилей и т.д.;
- износовые, связанные с естественным изнашиванием и старением металлов и др. материалов;

по связи с отказами других элементов различают отказы:
- зависимый, т.е. это отказ, обусловленный отказом или неисправностью других элементов (задир зеркала цилиндра ДВС из-за разрушения поршневого кольца);
- независимый, который такой обусловленности не имеет (прокол шины на дороге);
по характеру возникновения и возможности прогнозирования различают отказы:
- постепенные отказы, возникают в результате плавного изменения параметра технического состояния автомобиля и являются следствием изнашивания деталей.

Для постепенных отказов характерен последовательный переход из начального состояния y_н в состояние отказа y_о через ряд промежуточных состояний y₁, y₂ и т.д. (рисунок 3).

Постепенные отказы можно предотвратить своевременным проведением технического обслуживания автомобилей и спрогнозировать.

На постепенные отказы приходится до 70% всех отказов автомобиля.

Рисунок 3 — Переход параметра технического состояния автомобиля из начального в предельное при постепенном отказе

На постепенные отказы приходится до 70% всех отказов автомобиля.

— внезапные отказы, т.е. это внезапное изменение какого-либо параметра от случайного характера. Возникают в результате скачкообразного изменения технического состояния автомобиля (например, лопнула рессора из-за превышения допустимой нагрузки, рисунок 4).

Рисунок 4 — Переход параметра технического состояния автомобиля из начального в предельное при внезапном отказе

— перемежающиеся лтказы — многократно возникающие и самоустраняющиеся отказы (например, ослабление крепления электрического контакта).

по типу отказы подразделяются на:
- отказы функционирования (выполнение основных функций объектом прекращается, например, поломка зубьев шестерни);
- отказы параметрические (некоторые параметры объекта изменяются в недопустимых пределах, например, потеря точности станка).
по своей природе отказы могут быть:
- случайные, обусловленные непредусмотренными перегрузками, дефектами материала, ошибками персонала или сбоями системы управления и т. п.;
- систематические, обусловленные закономерными и неизбежными явлениями, вызывающими постепенное накопление повреждений: усталость, износ, старение, коррозия и т. п.;
по влиянию на потери рабочего времени автомобиля отказы могут быть:
- устраняемые без потери рабочего времени — при проведении технического обслуживания;
- устраняемые с потерей рабочего времени — при проведении текущего ремонта.

Примечание: графически зависимости вероятности отказа и безотказности от пробега представлены на рисунке 5.

Рисунок 5 — Зависимость вероятности отказа и безотказности от пробега автомобиля

5. Режимы технического обслуживания автомобилей

Важнейшим условием поддержания заданного уровня надежности автомобилей в условиях эксплуатации является назначение оптимальных режимов их технического обслуживания:

периодичности;
перечня операций;
трудоемкости операций.

Проблема оптимизации ТО является весьма сложной. Однако, при любом рассмотрении этой проблемы необходимо учитывать надежность и готовность автомобилей и влияние на них профилактических работ. В состав профилактических работ входят:

контрольно-диагностические работы;
крепежные;
регулировочные;
по системе питания;
электротехнические;
смазочные и др.

Контрольно-диагностические работы выполняются в обязательном порядке через определенный пробег, а все остальные работы – после таких работ. Т.е., периодичность технического обслуживания автомобилей, являющаяся основным вопросом при обосновании режимов профилактики, определяется периодичностью контрольно-диагностических работ.

Анализ количественных характеристик эксплуатационной надежности автомобилей показывает, что в качестве критериев для определения оптимальной периодичности контрольно-диагностических работ могут быть использованы:

вероятность безотказной работы (R_x — определяется отношением числа изделий, работающих безотказно за наработку x,к общему числу изделий) и определяется по формуле (1)

где m_x — число изделий, отказавших за наработку;

n – общее число изделий.

параметры потока отказов;
средняя наработка на отказ;
производительность автомобиля;
экономико-вероятностный метод и т.д.

Режимы ТО автомобилей разрабатываются для нескольких типичных условий эксплуатации. Проверяются эти режимы в реальных условиях эксплуатации по специальным критериям:

по эксплуатационной надежности (определяется по среднему значению коэффициента технической готовности);
по трудоемкости ТО и ремонта автомобилей (определяется по хронометражу);
по затратам на выполнение ТО и ремонта (определяется по экспериментальным данным);
по экономической эффективности.

