Техническая диагностика на транспорте

Федеральное агентство по образованию.

Уральский государственный лесотехнический  университет.

Кафедра: Автомобильный транспорт.

Предмет: Техническая диагностика на транспорте.

Выполнил  студент ЗФ.

Специальность: 190701

Срок обучения: 5 лет 10 месяцев

Учебный шифр: 92543

Курс: IV

Колтышев  Александр Викторович

Екатеринбург 2012г.

Содержание:

1.Понятие технического состояния. Виды технических состояний.

2.Причины изменения технического состояния автомобилей. Износная характеристика.

3.Диагностические  параметры.

4.Диагностика тормозной системы.

5.Список использованных источников.

1.Понятие технического состояния.  Виды технических состояний.

Автомобиль представляет собой  сложную техническую систему, предназначенную  для осуществления транспортной деятельности и характеризуемую  множеством параметров, определяющих технические и эксплуатационные показатели данной системы. Под системой понимается упорядоченная совокупность совместно действующих элементов, предназначенных для выполнения заданных функций. По отношению к  автомобилю элементами являются агрегаты, узлы, механизмы и детали — объекты  или изделия.

Все элементы автомобиля (агрегаты, узлы, механизмы, детали) имеют различные  характеристики устойчивости к потере работоспособного состояния, на которые  влияют как внутренние конструктивные факторы, зависящие от назначения и  свойств элемента, так и совокупность внешних факторов, определяемых как  условия эксплуатации автомобиля. Так, современный автомобиль состоит  из 15...20 тыс. деталей, из которых 7...9 тыс. теряют свои первоначальные свойства при работе, причем около 3...4 тыс. деталей  имеют срок службы меньший, чем у  автомобиля в целом. Из них 80... 100 деталей  влияют на безопасность движения, а 150... 300 деталей, «критических» по надежности, чаще других требуют замены, вызывают наибольшие простои автомобилей, ресурсные  затраты в эксплуатации.

Работоспособность элементов автомобиля определяется его техническим состоянием. Техническое состояние представляет собой совокупность изменяющихся в процессе эксплуатации свойств объекта, характеризуемых в определенный момент признаками, установленными технической документацией. Техническое состояние автомобиля и его элементов определяется количественными показателями конструктивных параметров: y1,y2,y3,.....yn.

Например, для двигателя это  размеры деталей цилиндропоршневой  группы и кривошипно-шатунного механизма, для тормозов — толщина тормозных  накладок, диаметров тормозных барабанов  и зазоров между ними.

Автомобиль  в процессе эксплуатации может находится  в одном из следующих состояний:

1.исправном,

2.неисправном,

3.работоспособном,

4.неработоспособном,

5.непредельном,

6.предельном.

Исправным называют такое состояние автомобиля, при котором он соответствует  всем требованиям нормативно-технической  документации. Если автомобиль не соответствует  хотя бы одному требованию нормативно-технической  документации, то он считается неисправным.

Работоспособным состоянием называют такое состояние  автомобиля, при котором он соответствует  лишь тем требованиям, которые характеризуют  его способность выполнять заданные (транспортные) функции, т.е. автомобиль работоспособен, если он может перевозить пассажиров и грузы без угрозы безопасности движения. Работоспособный  автомобиль может быть неисправным, например иметь пониженное давление масла в смазочной системе  двигателя, ухудшенный внешний вид  и т.п. При несоответствии автомобиля хотя бы одному из требований, характеризующих  его способность выполнять транспортную работу, он считается неработоспособным.

Переход автомобиля в неисправное, но работоспособное  состояние называется повреждением (нарушение исправного состояния), а  в неработоспособное состояние - отказом (нарушение работоспособного состояния).

Предельным  состоянием автомобиля называют такое  состояние, при котором дальнейшее его применение по назначению недопустимо, экономически нецелесообразно либо восстановление его исправности  или работоспособности невозможно или нецелесообразно. Таким образом, автомобиль переходит в предельное состояние, когда появляются неустранимые нарушения требований безопасности, недопустимо возрастают затраты  на его эксплуатацию либо возникает  неустранимый выход технических  характеристик за допустимые пределы, а также недопустимое снижение эффективности  эксплуатации.

