Какие методы диагностирования предусмотрены за автомобилем

7

способы и методы диагностики автомобиля

Процесс определения технического состояния объекта с определенной точностью (объекты диагностирования — машина или ее составная часть), т.е. процесс, включающий измерения, анализ результатов измерений, постановку диагноза и принятие решения — диагностирование.

Основная задача диагностирования в процессе технического обслуживания — определение технического состояния объекта и прогнозирование его дальнейших изменений. Это позволяет управлять техническим состоянием машин.

Техническое состояние машин изменяется случайно и зависит от различных эксплуатационных факторов (почвенно-климатических условий, видов выполняемой работы, интенсивности нагрузки, квалификации механизаторов, качества обслуживания и др.).

Они по-разному влияют на интенсивность изнашивания деталей машин, в связи с чем для каждой конкретной машины требуются ремонтно-обслуживающие воздействия разных объемов.

Предварительное диагностирование машины и ее составных частей позволяет определить фактический объем работ по обслуживанию или ремонту. При этом решаются следующие задачи:

Виды диагностирования во время эксплуатации автомобиля

Диагностирование в процессе технического обслуживания увязано с системой технического обслуживания конкретной машины.

Заявочное проводится по заявке автомобилиста с целью выявления дефектов.

Ресурсное проводится с целью установления остаточного ресурса детали или соединения.

Виды диагностирования при ремонте автомобиля

Диагностирование перед ремонтом, в технической литературе называемое предремонтным, проводится непосредственно в хозяйствах, использующих технику, или на станциях технического обслуживания.

Диагностирование после ремонта, называемое послеремонтным, выполняется на ремонтных предприятиях с целью оценки качества ремонта и значения восстановленного pecуpca.

Методы диагностирования подразделяются на субъективные (органолептические) и объективные (инструментальные).

К субъективным методам диагностирования относятся:

Внешним осмотром определяют состояние уплотнений, течь топлива, масла, электролита, повреждение наружных деталей; прослушиванием — стуки, шумы и другие звуки, отличающиеся от нормальных рабочих; остукиванием — резьбовые, заклепочные, шпоночные и сварочные соединения; осязанием — места нагрева деталей, вибрацию, биение, вязкость жидкости; обонянием — состояние муфты сцепления по характерному запаху, течь бензина и т.п.

Для установления количественных изменений параметров технического состояния машины проводят объективное диагностирование, т.е. с помощью специального оборудования и приборов. Технические средства могут быть встроены в машину или подсоединены к ней. К встроенным относятся датчики, сигнальные лампочки, счетчик наработки, сигнализатор засоренности фильтра и др. К подсоединяемым — стенды, приборы, приспособления и т.п.

Методы диагностирования по характеру измерения параметров

Техническое диагностирование при эксплуатации машин приурочивается к соответствующему виду технического обслуживания. Это позволяет снизить трудоемкость выполнения операций технического обслуживания, повысить их эффективность и обеспечить безотказность работы объекта до следующего контроля и обслуживания.

Результаты диагностирования заносят в специальную карту, в которой год и дату поступления техники считают от последнего капитального ремонта (или от начала эксплуатации для новых автомобилей). Наработку от начала эксплуатации ставят в том случае, если автомобиль не подвергался капитальному ремонту. В заключение указывают вид ремонта основных агрегатов, либо автомобиля в целом, или же остаточный ресурс и номер очередного технического обслуживания.

Современная диагностика автомобилей

В недавнем по историческим меркам прошлом, лет так 60 назад, если бы кто-то попросил в магазине книгу об «электронике автомобилей», она была бы очень маленькой, а книг об «электронной диагностике автомобилей» не было вообще. Но мы живем в другое время и без этих понятий и атрибутов автомобиль уже представить невозможно.

Первая электроника в автомобилях контролировала лишь управление двигателем. Но прогресс движется вперед. В современные модели автомобилей внедряют десятки подобных блоков управления. Эти системы могут управлять практически любым элементом транспортного средства:

Классические способы диагностики авто

Диагностика – это процесс нахождения причин неисправности по определенным признакам.

До того, как в автомобилях начали использовать сложные электронные блоки, электрические цепи автомобиля представляли собой довольно простые системы. Эти цепи получали питание от аккумуляторной батареи. Схема подключения была довольно простая: тумблер (кнопка) – реле – исполнительный механизм. Для того чтобы найти неисправность в такой цепи, автоэлектрику не нужно было обладать специальным оборудованием, достаточно иметь контрольную лампу, амперметр и вольтметр, чтобы отследить получение питания отдельных узлов. В случае нахождения неисправности, вышедший из строя узел менялся на новый. Даже в случае с неизвестными марками автомобилей, ремонтнику не приходилось много трудиться, по конструкции и принципу действия все автомобили были похожи.

