Выбор диагностических параметров

Л3

Л2

Общие представления о технической диагностике автомобилей

Лекция 1

Индивидуальная информация о скрытых и назревающих отказах автомобиля позволяет предотвратить преждевременный или запоздалый ремонт, а также проконтролировать качество выполнения ремонтных, регулировочных и других операций технического обслуживания.

Технической диагностикой называют отрасль знаний, которая изучает признаки, методы и средства определения технического состояния механизмов (и автомобиля, в частности) без их разборки, а также технологию и организацию использования систем диагностирования в процессе технической диагностики. Под системой диагностирования понимают комплекс, включающий диагностируемый объект, технические средства и алгоритм диагностических работ.

Системы диагностирования можно классифицировать по ряду признаков следующим образом:

- По характеру связи технических средств с объектом:

а) встроенные (перевозимые на автомобиле в процессе его работы);

б) выделенные (подключающиеся в стационарных условиях).

- По условию съема информации:

а) функциональные (диагностирование в процессе нормальной

работы объекта);

б) тестовые (на объект подается особый сигнал, чтобы по

отклику судить о состоянии объекта).

- По полноте охвата:

а) общие (диагностируется объект в целом);

б) локальные (диагностируется отдельный элемент объекта).

- По степени универсальности:

а) специальные (объект, технические средства и алгоритм

всегда постоянны);

б) универсальные (объект, средства и алгоритм диагностирования

легко меняются).

- По количеству диагностических параметров:

а) однопараметрические (диагноз по одному признаку);

б) многопараметрические (диагноз по комплексу признаков).

- По степени участия человека:

а) «ручные» (диагноз ставит человек);

б) автоматические (диагноз ставится без участия человека).

Техническая диагностика является важным звеном в системе обслуживания и ремонта автомобилей. По мере дальнейшего увеличения парка автомобилей и численности их пользователей (следует признать, что доля автолюбителей и профессионалов в общем количестве водителей уменьшается), усложнения конструкции автомобилей и ужесточения требований к их безопасности и надежности роль технической диагностики возрастает. Характерной чертой современных автомобилей является все более широкое использования электроники и микропроцессорной техники, на которую возлагаются не только функции управления системами автомобиля, но и автоматического диагностирования его технического состояния.

Эффективное внедрение технической диагностики возможно только при наличии хорошо разработанной теоретической базы методологии постановки диагноза по косвенным признакам состояния.

Понятие технической диагностики.

Современные технические объекты включают в себя большое число компонентов, объединенных между собой сложной системой функ­циональной связи и информационного обмена, причем отдельные ком­поненты могут быть сами по себе достаточно сложными динамическими системами (Пример: автомобиль, двигатель, трансмиссия и т.п.). Вместе с тем отказ одного из компонентов может при­вести к отказу всего объекта и, как следствие, — к невыполнению возло­женной на него задачи.

Причинами отказов отдельных компонентов объекта являются, как правило, различного рода дефекты.

В государственном стандарте "Качество продукции. Термины" (ГОСТ 15467—79) дефект опреде­ляется как любое несоответствие того или иного изделия требованиям, установленным нормативно-технической документацией.

При этом дефект интерпретируется как некоторый изъян (недостаток) изделия, являющийся результатом одной из причин:

· ошибок при его конструкторской раз­работке и изготовлении,

· использования исходных материалов и комплектующих элементов, не обладающих достаточно высоким качеством,

· отклонения технологического процесса изготовления от заданного,

· несоблюдения установленных правил эксплуатации и применения,

· различного рода повреждений из-за воздействия непредусмотренных дестабилизирующих факторов (температурных, ударных, акустических, климатических и т. п.).

При разработке и изготовлении конкретного объекта ему при­дается ряд свойств, которые в совокупности определяют качество объекта. К каждому из этих свойств предъявляются определенные тре­бования, вытекающие из условий целевого применения объекта. Не­соответствие хотя бы одного из этих свойств установленным требова­ниям свидетельствует о наличии в объекте дефекта. В дальнейшем при работе объекта тоже необходимо осуществлять такого рода проверки с тем, чтобы своевременно выявить дефект в случае его возникновения и принять необходимые меры к его устранению или, по крайней мере, уменьшению его вредных последствий.

