Методы и средства технического диагностирования электронных и гидравлических систем

Перечень симптомов  основных  неисправностей  насосного модуля: 
m1  –  нет движения рабочего органа; m2  –  замедленное движение рабочего органа; 
m3 – при загружении гидропривода номинальной мощностью приводной двигатель не реагирует; m4 – при загружении гидропривода номинальной мощностью приводной двигатель глохнет; m5 – повышенный шум в насосе; m6 – вспенивание рабочей жидкости; m7 – повышенный нагрев рабочей жидкости в режиме холостого хода;  m8 – повышенный нагрев рабочей жидкости при эксплуатации; m9 – повышенное давление холостого хода, в том числе при движении рабочего органа; m10 – пониженное давление холостого хода.  
Краткое описание основных неисправностей  насосного модуля: 
N1 – нарушена кинематическая связь между насосом и приводным двигателем; N2 – нет давления управления в системе управления; N3 – разрушение качающего узла; N4 – потеря герметичности напорной гидролинии; N5 – низкий объемный КПД насоса; N6 – кавитация рабочей жидкости; N7 – неисправен регулятор мощности (внешняя характеристика PQ-const имеет участки, где реализуемая мощность ниже паспортной); N8 – неисправен регулятор мощности (внешняя характеристика PQ-const имеет участки, где реализуемая мощность выше паспортной); N9 – занижено давление настройки предохранительного клапана; N10 – засорен фильтрующий элемент; N11 – малоэффективна работа теплообменного агрегата; N12 – разрушен или отсутствует фильтрующий элемент;  N13 – неполный возврат золотника в нейтральное положение; N14 – мощность приводного двигателя ниже паспортной. 

Аналогичные матрицы и алгоритмы отыскания и устранения неисправностей разработаны для гидромоторов, гидроцилиндров и гидрорулей, туда же входит настройка клапанной  и распределительной аппаратуры.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2.Диагностика двигателя и электронных систем

 

Автомобильная промышленность во всём мире развивается очень быстро, особенно это касается электрической части автомобиля. Появляются новые системы, отвечающие за безопасность, экологичность и комфорт владельца. Как и любой элемент в автомобиле, электронные системы управления двигателем требует постоянного обслуживания и ремонта. 

Диагностика электронной системы управления двигателем (ЭСУД) позволяет:

- Выявить неисправности, которые  влияют как на безопасность  окружающей среды, а так и на  безопасность владельца автомобиля.

- Выявить степени износа отдельных  деталей и определить их остаточный  ресурс, для оптимизации затрат  на плановый ремонт.

- Предотвращение поломок дорогостоящих  агрегатов, к которым могут привести  разрушения отдельных деталей (засорённый  топливный фильтр может вызвать  отказ топливного насоса или  загрязнение топливных форсунок).

- Снижение эксплуатационных затрат  на содержание автомобиля (неисправная  система питания и зажигания  может привести к перерасходу  топлива до 70%). 

Конечной целью диагностики двигателя является оценка его технического состояния и на основе этого принимается решение о том, требуется ли дальнейшее вмешательство для восстановления работоспособности.  

Систематически процесс диагностирования можно разбить на следующие этапы:

1.Сбор информации о техническом  состоянии двигателя и ЭСУД (электронная  система управления двигателем).

2.Локализация на основе анализа  информации неисправности (если  она имеется) на уровне подсистемы  или подсистем.

3.Поиск дефекта до уровня  узла (датчик, исполнительный механизм, линия связи). 

 

Существуют два способа диагностирования ЭСУД, отличающихся между собой тем, какие используются технические средства: 

1.Диагностирование ЭСУД  с использованием сканеров 

Система управления современного двигателя, отвечающего строгим нормам токсичности, в качестве главного своего элемента содержит электронный блок управления (ЭБУ). Сканер предназначен именно для работы с ЭБУ, для его «сканирования» и позволяет:

1. Наблюдать сигналы с датчиков  системы, следить за их изменением  во времени.

2. Проверять работу исполнительных  механизмов путем приведения  их в действие и визуального  или другого контроля.

3. Считывать сохраненные системой  коды неисправностей.

4. Посмотреть идентификационные  данные ЭБУ, системы и т. п.

ЭБУ любого двигателя имеет функцию самодиагностики, т.е. определение неисправностей производится в самом блоке управления путем анализа сигналов с датчиков, установленных на автомобиле.

Преимущества данного способа проведения диагностики:

- быстрота определения неисправностей,

- возможность сравнения с табличными  значениями.

Недостатки:

-косвенное определение неисправностей, другими словами, сканер не является  измерительным прибором. Он всего  лишь отображает данные с ЭБУ.

- не все системы оборудованы  соответствующими датчиками, с помощью  которых можно определить её  состояние. 