Современная компьютерная диагностика

На современных автомобилях очень мало используется старый метод питания двумя уровнями, плюс либо масса. Сигнал по CAN-шинам передается с помощью сложных аналоговых и системы двоичных сигналов, он идет от датчиков к ЭБУ, далее к исполнительным механизмам. При этом контрольная лампа, как и очень многие другие традиционные методы, как, например, в случае со старыми автомобилями, мало чем помогут. А в некоторых случаях могут навредить, нанеся повреждения проводке.

Эти тенденции привели к необходимости создания принципиально нового диагностического оборудования и разработке новых компьютерных программ, которые бы обеспечили быстрый доступ к необходимой информации о ремонтируемом автомобиле.

Теперь при помощи компьютерной диагностики имеется прекрасная возможность проверять работу не только двигателя, но и тормозных систем автомобилей, климатической установки, приборной панели, мультимедийных систем и тому подобное.

С помощью компьютерной проверки водитель может максимально точно и быстро проанализировать состояние отдельных механизмов, которые находятся под управлением электроники. Такая комплексная диагностика позволяет удостовериться в том, что машина действительно исправна.

С другой стороны, компьютерная проверка помогает оценить состояние лишь тех систем, которые основаны на электронике. Однако важнейшая работа в автомобиле достается механизмам. Это означает, что ошибки в показаниях датчиков могут возникать из-за механических неисправностей. Поэтому не спешите менять электронику, если обнаружите, что какой-то прибор работает не так, как нужно. Вполне возможно, что причиной этому является вышедший из строя механизм.

Оборудование для диагностики

Существует три типа диагностических приборов: газоанализаторы, мотортестеры и сканеры.

Сканер

Первый прибор – это сканер. Он подключается к автомобилю, к диагностическому разъёму. Сканер – это прибор, который позволяет общаться с блоком управления двигателем. Собственно говоря, он и задуман для работы с блоком управления.

Та информация, которую мы видим на сканере — это информация из блока управления. Если на сканере написано «угол опережения зажигания — 15 градусов», означает ли это, что он реально там 15 градусов? Конечно же нет. Да, он может быть и 15. Но, 15 – это считает блок управления, так он задал угол и выдает 15 градусов.

Мотортестер

Данный прибор – это глаза диагноста. Мотортестер – это измерительный прибор, который можно сравнить по работе с мультиметром. Это такой мощный прибор, заточенный под диагностику двигателей, под измерение высокого напряжения, давлений, токов. Причем, больших токов, всевозможных напряжений, для съема осцилограмм, для их запоминания. То есть это измерительный прибор, в отличие от сканера. Сканер ничего сам не измеряет, сканер отображает то, что видит блок управления.

В сканере мы можем увидеть 15 градусов, подключаем мотортестер, смотрим, а там 5 или 0, или даже минус.

Газоанализатор

То, что у двигателя вылетает из выхлопной трубы – это тоже источник диагностической информации. К примеру, вы приходите к врачу, говорите – у меня болит то-то и то-то, он дает вам направление на анализы, потому что ему нужна информация о том, что у вас там в крови и сколько там сахара, сколько того и того.

То, что у двигателя в выхлопной трубе – это то, что произвел двигатель в результате своей работы, в результате своей жизнедеятельности. Он выполняет механическую работу и производит отработанные газы. Вот как доктор по анализу видит, что происходит, так и мы по составам отработанных газов видим, что происходит в двигателе.

Дополнительное оборудование

Даже основными диагностическими приборами нельзя полностью собрать информацию о некорректной работе двигателя. Остаются небольшие области, в которых все три прибора бессильны. Здесь используется дополнительное диагностическое оборудование.

Топливные монометры

В первую очередь, это набор топливных манометров. Набор переходников под разные системы, разные модели автомобилей. Компрессометр служит для оценки состояния цилиндров. Но более серьезно их можно оценить пневмотестером. Им можно определить досконально работу цилиндра, железа цилиндра.

Пример из практики автосервиса «Желтый бокс»

Приезжает автомобиль, троит, подтраивает. Меряем компрессию – все хорошо, но по газоанализу видно, что не все хорошо, а компрессия вроде бы нормальная. Берем пневмотестер, смотрим – а в одном цилиндре утечка. И уже знаем: какая утечка и куда (через клапан, через кольцо или в систему охлаждения).

Тестер утечек

Попросту говоря — это генератор дыма. Туда заливается специальный состав, он там нагревается, дымится со страшной силой, и дым подается во впускной коллектор. Это делается для того, чтобы найти утечки во впускном коллекторе. Какие места утечек могут быть: Ось дроссельной заслонки. Куда дроссельная заслонка одевается, из этих втулочек дымит регулярно. Если дроссельный узел походил лет пять — уже будет дымить оттуда. Регуляторы холостого хода.

Конечно, это не основной прибор, нет крайней необходимости в нем, но очень полезная вещь, очень удобная и значительно облегчает поиск подсоса воздуха.

Стетоскоп технический

Тоже очень полезная штука, стоит копейки. Этим прибором можно прослушать двигатель на пример каких-то механических стуков, где-то там поршня постукивают, клапана постукивают, побрякивают, используют для прослушивания форсунок.

Эндоскоп

Очень удобная штука, одно дело, когда вы что-то померяли, посмотрели. А если предполагать, что детонация происходит из-за нагара в камере сгорания, потому что других причин нет? Как это увидеть, не разбирая двигатель? – Эндоскопом. Выворачиваем свечку, заглядываем, смотрим.

Эндоскопы бывают как самостоятельные приборы и как камеры с подключением к компьютеру. Существует большая проблема – не заводится двигатель в морозы. На впускных клапанах, вследствие подачи топлива на клапан – впрысковые моторы подают топливо на клапан, и он обрастает смолой, покрывается ей как губкой. Топливо брызнуло на клапан, клапан горячий, что могло испариться – испарилось, а смола осталась. И в итоге впрысковые моторы вот этим страдали. Форсунка брызнула на клапан, бензин впитался, образовавшейся смолой, и машина не завелась. Тоже, это очень легко обнаружить эндоскопом.

Зачем нужно проводить диагностику

Обстоятельства, при которых владельцу транспортного средства желательно провести его комплексную диагностику:

6 Техническая диагностика автомобиля

Основным источником достоверной информации о техническом состоянии каждого отдельно взятого автотранспортного средства является технический контроль, включающий осмотр и инструментальное диагностирование.

В соответствии с принятой терминологией под техническим контролем в сфере производства понимается проверка соответствия продукции установленным техническим требованиям (соответствие технического состояния автотранспортного средства нормативно-технической документации и законодательным нормам).

Техническая диагностика — отрасль знаний, изучающая и устанавливающая признаки неисправностей составных частей объектов, разрабатывающая методы и средства, с помощью которых дается заключение (ставится диагноз) о техническом состоянии объектов диагностирования, а также принципах построения и организации использования систем диагностирования.

Техническое состояние — совокупность подверженных изменению в процессе производства или эксплуатации свойств объекта, характеризуемая в определенный момент признаками и параметрами состояния, установленными технической документацией на этот объект.

Объект диагностирования — изделие (транспортное средство) и его составляющие, подвергаемые диагностированию.

Техническое диагностирование — процесс определения технического состояния объекта диагностирования с требуемой точностью.

Результатом диагностирования является диагноз — заключение о техническом состоянии объекта с указанием при необходимости места, вида и причины дефекта.

Средства и объекты диагностирования, подготовленные к проверке параметров состояния или осуществляющие ее по правилам, установленным соответствующей документацией, называются системой технического диагностирования.

Таким образом, различают понятие диагностики как отрасли знаний и как области практической деятельности. В первом случае используется термин «техническая диагностика», во втором — «техническое диагностирование».

Важнейшее требование к диагностированию — возможность оценки состояния объекта без его разборки.

Диагностика решает задачи трех типов по определению состояния объектов диагностирования:

Задачи первого типа относят к технической диагностике, второго — к технической прогностике (или, как чаще говорят, к техническому прогнозированию), третьего — к технической генетике.

Вопросы для самостоятельного контроля

Основными задачами диагностики применительно к автомобилям являются:

Диагностирование является более совершенной формой проведения контрольных работ. От традиционных контрольных осмотров, выполняемых на автотранспортных предприятиях (АТП) в основном субъективными методами с привлечением в качестве экспертов наиболее квалифицированных механиков и ремонтных рабочих, диагностирование отличается:

Возникновение потребности в объективной и достоверной информации, получаемой инструментальными методами контроля, объясняется действием на автомобильном транспорте двух важных факторов — усложнения автомобильной техники и стремления обеспечить поддержание работоспособности автомобилей в условиях низкой обеспеченности квалифицированными кадрами.

Приборные методы

Наряду с органолептическими методами при техническом диагностировании используются приборные методы, позволяющие получить количественную оценку измеряемого параметра. Диагностирование с применением приборов основано на получении информации в виде электрических, световых, звуковых сигналов, отображающих изменение состояния объекта. В зависимости от физической природы измеряемых параметров различают:

Классификация диагностических приборов может быть проведена по следующим признакам: цифровые и аналоговые, показывающие и сигнализирующие, универсальные и специализированные, стационарные и переносные и др.

