Методы и средства диагностирования автомобиля

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.

Визуальным методом можно обнаружить следующие неисправности: нарушение уплотнений; дефекты трубопроводов, соединительных шлангов и приспособлений - по протеканию топлива, масла, охлаждающей жидкости; трещины банки аккумуляторной батареи - по протеканию электролита; неполноту сгорания топлива - по дымности отработавших газов; изнашивание деталей цилиндро-поршневой группы или позднее начало подачи топлива - по голубоватому цвету отработавших газов; качество картерного масла - по цвету масляного пягна, наносимого на фильтровальную бумагу; попадание воды и топлива в камеру сгорания - по белому дыму отработавших газов; подтекание форсунок - по повышению уровня масла в поддоне картера двигателя и т. п.

При прослушивании работы механизмов можно обнаружить следующие неисправности: увеличенный зазор между клапанами и коромыслами механизма газораспределения - по стукам в зоне клапанного механизма; большее изнашивание 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 выхлопа (при раннем впрыске - «жесткая работа», при позднем - «мягкая»); неплотности посадки клапанов газораспределения - по характерному свисту и шипению при прокручивании вручную коленчатого вала; неисправности сцепления автомобиля - по шуму и стукам в коробке передач и др.

Методом ощупывания можно определить следующие неисправности: ослабление креплений - по относительному перемещению деталей; неисправности 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 таких неисправностях: падение мощности двигателя - автомобиль не «тянет»; неисправности топливной аппаратуры - затруднен пуск двигателя; неисправности системы охлаждения - двигатель перегревается и др.

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. Достоверность измерений характеризуется точностью, воспроизводимостью, надежностью, чувствительностью, долговечностью и ремонтопригодностью контрольно-диагностических средств. Технологичность характеризуется сложностью, трудоемкостью, универсальностью процессов диагностирования. Экономичность определяется стоимостью контрольно-диагностических средств, затратами на их эксплуатацию и эффективностью их применения. Особое внимание при проектировании и создании средств диагностирования следует уделять снижению металлоемкости, энергоемкости и эксплуатационных затрат.

Средства технического диагностирования (СТД). В соответствии с ГОСТ 25176 - 82 СТД автомобилей по исполнению подразделяют: на внешние - не являющиеся составной частью объекта диагностирования; встроенные - с системой измерительных преобразователей (датчиков) входных сигналов, выполненных в общей конструкции с объектом диагностирования как его составная часть

Внешние СТД подразделяют на стационарные, передвижные и переносные.

По функциональному назначению СТД подразделяют на группы: комплексные - для диагностирования машины в целом; двигателя и его системы; органов управления; тормозных систем; системы внешних световых приборов; трансмиссии; ходовой части и подвески; электрооборудования; гидравлических систем; рабочего и специального оборудования.

По степени автоматизации процесса управления СТД подразделяют на автоматические, полуавтоматические, с ручным или ножным управлением, комбинированные.

По виду применяемых средств различают стендовое и портативное диагностирование. В реальных условиях автомобиль перемещается по не­подвижной дороге. При этом некоторые его агрегаты недоступны для контроля технического состояния в процессе работы. На стенде, наоборот, автомобиль стоит на месте, а дорога (вращающиеся под автомобилем барабаны) перемещается.

Стенды для диагностирования тяговых качеств позволяют имитировать характерные скоростные и нагрузочные режимы работы автомобилей, измерять при этом мощность, расход топлива, сопротивление трансмиссии и проводить соответствующие регулировки. Мощность и экономические данные автомобиля - основные факторы его эффективности.

По данным исследований, выполняемых в Московском автомобильно-дорожном институте (МАДИ), до 30 % автомобилей эксплуатируются со значительным недоиспользованием мощности и перерасходом топлива. Около 50 % потерь мощности и экономичности этих автомобилей могут быть восстановлены несложными регулировками в АТП.