Приспособленность автомобиля противостоять процессам, возникающим в результате вышерассмотренных  вредных воздействий окружающей среды при выполнении автомобилем  своих функций, а также приспособленность  его к восстановлению своих первоначальных свойств определяется и количественно  оценивается с помощью показателей  его надежности.

2.Причины изменения технического  состояния автомобилей. Износная  характеристика.

В процессе эксплуатации автомобиля в результате воздействия на него целого ряда факторов (воздействие нагрузок, вибраций, влаги, воздушных потоков, абразивных частиц при попадании на автомобиль пыли и грязи, температурных воздействий  и т.п.) происходит необратимое ухудшение  его технического состояния, связанное  с изнашиванием и повреждением его  деталей, а также изменением ряда их свойств (упругости, пластичности и  др.).

Изменение технического состояния автомобиля обусловлено работой его узлов  и механизмов, воздействием внешних  условий и хранения автомобиля, а  также случайными факторами. К случайным  факторам относятся скрытые дефекты  деталей автомобиля, перегрузки конструкции  и т.п.

Основными постоянно действующими причинами  изменения технического состояния  автомобиля при его эксплуатации являлся изнашивание, пластические деформации, усталостные разрушения, коррозия, а также физико-химические изменения материала деталей (старение).

Изнашивание - это процесс разрушения и отделения  материала с поверхностей деталей  и (или) накопление остаточных деформаций при их трении, проявляющийся в  постепенном изменении размеров и (или) формы взаимодействующих  деталей.

Износ - это результат процесса изнашивания  деталей, выражающийся в изменении  их размера, формы, объема и массы.

Различают сухое и жидкостное трение. При  сухом трении трущиеся поверхности  деталей взаимодействуют непосредственно  друг с другом (например, трение тормозных  колодок о тормозные барабаны или диски или трение ведомого диска сцепления о маховик). Данный вид трения сопровождается повышенным износом трущихся поверхностей деталей. При жидкостном (или гидродинамическом) трении между трущимися поверхностями деталей создается масляный слой, превышающий микронеровности их поверхностей и не допускающий их непосредственного контакта (например, подшипники коленчатого вала в период установившегося режима работы), что резко сокращает износ деталей. Практически при работе большинства механизмов автомобиля вышеуказанные основные виды трения постоянно чередуются и переходят друг в друга, образуя промежуточные виды.

Основными видами изнашивания являются абразивное, окислительное, усталостное, эрозионное, а также изнашивание при заедании, фретинге и фретинг-коррозии.

Абразивное  изнашивание является следствием режущего или царапающего воздействия  попавших между трущимися поверхностями  сопряженных деталей твердых  абразивных частиц (пыль, песок). Попадая  между трущимися деталями открытых узлов трения (например, между тормозными колодками и дисками или барабанами, между листами рессор и т.п.), твердые  абразивные частицы резко увеличивают  их износ. В закрытых механизмах (например, в кривошипно-шатунном механизме  двигателя) данный вид трения проявляется  в значительно меньшей степени  и является следствием попадания  в смазочные материалы абразивных частиц и накопления в них продуктов  износа (например, при несвоевременной  замене масляного фильтра и масла  в двигателе, при несвоевременной  замене поврежденных защитных чехлов и смазки в шарнирных соединениях  и т.п.).

легковой автомобиль техническое  обслуживание

Окислительное изнашивание происходит в результате воздействия на трущиеся поверхности  сопряженных деталей агрессивной  среды, под действием которой  на них образуются непрочные пленки окислов, которые снимаются при  трении, а обнажающиеся поверхности  опять окисляются. Данный вид изнашивания  наблюдается на деталях цилиндропоршневой  группы двигателя, деталях цилиндров  гидропривода тормозов и сцепления.