Однако, все средства технического диагностирования, используемых для диагностики механического оборудования, по уровню решаемых задач и приборной реализации можно разделить на: портативные, анализаторы и встроенные системы.

Портативные средства технического диагностирования реализуют измерение одного или нескольких диагностических параметров, характеризуются малыми габаритами и отсутствием обмена данных с компьютерными системами (рисунок 40). К их преимуществам относятся: быстрота процесса измерения, простое обслуживание и управление, оперативное и наглядное получение информации в виде одиночного результата, низкая стоимость. Область применения – оперативный контроль технического состояния оборудования работниками ремонтных служб и технологическим персоналом.

Рисунок 40 – Портативные приборы: а) электронный стетоскоп; б) виброметр; в) тахометр; г) пирометр

Анализаторы позволяют выполнить не только измерение, но и детальный анализ диагностических параметров. На основании полученной информации проводится обнаружение повреждений на ранней стадии развития. Среди данного класса средств технического диагностирования необходимо выделить спектроанализаторы вибрации, тепловизоры, анализаторы напряжения (рисунок 41). Переносной прибор выступает в роли мобильного устройства для сбора и предварительного анализа данных, а компьютер и программное обеспечение позволяет проводить более глубокие исследования на основе анализа трендов и экспертных систем. Применение анализаторов оправдано при специализации процессов контроля, высокой квалификации специалистов, необходимости обеспечения качества проводимых измерений. Область применения – специализированные подразделения промышленных предприятий по экспертизе технического состояния, наладке механического оборудования.

Рисунок 41 – Анализаторы: а) анализатор вибрации 795М; б) анализатор вибрации СД-21; в) тепловизор «SAT HY-6800»; г) тепловизор FLIF TG165

Встроенные системы используются при необходимости постоянного контроля технического состояния оборудования. Основные задачи: защита оборудования от ненормативных режимов работы, мониторинг технического состояния, диагностирование состояния оборудования, использование комплекса диагностических параметров (рисунок 42). Основные направления развития: контроль комплекса диагностических параметров; использование персональных компьютеров при обработке однотипной информации; блочный принцип построения; универсальность.

Рисунок 42 – Структурная схема стационарной системы контроля вибрационных параметров

В случае контроля одного параметра (обычно вибрации), устанавливается блок контроля, измеряющий и сравнивающий текущее и заданное значение параметра. При превышении заданного уровня включается звуковая или световая сигнализация; возможна остановка оборудования.

Если количество точек возрастает, их контроль однотипен и выполняется по определённой программе, наиболее целесообразным является соединение измерительной (датчики, линии связи, предусилители) и вычислительной (персональный компьютер) систем. При одновременном контроле нескольких взаимодополняющих параметров по одному агрегату используют блочный принцип, основанный на единой элементной базе и конструкторском решении. Наиболее характерно данное построение для механизмов роторного типа. Контролируемые диагностические параметры: параметры вибрации корпусов подшипников, биения вала, орбита движения вала, частота вращения, температура смазочного материала. Сигнализирующая система встроенного контроля предполагает участие оператора и дополнительный спектральный анализ для точной постановки диагноза.

Использование стационарной системы контроля для защиты оборудования от превышения нормативных параметров работы обосновано лишь в случае недоступности оборудования для осмотра.

Высокая стоимость – один из недостатков встроенных систем, определяется не только стоимостью аппаратной части, но и затратами на поддержание системы в работоспособном состоянии. Это ограничивает объём использования встроенных систем 10% эксплуатируемого оборудования.

Диагностика двигателя и электронных компонентов

Проверка работы двигателя и сопутствующих электронных систем управления на предмет нестабильной работы. При проблемах с запуском двигателя, на холостых оборотах, при завышенном расходе топлива или снижении динамики разгона необходима диагностика. Современные силовые установки — это сложный механизм, в котором неисправности могут выстраиваться в отдельные цепочки и влиять друг на друга. Только опытный диагност может точно определить и устранить неисправность, не затягивая ремонт автомобиля.

Методы диагностирования

Методы диагностирования автотранспортных средств подразделяются на субъективные и объективные. В основе субъективных методов лежат способы определения технического состояния автомобиля по выходным параметрам динамических процессов. Однако получение, анализ информации, а также принятие решения о техническом состоянии производятся с помощью органов чувств человека, что, естественно, имеет достаточно высокую погрешность.

