Субъективные методы диагностирования агрегатов автомобиля

Содержание

Реферат……………………………………………………………..………….......4

Введение……………………………………………………………..……….....…5

1. Теоретические основы диагностирования ………………………….…......…6

2. Автомобиль как объект диагностирования……………………….………......8

3. Связи между диагностическими и конструктивными параметрами……......9

4. Постановка диагноза.........................................................................................12

Заключение………………………………………………………………….....…17

Список используемой литературы……………………………………...…....…18

Реферат

Курсовая работа написана на 19 страницах;

В работе содержится 3 таблицы; 5 рисунков; 2 источника литературы.

Перечень ключевых слов, которые дают общее представление  о содержании курсовой работы: субъективные и инструментальные методы диагностирования двигателей, неисправности и отказы, техническое состояние автомобиля

Предметом исследования являются методы диагностирования.

Целью курсовой работы является изучение Субъективных методов диагностирования агрегатов автомобиля.

Введение

Опыт внедрения диагностирования на различных АТП нашей страны подтвердил ее высокую эффективность. Так, например, расчеты экономической  эффективности внедрения в практику работы АТП станции типа СДА-70 по данным специального конструкторского научно-исследовательского бюро Латвийской ССР подтверждают возможность снижения трудовых затрат на каждое ТО-2 до 4,92 чел-ч.  
 
При этом достигается следующий эффект:

• на 20% сокращается простой автомобилей в ТР благодаря современному выявлению на станции диагностирования неисправностей отдельных агрегатов и узлов;
• на 4,2% увеличивается периодичность ТО-2 в результате повышения качества выполнения обязательного объема работ и сопутствующего ремонта;
• на 14,2% сокращается расход запасных частей и материалов вследствие повышения качества обслуживания и достоверного определения неисправностей.

Кафедра автомобильного транспорта Владимирского политехнического института  разработала и внедрила в производственную деятельность АТП городов Владимира, Иванова и Ярославля стационарные посты технической диагностики  автомобилей. На этих АТП сотрудники кафедры собрали и обработали статистические данные, на основании  которых удалось определить предварительную  годовую экономию средств от внедрения  процессов диагностирования:

• на 5—7% сократились расходы на топливо благодаря введению углубленного диагностирования топливных систем с последующей оптимальной регулировкой;
• на 3—5% увеличился амортизационный пробег шин вследствие планомерной проверки и регулировки углов установки управляемых колес;
• на 13—15% сократились затраты на проведение ТО в результате перехода на обслуживание по потребности и механизации контрольно-регулировочных работ на постах диагностирования;
• на 3% уменьшились расходы на текущий ремонт автомобилей.

Следует отметить, что в  ходе предварительного расчета остались неучтенными сокращение простоев автомобилей  по техническим неисправностям, а  также общее увеличение надежности автомобилей в результате проведения своевременных технических воздействий.

1.Теоретические основы диагностирования

Техническая диагностика - отрасль знаний, исследующая  признаки неисправностей автомобилей, методы, средства и алгоритмы определения их технического состояния без разборки, а также технологию и организацию использования систем диагностирования в процессе эксплуатации  автомобильного транспорта.

Диагностированием называют процесс определения технического состояния объекта без его разборки, по внешним признакам его работы и путём измерения величин, характеризующих его состояние, и сопоставления их с нормативами. Диагностирование обеспечивает систему технического обслуживания (ТО) и ремонта автомобилей индивидуальной информацией об их техническом состоянии и, следовательно, является элементом этой системы.

Техническое состояние автомобиля или его  узлов и агрегатов определяется совокупностью его конструктивных параметров (или структурных), изменяющихся во времени. Например, для двигателя  конструктивными параметрами являются размеры деталей цилиндропоршневой и кривошипно-шатунной групп, а также деталей механизма газораспределения; для тормозов автомобиля - размеры тормозных накладок, дисков и барабанов. К конструктивным параметрам относятся также зазоры между деталями узлов и агрегатов автомобиля, которые определяют его параметры работы. К таким зазорам можно отнести зазоры в замке поршневых колец двигателя, диаметральные зазоры между шейками коленчатого вала и вкладышами двигателя, зазоры между тормозными накладками и барабанами и др.