Обнаружение дефекта есть уста­новление факта его наличия в объекте.

Поиск дефектазаключается в указании с определен­ной точностью его местоположения в объекте.

Отрасль научно-технических знаний, сущность ко­торой составляют теория, методы и средства обнаружения и поиска дефектов объектов технической природы и есть техническая диагностика

Совокупность подверженных изменению свойств объекта, характеризующую степень его функциональной пригодности в заданных условиях целевого применения, называют техническим состоянием объекта.

С того момента, как появляется необходимость определения технического состояния технический объект выступает в роли объекта диагностирования. Иными словами,

Объект диагностирования - изделие и его составные части или за­готовка, техническое состояние которых подлежит определению (ГОСТ 20911-75).

Определить техническое состояние объекта —это значит выяснить, обладает ли он набором требуемых свойств, обеспечивающих пригодность его к применению и правильность выполнения им своих функций, и если не обладает, — то по причине каких дефектов.

Все возможные технические состояния объекта делятся на виды.

Вид технического состояния – это такая его категория, которая характеризуется соответствием (или несоответствием) качества объекта определенным требованиям (ГОСТ 20911—75 "Техническая диагностика. Термины и определения").

Следует различать понятия «техническое состояние» и «вид технического состояния».

Признаками технического со­стояния объекта могут быть качественные и (или) количественные характерис­тики его свойств. Фактические значения количественных и проявления качественных харак­теристик определяют техническое состояние объекта.

Различают следующие виды технического состо­яния:

- исправность и неисправность;

- ра­ботоспособность и неработоспособность;

- правильное функционирование и непра­вильное функционирование.

В государственном стандарте "Надежность в технике. Термины и определения" (ГОСТ 27.002-83) исправностью объекта называют такое его состояние, при котором он полностью удовлетворяет всем требованиям, установленным нормативно-технической документацией. Говорят, что объект находится в исправном техническом состоянии.

Для условий эксплуатации практичес­ки важным является понятие работоспо­собного технического состояния объекта.

Работоспособностью объекта называют способность его выполнять заданные функции, сохраняя заданные параметры в пределах, установленных нормативно-технической документацией.

Событие, заключающееся в нарушении работоспособности объекта, называют его отказом.

Как видим, понятия "исправность" и "повреждение" являются более широкими, чем понятия "работоспособность" и "отказ" соот­ветственно. Работоспособный объект в отличие от исправного должен удовлетворять лишь тем требованиям, которые обеспечивают его нор­мальное функционирование. Другие же требования (например, к внеш­нему виду, качеству защитных покрытий, целостности вспомогательных приспособлений и т.д.) могут не выполняться. Очевидно, что исправ­ный объект всегда работоспособен, но работоспособный объект не всегда является исправным. Следует заметить, что многие из дефектов хотя и не нарушают работоспособности объекта в рассматриваемый момент времени, тем не менее снижают его безотказность, а потому подлежат устранению по мере их выявления.

При одном и том же объективно существующем техническом состоянии объект может быть, например, работоспособным для од­них условий применения и неработоспособным для других.

Наконец, для этапа применения по назначению существенным является по­нятие технического состояния правиль­ного функционирования объекта.

Определение вида технического состояния объекта называется контролем его технического состояния.

Задача выявления дефектов (поиска дефектов) относится к зада­чам технического диагностирования, которое в соответствии с государствен­ным стандартом (ГОСТ 20911—75) считается составной частью процесса контроля технического состояния объекта. Поиск дефекта — это опре­деление его места с заданной глубиной.

Глубина поиска задается указа­нием составных частей объекта, с точностью до которых должно опре­деляться место дефекта.

Результатом диагностирования является тех­нический диагноз – заключение о техническом состоянии объекта с указа­нием, при необходимости, места, вида и причины дефекта (дефектов).

Таким образом, задачами диаг­ностирования являются задачи проверки исправности, работоспособности и пра­вильности функционирования объекта, а также задачи поиска дефектов, нару­шающих исправность, работоспособность или правильность функционирования.