2. Диагностирование с  использованием мотор-тестера 

Это совершенно другой тип диагностического оборудования. Мотор-тестер – это как раз и есть измерительный прибор. Предоставляемая им информация снимается непосредственно с двигателя и позволяет найти неисправности, недоступные сканеру.  

Краткий перечень возможностей мотор-тестера: 

Прибор позволяет эффективно выявлять неисправность в следующих системах: 

Система зажигания

- Определение состояния свечей  и свечных проводов (нагары, обрывы, пробои); 

- Определение режимов работы  и неисправностей катушки зажигания (межвитковые замыкания, контроль  правильности подключения, пробои); 

- Диагностика датчиков системы  зажигания (индуктивный, холла); 

- Определение углов опережения  зажигания в динамике (без стробоскопа).

Система топливоподачи

- Электрическая проверка топливных  форсунок (межвитковые замыкания  обмоток форсунок, длительность  фазы впрыска и т.д.); 

- Проверка работы датчиков (температуры, положения дроссельной заслонки, датчика кислорода и т. д.); 

- Проверка работы исполнительных  механизмов (напр., регулятора холостого  хода); 

- Совместная работа с газоанализаторами.  

Система газораспределения

- Измерение компрессии в динамике (на работающем двигателе);  

- Определение правильности установки  ремня ГРМ; 

- Контроль работы клапанов. 

Именно наличие мотор-тестера позволяет проводить диагностику на новом уровне: 

- использование мотор-тестера позволяет  проводить диагностику автомобилей  любых марок..

- возможность точной оценки  технического состояния двигателя  без непосредственного вмешательства (определять необходимость ремонта  или износа механических частей  двигателя, проверка регулировки  клапанов).

- показания, снимаемые непосредственно  с датчика, позволяют окончательно  говорить о его состоянии (при  необходимости замены).

- при использовании мотор-тестера  повреждения электронной системы  управления двигателем (замыкания) исключены.

 

 

 

 

3.1. Электронные диагностические средства 

Электронные диагностические средства основаны на преобразовании механических параметров в электрические величины. За счет этого, в отличие от механических средств, они обладают высоким быстродействием измерений, автоматической обработкой параметров и могут выдавать готовый диагноз технического состояния вплоть до остаточного ресурса. 
 
Например, измеритель мощности дизеля ИМД-Ц работает на принципе измерения ускорения коленчатого вала дизеля при резком увеличении подачи топлива и разгоне дизеля от минимальных до максимальных оборотов холостого хода. 
 
Известно, что индикаторный момент двигателя –  равен 
 
 
, 
 
 
где   – момент механических потерь, нМ, 
 
 – угловое ускорение, рад/сек2. 
 
Тогда  
 
 
 
 
Учитывая, что 
 
 
, 
 
 
где   – крутящий момент на коленчатом вале двигателя, нМ, 
 
будем иметь 
 
 
 
 
 
и мощность на коленчатом вале 
 
 
, кВт, 
 
 
где   – постоянная, заложенная в памяти прибора для разных дизелей. 
 
Прибор выполнен в виде четырехугольной коробки с панелью 3 управления и цифровым индикатором 2. Измерение углового ускорения производится при резком разгоне дизеля (резком увеличении подачи топлива) электромагнитным индукционным датчиком 1, устанавливаемым в резьбовое отверстие картера маховика против зубьев венца маховика. Программа, заложенная в электронной схеме прибора, производит вычисление 
 
 
 
 
 
1 – первичный преобразователь; 2 – цифровое табло; 3 – передняя панель 
 
 
(Рисунок 2.3.1) – Общий вид прибора ИМД-Ц 
углового ускорения коленчатого вала и выдает их на электронное табло 2. С помощью специальных графиков по угловому ускорению определяется мощность дизеля. 
 
Питание прибора – от внешнего источника постоянного тока с напряжением 10…13,5 вольт. Потребляемая мощность – 5 Вт. Масса – 2,5 кг. 
 
^ Малогабаритный электронно-диагностический прибор ЭМДП – это переносной полевой прибор для мастеров-наладчиков. Измеряет: 
 
- частоту вращения коленчатого вала дизеля в пределах от 0 до 2000 об/мин с погрешностью  1,5%; 
 
- момент начала впрыска топлива и продолжительность его нагнетания с погрешностью  5%; 
 
- температуру воды и масла; 
 
- относительную величину общего уровня вибраций в дефектных зонах дизеля. Питание – от 10-ти встроенных малогабаритных аккумуляторов ЦНК-0,45. Масса – 5 кг.  
 
