17. Диагностика как средство оценки параметров технического состояния. Структурные и диагностические параметры.

Техническая диагностика – установление и изучение признаков, характеризующих наличие дефектов в машинах, устройствах, их узлах, элементах, для предсказания возможных отклонений в режимах их работы (их состояниях), а также разработка методов и средств обнаружения и локализации дефектов в технических системах.

В зависимости от поставленной задачи техническая диагностика разделяется на общую и поэлементную. Задача общей диагностики состоит в том, чтобы установить, исправен или неисправен автомобиль, т. е. может ли он быть допущен к дальнейшей работе без технических воздействий. Задача поэлементной диагностики заключается в том, чтобы быстро обнаружить неисправный агрегат, механизм или систему и точно установить причину неисправности.

Состояние объекта определяют путем сравнения текущих значений структурных или диагностических параметров состояния его составных частей с допустимыми значениями.

Структурный параметр непосредственно характеризует техническое состояние объекта, напр. мощность ДВС, зазор в сопряжении, износ (размер) детали.

Диагностический параметр характеризует техническое состояние объекта косвенно (температура, вибрация, шум, давление, расход масла).

3. Критерии для выбора диагностических параметров. Предложите диагностический параметр для оценки состояния поршневой части двигателя.

Автомобиль можно рассматривать как техническую систему, т. е. как упорядоченную совокупность некоторого количества совместно действующих объектов (механизмов, агрегатов) пред­назначенную для самостоятельного выполнения заданных функ­ций. Любая техническая система представляет материальное воплощение некоторой организации и характеризуется вполне определенной структурой и способом функционирования. Оче­видно, структура автомобиля обусловливается его назначением. В свою очередь система состоит из элементов (механизмов, уз­лов), предназначенных для выполнения заданных функций. Простейшими составными частями элемента являются структурные элементы (сопряжения, детали).

Под структурой системы (элемента) подразумевают взаимное расположение деталей, составляющих механизм, размер и форму деталей, величины зазоров в сопряжениях, характер взаимодействия и связи деталей, т. е. конструкцию.

В процессе эксплуатации автомобиля, вследствие изнашивания деталей, усталостных явлений, коррозии и пр., происходят изменения структуры механизмов и узлов автомобиля, что оказывает су­щественное влияние на характер функционирования системы.

Изменения в структуре элементов системы, а также измене­ния внешних воздействий на систему вызовут изменения значе­ний параметров состояния. Если числовые значения параметров состоя­ния соответствуют требованиям технической документации или не выходят за пределы поля допуска, то объект находится в исправном техническом состоянии. Если же числовые значения хотя бы одного из этих параметров выходят за пределы по­ля допуска, то объект находится в неисправном техническом со­стоянии.

Вследствие взаимодействия с внешней средой ив зависимос­ти от структуры любая работающая машина порождает мно­жество различных процессов: излучает тепло, шум, вибрации и т. д., которые можно назвать выходными процессами. Они обусловлены работой машины (потребляемая или отдаваемая мощность, к. п. д., расход топлива, теплообмен с внешней сре­дой) или сопутствующие (шумы, вибрация, световые явления ипр).

Параметры выходных процессов достаточно полно отражают свойства структуры и качество функционирования системы или ее элемента. В зависимости от количества информации, которую они несут, параметры выходных процессов могут быть обобщенными или частными. Обобщенные параметры выходных процес­сов характеризует техническое состояние машины или её элемен­та в целом (применительно к автомобилю расход топлива на 100 км пути, общий уровень шума, путь и время разгона до заданной скорости и др.). Частные параметры выходных про­цессов характеризуют техническое состояние конкретного ме­ханизма или системы (стуки в коробке передач, тормозной путь, люфт рулевого колеса, коэффициент подачи топливного на­соса). Обобщенные и частные параметры выходных процессов могут быть непосредственно измерены на работающей машине и использованы для определения ее технического состояния без разборки.

Для того чтобы можно было использовать параметр выход­ного процесса в качестве диагностического симптома, он должен удовлетворять следующим требованиям:

1) однозначности (соответствие каждому значению структур­ного параметра только одного, вполне определенного значения параметра выходного процесса);

2) изменение структурного параметра в широких пределах должно также вызывать изменение в этих пределах параметра выходного процесса, т. е. он должен нести достаточную инфор­мацию на всем диапазоне изменения структурного параметра;

3) сигнал должен обладать свойством распространения в пространстве, т. е. чтобы сигнал, возникший внутри машины, мог достигнуть наружной поверхности;

4) простоте и надежности измерения.

Как было отмечено выше, каждое состояние машины порож­дает вполне определенные выходные процессы, которые описы­ваются параметрами этих процессов. Это положение можно сформулировать так: каждому диагностическому сигналу (симп­тому), соответствует вполне определенное состояние структуры машины.

Диагностика, построенная таким образом, отвечает на один во­прос, исправна или неисправна машина, пренебрегая различия­ми состояний подмножеств.

В зависимости от поставленной задачи множества возможных состояний машины разбивают на более мелкие подмножества. В этом случае диагностируют узел. Каждый из этих узлов может быть соответственно в исправном или неисправном состоянии.

Для решения задач технической диагностики необходимо обе­спечить следующие условия:

1) выявить комплекс параметров выходных, процессов, которые несут наиболее достоверную информацию о состоянии структурных, элементов системы и. удобны для регистрации и за­меров;

2) изучить и отобрать режимы работы автомобиля и его элементов, при которых, параметры, выходных, процессов в наи­большей степени несут нужную информацию;

3) определить законы изменения этих параметров - как функ­цию пробега автомобиля (или времени работы) и их предельно допустимые значения (по условиям надежности, долговечности и безотказности работы);

4) выбрать соответствующие технические средства, которые позволяют получить диагностическую информацию и перераба­тывать ее в символы технического состояния элементов системы;

5) определить наиболее целесообразную последовательность (стратегию) поиска неисправностей системы в целом и ее эле­ментов.

Существуют два различных метода поиска неисправностей в технических системах: комбинационный и последовательный. В первом случае анализируется комбинация исхода всех тестов, порядок использования которых может быть произвольным, во втором — исход каждого очередного теста. Отыскание не­исправности заканчивается, как только накопленная информа­ция окажется достаточной для точного установления неисправности.

Комбинационный поиск используется преимущественно при наличии встроенной аппаратуры, контролирующей критические параметры системы одновременно.

При проверках вручную, а также в случае применения авто­матических диагностических установок применяют последова­тельный поиск неисправностей.

Различают две модификации последовательного поиска:

1) упорядоченный поиск, когда тесты используются в зара­нее фиксированной последовательности;

2) условный поиск, когда выбор очередного теста зависит от информации, полученной на предыдущих испытаниях.

Среднее количество тестов, необходимое для отыскания не­исправности, при условном поиске обычно меньше, чем при упорядоченном. Однако для упрощения устройств управления в сложных диагностических установках целесообразно приме­нять упорядоченный поиск.

При последовательном поиске неисправностей критерием оптимальности решения задачи является минимум средних затрат (измеренных в подходящих единицах) на проверку, которые могут потребоваться для локализации неизвестного состояния системы.

В общем случае процедура технического диагноза состоит из следующих основных элементов:

а) присоединение датчиков к элементам автомобиля;