Усталостное изнашивание состоит в том, что  твердый поверхностный слой материала  детали в результате трения и циклических  нагрузок становится хрупким и разрушается (выкрашивается), обнажая лежащий  под ним менее твердый и  изношенный слой. Данный вид изнашивания  возникает на беговых дорожках колец  подшипников качения, зубьях шестерен и зубчатых колес.

Эрозионное  изнашивание возникает в результате воздействия на поверхности деталей  движущихся с большой скоростью  потоков жидкости и (или) газа, с содержащимися  в них абразивными частицами, а также электрических разрядов. В зависимости от характера процесса эрозии и преобладающего воздействия  на детали тех или иных частиц (газa, жидкости, абразива) различают газовую, кавитационную, абразивную и электрическую  эрозию

Газовая эрозия состоит в разрушении материала  детали под действием механических и тепловых воздействий молекул  газа. Газовая эрозия наблюдается  на клапанах, поршневых кольцах и  зеркале цилиндров двигателя, а  также на деталях системы выпуска  отработавших газов.

Кавитационная эрозия деталей происходит при нарушении  сплошности потока жидкости, когда  образуются воздушные пузырьки, которые, разрываясь вблизи поверхности детали, приводят к многочисленным гидравлическим ударам жидкости о поверхность металла  и ее разрушению. Таким повреждениям подвержены детали двигателя, контактирующие с охлаждающей жидкостью: внутренние полости рубашки охлаждения блока  цилиндров, наружные поверхности гильз  цилиндров, патрубки системы охлаждения.

Электроэрозионное изнашивание проявляется в эрозионном изнашивании поверхностей деталей  в результате воздействия разрядов при прохождении электронного тока, например, между электродами свечей зажигания или контактами прерывателя.

Абразивная  эрозия возникает при механическом воздействии на поверхности деталей  абразивных частиц, содержащихся в  потоках жидкости (гидроабразивная эрозия) и (или) газа (газообразная эрозия), и наиболее характерна для наружных деталей кузова автомобиля (арки колес, днище и т.п.). Изнашивание при заедании происходит в результате схватывания, глубинного вырывания материала деталей и переноса его с одной поверхности на другую, что приводит к появлению задиров на рабочих поверхностях деталей, к их заклиниванию и разрушению. Такое изнашивание происходит при возникновении местных контактов между трущимися поверхностями, на которых вследствие чрезмерных нагрузок и скорости, а также недостатка смазки происходит разрыв масляной пленки, сильный нагрев и "сваривание" частиц металла. Типичный пример - заклинивание коленчатого вала и проворот вкладышей при нарушении работы системы смазывания двигателей. Изнашивание при фретинге - это механическое изнашивание соприкасающихся поверхностей деталей при малых колебательных движениях. Если при этом под воздействием агрессивной среды на поверхностях сопряженных деталей возникают окислительные процессы, то происходит изнашивание при фретинг-корозии. Такое изнашивание может происходить, например, в местах контакта вкладышей шеек коленчатого вала и их постелей в блоке цилиндров и крышках подшипников.

Пластические  деформации и разрушение деталей  автомобилей связаны с достижением  или превышением пределов текучести  или прочности соответственно у  пластичных (сталь) или хрупких (чугун) материалов деталей. Данные повреждения  обычно являются следствием нарушения  правил эксплуатации автомобиля (перегрузкой, неправильным управлением, а также  дорожно-транспортным происшествием). Иногда пластическим деформациям деталей  предшествует их изнашивание, приводящее к изменению геометрических размеров и снижению запаса прочности детали.

Усталостное разрушение деталей возникает при  циклических нагрузках, превышающих  предел выносливости металла детали. При этом происходит постепенное  образование и рост усталостных  трещин, приводящих при определенном числе циклов нагрузки к разрушению детали. Такие повреждения возникают, например, у рессор и полуосей при длительной эксплуатации автомобиля в экстремальных условиях (длительные перегрузки, низкие или высокие температуры).