Знание и количественная характеристика закономерностей изменения параметров технического состояния узлов, агрегатов и автомобиля в целом позволяет

управлять работоспособностью и техническим состоянием автомобиля в целом в процессе эксплуатации. Т.е., поддерживать и восстанавливать его работоспособность. Необходимость поддержания высокого уровня работоспособности требует, чтобы большая часть отказов и неисправностей была предупреждена.

Поэтому задача ТО состоит, главным образом, в предупреждении возникновения отказов и неисправностей, а задача ТР – в их устранении (в восстановлении работоспособности). Предупреждение отказов и неисправностей требует регламентации ТО, т.е. регулярного по плану выполнения определенных операций ТО с установленной периодичностью и трудоемкостью.

Перечень выполняемых операций, их периодичность и трудоемкость в целом составляют режим ТО.

На автомобильном транспорте большинства стран, также как и у нас, используется планово-предупредительная система ТО и ремонта автомобилей, судов, самолетов, тепловозов, электровозов и др.

В соответствии с этой системой, ТО автомобилей носит предупредительный, профилактический характер и выполняется после определенной наработки (пробега) автомобилей, а ремонт выполняется по потребности (хотя и он должен планироваться, используя карту надежности автомобиля).

6. Планово-предупредительная система технического обслуживания и ремонта автомобилей

Принципиальные основы организации и нормативы технического обслуживания и ремонта автомобилей в нашей стране регламентируются и базируются

«Положением по техническому обслуживанию и ремонту подвижного состава автомобильного транспорта». Этот документ является основополагающим документом по ТО и ремонту автомобилей в нашей стране, на основе которого производятся планирование и организация ТО и ремонта автомобилей, определяются ресурсы, проектируются и реконструируются АТП и разрабатывается ряд производных нормативно-технологических документов.

«Положением…» предусматриваются: ежедневное техническое обслуживание (ЕО), первое техническое обслуживание (ТО-1), второе техническое обслуживание (ТО-2), сезонное обслуживание (СО). Эти виды обслуживания отличаются между собой периодичностью, перечнем и трудоемкостью выполняемых работ.

задача ЕО автомобилей – общий контроль, направленный на обеспечение безопасности дорожного движения, поддержание надлежащего внешнего вида, заправка топливо-смазочными материалами;
задача ТО-1 и ТО-2 автомобилей – снижение интенсивности изменения параметров технического состояния механизмов и агрегатов автомобиля, выявление и предупреждение неисправностей, защиты окружающей среды путем своевременного выполнения контрольных, смазочных, крепежных, регулировочных и других работ;
задача СО автомобилей – подготовка подвижного состава к эксплуатации при изменении сезона (на летний или зимний период эксплуатации). СО проводится 2 раза в год и совмещается с очередным ТО-2, с соответствующим увеличением трудоемкости. Нормативы трудоемкости СО составляют от трудоемкости ТО-2: 50% для очень холодного и очень жаркого сухого климатических районов; 30% для холодного и жаркого сухого районов; 20% — для прочих районов.

Диагностические работы (общее диагностирование Д-1 и поэлементное углубленное диагностирование Д-2) являются технологическим элементом ТО и ремонта автомобиля и дают информацию о его техническом состоянии при выполнении соответствующих работ;

Ремонт автомобилей в соответствии с характером и назначением работ подразделяется на текущий (ТР) и капитальный (КР):

текущий ремонт предназначен для устранения возникших неисправностей, а также для обеспечения установленных нормативов пробегов автомобилей и агрегатов до капитального ремонта. ТР должен обеспечивать безотказную работу отремонтированных агрегатов и узлов на пробеге, не меньшем, чем до очередного ТО-2;
капитальный ремонт предназначен для регламентированного восстановления потерявших работоспособность автомобилей и его агрегатов, обеспечения их ресурса до следующего КР или списания не менее 80% от норм для новых автомобилей и агрегатов.

В системе ТО и ремонта автомобилей существует еще один вид ремонта – сопутствующий, который производится совместно с ТО-1 или ТО-2, при условии, если его трудоемкость составляет не более 15-20% от трудоемкости соответствующего вида ТО.