Субъективные методы

Наибольшее распространение получили следующие субъективные методы:

Визуальный метод дает возможность обнаружить, например, следующие неисправности:

Прослушивание работы механизма позволяет обнаружить следующие неисправности:

Методом ощупывания механизма можно определить такие неисправности:

На основании логического мышления можно сделать заклю­чение о следующих неисправностях:

Объективные методы

Объективные методы основываются на измерении и анализе информации о действительном техническом состоянии элементов автомобиля с помощью контрольно-диагностических средств и путем принятия решения по специально разработанным алгоритмам диагностирования. 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 эксплуатационным качествам, интенсивностью использования объективные методы диагностирования находят все большее применение.

Методы диагностирования автомобилей, их агрегатов и узлов характеризуются способом измерения и физической сущностью диагностических параметров, наиболее приемлемых для исполь­зования в зависимости от задачи диагностирования и глубины постановки диагноза.

В настоящее время принято выделять три основные группы методов, классифицированных по виду диагностических параметров.

Методы I группы базируются в основном на имитации скоростных и нагрузочных режимов работы автомобиля и определении при заданных условиях выходных параметров. Для этих целей используются стенды с беговыми барабанами или параметры определяются непосредственно в процессе работы автомобиля на линии. Методы диагностирования по параметрам экс­плуатационных свойств дают общую информацию о техническом состоянии автомобиля. Они позволяют оценить основные экс­плуатационные качества автомобиля:

Методы II группы базируются на объективной оценке гео­метрических параметров в статике и основаны на измерении значения этих параметров или зазоров, определяющих взаим­ное расположение деталей и механизмов. Проводят такое диаг­ностирование в случае, когда измерить эти параметры можно без разборки сопряжений трущихся деталей. Структурными па­раметрами могут быть зазоры в подшипниковых узлах, клапан­ном механизме, кривошипно-шатунной и поршневой группах двигателя, шкворневом соединении колесного узла, рулевом управлении, углы установки передних колес и др. Диагностиро­вание по структурным параметрам производится с помощью из­мерительных инструментов: щупов, линеек, штангенциркулей, нутромеров, индикаторов часового типа, отвесов, а также спе­циальных устройств. Преимущество методов этой группы — возможность постановки точных диагнозов, простота средств измерения, а недостатки — большая трудоемкость, малая тех­нологичность.

К III группе относятся методы, оценивающие параметры сопутствующих процессов. Например, герметичность рабочих объемов оценивается при обнаружении и количественной оцен­ке утечек газов или жидкостей из рабочих объемов, узлов и аг­регатов автомобиля. К таким рабочим объемам можно отнести:

По интенсивности тепловыделения можно оценить работу трения сопряженных поверхностей деталей, качество процессов сгорания (например, по температуре отработавших газов), однако такие методы пока не нашли широкого применения.

При создании средств технического диагностирования транс­портных средств широко используются также методы, оценивающие состояние узлов и систем по параметрам колебательных процессов. Их можно разделить на три подвида:

Методы, с помощью которых оцениваются колебания напряжения в электрических цепях, используются для диагностирова­ния системы зажигания двигателя по характерным осциллограм­мам напряжений в первичной и вторичной цепях. Осциллографом отображаются процессы, протекающие в первичной и вторичной цепях системы зажигания за время между последовательными искровыми разрядами в цилиндрах, для визуального исследова­ния. Участки осциллограмм содержат информацию о состоянии системы зажигания. По осциллограмме первичного напряжения непосредственно измеряют угол замкнутого состояния контактов. По напряжению искрового разряда осциллограммы вторичного напряжения определяют состояние зазора свечи. Сравнивая полученные осциллограммы с эталонными, выявляют характерные неисправности проверяемой системы зажигания.

Виброакустические методы используются для измерения низко- и высокочастотных колебаний систем и элементов транс­портных средств.

Одним из таких методов является диагностирование по перио­дически повторяющимся рабочим процессам или циклам. Суть данного метода заключается в следующем. Рабочие процессы впуска, сжатия, сгорания и выпуска, изменение давления в топливных трубопроводах высокого давления, колебательные процессы в системе зажигания и другие часто повторяются. Так как закономерности изменения параметров рабочих процессов во всех периодах идентичны, то для диагностирования достаточно изучить параметры одного цикла. Для этого с помощью специальных преобразователей параметры одного цикла задерживают, разворачивают во времени и выводят на регистрирующий или пока­зывающий прибор.

Определенное место занимают методы, оценивающие по фи­зико-химическому составу отработавших эксплуатационных ма­териалов состояние узлов и агрегатов и отклонения от их нормального функционирования, например анализ отработанного масла, анализ отработавших газов и т.п. Диагностирование по составу масла производится путем анализа его проб, взятых из картера двигателя с целью определения количественного содержания продуктов износа деталей, а также наличия загрязнений и примесей. Концентрации железа, алюминия, кремния, хрома, меди, свинца, олова и других элементов в масле позволяют судить о скорости изнашивания деталей. По изменению концентрации железа в масле можно судить о скорости изнашивания гильзы цилиндров, шеек коленчатого вала, поршневых колец. По изменению концентрации алюминия судят о скорости изнашивания поршней и других деталей. Содержание почвенной пыли харак­теризует состояние воздушных фильтров и герметичность тракта подачи воздуха в цилиндр двигателя.