Кроме того, на стендах тяговых качеств можно определять техническое состояние агрегатов силовой передачи автомобиля в процессе ее работы: сцепления - по его пробуксовке, карданного вала - по его биению, коробки передач и редуктора заднего моста - по нагреву, уровню шума и вибрации и т. п.

На стендах применяют одинарные и чаще всего спаренные барабаны. Одинарные барабаны большого радиуса хорошо воспроизводят условия движения автомобиля по дороге (продольный радиус горизонтального участка дороги равен бесконечности). Преимущество спаренных барабанов - значительно большая устойчивость установленного на них автомобиля в процессе испытания.

1 — колесо автомобиля;

2 — одинарный барабан;

3 — спаренные барабаны;

4 — барабаны под колесо;

5 — барабаны под ось;

6 — тормозное устройство;

7 — датчик измерения крутящего момента

Рис.. Типы беговых барабанов:

Для того чтобы определить крутящий момент на колесах и мощность автомобиля, в стендах тяговых качеств применяют нагрузочные тормозные устройства, установленные на одном из барабанов под ведущими колесами автомобиля. Применяют следующие типы нагрузочных устройств стендов тяговых качеств: гидравлические, механические и инерционные.

В гидравлических нагрузочных устройствах торможение происходит за счет работы, затрачиваемой на перемещение воды между статором и ротором, а также вследствие трения ротора о жидкость. Изменение нагрузки регулируется подачей большего или меньшего количества воды в тормозное устройство.

Механические тормоза, как и в автомобилях, бывают двух типов - колодочные и дисковые.

В электрических нагрузочных устройствах торможение создается в результате изменения силы тока в обмотке возбуждения при помощи реостата.

В качестве электротормозных устройств применяют асинхронные двигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором или электродвигатели постоянного тока. Как правило, на стендах они работают в двух режимах: двигательном и генераторном.

Электротормоза постоянного тока по сравнению с электротормозами переменного тока обладают возможностью испытания автомобиля в более широком диапазоне скоростей и нагрузок,

На инерционных стендах вместо тормозных устройств к беговым барабанам присоединяют маховики. Если на стендах с тормозными устройствами диагностирование автомобилей осуществляется в постоянном режиме, то на инерционных стендах - в разгонном. Мощность на ведущих колесах автомобиля при этом определяется по интенсивности разгона и потери в силовой передаче по «выбегу», т. е. количеству оборотов беговых барабанов после отключения двигателя, работавшего с определенной частотой вращения коленчатого вала, до полной остановки колес автомобиля.

Диагностирование по структурным параметрам основано на измерении этих параметров или зазоров, определяющих взаимное расположение деталей и механизмов Такое диагностирование проводят в случае, когда эти параметры можно измерить без разборки сопряжений трущихся деталей.

Диагностирование по структурным параметрам производят из­мерительными инструментами: щупами, линейками, штангенциркулями, нутромерами, индикаторами часового типа, отвесами, а также специальными устройствами. Например, в ГОСНИТИ разработан специальный способ измерения зазоров в сопряжениях кривошипно-шатунного механизма двигателя при помощи индикатора часового типа с использованием компрессорно-вакуумной установки. Измерительное устройство устанавливают вместо форсунки и, создавая в надпоршневом пространстве поочередно давление и разрежение, перемещают поршень на величину суммарного зазора в верхней головке шатуна и шатунном подшипнике. Зазор фиксирует индикатор.

Диагностирование по параметрам герметичности рабочих объемов заключается в обнаружении и количественной оценке утечек газов или жидкостей из рабочих объемов, узлов и механизмов автомобиля. К таким объемам относятся: камера сгорания, герметичность которой зависит от состояния цилиндропоршневой группы и клапанов газораспределения, система охлаждения; система питания двигателя; шины; гидравлические и пневматические приборы и механизмы.

В качестве диагностических параметров могут быть использованы: компрессия двигателя, прорыв газов в картер, разрежение во впускном трубопроводе, утечки сжатого воздуха из цилиндра, угар масла, деформация каркаса шины, давление топлива в плунжерной паре при пусковой частоте вращения коленчатого вала и др.