Нормативы ТО и ремонта, установленные Положением, относятся к определенным условиям эксплуатации, называемым эталонными. За эталонные условия принята работа базовых автомобилей АТП со списочным составом 200-300 единиц не более чем с тремя технологически совместимыми группами, имеющих пробег с начала эксплуатации 50-75% от нормы пробега до КР, которые эксплуатируются на дорогах первой категории в умеренном климатическом районе с умеренной агрессивностью окружающей среды. При работе в иных, отличных условиях эксплуатации, изменяются безотказность и долговечность автомобилей, а также затраты на обеспечение их работоспособности. Поэтому нормативы ТО и ремонта следует корректировать посредством коэффициентов корректирования.

Таблица 2 — Коэффициент корректирования нормативов в зависимости от условий эксплуатации – К₁

Примечание: после определения скорректированной периодичности ТО проверяется ее кратность между видами обслуживания с учетом среднесуточного пробега с последующим округлением до целых сотен километров.

Таблица 3 — Коэффициент корректирования нормативов в зависимости от модификации подвижного состава и особенности организации его работы – К₂

Таблица 4 — Коэффициент корректирования нормативов в зависимости от природно-климатических условий – К₃ = К₃ × К 1 3

Коэффициент К 1 3

Примечание: агрессивность окружающей среды учитывается и при постоянном использовании подвижного состава для перевозки химических грузов, вызывающих интенсивную коррозию деталей.

Таблица 5 — Коэффициенты корректирования нормативов удельной трудоемкости текущего ремонта (К₄) и продолжительности простоя в ТО и ремонте (К 1 ₄) в зависимости от пробега с начала эксплуатации

Таблица 6 — Коэффициент корректирования нормативов трудоемкости ТО и ТР в зависимости от количества обслуживаемых и ремонтируемых автомобилей на АТП и количества технологически совместимых групп подвижного состава – К₅

Результирующий коэффициент корректирования нормативов ТО автомобилей получается перемножением соответствующих коэффициентов, причем результирующие коэффициенты корректирования периодичности ТО и пробега до КР, км, должны быть не менее 0,5 и рассчитываются по формулам (2) и (3)

—периодичность ТО (2)

—пробег до КР К₃ (3)

Трудоемкость, чел.-ч/1000 км, выполнения работ по ТО автомобилей и удельная трудоемкость, чел.−ч , текущего ремонта (ТР) автомобилей рассчитываются по формулам (4) и (5)

—трудоемкость ТО К₅ (4)

—трудоемкость ТР . (5)

7. Диагностика технического состояния автомобилей

Техническая диагностика (technical diagnostics) — отрасль знаний, изучающая признаки неисправностей автомобиля, методы, средства и алгоритмы определения его технического состояния без разборки, а также технологию и организацию использования систем диагностирования в процессах технической эксплуатации автомобилей.

Техническим диагностированием называют процесс определения технического состояния объекта без его разборки, путем измерения величин, характеризующих его состояние и сравнения их с нормативами. Диагностирование обеспечивает систему ТО и ремонта автомобилей индивидуальной информацией об их техническом состоянии. Диагностирование автомобилей осуществляется в соответствии с алгоритмом, установленным технической документацией. Алгоритм диагностирования — это совокупность последовательных действий по определению технического состояния автомобиля.

Комплекс, включающий средства диагностирования (к которым относятся стенды, приборы), алгоритм диагностирования и объект диагностирования (автомобиль в целом или его узлы) называется системой диагностирования.

Возникновение потребности в объективной и достоверной информации, получаемой с помощью инструментальных методов контроля, объясняется действием на автомобильном транспорте двух важных факторов — усложнения автомобильной техники и стремления обеспечить поддержание работоспособности автомобилей в условиях низкой обеспеченности квалифицированными кадрами. Наличие в автотранспортных предприятиях (АТП) простой по конструкции автомобильной техники и небольшие размеры автохозяйств давали возможность обходиться информацией, получаемой через опытного механика субъективными методами. Однако с появлением новых моделей автомобилей усложненной конструкции и укрупнением АТП такая информация все в меньшей степени обеспечивала эффективное управление поддержанием работоспособности автомобилей.