3.11.1. Методы, средства и процессы диагностирования автомобилей

Методы диагностирования автомобилей характеризуются сущностью диагностических параметров. Они делятся на группы (рис.16) [10]:

измерения параметров эксплуатационных свойств автомобиля (динамичности, топливной экономичности, безопасности движения, влияния на окружающую среду);

измерения параметров процессов, сопровождающих функционирование автомобиля, его агрегатов и механизмов (вибрации, нагревы, шумы и др.);

измерения геометрических величин, непосредственно характеризующих техническое состояние механизмов автомобилей.

Если первая группа методов позволяет оценить работоспособность и эксплуатационные свойства автомобиля в целом, то вторая и третья группы методов дают возможность выявить конкретные причины неисправностей. Поэтому при диагностировании сначала применяют первую группу методов, осуществляя общее диагностирование, а затем применяют методы второй и третьей групп, конкретизируя техническое состояние автомобиля, т.е. осуществляя его локальное диагностирование.

Средства диагностирования представляют собой технические устройства, предназначенные для измерения диагностических параметров тем или иным методом. Они включают:

— устройства, задающие тестовый режим;

— датчики, воспринимающие диагностические параметры в виде, удобном для обработки или непосредственного использования;

— устройства для обработки сигнала (усиления, анализа, фильтрации), для постановки диагноза, индикации результатов, их хранения или передачи в органы управления;

Классификация средств диагностирования автомобилей приведена на рис.17

Процессы диагностирования включают:

— тестовое воздействие на объект;

— измерение диагностических параметров;

— обработку полученной информации;

Тестовое воздействие осуществляют путем естественного функционирования объекта на заданных силовых, скоростных и тепловых режимах или при помощи стендов, подкатных и переносных устройств. Параметры измеряют съемными и встроенными измерителями-преобразователями. Обработка информации заключается в преобразовании, усилении, анализе и фильтрации диагностических параметров как по виду, так и по величине (посредством пороговых устройств). Постановка диагноза в простейшем случае состоит из сравнения полученного сигнала с нормативным. В сложных случаях применяют логические устройства.

Методы диагностирования автомобилей

Группа измерения параметров Группа измерения параметров,

эксплуатационных свойств а/м сопровождающих работу а/м

Герметичность рабочих объемов (давление сжатия, давление воздуха

в шинах, утечка сжатого воздуха

Мощностные и экономические показа- тели (колесная мощность, разгон, выбег, расход топлива)

Колебательные и циклические процессы (параметры звука, вибрации осциллограмм, стробоскопирование)

Тормозная эффективность (тормозной путь, замедление, величина и распреде- ление тормозных сил)

Методы диагностирования

Методы диагностирования классифицируют в зависимости от характера и физической сущности распознаваемых признаков и измеряемых параметров технического состояния объектов (рис. 1.5).

Методы диагностирования подразделяют на две группы: органолептические (субъективные) и инструментальные (объективные).

Органолептические методы диагностирования включают в себя обслуживание, осмотр, проверку осязанием и обонянием. Обслуживанием выявляют места и характер ненормальных стуков, шумов, перебоев в работе двигателя, отказов в трансмиссии и ходовой системе (по скрежету и шуму), неплотность (по шуму прорывающегося воздуха) и т.п. Осмотром устанавливают места подтекания воды, масла, топлива, цвет отработавших газов, дымление из сапуна, биение вращающихся частей, натяжение цепных передач и т.п. Осязанием определяют места и степень ненормального нагрева, биения, вибрации деталей, вязкость, липкость жидкости и т.п. Обонянием (по характерному запаху) выявляют отказ муфты сцепления, течь топлива, электролита и др.

Инструментальные, или объективные, методы применяют для измерения и контроля всех параметров технического состояния, используя при этом диагностические средства.

По назначению методы диагностирования подразделяются на функциональные, предназначенные для измерения параметров

Рис. 1.5. Классификация методов диагностирования

состояния, характеризующих функциональные свойства составных частей и агрегатов, и ресурсные, предназначенные для определения остаточного ресурса диагностируемых узлов и агрегатов машины.

По физическому принципу выделяют следующие методы диагностирования: энергетический, пневмогидравлический, тепловой, виброакустический, спектрографический, магнитоэлектрический, оптический и некоторые другие. Каждый метод предназначен для контроля физического процесса и основан на применении определенного явления. Физический процесс характеризуется изменением физической величины во времени. В основе энергетического принципа (процесса) лежит сила (мощность); пневмо-гидравлического — давление; теплового — температура; вибро-акустического — амплитуда колебаний на определенных частотах и т.д.