Исходя из этого, см. рис.

Диагностирование технического сос­тояния любого объекта осуществляется теми или иными средствами диагности­рования. Средства могут быть аппаратур­ными или программными; в качестве средств диагностирования может также выступать человек-оператор, контролер, наладчик.

Совокупность средств и объекта диагно­стирования и, при необходимости, испол­нителей, подготовленная к диагностирова­нию или осуществляющая его по прави­лам, установленным соответствующей документацией называют системой технического диагностирова­ния (системой диагностирования) – ГОСТ 20911-75. Там же указано, что термин «диагностическая система» является недопустимым.

Различают системы тестового и функционального диагностирования. В системах тестового диагностирования на объект подаются специально организуе­мые тестовые воздействия.

В системах функционального диагностирования, ко­торые работают в процессе применения объекта по назначению, подача тестовых воздействий, как правило, исключается; на объект поступают только рабочие воздействия, предусмотренные его алго­ритмом функционирования.

В системах обоих видов средства диагностирования воспринимают и анализируют ответы объекта на входные (тестовые или ра­бочие) воздействия и выдают результат диагностирования, т. е. ставят диагноз: объект исправен или неисправен, рабо­тоспособен или неработоспособен, функ­ционирует правильно или неправильно, имеет такой-то дефект или в объекте повреждена такая-то его составная часть и т. п.

Системы тестового диагностиро­вания необходимы для проверки исправ­ности и работоспособности, а также поиска дефектов, нарушающих исправ­ность или работоспособность объекта.

Эффективность процессов диагности­рования определяется не только качест­вом алгоритмов диагностирования, но и в не меньшей степени качеством средств диагностирования. Последние могут быть аппаратурными или програм­мными, внешними или встроенными, ручными, автоматизированными или ав­томатическими, специализированными или универсальными (Рис.3.1.3).

Техническое состояние автомобиля как сложной системы и его элементов характеризуется теми или иными физическими явлениями или процессами, которые можно рассматривать в качестве признаков состояния. Признаки состояния могут выражаться количественно на основе измерений, а когда они невозможны - то качественно на основе органолептических методов оценки цвета, запаха, блеска, тембра звучания и т.п. Очевидно, что по мере развития измерительной техники качественные оценки признаков могут переходить в количественные измерения.

Поскольку при диагностике состояние объекта оценивается без его разборки, в качестве диагностических параметров могут выступать косвенные признаки, некоторым образом связанные с состоянием . Для того, чтобы диагностический параметр был информативным и обеспечивал достоверность диагноза, необходимо, чтобы он отвечал трем требованиям: был чувствительным, однозначным и стабильным.

Рис.1.

Параметры и - однозначные, поскольку каждому возможному сос

тоянию соответствует одна вполне определенная величина признака. Параметр - неоднозначен, поскольку одно и то же значение признака может соответствовать двум (или более) состояниям и .

Сравнивая параметры и можно заметить, что при изменении состояния на величину изменение величины для первого параметра больше, чем для второго, т. е. первый параметр более чувствительный. Таким образом, из представленных на рис. 44 параметров предпочтительным для диагностики является , поскольку он однозначный и чувствительный.

Стабильность диагностического параметра определяется вариацией его значений при многократных измерениях на объектах с одним и тем же состоянием. Разброс значений параметра может быть выражен средним квадратическим отклонением, которое следует рассчитывать для заведомо исправного и неисправного состояния диагностируемого объекта. Для оценки стабильности и информативности диагностического параметра можно использовать критерий

,

где и - средние значения диагностических параметров для

заведомо исправного и неисправного состояния объекта;

и - средние квадратические отклонения параметров заведомо

исправных и неисправных диагностируемых объектов.

Очевидно, что существенное отличие признаков исправного и неисправного состояния диагностируемого объекта может дать чувствительный диагностический параметр. Если при этом разброс показаний относительно небольшой, то такой диагностический параметр можно считать информативным и стабильным. Таким образом, при разработке системы диагностирования по величине можно выбрать признаки, которые наилучшим образом подходят в качестве диагностических параметров.