Для повышения эффективности ТО и ремонта автомобилей требуется индивидуальная информация о их техническом состоянии до и после ТО и ремонта. При этом необходимо, чтобы получение информации было доступным и не требовало бы разборки агрегата и больших затрат труда. Индивидуальная информация о скрытых и назревающих отказах позволяет предотвратить преждевременный или запоздалый ремонт или техническое обслуживание, а так же проконтролировать качество выполненной работы.

дает полную объективную и достоверную информацию;
дает возможность определить параметры эффективности работы автомобиля (мощность, топливную экономичность, тормозное усилие и т.д.);
дает возможность управлять техническим состоянием путем оптимизации режимов регламентного контроля;
позволяет значительно повысить качество ТО и ремонта автомобилей;
позволяет значительно снизить затраты на проведение ТО и ТР автомобилей.

Диагностированием называется процесс определения технического состояния объекта без его разборки по внешним признакам путем измерения величин, характеризующих его состояние и сопоставления их с нормативами.

Средствами диагностики служат: специальные приборы и стенды, которые подразделяются на внешние и встроенные в автомобиль. Причем, при диагностировании используют не только технические средства, но и субъективные возможности человека, его органы чувств, опыт и навык.

При ТО и ремонте автомобилей используют 2 вида информации:

статическую (надежностную), которую получают путем обработки данных об отказах и неисправностях автомобилей. На основе этой информации устанавливают регламентные объемы работ ТО и ремонта автомобилей;
индивидуальную (диагностическую), которую получают путем непосредственного измерения параметров технического состояния данного автомобиля. На основе этой информации уточняют объемы работ применительно к данному автомобилю.

Статическая и диагностическая информации дополняют друг друга в процессе принятия решения о направлении автомобиля на ТО или ремонт.

Под параметрами понимается качественная и количественная мера, характеризующая состояние системы, механизма, элемента и процесса в целом. Различают структурные и диагностические параметры.

Таблица 7 – Виды систем диагностирования

Системы диагностирования
Функциональная	Внешняя	Встроенная	Общая
Тестовая	Внешняя	Непрерывная	Локальная
Универсальная	Периодическая	Смешанная	Автоматизированная

В функциональных системах диагностирование проводят в процессе работы автомобиля.

В тестовых системах для диагностирования работу автомобиля воспроизводят на стенде.

Универсальные системы предназначены для нескольких диагностических процессов.

Специальные системы обеспечивают один диагностический процесс.

В общих системах объектом диагностирования является автомобиль в целом для определения его работоспособности.

В локальных системах объектом диагностирования является агрегат, механизм, узел, система автомобиля.

В ручных системах управление средствами диагностирования осуществляется вручную.

В автоматизированных системах управление осуществляется с использованием компьютеров.

В непрерывных системах диагностирование осуществляется в процессе работы автомобиля при помощи встроенных средств (бортовых компьютеров).

В периодических системах диагностирование осуществляется с определенной периодичностью (перед ТО-1 или ТО-1) при помощи внешних приборов и стендов.

Во встроенных системах используются встроенные средства диагностирования;

Во внешних системах используются внешние средства диагностирования.

В смешанных системах диагностирования используются и встроенные (датчики) и внешние (индикаторы) средства.

Оценку технического состояния автомобиля в прошлом (например, для выявления причины аварии) называют ретроспекцией.

Оценка технического состояния в будущем (например, для определения срока его работоспособности) называется прогнозированием.

Применение диагностики эффективно, если суммарные удельные затраты на ТО, ремонт и диагностику меньше суммарных удельных затрат на ТО и ремонт без диагностики

Практика показывает, что суммарные удельные затраты на ТО и ремонт с диагностикой на 20-25% меньше суммарных удельных затрат на ТО и ремонт без диагностики.

Возможности диагностирования автомобилей и агрегатов зависят от их контролепригодности.

Контролепригодность — это приспособленность автомобиля к диагностическим работам, которые позволяют обеспечит достоверную информацию о техническом состоянии автомобиля при минимальных затратах труда, времени и средств.

Рисунок 6 — Классификация средств диагностирования

Внешние средства классифицируются на:

1. Стенды, обеспечивающие:

диагностирование тяговых качеств автомобиля,
диагностирование тормозов автомобиля,
диагностирование ходовой части автомобиля,

2. Переносные приборы, обеспечивающие диагностирование:

по изменению виброакустических параметров (КШМ и ЦПГ двигателя);
по периодически повторяющимся процессам или циклам (система зажигания, балансировка колес);
по тепловому состоянию (подшипники);
по герметичности рабочих процессов (ЦПГ двигателя);
по параметрам масла, отработавших газов (КШМ и система питания); по геометрическим параметрам (клапаны).