^ Диагностическая измерительная прогнозирующая система ДИПС КИ-13940 предназначена для диагностирования и измерения остаточного ресурса тракторов, комбайнов и других машин. Число измеряемых и контролируемых параметров – до 400. 
Для уменьшения простоев МТА и эффективного использования дорогостоящих диагностических средств очень важно, чтобы все обязанности (операции) были правильно распределены между мастером-наладчиком, мастером-диагностом, трактористом-машинистом и слесарем. 
 
В этих же целях операции диагностирования совмещаются с очередным техническим обслуживанием. 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Прогнозирование — процесс определения срока или ресурса исправной работы автомобиля до возникновения предельного состояния, т.е. предсказание момента возникновения отказа. Необходимость прогнозирования определяется возможностью управлять техническим состоянием автомобиля в целом, если известны изменения его технического состояния во времени. С помощью прогнозирования можно наиболее полно использовать ресурсы рассматриваемой системы и оптимизировать ее обслуживание как восстанавливаемого объекта эксплуатации. Существующие методы обслуживания по среднестатистическим показателям не дают возможности оптимизировать этот процесс, так как не учитывают индивидуальных особенностей автомобиля. Это приводит к увеличению материальных и трудовых затрат на поддержание автомобиля в технически исправном состоянии и снижению эффективности его использования.

Организовать оптимальный процесс обслуживания автомобиля возможно только на базе диагностической информации и прогнозирования ее изменения во времени или по пробегу. Практически прогнозирование состоит в назначении периодичности диагностирования и определении упреждающих диагностических нормативов, которые решаются на базе теории надежности автомобилей. В основе определения периодичности диагностирования и упреждающих диагностических нормативов лежат закономерности изменения технического состояния и экономические показатели.

Методы прогнозирования подразделяются на три основные группы:

1. Методы экспертных оценок, сущность  которых сводится к обобщению, статистической обработке и анализу  мнений специалистов.

2. Методы моделирования, базирующиеся  на основных положениях теории  подобия и состоящие из формирования  модели объекта исследования, проведения  экспериментальных исследований  и пересчета полученных значений  с модели на натуральный объект.

3. Статистические методы, из которых  наибольшее применение находит  метод экстраполяции. В его основе  лежат закономерности изменения  прогнозируемых параметров во  времени. Для описания этих закономерностей  подбирают по возможности простую  аналитическую функцию с минимальным  количеством переменных. 

 

Различают субъективные и объективные методы диагностирования автомобиля.

Субъективные методы— определение технического состояния автомобиля по выходным параметрам динамических процессов. Однако с помощью органов чувств человека получают и анализируют информацию, а также принимают решения о техническом состоянии, что приводит, естественно, к погрешностям.

Наиболее распространены следующие субъективные методы: визуальный, прослушивание работы механизма, ощупывание механизма, заключение о техническом состоянии на основании логического мышления.

Объективные методы диагностирования основаны на измерении и анализе информации о действительном техническом состоянии элементов автомобиля специальными контрольно-диагностическими средствами и принятии решения с помощью специально разработанных алгоритмов диагноза. Применение тех или иных методов существенно зависит от целей, которые решаются в процессе технической подготовки автомобилей. Однако в связи с усложнением конструкции автомобиля, повышенными требованиями к его эксплуатационным качествам и интенсивностью использования все больше применяют объективные методы диагностирования.

К объективным методам относят диагностирование: по структурным параметрам, герметичности рабочих объемов, выходным параметрам рабочих процессов, изменению виброакустических параметров, параметрам периодически повторяющихся процессов или циклов, составу картерного масла и отработавших газов.

К методам объективного диагностирования предъявляются следующие требования: достоверность измерений диагностических параметров, надежность применяемых средств измерений, технологичность и экономичность методов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы.

1. Кравец, В.Н. Законодательные и потребительские требования к автомобилям [Текст]/ В.Н.Кравец, Е.В. Горынин.- Н.Новгород, 2009. - 176 с.

2. Мороз, С.М. Комментарий к ГОСТ Р 51709 - 2001 «Автотранспортные средства. Требования к техническому состоянию и методам проверки» [Текст]/ С.М.Мороз.- М.: Транспорт, 2008.-240с.

3. Хазаров, А.М. Диагностирование легковых автомобилей на станциях технического обслуживания [Текст]: учеб. пособие для вузов / А.М. Хазаров, А.М. Кривенко Е.И.- М.: Высшая школа, 2007. - 146 с.

4. Андрианов, Ю.В. Оценка автотранспортных средств [Текст]/ Ю.В. Андрианов.- М.: Дело, 2008. - 488 с.

5. Бешелев, С.Д. Математико-статистические методы экспертных оценок [Текст]/ С.Д. Бешелев, Гурвич С.Ф. - М.: Высшая школа 2010. - 364 с.