Діагностичні параметри та їх класифікація. Вимоги до діагностичних параметрів: чутливість, однозначність, стабільність, технологічність

Щоб визначити, у якому стані автомобіль або його елемент, треба знати їхні параметри технічного стану (структурних параметрів), заданих нормативно-технічною документацією заводу-виготовлювача.

Параметрами технічного стану (структурними параметрами) називаються фізичні величини (міліметр, градус і ін.), які визначають зв'язок і взаємодію елементів автомобіля і його функціонування в цілому.

Наприклад, параметрами технічного стану сполуки поршень - циліндр двигуна можуть бути розміри сполуки деталей поршнів і циліндрів, які визначають між ними зазор, овальність і т.п.. У процесі експлуатації параметри технічного стану змінюються від номінального до граничного значення під впливом різних конструктивно-технологічних і експлуатаційних факторів. Граничні значення структурних параметрів обумовлені ймовірністю відмов і несправностей автомобіля і є в основному значеннями техніко-економічного характеру.

При діагностиці параметри технічного стану автомобіля і його елементів вимірюють на підставі вихідних (робочих) і супровідних процесів, які породжуються функціонуючим механізмом. Ці процеси функціонально пов'язані з технічним станом механізму, містять інформацію, потрібну для діагностики, і називаються діагностичними ознаками.

Найбільш частіше для діагностування автомобілів застосовують такі діагностичні ознаки: ефективність механізму, коливальні процеси, тепловий стан, герметичність, склад мастила й ін. Діагностичні ознаки можна кількісно оцінити за допомогою відповідних діагностичних параметрів.

Діагностичні параметри - це якісна міра прояву технічного стану автомобіля і його елементів за посередніми ознаками.

Наприклад, ефективність двигуна можна оцінити за потужністю й темпом їхнього наростання, гальма - за гальмовим шляхом і з автомобіля. Ці параметри подають узагальнену Інформацію про стан механізму в цілому, що є основою для подальшої діагностики елементів. Супровідні процеси (шум, нагрівання й ін.) можна оцінити за допомогою таких діагностичних параметрів, як швидкість і прискорення вібрацій, ступінь і швидкість нагрівання, компресія, концентрація в мастилі продуктів відпрацювання й ін. Ці параметри подають конкретну інформацію про технічний стан механізму, що діагностується, і досить універсальні, їх широко застосовують для складних технічних систем.

Обгрунтування й вибір діагностичних параметрів у кожному випадку визначаються метою, що ставиться до цієї конкретної системи. Так, наприклад, треба визначити правильність функціонування двигуна за потужністними параметрами. У такому випадку досить знайти потужність двигуна, зрівняти її з нормативними показниками й визначити, у якому стані двигун. По-іншому вирішують завдання діагностування, якщо треба знайти причини зниження потужності двигуна. Для цього треба знати значно більше діагностичних параметрів.

Діагностичні параметри класифікують за різними ознаками (табл. 2.1). Наприклад, за видом процесів, що відбуваються в об'єкті діагностування, діагностичні параметри поділяються на параметри робочих процесів, супутні та структурні (геометричні). За обсягом і характером інформації, яка передасться, - начасткові, загальні і взаємозалежні.

Часткові діагностичні параметри незалежно від інших вказують на визначену конкретну несправність. Наприклад, кут замкнутого стану контактів переривника-розподільника визначає зазор у контактах переривника. Часткові діагностичні параметри, як правило, пов'язані із структурними однозначними зв'язками.

Загальні діагностичні параметри характеризують технічний стан об'єкт діагностування в цілому. Наприклад, вільний хід вихідного валу коробки передач характеризує її загальний технічний стан, але не стан конкретної зубчастої пари.

Взаємозалежні діагностичні параметри вказують на несправність об'єкту діагностування тільки за сукупністю декількох виміряних параметрів. Наприклад, знос поршневих кілець визначається тиском у циліндрі наприкінці такту стиску, проривом відпрацьованих газів у картер двигуна, наявністю «хлопків» у карбюраторі під час пуску двигуна.

Зміну параметрів як носія діагностичної інформації називають сигналом. Сигнали бувають дискретні і неперервні. Неперервними називають сигнали, за яких параметр змінюється плавно, залишаючись функцією часу. Прикладом може служити сигнал від давача температури охолоджувальної рідини двигуна автомобіля, який реєструється стрілковим приладом. Дискретні сигнали характеризуються короткочасними (імпульсними) змінами параметра носія діагностичної інформації. У проміжках між імпульсами змін параметр набуває так званого нульового рівня. Дискретні сигнали виражають розряди (інтервали), які називаються діагностичними ознаками.

Таблиця 2.1 Класифікація діагностичних параметрів

Продовження таблиці 2.1

За змістом інформації, яка передається, діагностичні параметри поділяють на три групи: параметри, що надають інформацію про технічний стан об'єкта, але не характеризують його функціональні можливості; параметри, що надають інформацію про функціональні можливості об'єкта, але не надають про його технічний стан; параметри (комбіновані), що надають Інформацію як про технічний стан об'єкта, так і про його функціональні можливості.