Встроенные средства включают:

Простейшие средства — индикаторы и датчики давления масла, температуры, давления воздуха в тормозной системе и т.д.
Бортовой компьютер, позволяющий непрерывно диагностировать техническое состояние автомобиля.

Смешанные средства включают

Датчики в автомобиле,
Централизованный узел съема информации,
Индикацию на внешних приборах.

8. Параметры технического состояния автомобилей

Возможность непосредственного измерения в процессе эксплуатации физических величин или структурных параметров (износов, задиров и др.) сопряжений механизмов автомобиля без их разборки весьма ограничена. Поэтому при диагностировании пользуются косвенными признаками, которые называются диагностическими параметрами и которые отражают техническое состояние автомобиля. Диагностическими параметрами могут быть:

параметры рабочих процессов (мощность, тормозной путь, расход топлива и т.д.);
параметры сопутствующих процессов (вибрация, шум, стук и т.д.);
параметры геометрических величин (зазоры, люфты, биения, свободный ход и т.д.).

Диагностические нормативы служат для количественной оценки технического состояния автомобиля, устанавливаются ГОСТами и руководящими документами. К ним относятся:

начальный норматив (задается технической документацией) – соответствует величине диагностического параметра новых, технически исправных объектов. Например, оптимальный угол начальной установки момента зажигания для одной и той же модели автомобиля может отличаться от среднего значения на 3…8 0 . Практически это означает, что, используя в качестве норматива индивидуальное значение начального норматива, можно значительно повысить мощность ДВС и топливную экономичность.
предельный норматив (задается требованиями ГОСТа, технической документацией) соответствует такому состоянию автомобиля, при котором его дальнейшая эксплуатация становится невозможной или нецелесообразной. Этот норматив используется для прогнозирования ресурса конкретных деталей в случае встроенного, непрерывного диагностирования.
допустимый норматив – является основным диагностическим нормативом при периодическом диагностировании. На его основе ставится диагноз технического состояния и принимается решение о необходимости ремонта или регулировки.

На основании допустимого норматива ставят диагноз состояния объекта и принимают решение о необходимости технического обслуживания и ремонта.

Если текущее значение диагностического параметра выходит за пределы П_д, то необходимо проводить техническое обслуживание или предупредительный ремонт, так как автомобиль может выйти из строя на линии (рисунок 7).

Объектом диагностики может быть любой агрегат, механизм, узел или автомобиль в целом. Приступая к диагностированию, необходимо выявить те узлы, которые определяют его надежность. Такой подход позволяет создать модель объекта и составить его структурно-следственную схему диагностирования, т.е. схематическое отображение важных для диагностики характеристик. Такая схема служит для выбора диагностических параметров.

Цель постановки диагноза — выявить неисправности объекта, определить потребность в техническом обслуживании и ремонте, оценить качество выполненных работ или подтвердить пригодность диагностируемого объекта к эксплуатации.

l_д — периодичность планового диагностирования, км; П — приращение параметра за межконтрольный пробег; АБ — профилактическое восстановление объекта

Рисунок 7 — Схема формирования диагностического норматива В зависимости от задачи различают общий и локальный диагноз.

Общий диагноз решает вопрос о соответствии или несоответствии объекта общим требованиям. При общем диагнозе используют один диагностический параметр. Общий диагноз сводится к измерению текущего параметра П и сравнения его с нормативом. При периодическом диагностировании нормативом является допустимое значение диагностического параметра П_д, а при непрерывномпредельное П_п.

При П> П_п — необходим ремонт,

Локальный диагноз — позволяет выявить конкретные неисправности. Его проводят по нескольким диагностическим параметрам. Каждый диагностический параметр связан с несколькими структурными и наоборот. Эти связи можно представить в виде структурно-следственной модели (рисунок 1.8).

Модель позволяет выявить связи между наиболее вероятными неисправностями объекта и его диагностическими параметрами. То есть, двигаясь от диагностических параметров к вероятным неисправностям объекта ставят диагноз его технического состояния. Эти задачи решаются с помощью диагностической матрицы.