Коррозия  возникает на поверхностях деталей  в результате химического или  электрохимического взаимодействия материала  детали с агрессивной окружающей средой, приводящего к окислению (ржавлению) металла и как следствие  к уменьшению прочности и ухудшению  внешнего вида деталей. Наиболее сильное  коррозирующее воздействие на детали автомобиля оказывают соли, используемые на дорогах в зимнее время, а также  отработавшие газы. Сильно способствует коррозии сохранение влаги на металлических  поверхностях, что особенно характерно для скрытых полостей и ниш.

Старение - это изменение физико-химических свойств материалов деталей и  эксплуатационных материалов в процессе эксплуатации и при хранении автомобиля или его частей под действием  внешней среды (нагрев или охлаждение, влажность, солнечная радиация). Так, в результате старения резинотехнические  изделия теряют эластичность и растрескиваются, у топлива, масел и эксплуатационных жидкостей наблюдаются окислительные  процессы, изменяющие их химический состав и приводящие к ухудшению их эксплуатационных свойств.

На изменение  технического состояния автомобиля существенное влияние оказывают  условия эксплуатации: дорожные условия (техническая категория дороги, вид  и качество дорожного покрытия, уклоны, подъемы спуски, радиусы закруглений  дорога), условия движения (интенсивное  городское движение, движение по загородным дорогам), климатические условия (температура  окружающего воздуха, влажность, ветровые нагрузки, солнечная радиация), сезонные условия (пыль летом, грязь и влага  осенью и весной), агрессивность  окружающей среды (морской воздух, соль на дороге в зимнее время, усиливающие коррозию), а также транспортные условия (загрузка автомобиля).

Основными мероприятиями, уменьшающими темпы  износа деталей при эксплуатации автомобиля являются: своевременные  контроль и замена защитных чехлов, а также замена или очистка  фильтров (воздушных, масляных, топливных), препятствующих попаданию на трущиеся поверхности деталей абразивных частиц; своевременное и качественное выполнение крепежных, регулировочных (регулировка клапанов и натяжения  цепи двигателя, углов установки  колес, подшипников ступиц колес  и т.п.) и смазочных (замена и доливка  масла в двигателе, коробке передач, заднем мосту, замена и добавка масла  в ступицы колес и т.п.) работ; своевременное восстановление защитного  покрытия днища кузова, а также  установка подкрылков, защищающих арки колес.

Фрикционно-износные характеристики.

Особенности влияния конструкции на фрикционно-износные характеристики пары трения, которые выявляются при натурных испытаниях.

3.Диагностические параметры.

В нашей стране принята планово-предупредительная  система технического обслуживания и ремонта автомобилей, регламентированная "Положением о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава  автомобильного транспорта", которая  представляет собой совокупность средств, нормативно-технической документации и исполнителей, необходимых для  обеспечения работоспособного состояния  подвижного состава. Данной системой предусматривается  обеспечение работоспособного состояния  подвижного состава автомобильного транспорта путем проведения планово-предупредительных  работ по его техническому обслуживанию и ремонту. Планово-предупредительный  характер системы технического обслуживания и ремонта определяется плановым и принудительным (через установленные  пробеги или промежутки времени  работы подвижного состава) выполнением  контрольно-диагностических операций с последующим выполнением по потребности необходимых работ.

Диагностирование изучает признаки проявления неисправности, методы средства и алгоритм определения его технического состояния. Диагностирование - процесс определения технического состояния авто без его разборки по внешним признакам путем измерения величин. Для диагностирования используются приборы: внешние(стен, газоанализатор) и встроенные(датчики внутри авто). Диагностирование бывает общее и локальное. Локальное решает вопрос о поиске неисправностей по одному или нескольким диагностическим параметрам.

Цель  диагностирования при техническом  обслуживании заключается в определении  действительной потребности в выполнении работ технического обслуживания путем  сопоставления фактических значений параметров с предельными, а также  в оценке качества выполнения работ.