Діагностичні параметри, які використовуютьсядля визначення технічного стану машин (температура, шум, вібрація, герметичність, тиск, витрата оливи тощо), в основному опосередковано характеризують структурні параметри елементів автомобіля. У тому разі, коли структурний параметр визначається під час діагностування прямим вимірюванням, він виступає, одночасно, як діагностичний параметр. Структурні параметри, у свою чергу, можна розділити на дві групи:ресурсні і функціональні параметри машини, чи її складових частин.

Ресурсним називають структурний параметр, вихід якого за гранично допустиме значення зумовлює втрату працездатності об'єкта з причини вичерпання ресурсу. Відновлюють його за допомогою капітального, або поточного ремонту. До ресурсних параметрів відносяться: зазори у сполуках гільза-поршень, підшипник-шийка вала, знос сполуки клапан-гніздо, голка- корпус розпилювача форсунки, знос фрикційних накладок зчеплення, шестерень, шліців, валів коробки передач тощо.

Функціональним називають параметр, вихід якого за граничне значення обумовлює втрату працездатності об'єкта діагностування, або несправність його складових частин. Відновлюють під час технічного обслуговування, або поточного ремонту. До таких параметрів відносяться: ефективна потужність двигуна, частота обертання колінчастого вала, фази паливоподачі і газорозподілу, тепловий зазор у клапанному механізмі, подача оливної помпи, тиск відкриття перепускного і запобіжного клапанів, тиск повітря у шинах, кути установки керованих коліс, напруга на елементах акумуляторної батареї тощо.

Неважко помітити, що функціональні параметри - це, звичайно, вихідні технічні і робочі характеристики машини та її агрегатів, що інтегрально відображають певну сукупність структурних параметрів. Якщо об'єкт діагностування характеризує сукупність елементів і зв'язки між ними, то саме функціональні параметри визначають ці зв'язки.

З можливих діагностичних параметрів вибирають і використовують на практиці тільки ті, які відповідають вимогамоднозначності, чутливості, стабільності і технологічності.

Вимогаоднозначності передбачає, що кожному значенню структурного параметра відповідало б одне-єдине значення діагностичного. Так, діагностичний параметр В, зміна якого описана кривою 1 відповідає вимогам однозначності, бо структурним параметрам е1, є2 відповідають діагностичні b1, b2 (рис. 2.2., а). Крива 2 описує неоднозначний діагностичний параметр, бо одній з його реалізацій -ЬЗ відповідає ціла низка структурних параметрів – е0, е3 є4, е?. де Е - область визначення (інтервал зміни структурного параметра).

Чутливість діагностичного параметра - це відношення його зміни до відповідної зміни структурного параметра. Чутливість діагностичного параметра виражають коефіцієнтом чутливості.

Стабільність діагностичного параметра визначається граничним відхиленням його числових значень від середнього за незмінних умов вимірювання. Стабільність впливає на похибку вимірювання. Практично вимогу стабільності формулюють так, щоб на усій області значень дисперсія (розсіювання) діагностичного параметра була сталою. Цій вимозі відповідає крива 6 (див. рис. 2.2 в) і не відповідає крива 5. Найчастіше на вимогу стабільності зважають при використанні віброакустичних параметрів для встановлення діагнозу механізмів ДВЗ. Залежно від вибраної смуги частот віброакустичного сигналу можна отримати різні граничні відхилення і середні значення віброприскорення, віброшвидкості тощо.

Технологічність діагностичного параметра - це можливість виміряти його з мінімальними витратами ресурсів. Вона залежить від контролепридатності об'єкта діагностування і від технічного рівня засобів діагностування.

Сучасні автомобілі оснащують бортовими СД. Традиційні тестові СД відходять в минуле. У зв'язку з цим постає питання вибору тих діагностичних параметрів, які потрібно визначати у функціональних СД. Вибір діагностичних параметрів для оцінювання технічного стану об'єкта діагностування здійснюють з номенклатури, що рекомендується державними стандартами, та іншою нормативно-технічною документацією.

Діагностичні параметри механізму, як і структурні, є змінними випадковими величинами й мають відповідні номінальні й граничні значення. Зі збільшенням пробігу автомобіля з початку експлуатації діагностичні параметри можуть або збільшуватися (наприклад, вібрації), або зменшуватися (наприклад, тиск мастила). Зв'язок між діагностичними й структурними параметрами дає можливість без розбирання кількісно оцінити технічний стан автомобіля і його елементів.

Рис. 1.5 Графічна ілюстрація основних вимог до діагностичних

параметрів однозначності (а), стабільності (б), чутливості (в):

1 - однозначна залежність; 2 - неоднозначна залежність; З - пряма більшої чутливості; 4 — пряма меншої чутливості; 5 — зростаючий коридор варіації кривої; 6 - крива стабільної варіації