Возможность непосредственного измерения конструктивных параметров без частичной или полной разборки узлов чаще всего ограничена.  Для их определения без разборки узлов используется диагностирование при котором определяются внешние параметры автомобиля (диагностические параметры), которые связаны с конструктивными и дают о них определённую информацию. Например, о техническом состоянии двигателя можно судить по его мощности, расходам топлива и масла, компрессии и др. Основное назначение диагностирования - наряду с оценкой технического состояния автомобиля предупредить развитие  неисправностей до отказов и реализовать тем самым его ресурс, заложенный заводом - изготовителем.

     Под  неисправностью автомобиля понимается  такое его состояние при котором  он, находясь в работоспособном  состоянии, хотя бы по одному  требованию не отвечает требованиям  нормативной документации

завода-изготовителя. Примеры неисправностей: повышенные расходы топлива, вредность выпускных газов, тормозной путь, шумность агрегатов автомобиля и др. Отказ - это событие, при котором нарушена его работоспособность. Примеры отказов: обрыв клапана механизма газораспределения двигателя, заклинивание тормозов автомобиля, задир и проворот вкладышей коленчатого вала в расточках шатуна и блока цилиндров двигателя и др.

Диагностирование  объекта (автомобиля, агрегата, узла) осуществляется согласно алгоритму (совокупность последовательных действий), установленному технической документацией. Комплекс, включающий объект (автомобиль, агрегат, узел), средства и алгоритмы, образует систему

диагностирования.

Средствами  диагностирования служат приборы и  стенды. Они делятся на встроенные, входящие в состав автомобиля (приборы для постоянного контроля работы автомобиля), и внешние, т.е. выносные приборы, а также стенды, используемые для периодической проверки показателей

работы  автомобиля.

Пои диагностировании используются не только измерительные  технические средства, но и субъективные возможности человека, основанные  
на опыте эксплуатации автомобилей. В простейших случаях используют 
субъективное диагностирование (по внешним признакам проявления 
неисправностей) а в сложных - инструментальные, т.е. объективные с 
использованием приборов и стендов.

            Рисунок 1. Структура разновидностей систем диагностирования

             Системы диагностирования делятся на функциональные, с помощью которых диагностирование автомобилей проводят непосредственно в  условиях эксплуатации, и тестовые, при которых работа автомобилей воспроизводится искусственно на стендах (имитируются отдельные режимы движения автомобилей в реальных условиях эксплуатации). Различают системы универсальные, предназначенные для диагностирования нескольких параметров работы автомобиля, и специальные - для диагностирования одного параметра.

Диагностические системы могут быть общие, в которых  объектом исследования является автомобиль в целом, и локальные - для диагностирования составных частей автомобиля (агрегатов, узлов и систем) Кроме того, диагностические системы могут быть ручными и автоматизированными.

Главной задачей диагностирования является прогнозирование технического состояния автомобиля, под которым понимается определение срока исправной работы до наступления предельного состояния. При достижении предельного состояния эксплуатация автомобиля должна быть прекращена по экономическим соображениям (повышенные расходы топлива, масла, аккумуляторных батарей и др.) или по соображениям безопасности (повышенная вероятность отказа агрегатов и узлов автомобиля, определяющих его безопасную эксплуатацию).

Различают диагностирование периодическое и непрерывное. Первое осуществляется через определённые периоды наработки автомобиля, как правило, перед проведением его технического обслуживания или ремонтом, а второе - при помощи встроенных в автомобиль диагностических средств в процессе его эксплуатации.

2. Автомобиль как объект диагностирования

Автомобиль представляет собой упорядоченную структуру  элементов. Его работа обусловлена  взаимодействием этих элементов  между собой и со средой, в которой она работает.

Это взаимодействие может быть выражено физическими  величинами (линейными, электрическими, химическими и т.д.), которые называются конструктивными (или структурными) параметрами, определяющими  техническое  состояние автомобиля.

В процессе эксплуатации конструктивные параметры непрерывно или дискретно изменяются от номинальных  значений (значения параметров для  нового технически исправного автомобиля) до предельных (значения параметров, при  достижении которых эксплуатация автомобиля должна быть прекращена), а вместе с  ними изменяются и внешние параметры  автомобиля( диагностические параметры), характеризующие качество его работы (скорость, расход топлива , масла и  др.).

Одинаковую  износостойкость (а следовательно, прочность) деталей автомобиля, работающих при различных силовых и тепловых нагрузках, обеспечить практически невозможно. Поэтому первоочередным объектом диагностирования являются те элементы, отказы которых более вероятны.

Статистический  анализ отказов и времени их устранения при эксплуатации автомобилей позволяет установить элементы, требующие регулярного диагностирования. В табл. 1 приведено распределение времени простоя автомобилей с дизельными двигателями в текущем ремонте при устранении отказов их агрегатов, узлов и систем. Из указанной таблицы следует, что основным объектом диагностирования является двигатель, на долю которого выпадает наибольшая доля времени простоя в текущем ремонте при устранении отказов.

Таблица 1. Время простоя автомобилей  в текущем ремонте

В табл. 1 приведены средние значения долей  времени простоя дизельных автомобилей отечественного производства. Для отдельных моделей этих автомобилей значения могут существенно отличаться от приведённых, но во всех случаях тенденция остаётся постоянной - время простоя автомобиля из-за отказов двигателя наибольшее, достигающее в отдельных случаях 30% от общего.

3. Связи между диагностическими и конструктивными параметрами

При инструментальном диагностировании (объективном) количественно замеряются диагностические параметры и по их значениям делается оценка конструктивных, т.е. делается оценка технического состояния автомобиля. Это возможно благодаря тому, что между этими показателями существуют определённые связи.

При субъективном диагностировании используются внешние проявления неисправностей, так называемые диагностические признаки. Цель этого способа диагностирования - определить причины неисправностей и исключить возможность их дальнейшего развития до отказов, В табл.2  приведена физическая характеристика диагностических признаков и  параметров, а также область их использования применительно к диагностированию автомобиля.

Связи между конструктивными (X) и диагностическими параметрами (S ) бывают следующего вида (рис. 2)

Таблица 2. Характеристика диагностических  признаков и  параметров

Рисунок 2. Связи между конструктивными (Х) и диагностическими параметрами(S)

Единичная связь (рис. 2. а) характеризуется тем, что с изменением конструктивного параметра происходит изменение только одного диагностического параметра. Такая связь позволяет безошибочно оценить техническое состояние агрегата автомобиля по диагностическому параметру, т.к. в этом случае имеет место зависимость S=f(X).

В качестве единичной связи (см. рис. 2, а) между параметрами X и S можно привести следующую неисправность сцепления автомобиля. По мере износа фрикционных накладок ведомого диска сцепления (Х₁) происходит уменьшение свободного хода выжимного подшипника (S1), приводящее к «ведению» сцепления и скрежету при переключении передач (диагностический признак). В данном случае по уменьшению свободного хода выжимного подшипника достаточно точно можно определить износ фрикционных накладок ведомого диска.

Множественные связи (рис. 2, б) характеризуются тем, что изменение конструктивного параметра приводит к изменению нескольких диагностических параметров. Например, увеличение зазора в подшипниках коленчатого вала (Х1) сопровождается снижением давления масла в главной магистрали двигателя (S1); появлением стуков при работе двигателя (S₂); повышением концентрации компонентов веществ, входящих в материал вкладышей и коленчатого вала, в моторном масле (S3). Каждая из этих связей может составить самостоятельный метод диагностирования или дополнять друг друга, повышая точность и достоверность диагноза (несколько диагностических параметров у одной неисправности).

Неопределённые связи (рис. 2, в). Изменение нескольких конструктивных параметров приводит к изменению одного диагностического. Так, нарушение момента впрыска топлива, изменение давления впрыска топлива в цилиндры двигателя, нарушение зазоров в системе «клапан-коромысло» и др. приводят к ощутимому повышению дымности выпускных газов дизельного двигателя. Такой диагностический параметр, имеющий неопределенные связи с конструктивными параметрами, является очень ценным, т.к. позволяет своевременно обнаружить отклонения одного из них от нормы. При данном диагностическом параметре может быть несколько неисправностей.

Комбинированные связи (рис. 2, г) характеризуется наличием любого сочетания вышеуказанных связей. При единичной связи существует функциональная зависимость S=f(X). На рис. 3 приведены различные виды связей между S и X.

                             Рисунок 3. График зависимостей  S=f(X)

1,2,3 - возрастающие  зависимости (2- нестабильная зависимость)      4 - неоднозначная зависимость; 5 и  6- убывающие зависимости;                 Хн и Хпр - соответственно начальное и предельное значение конструктивного параметра; Sн , S'пр и S''пр - соответственно начальное и предельные значения диагностического параметра.

4. Постановка диагноза

Цель  постановки диагноза - выявить причины  неисправностей объекта, определить потребности  в ТО или ремонте, подтвердить  пригодность диагностируемого объекта  к дальнейшей эксплуатации до очередного ТО, а также, по возможности, определить его остаточный ресурс (ресурс до момента  достижения предельного состояния  объекта)

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 выявляются конкретные неисправности  и их причины. При общем диагнозе используются один наиболее информативный  диагностический параметр , а при  локальном несколько.