Диагностирование по параметрам рабочих процессов. В качестве таких параметров используются тормозной путь, замедление автомобиля, тормозные силы и их разность на колесах каждой оси, время срабатывания привода тормозных механизмов, сила нажатия на тормозную педаль, скорость нарастания и спада тормозных сил, боковые силы и моменты в пятке контакта шины с опорной поверхностью, амплитудно-фазовые параметры давления отработавших газов, пульсаций давления в топливопроводах высокого давления, пульсаций воздуха и газов во впускном коллекторе, силу тяги на ведущих колесах, время и путь разгона в заданном интервале скоростей, контрольный расход топлива, сопротивление механизмов трансмиссии и др

Диагностирование по изменению виброакустических параметров. При функционировании любого механизма движение отдельных деталей сопровождается их соударениями. В результате по механизму распространяются упругие колебания, вызывающие определенные структурные шумы. В процессе изнашивания деталей изменяется величина структурных параметров, что ведет к изменению параметров шума и вибрации механизма в целом. Это физическое свойство и используют при диагностировании механизмов.

При диагностировании внутреннего шума применяют приборы, которые измеряют общий уровень звукового давления в автомобиле В лабораторных условиях используют датчики динамических сил, фазометры, импедансные головки и вибровозбудители. Для измерений, проводимых на неподвижном автомобиле, можно применять стационарную аппаратуру, которая в основном предназначена для регистрации процессов, имеющих периодический характер.

Для измерений звуковой вибрации получили распространение пьезоэлектрические вибродатчики (акселерометры).

Диагностирование по периодически повторяющимся рабочим процессам или циклам. Рабочие процессы выпуска, сжатия, сгорания и впуска, изменение давления во впускных топливных трубопроводах высокого давления, системы зажигания и другие часто повторяются Поскольку закономерности изменения параметров рабочих процессов во всех периодах идентичны, для диагностирования достаточно изучить параметры одного цикла.

Наибольшее распространение этот метод получил для диагно­стирования системы зажигания двигателя по характерным осциллограммам напряжений в первичной и вторичной цепях.

Диагностирование угла опережения зажигания, балансировки автомобильных колес производят с помощью стробоскопических устройств Принцип работы этих устройств состоит в том, что если в строго определенные моменты времени относительно угла поворота воащающиеся детали освещать коротким импульсом света, то вследствие физиологической инерции человеческого зрения деталь будет казаться неподвижной.

Диагностирование по составу картерного масла производят на основании анализа проб масла картера двигателя для определения количественного содержания продуктов изнашивания деталей, загрязнений и примесей, попавших в масло. 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 гильз цилиндров, шеек коленчатого вала, поршневых колец. По изменению концентрации алюминия — о скорости изнашивания поршней и других деталей. Содержание почвенной пыли характеризует состояние воздушных фильтров и всего тракта подачи воздуха в цилиндр двигателя.

Для количественного определения элементов изнашивания в работавшем масле существуют методы спектрального анализа, колориметрические, индукционные, радиоактивные и др.

Наибольшее распространение получил спектральный метод. Он основан на определении содержания продуктов в пробе масла по характерным для каждого элемента спектрам, получаемым при сжигании этой пробы масла в зоне электрического разряда.

На основании данных о количественном составе отработавших газов можно получить информацию о процессе работы двигателя: установить степень полноты сгорания, обусловленную физическими и химическими факторами; оценить качество процессов образования смеси и газообмена; установить влияние различных факторов на протекание процесса сгорания с целью эффективного воздействия на отдельные его стадии.

Для анализа отработавших газов применяют методы, основанные на использовании химических и физических свойств веществ, входящих в состав газовых смесей. К химическим методам анализа относятся метод Орса и колориметрический метод, к физическим - методы, основанные на использовании физических свойств исследуемых газов: поглощении инфракрасного или ультрафиолетового излучения исследуемой средой; теплопроводности газов; ионизации при сгорании углеводородов в пламени водородной горелки.

Поиск по сайту: