Електронний посібник
ТЕХНІЧНА ЕКСПЛУАТАЦІЯ АВТОМОБІЛЯ
частина І
РОЗДІЛ 1. НАДІЙНІСТЬ ТА СИСТЕМА ТЕХНІЧНОГО ОБСЛУГОВУВАННЯ І РЕМОНТУ КОЛІСНИХ ТРАНСПОРТНИХ ЗАСОБІВ
4. Діагностичні моделі, параметри й нормативи. Методи діагностування автомобілів
4.4. Методи діагностування автомобілів
4.5. Засоби діагностування та їх класифікація
4.6. Прогнозування технічного стану рухомого складу
4.4. Методи діагностування автомобілів
Розрізняють суб’єктивні і об’єктивні методи діагностування автомобіля. Суб’єктивні методи (органолептичні) – визначення технічного стану автомобіля за вихідними параметрами динамічних процесів. Проте за допомогою органів чуття людини отримують і аналізують інформацію, а також приймають рішення про технічний стан, що, природно, призводить до похибок.
Найпоширеніші такі суб’єктивні методи:
– візуальний;
– прослуховування роботи механізму, системи;
– обмацування механізму чи дотик;
– висновок про технічний стан на основі логічного мислення.
Візуальним методом можна виявити такі несправності:
– порушення ущільнень;
– дефекти трубопроводів, з’єднувальних шлангів і пристроїв – за протіканням пального, оливи, охолоджувальної рідини;
– тріщини банки акумуляторної батареї – за протіканням електроліту;
– неповноту згоряння пального – за димністю відпрацьованих газів;
– спрацьовування деталей циліндро-поршневої групи або пізній початок подачі пального – за голубуватим кольором відпрацьованих газів;
– якість картерної оливи – за кольором масляної плями на фільтрувальному папері;
– потрапляння води і пального в камеру згоряння – за білим димом відпрацьованих газів;
– підтікання форсунок – за підвищенням рівня оливи в піддоні картера двигуна та ін.
Під час прослуховування роботи механізмів можна виявити такі несправності:
– збільшений зазор між клапанами і коромислами механізму газорозподілу – за стукотом у зоні клапанного механізму;
– спрацьовування шатунних і корінних підшипників – за стукотом у відповідних зонах кривошипно-шатунного механізму за зміни частоти обертання колінчастого вала;
– надмірне випередження або запізнювання впорскування пального – за характером роботи ДВЗ (за раннього впорскування – «жорстка робота», за пізнього – «м’яка»);
– нещільності посадки клапанів газорозподілу – за характером свисту і шипіння під час прокручування вручну колінчастого валу;
– несправності зчеплення автомобіля – за шумом і стукотом у коробці передач та інше.
Методом прощупування та на дотик можна визначити такі несправності:
– ослаблення кріплень – за відносним переміщенням деталей;
– несправності механізмів і деталей – за надмірним їх нагріванням;
– несправності рульового механізму – за поштовхами на рульовому колесі та інше.
На підставі логічного мислення можна зробити висновок про такі несправності:
– спадання потужності двигуна – автомобіль «не тягне»;
– несправності паливної апаратури – утруднений пуск двигуна;
– сизий дим – інтенсивне горіння оливи;
– чорний дим – великий вміст сажі;
– «постріли» в глушнику – неповне згоряння збагаченої суміші або пропуски запалювання чи непрацююча свічка;
– несправності системи охолодження – двигун перегрівається та інше.
Усі суб’єктивні методи діагностування часто приводять до похибок у постановці діагнозу, підвищенні затрат на ремонт, хоча не вимагають порівняно дорогого контрольно-діагностичного обладнання. Для задовільної ефективності ці методи вимагають достатньо високої кваліфікації оператора-діагноста. Однак уміле поєднання об’єктивних і суб’єктивних методів діагностування може забезпечити його невисоку вартість за прийнятної ефективності та якості.
До уваги!
Суб’єктивні методи використовують переважно для поверхневої діагностики, або так званої експрес-діагностики, коли необхідно в короткі терміни і без застосування технічних засобів оцінити стан автомобіля або його агрегата чи вузла.
Об’єктивні (інструментальні) методи діагностування ґрунтуються на вимірюванні та аналізі інформації про справжній технічний стан елементів автомобіля спеціальними контрольно-діагностичними засобами і прийнятті рішення за допомогою спеціально розроблених алгоритмів діагнозу. Застосування тих чи інших методів істотно залежить від мети, поставленої в процесі технічної підготовки автомобілів. Проте у зв’язку з ускладненням конструкції автомобіля, підвищеними вимогами до його експлуатаційних якостей та інтенсивністю використання дедалі більше застосовують об’єктивні методи діагностування.
До об’єктивних методів належать діагностування:
– за структурними параметрами;
– за герметичністю робочих об’ємів;
– за вихідними параметрами робочих процесів;
– за зміною віброакустичних параметрів;
– за параметрами процесів або циклів, що періодично повторюються;
– за складом картерної оливи;
– за складом відпрацьованих газів.
До методів об’єктивного діагностування ставляться такі вимоги: достовірність вимірювань діагностичних параметрів, надійність застосовуваних засобів вимірювань, технологічність і економічність методів. Достовірність вимірювань характеризується точністю, відтворюваністю, надійністю, чутливістю, довговічністю і ремонтопридатністю контрольно-діагностичних засобів. Технологічність характеризується складністю, трудомісткістю, універсальністю процесів діагностування. Економічність визначається вартістю контрольно-діагностичних засобів, витратами на їхню експлуатацію та ефективністю застосування їх. Особливу увагу під час проєктування і створення засобів діагностування треба приділяти зниженню металомісткості, енергоємності й експлуатаційних затрат.
До уваги!
Об’єктивні методи використовують для поглибленої діагностики, коли необхідно отримати повну і точну оцінку стану автомобіля і спрогнозувати його ресурс.
4.5. Засоби діагностування та їх класифікація
Засобами технічного діагностування (ЗТД) є технічні пристрої, призначені для вимірювання кількісних значень діагностичних параметрів. У їх склад входять в різних комбінаціях такі основні елементи: пристрої, що задають тестовий режим; датчики, що сприймають діагностичні параметри і що перетворюють їх в сигнал, зручний для обробки або безпосереднього використання; вимірювальний пристрій і пристрій відображення результатів (стрілочні прилади, цифрові індикатори, екран осцилографа).
Крім того, ЗТД може включати пристрої автоматизації завдання і підтримки тестового режиму, вимірювання параметрів і автоматизований логічний пристрій, що здійснює постановку діагнозу.
За взаємодією з об’єктом діагностування ЗТД можна розділити на три види: зовнішні, вбудовані та встановлювальні (рис. 4.4).
Рис. 4.4. Класифікація засобів технічного діагностування автомобілів
Зовнішні ЗТД (рис. 4.5), тобто ті, що не входять в конструкцію автомобіля, залежно від їх будови і технологічного призначення можуть бути стаціонарними або переносними. Стаціонарні стенди встановлюють на фундаменти, як правило, в спеціальних приміщеннях, обладнаних відсмоктуванням відпрацьованих газів, вентиляцією, шумоізоляцією (гальмівний стенд, стенд для перевірки кутів установки коліс та ін.). Переносні прилади використовують як в комплексі зі стаціонарними стендами, так і окремо для локалізації і уточнення несправностей на спеціалізованих ділянках і постах ТО і ремонту (газоаналізатори, тестери, сканери тощо).
Рис. 4.5. Зовнішні ЗТД
Вбудовані (бортові) засоби технічної діагностики включають датчики, що входять в конструкцію автомобіля, пристрої вимірювання, мікропроцесори і пристрої відображення діагностичної інформації, що здійснюють контроль безперервно або періодично за певною програмою. Наявність таких засобів дозволяє своєчасно виявляти настання передвідмовних станів і призначати проведення попереджувальних дій за фактичним станом. Широке використання вбудованих ЗТД на автомобілях масового випуску обмежується їх надійністю і економічними міркуваннями.
Останніми роками набули поширення замість вбудованих ЗТД так звані встановлювані засоби технічної діагностики, які відрізняються від вбудованих конструктивним виконанням засобів обробки, зберігання і видачі інформації, виконуваних у вигляді блоку, який встановлюється на автомобіль періодично. Оскільки планові і заявочні діагностування автомобіля проводять відносно рідко, це дозволяє мати значно меншу кількість встановлюваних ЗТД в порівнянні з вбудованими, що економічно вигідніше.
За функціональним призначенням ЗТД розділяють на такі групи:
– комплексні – для діагностування автомобіля в цілому; двигуна і його системи; органів керування, гальмівних систем; системи зовнішніх світлових приладів; трансмісії; ходової частини й підвіски; електроустаткування; гідравлічних систем; робочого й спеціального оснащення;
– за ступенем охоплення автомобіля діагностуванням і видом застосовуваних систем діагностування ЗТД розділяють: на ті, що входять у загальні системи діагностування автомобіля у цілому; які входять у локальні системи діагностування окремих складальних одиниць або складових частин автомобіля; засоби діагностування, які застосовуються окремо.
За ступенем автоматизації процесу керування ЗТД розділяють на автоматичні, напівавтоматичні, з ручним або ножним керуванням, комбіновані.
До уваги!
За видом застосовуваних засобів розрізняють стендове й портативне діагностування. Уже перші стенди технічної діагностики були обладнані стендами з біговими барабанами або роликовими стендами, як їх тепер ще називають. Ці стенди імітують рух автомобіля по дорозі. Відомі також стенди, де замість бігових барабанів застосовується нескінченна стрічка типу гусеничного тракторного руху. Такі стенди називають стрічковими.