Цель  диагностирования при ремонте заключается  в выявлении неисправностей, причин их возникновения и установлении наиболее эффективного способа устранения: на месте, со снятием агрегата узла или детали, с полной или частичной разборкой и заключительным контролем качества выполнения работ.

При диагностировании с помощью контрольно-диагностических  средств определяют диагностические  параметры, по которым судят о  структурных параметрах, отражающих техническое состояние диагностируемого механизма.

Структурный параметр - это физическая величина, непосредственно отражающая техническое  состояние механизма (геометрическая форма, размеры, взаимное расположение поверхностей деталей). Структурные  параметры, как правило, нельзя измерить без разборки механизма.

Диагностический параметр - это физическая величина, контролируемая средствами диагностирования и косвенно характеризующая работоспособность  автомобиля или сто составной  части (например, шум, вибрация, стуки, снижение мощности, давления).

Необходимость косвенной оценки структурных параметров с помощью диагностических параметров обусловлена сложностью непосредственного  измерения структурных параметров, поскольку их, как правило, нельзя измерить без разборки механизма. Таким  образом, диагностирование позволяет  своевременно выявлять неисправности  и предупредить внезапные отказы, сокращая потери от простоев автомобиля при устранении непредвиденных поломок. Однако при этом необходимо знать  взаимосвязь структурных и диагностических  параметров.

Различают номинальные, допускаемые, предельные, упреждающие и текущие значения диагностических и структурных  параметров.

Номинальное значение параметра определяется его  конструкцией и функциональным назначением. Номинальные значения параметров имеют  обычно новые или капитально отремонтированные  механизмы.

Допускаемым значением параметра называется такое граничное значение, при  котором механизм может сохранять  работоспособность и исправность  до следующего планового контроля без каких-либо дополнительных воздействий.

Предельным  значением параметра называется наибольшее наименьшее его значение, при котором обеспечивается работоспособность  механизма. При достижении предельного  значения параметра дальнейшая эксплуатация механизма либо технически недопустима, либо экономически нецелесообразна.

Упреждающим значением параметра называется, ужесточенное предельно допустимое его значение, при котором обеспечивается заданный либо экономически целесообразный уровень вероятности безотказной  работы на предстоящей межконтрольной наработке.

Текущим значением параметра называется его фактическое значение в данный момент.

Применяют следующие основные методы диагностирования:

по параметрам рабочих процессов (например, по расходу  топлива, мощности двигателя, тормозному пути), измеряемым при наиболее близких  к эксплуатационным условиям режимах;

по параметрам сопутствующих процессов, пример, шумам, нагреву деталей, вибрациям), также  измеряемым при наиболее близких  к эксплуатационным условиям режимах;

по структурным  параметрам (например, люфтам), измеряемых у неработающих механизмов.

Различают комплексное диагностирование (Д₁), поэлементное диагностирование (Д₂) и приремонтное диагностирование.

Комплексное диагностирование обычно выполняют  с периодичностью ТО-1 на завершающей  его стадии. Оно заключается в  измерении основных рабочих параметров автомобиля, определяющих безопасность и эффективность его эксплуатации, например расход топлива, тормозной  путь, уровень шума в механизмах и т.д. Если измеренные параметры  находятся в допустимых пределах, диагностирование завершают, а если нет - то выполняют поэлементное диагностирование. Поэлементное диагностирование выполняют обычно перед ТО-2 с целью детального обследования технического состояния механизма и выявления неисправностей и их причин. Приремонтное диагностирование выполняется непосредственно в ходе ТО и ремонта с целью уточнения потребности в выполнении отдельных операций.

Характерные дефекты деталей. Структурные параметры  автомобиля и его агрегатов зависят  от состояния сопряжений, деталей, которое  характеризуется посадкой. Всякое нарушение  посадки вызывается: изменением размеров и геометрической формы рабочих  поверхностей; нарушением взаимного  расположения рабочих поверхностей; механическими повреждениями, химико-тепловыми  повреждениями; изменением физико-химических свойств материала детали.