Рисунок 8 — Структурно-следственная модель диагностирования (цилиндропоршневая группа двигателя как объект диагностирования)

9. Методы диагностики

Диагностирование является качественно новой, более совершенной формой проведения контрольных работ. От традиционных контрольных осмотров, выполняемых на АТП в основном субъективными методами с привлечением в качестве экспертов наиболее квалифицированных механиков и ремонтных рабочих, диагностирование отличается, во-первых, объективностью и достоверностью оценки технического состояния автомобилей, что достигается применением инструментальных методов проверки, во-вторых, возможностью определения выходных параметров (параметров эффективности) агрегатов и систем автомобилей (мощности, топливной экономичности, тормозных качеств и т.д.) и, втретьих, наличием условий для повышения надежности и организованности функционирования производства ТО и ремонта автомобилей за счет более эффективного оперативного управления им.

Методы диагностики автомобилей основываются на способах замера диагностических параметров, причем тех, которые наиболее приемлемы. Выбор параметров осуществляется при помощи структурно-следственной схемы диагностирования механизма или узла. Анализируя схему, можно выбрать наиболее эффективный метод диагностирования автомобиля.

В настоящее время наибольшее распространение получили методы:

По герметичности — для оценки технического состояния цилиндропоршневой группы, рабочих объемов газораспределительного механизма, систем охлаждения и смазки, гидравлических и пневматических приводов, шин автомобилей и пр. Диагностика производится по величине компрессии, прорыву газов в картер, по утечке сжатого воздуха и т.д.
По параметрам рабочих процессов — для измерения мощностных и экономических показателей двигателя и автомобиля, величине тормозного пути и т.д. Диагностика заключается в имитации условий и режимов работы автомобилей. 3.По геометрическим величинам — для оценки технического состояния редукторов, рулевого управления, шкворневых соединений, подшипников и др. Особенности этой диагностики состоят в том, что она применяется при неработающих механизмах. Позволяет замерить люфты, зазоры, смещения и пр.
По тепловому состоянию — для диагностирования сопряжений по скорости и температуре нагрева. Диагностика применяется для механизмов, которые не получают тепло от внешнего источника (задний мост и т.д.). В этом случае определяется выделенное тепло при заданном скоростном и нагрузочном режимах.
По колебательным процессам — по шумам и вибрациям, для общей оценки технического состояния ДВС, ГРМ, КШМ, трансмиссии автомобиля. Данный метод диагностирования является одним из перспективных, т.к. можно получить виброграмму на экране осциллографа и долее сравнить ее с эталоном.
По составу отработавших газов и топливосмазочных материалов — для общей оценки систем питания и смазки, для определения продуктов износа в моторном масле.

При диагностировании производится спектральный анализ масла для определения концентрации в нем продуктов износа. По составу отработавших газов можно судить о состоянии топливной системы, клапанах, ТНВД дизеля и т.д.

Таким образом, диагностика служит не только для получения оперативной информации о техническом состоянии автомобиля и его систем, с выявлением конкретных причин неисправностей, но и для прогнозирования возможного ресурса пробега без проведения дополнительных технических воздействий и ремонта. Поэтому внедрение диагностики в производство, помимо вышеуказанных положительных моментов, позволяет планировать оптимальные объемы работ по обслуживанию и ремонту автомобилей, что значительно экономит средства, производственные ресурсы и т.д.

Диагностирование осуществляется либо в процессе работы самого автомобиля, его агрегатов и систем на 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 подаются тестовые воздействия (тестовое диагностирование). Эти воздействия должны обеспечивать получение максимальной информации о техническом состоянии автомобиля при оптимальных трудовых и материальных затратах.

Например, мощностные показатели автомобиля проверяют на режиме максимального крутящего момента, экономические показатели на режиме, соответствующем реализации контрольного расхода топлива, т.е. при наиболее экономичной скорости и при нагрузочном режиме, имитирующем движение автомобиля по ровному горизонтальному отрезку пути с асфальтобетонным покрытием. Тормозные качества проверяют при таких скоростях и нагрузках, которые позволяют надежно выявить основные неисправности тормозной системы автомобиля.

Источник http://extxe.com/16003/nadezhnost-avtomobilej/