В последнее  время широкое распространение  получили субъективные методы диагностирования, при которых оценка  технического состояния  агрегатов автомобиля производится по внешним проявлениям  их работы . Так, например, оценка технического состояния двигателя производится по цвету отработавших газов, характеру шумов, подтеканию масла, топлива охлаждающей жидкости и т.д. Для двигателя ЯМЗ на указанной основе разработаны табличный метод поиска неисправностей , метод алгоритма и метод диалогового поиска неисправностей на персональном компьютере (ПК).

В табличном  методе установлены связи между  неисправностями двигателя и  его системами и узлами, которых  всего 10 , включая нарушения правил эксплуатации автомобиля . Анализ таблиц, которых всего 13, позволяет установить причины неисправностей. Основная таблица  приведена в сокращенном виде (табл. 3). Он позволил определить что  у двигателей ЯМЗ серийного производства имеется 9 основных неисправностей, вероятность появления менее 0.05 и они носят случайный характер и не требуют существенных затрат для их улучшения.

Анализируя  вероятности , приведенные в табл.3 , можно отметить следующее:

1.Вероятность  возникновения той или иной  неисправности в двигателе равно 

Например  для неисправности "Двигатель не запускается" - Р=0,193.

2. Вероятность  возникновения неисправности в  той или иной системе (или  узле) двигателя

Например, для системы питания топливом Р''=0,228.

3. Общая  вероятность возникновения основных  неисправностей в двигателе равна 

Таблица 3. Основные возможные неисправности  двигателей ЯМЗ

Рассмотренный метод позволяет делать оценку надежности отдельных систем и узлов двигателя на основе статистических данных, полученных из эксплуатации. Однако при определении причин неисправностей двигателя указанным методом требуются достаточно высокая квалификация специалиста и большой промежуток времени ( для анализа 13 таблиц). указанные недостатки отсутствуют в методе алгоритма.

Метод алгоритма  представляет программу поиска той  или иной неисправности. На рис. 5 представлен фрагмент алгоритма поиска неисправности "Двигатель не развивает мощности". В алгоритме причины неисправности расположены по отдельным ветвям, в зависимости от внешнего её проявления в порядке увеличения трудоемкости их обнаружения (от регулировок двигателя до его разборки). При работе на ПК на экране дисплея вызывается «дерево», состоящее для двигателя ЯМЗ из 9 неисправностей (рис. 4).

При выборе необходимой  неисправности работа на ПК ведется  в диалоговом режиме до определения  её причины. Так, для неисправности "Двигатель не развивает мощности" поиск начинается с выбора ответа на выведенный на экран дисплея вопрос: "Какое цвет выпускных газов  двигателя?" Предполагается два ответа: 1. Черный. 2. Нормальный. При выборе цветы  дыма поиск ведется по соответствующей  ветви. ПК предлагает возможную причину, после проверки которой на двигателе необходимо дать ответ "да" или "нет". В случае ответа "да" поиск прекращается и "нет" - предлагается следующая причина до момента ее нахождения.

Рисунок 4. Дерево неисправностей двигателей ЯМЗ

Рисунок 5. Фрагмент алгоритма поиска причин неисправности

"Двигатель не развивает мощности"

Заключение

Субъективные  методы диагностирования позволяют  давать ориентировочную оценку технического состояния объектов контроля, а поэтому  они используются, как правило, для  предварительной постановки диагноза. Окончательный диагноз необходимо ставить с использованием контрольно-диагностических  средств.

К контрольно-диагностическим средствам  относятся оборудование, приборы, инструменты  и приспособления, предназначенные  для оценки технического состояния  элементов машины. Они могут быть передвижными, переносными и стационарными.

Рассмотренные в нашем курсовом проекте методы диагностирования (поиска причин неисправностей) разработаны на основе анализа данных эксплуатации двигателей ЯМЗ серийного  производства на автомобилях МАЗ, КрАЗ, и БелАЗ за длительный период времени (примерно за 20 лет эксплуатации указанных  автомобилей).

Список используемой литературы

1. Б.С.Антропов "Поиск неисправностей двигателей КамАЗ".-Яр.:ЯПИ, 1994. - 150 с.

2. Б.С.Антропов "Обеспечение  работоспособности автотракторных  дизельных двигателей".-Яр.:ЯГТУ,2005. - 186 с.