Щоб визначити крутний момент на колесах і потужність автомобіля, у стендах тягових якостей варто застосовувати навантажувальні гальмові пристрої, установлені на одному з барабанів під ведучими колесами автомобіля (рис. 4.6). Застосовують такі типи навантажувальних пристроїв стендів тягових якостей: гідравлічні, механічні й інерційні.
Процеси діагностування включають:
– тестові або робочі впливи на об’єкт діагностування;
– вимірювання діагностичних параметрів;
– оброблення отриманої інформації;
– установлення діагнозу.
Рис. 4.6. Стенд з гальмівними барабанами
4.6. Прогнозування технічного стану рухомого складу
Прогнозування – процес визначення терміну або ресурсу справної роботи автомобіля до виникнення граничного стану, тобто пророкування виникнення відмови. Потреба прогнозування визначається можливостями керувати технічним станом автомобіля в цілому, якщо відомі зміни його технічного стану за часом.
За допомогою прогнозування можна найповніше використати ресурси розглянутої системи й оптимізувати її обслуговування як поновлюваного об’єкта експлуатації. Існуючі методи обслуговування за середньостатистичними показниками не дають можливості оптимізувати цей процес, оскільки не враховують індивідуальних особливостей автомобіля. Це приводить до збільшення матеріальних і трудових витрат на підтримування автомобіля в технічно справному стані й зниження ефективності його використання.
Організовувати оптимальний процес обслуговування автомобіля можна тільки на базі діагностичної інформації й прогнозування її зміни в часі або за пробігом. Практично прогнозування полягає у визначенні періодичності діагностування та встановленні попереджувальних діагностичних нормативів, які обґрунтовуються на основі теорії надійності автомобілів. В основі визначення періодичності діагностування й попереджувальних діагностичних нормативів лежать закономірності зміни технічного стану та економічні показники.
Методи прогнозування розділяють на три основні групи:
1. Методи експертних оцінок, суть яких зводиться до узагальнення, статистичної обробки й аналізу думок фахівців.
2. Методи моделювання, які ґрунтуються на основних положеннях теорії подібності й складаються з формування моделі об’єкта дослідження, проведення експериментальних досліджень і перенесення одержаних значень із моделі на натуральний об’єкт.
3. Статистичні методи, з яких найширше застосовується метод екстраполяції. У його основі лежать закономірності зміни прогнозованих параметрів у часі. Для опису цих закономірностей підбирають за можливості просту аналітичну функцію з мінімальною кількістю змінних.
Найпоширенішими є методи статистичного моделювання, в яких як базові матеріали використовують результати технічної діагностики. У цьому випадку прогноз треба розглядати як імовірнісну категорію.
Погрішності прогнозування можуть бути викликані недостатньою повнотою інформації, її неоднорідністю, низькою точністю вимірювальних інструментів і приладів, недосконалістю діагностичного устаткування, маленькою точністю математичної моделі, низькою кваліфікацією прогнозиста та ін. Припустимі межі погрішностей визначають залежно від потрібної точності прогнозування. Щодо прогнозування залишкового ресурсу підвищення міцності досягають, збільшуючи періоди спостережень за зміною діагностичного параметра в міру збільшення наробіток.
Економічну оцінку прогнозування роблять на основі витрат матеріальних засобів на дослідження за період прогнозування. Ефективність прогнозування визначають за зміною показника надійності в результаті впровадження тих або інших рекомендованих засобів його підвищення.
Потреба прогнозування визначається можливостями керувати технічним станом автомобіля в цілому, якщо відомі зміни його технічного стану в часі. За допомогою прогнозування можна найповніше використовувати ресурси розглянутої системи і оптимізувати її обслуговування як поновлюваного об’єкта експлуатації.
До уваги!
Потреба прогнозування визначається можливостями керувати технічним станом автомобіля в цілому, якщо відомі зміни його технічного стану в часі. За допомогою прогнозування можна найповніше використовувати ресурси розглянутої системи і оптимізувати її обслуговування як поновлюваного об’єкта експлуатації.
Існуючі методи обслуговування за середньостатистичними показниками не дають можливості оптимізувати цей процес, оскільки не враховують індивідуальні особливості автомобіля. Це приводить до збільшення матеріальних і трудових витрат на підтримку автомобіля в технічно справному стані і зниження ефективності його використання.
Питання для самоперевірки
6. Які бувають методи діагностування автомобілів?
7. Охарактеризуйте найпоширеніші суб’єктивні методи діагностування автомобілів.
8. Охарактеризуйте об’єктивні діагностування за діагностичними параметрами.
9. Охарактеризуйте види засобів технічного діагностування.
10. Охарактеризуйте методи прогнозування технічного стану рухомого складу.