По характеру измерения параметров методы диагностирования машин подразделяются на прямые и косвенные.

Прямые методы основаны на непосредственном измерении структурных параметров технического состояния: зазоров в подшипниках, прогиба цепных и ременных передач, размеров деталей и т.д. Прямые методы широко применяются при контроле и регулировании механизмов и устройств, расположенных снаружи агрегатов машины, доступных и удобных для проверки, не требующих разборки механизмов (приводные механизмы, режущие аппараты комбайнов, ходовая часть, рулевое управление, тормозная система и др.). Для измерения параметров устройств, находящихся внутри агрегатов (ЦПГ, подшипниковые узлы коленчатого вала двигателя) и требующих их разборки, прямые методы не применяются.

Косвенные методы диагностирования основаны на определении структурных параметров технического состояния агрегатов машин по косвенным (диагностическим) параметрам при установке датчика или диагностического устройства снаружи агрегата без разборки механизмов машины. К косвенным параметрам относятся физические величины, характеризующие техническое состояние механизмов, систем и агрегатов машин: давление (перепад давления) и температура (перепад температуры) рабочего тела в системе, расход газа, топлива, масла, вибрация составных частей машин, ускорение при разгоне двигателя и др. Многие методы требуют преобразования механических величин в электрические для дальнейшего применения электронных диагностических приборов и установок.

Методы диагностирования

Методы диагностирования автотранспортных средств подразделяются на субъективные и объективные. В основе субъективных методов лежат способы определения технического состояния автомобиля по выходным параметрам динамических процессов. Однако получение, анализ информации, а также принятие решения о техническом состоянии производятся с помощью органов чувств человека, что, естественно, имеет достаточно высокую погрешность.

Субъективные методы

Наибольшее распространение получили следующие субъективные методы:

• визуальный
• прослушивание работы механизма
• ощупывание механизма
• заключение о техническом состоянии на основании логического мышления

Визуальный метод дает возможность обнаружить, например, следующие неисправности:

• нарушение уплотнений, трещины, дефекты трубопроводов, соединительных шлангов и т.п. — по течи топлива, масла, экс­плуатационных жидкостей
• неполное сгорание топлива — по дымлению из выхлопной трубы
• подтекание форсунок — по повышению уровня масла в под­доне картера двигателя и т.д.

Прослушивание работы механизма позволяет обнаружить следующие неисправности:

• увеличенный зазор между клапанами и коромыслами ме­ханизма газораспределения — по стукам в зоне клапанного ме­ханизма
• повышенный износ шатунных и коренных подшипников — по стукам в соответствующих зонах кривошипно-шатунного ме­ханизма при изменении частоты вращения коленчатого вала
• чрезмерное опережение или запаздывание впрыска топли­ва — по характеру звука выхлопа (при раннем впрыске — «жесткая работа», при позднем — «мягкая»)
• неисправности сцепления автомобиля — по шуму и стукам при переключении передачи и др.

Методом ощупывания механизма можно определить такие неисправности:

• ослабление креплений — по относительному перемещению деталей
• неисправности отдельных трущихся механизмов и деталей — по чрезмерному их нагреву
• неисправности рулевого механизма — по толчкам на руле­вом колесе и др.

На основании логического мышления можно сделать заклю­чение о следующих неисправностях:

• топливной аппаратуры — затруднен пуск двигателя
• системы охлаждения — двигатель перегревается и др.

Объективные методы

Объективные методы основываются на измерении и анализе информации о действительном техническом состоянии элементов автомобиля с помощью контрольно-диагностических средств и путем принятия решения по специально разработанным алгоритмам диагностирования. 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 эксплуатационным качествам, интенсивностью использования объективные методы диагностирования находят все большее применение.

Методы диагностирования автомобилей, их агрегатов и узлов характеризуются способом измерения и физической сущностью диагностических параметров, наиболее приемлемых для исполь­зования в зависимости от задачи диагностирования и глубины постановки диагноза.

В настоящее время принято выделять три основные группы методов, классифицированных по виду диагностических параметров.

Методы I группы базируются в основном на имитации скоростных и нагрузочных режимов работы автомобиля и определении при заданных условиях выходных параметров. Для этих целей используются стенды с беговыми барабанами или параметры определяются непосредственно в процессе работы автомобиля на линии. Методы диагностирования по параметрам экс­плуатационных свойств дают общую информацию о техническом состоянии автомобиля. Они позволяют оценить основные экс­плуатационные качества автомобиля:

• тормозные
• мощностные
• топливную экономичность
• устойчивость и управляемость
• на­дежность
• удобство пользования
• и т.д.