Изменение размеров и геометрической формы  рабочих поверхностей деталей происходит в результате их изнашивания. Неравномерное  изнашивание вызывает возникновение  таких дефектов формы рабочих  поверхностей, как овалость, конусность, бочкообразность, корсетность. Интенсивность  изнашивания зависит от нагрузок на сопряженные детали, скорости перемещения  трущихся поверхностей, температурного режима работы деталей, режима смазывания, степени агрессивности окружающей среды.

Нарушение взаимного расположения рабочих  поверхностей проявляется в виде изменения расстояния между осями  цилиндрических поверхностей, отклонений от параллельности или перпендикулярности осей и плоскостей, отклонений от соосности  цилиндрических поверхностей. Причинами  этих нарушений являются неравномерный  износ рабочих поверхностей, внутренние напряжения, возникающие в деталях  при их изготовлении и ремонте, остаточные деформации деталей вследствие воздействия  нагрузок.

Взаимное  расположение рабочих поверхностей наиболее часто нарушается у корпусных  деталей. Это вызывает перекосы других деталей агрегата, ускоряющие процесс  изнашивания.

Механические  повреждения деталей - трещины, обломы, выкрашивание, риски и деформации (изгибы, скручивание, вмятины) возникают  в результате перегрузок, ударов и  усталости материала.

Трещины являются характерными для деталей, работающих в условиях циклических  знакопеременных нагрузок. Наиболее часто они появляются на поверхности  деталей в местах концентрации напряжений (например, у отверстий, в галтелях).

Обломы, характерные для литых деталей, и выкрашивание на поверхностях стальных цементованных деталей возникают  в результате воздействия динамических ударных нагрузок и вследствие усталости  металла.

Риски на рабочих поверхностях деталей появляются под действием абразивных частиц, загрязняющих смазку.

Деформациям подвержены детали из профильного проката  и листового металла, валы и стержни, работающие в условиях динамических нагрузок.

Химико-тепловые повреждения - коробление, коррозия, нагар  и накипь появляются при эксплуатации автомобиля в тяжелых условиях.

Коробление  поверхностей деталей значительной длины обычно возникает при воздействии  высоких температур.

Коррозия - результат химического и электрохимического воздействия окружающей окислительной  и химически активной среды. Коррозия проявляется на поверхностях деталей  в виде сплошных оксидных пленок или  местных повреждений (пятен, раковин).

Нагар является результатом использования в  системе охлаждения двигателя воды.

Накипь  является результатом использования  в системе охлаждения двигателя  воды.

Изменение физико-механических свойств материалов выражается в снижении твердости  и упругости деталей. Твердость  деталей может снизится вследствие применения структуры материала  при нагреве в процессе работы до высоких температур. Упругие свойства пружин и рессор снижаются вследствие усталости материала.

Предельные  и допустимые размеры и износы деталей. Различают размеры рабочего чертежа, допустимые и предельные размеры  и износы деталей.

Размерами рабочего чертежа называются размеры  детали, указанные заводом-изготовителем  в рабочих чертежах.

Допустимыми называются размеры и износы детали, при которых она может быть использована повторно без ремонта  и будет безотказно работать до очередного плавного ремонта автомобиля (агрегата).

Предельными называются размеры и износы детали, при которых ее дальнейшее использование  технически недопустимо или экономически нецелесообразно.

Последовательность  контроля деталей при дефектации. В первую очередь выполняют визуальный контроль деталей с целью обнаружения  повреждений, видимых невооруженным  глазом: крупных трещин, обломов, рисок, выкрашивания, коррозии, нагара и накипи. Затем детали проверяют на приспособлениях  для обнаружения нарушений взаимного  расположения рабочих поверхностей и физико-механических свойств материала, а также на отсутствие скрытых  дефектов (невидимых трещин). В заключение контролируют размеры и геометрическую форму рабочих поверхностей деталей.