3.6. Методы диагностирования
Для оценки технического состояния автомобилей и сельскохозяйственной техники применяют различные методы диагностирования.
Методы диагностирования делятся на организационные и технологические. Организационные методы определяют характер основных задач диагностирования, применения диагностических средств, периодичность их использования и т.д. Технологические методы диагностирования непосредственно определяют приемы и способы измерения параметров и выявления качественных признаков состояния. На рис. 3.7 представлена классификация методов диагностирования.
При проверке работоспособности машин применяют методы диагностирования, выявляющие (без указания места и причины) определенную совокупность отказов и повреждений (например, снижение мощности, экономичности).
Рис. 3.7 – Классификация методов диагностирования
При проверке правильности функционирования машин диагностирование направлено на определение совокупности дефектов технологических регулировок и настройки, вызывающих недопустимое снижение их производительности и качества работы.
При поиске дефектов методы диагностирования позволяют выявить место, вид и причину дефекта (разрегулирование конкретного механизма, неправильный момент нагнетания топлива, износ, поломка поршневых колец и т.п.).
По применению диагностических средств методы диагностирования подразделяет на две группы: органолептичсские (или субъективные) и инструментальные (объективные).
Органолептические методы включают в себя ослушивание, осмотр, проверку осязанием и обонянием. Ослушиванием выявляют места и характер ненормальных стуков, шумов, перебоев в работе двигателя, отказов в трансмиссии и ходовой части (по скрежету и шуму), неплотности (по шуму прорывающегося воздуха) и т.п. Осмотром устанавливают места подтекания воды, масла, топлива, цвет выпускных газов, дымление из сапуна, биение вращающихся частей, натяжение цепных и ременных передач и т.п. Осязанием определяют места и степень ненормального нагрева, биения, вибрации деталей, вязкость, липкость жидкости и т.п. Обонянием выявляют по характерному запаху отказ муфт сцепления, течь бензина, утечку газа, электролита, отказ электропроводки и т.п.
Качественные признаки технического состояния устанавливают органолептическими методами диагностирования (рис. 3.8).
Инструментальные методы применяют для измерения и контроля всех параметров технического состояния, используя при этом диагностические средства.
По периодичности методы диагностирования можно рассматривать как применяемые в плановом, так и во внеплановом (заявочном) порядке.
Диагностирование, проводимое в плановом порядке, в основном, решает задачи проверки работоспособности, а также определения остаточного ресурса как отдельных агрегатов, так и вцелом автомобиля. Для этого из всей совокупности диагностических параметров выделяют обобщенные, которые обязательно измеряют при ТО и осмотре.
Обобщенные параметры характеризуют техническое состояние нескольких составных частей, например, удельный расход топлива характеризует состояние топливной аппаратуры, механизма газораспределения, цилиндро-поршневой группы и воздухоочистительной системы дизеля.
Среди обобщенных имеется группа ресурсных диагностических параметров, достижение которыми предельного значения обусловливает капитальный ремонт составной части. К таким ресурсным параметрам относятся расход газов, прорывающихся в картер, суммарный зазор в верхней и нижней головках шатуна двигателя, и т.д.
Рис. 3.8 – Определение технического состояния
Диагностирование, проводимое внепланово, в заявочном порядке, решает задачу поиска дефектов в том случае, если по результатам измерения обобщенного параметра состояния обнаружено нарушение работоспособности составной части среди определенной совокупности других. Параметрами углубленного диагностирования в целях поиска дефектов служат угол начала нагнетания топлива, давление, развиваемое плунжерными парами, коэффициент подачи гидронасоса, утечки в распределителе гидропривода и т.п.
Методы диагностирования предназначены для отдельных типов машин, их агрегатов и систем или составных частей агрегатов. Методы диагностирования определенного объекта различаются между собой измеряемыми параметрами, приемами измерения и обработки результатов.
По диагностическим параметрам все методы делят на три группы в зависимости от того, характеризует ли измеряемый параметр рабочий процесс машины или ее составной части, сопутствующий процесс работы, или непосредственно структурный параметр детали или сопряжения деталей.
Методы диагностирования по параметрам рабочих процессов позволяют проверить выходные показатели машины (мощность, экономичность, производительность, качество работы) и многочисленные технические характеристики ее составных частей (фазовые параметры топливоподачи и газораспределения, давления, скорости перемещения, расхода и др.). Точность измерения этих параметров достаточно высока, так как в большинстве случаев осуществляется прямое измерение контролируемой физической величины.
Методы диагностирования по параметрам сопутствующих процессов дают возможность косвенно определять те же параметры рабочих процессов, а также структурные параметры деталей и сопряжений, если их нельзя или нецелесообразно измерять непосредственно. В этом случае измеряют показатели процессов, генерируемых рабочими (процессы вибрации и шума, нагрева или охлаждения, разгона и выбега вращающихся частей, нарастания или спада давления масла и воздуха в момент впуска и остановки составных частей, образования загрязняющих масло или другую рабочую жидкость различных примесей и т.п.). Точность такого измерения параметров состояния ниже, чем при диагностировании, по параметрам рабочих процессов.
Методы диагностирования по структурным параметрам позволяют путем прямых измерений определять износы деталей, зазоры в их сопряжениях и значения регулировочных параметров (измерении износа подшипников качения, шкивов, зазора в сопряжении втулка - ось, удлинения ремней и цепных передач, длины появляющейся трещины, тепловых зазоров, а также зазоров между отжимными рычагами и выжимным подшипником сцепления, хода педалей механизма управления муфтой сцепления и тормозами, износа шины).
В основе этих методов лежит измерение геометрических размеров, взаимного перемещения деталей или геометрических размеров детали (сопряжения) на неработающей машине.
По режиму работы объекта диагностирования можно выделить методы диагностирования на установившемся, неустановившемся и стато-динамическом режимах работы.
Диагностирование при установившемся режиме проводят для объекта, работающего в стационарном режиме при постоянных скоростной, температурной и силовой нагрузках.
Диагностирование при неустановившемся режиме работы применяют для измерения параметра в нестационарных условиях (разгон, выбег, резкое торможение или снятие нагрузки, прогрев или охлаждение диагностируемого объекта и т.п.).
Стато-динамический метод в процессе диагностирования используется при чередовании установившегося и неустановившегося режимов работы диагностируемого объекта.
В настоящее время при диагностировании в подавляющем большинстве применяются методы диагностирования на установившемся режиме, гораздо реже – на неустановившемся и очень редко – стато-динамические. С применением электронных и автоматизированных средств диагностирования область применения последних двух методов расширяется. При их помощи определяют техническое состояние машин и их составных частей по параметрам углового ускорения коленчатого вала двигателя (измерение мощности), скорости увеличения и уменьшения давления в масляной магистрали (проверка работоспособности гидропривода технологического оборудования), времени выбега (оценка работоспособности трансмиссии и ходовой части) и др.
Стато-динамический метод может быть реализован с помощью автоматизированного средства диагностирования, так как измеряют параметр в строго заданных чередующихся установившемся и неустановившемся режимах. Такой режим может быть использован, например, при измерении расхода топлива, мощности и некоторых других параметров под нагрузкой, создаваемой периодическим автоматическим отключением одного или нескольких цилиндров карбюраторного двигателя или дизеля.
По физической сущности методы диагностирования делятся на энергетический, пневмогидравлический, кинематический, тепловой, виброакустический, электромагнитный, оптический, радиоактивный и некоторые другие.