Методы II группы базируются на объективной оценке гео­метрических параметров в статике и основаны на измерении значения этих параметров или зазоров, определяющих взаим­ное расположение деталей и механизмов. Проводят такое диаг­ностирование в случае, когда измерить эти параметры можно без разборки сопряжений трущихся деталей. Структурными па­раметрами могут быть зазоры в подшипниковых узлах, клапан­ном механизме, кривошипно-шатунной и поршневой группах двигателя, шкворневом соединении колесного узла, рулевом управлении, углы установки передних колес и др. Диагностиро­вание по структурным параметрам производится с помощью из­мерительных инструментов: щупов, линеек, штангенциркулей, нутромеров, индикаторов часового типа, отвесов, а также спе­циальных устройств. Преимущество методов этой группы — возможность постановки точных диагнозов, простота средств измерения, а недостатки — большая трудоемкость, малая тех­нологичность.

К III группе относятся методы, оценивающие параметры сопутствующих процессов. Например, герметичность рабочих объемов оценивается при обнаружении и количественной оцен­ке утечек газов или жидкостей из рабочих объемов, узлов и аг­регатов автомобиля. К таким рабочим объемам можно отнести:

• камеру сгорания
• герметичность которой зависит от состояния цилиндропоршневой группы и клапанов газораспределения
• систему охлаждения
• систему питания двигателя
• шины
• гид­равлические и пневматические приборы и механизмы

По интенсивности тепловыделения можно оценить работу трения сопряженных поверхностей деталей, качество процессов сгорания (например, по температуре отработавших газов), однако такие методы пока не нашли широкого применения.

При создании средств технического диагностирования транс­портных средств широко используются также методы, оценивающие состояние узлов и систем по параметрам колебательных процессов. Их можно разделить на три подвида:

1. методы, оценивающие колебания напряжения в электри­ческих цепях
2. методы, оценивающие параметры виброакустических сиг­налов (получаемых при работе зубчатых зацеплений, клапанных механизмов, подшипников и т.д.)
3. методы, оценивающие пульсацию давления в трубопрово­дах (на основе этого принципа работают дизель-тестеры для ди­агностирования дизельной топливной аппаратуры)

Методы, с помощью которых оцениваются колебания напряжения в электрических цепях, используются для диагностирова­ния системы зажигания двигателя по характерным осциллограм­мам напряжений в первичной и вторичной цепях. Осциллографом отображаются процессы, протекающие в первичной и вторичной цепях системы зажигания за время между последовательными искровыми разрядами в цилиндрах, для визуального исследова­ния. Участки осциллограмм содержат информацию о состоянии системы зажигания. По осциллограмме первичного напряжения непосредственно измеряют угол замкнутого состояния контактов. По напряжению искрового разряда осциллограммы вторичного напряжения определяют состояние зазора свечи. Сравнивая полученные осциллограммы с эталонными, выявляют характерные неисправности проверяемой системы зажигания.

Виброакустические методы используются для измерения низко- и высокочастотных колебаний систем и элементов транс­портных средств.

Одним из таких методов является диагностирование по перио­дически повторяющимся рабочим процессам или циклам. Суть данного метода заключается в следующем. Рабочие процессы впуска, сжатия, сгорания и выпуска, изменение давления в топливных трубопроводах высокого давления, колебательные процессы в системе зажигания и другие часто повторяются. Так как закономерности изменения параметров рабочих процессов во всех периодах идентичны, то для диагностирования достаточно изучить параметры одного цикла. Для этого с помощью специальных преобразователей параметры одного цикла задерживают, разворачивают во времени и выводят на регистрирующий или пока­зывающий прибор.

Определенное место занимают методы, оценивающие по фи­зико-химическому составу отработавших эксплуатационных ма­териалов состояние узлов и агрегатов и отклонения от их нормального функционирования, например анализ отработанного масла, анализ отработавших газов и т.п. Диагностирование по составу масла производится путем анализа его проб, взятых из картера двигателя с целью определения количественного содержания продуктов износа деталей, а также наличия загрязнений и примесей. Концентрации железа, алюминия, кремния, хрома, меди, свинца, олова и других элементов в масле позволяют судить о скорости изнашивания деталей. По изменению концентрации железа в масле можно судить о скорости изнашивания гильзы цилиндров, шеек коленчатого вала, поршневых колец. По изменению концентрации алюминия судят о скорости изнашивания поршней и других деталей. Содержание почвенной пыли харак­теризует состояние воздушных фильтров и герметичность тракта подачи воздуха в цилиндр двигателя.