Концепция развития методов и средств диагностирования автомобилей Специальность

Концепция развития методов и средств диагностирования автомобилей Специальность 05. 20. 03 – «Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве» Гриценко Александр Владимирович Научный консультант: доктор технических наук, профессор Плаксин А. М. Челябинск 2013

52 ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 1. В результате обзора научно-исследовательских работ установлено, что наибольшее число отказов приходится на двигатель, электрооборудование и систему питания. В среднем 25 -45% ЦПГ и КШМ, 20 -45% электрооборудование; 18 -30 система питания. Как показывает анализ СТД предлагаемых на рынке: для цепей МСУД, проводки и разъемов, датчиков и исполнительных механизмов, системы топливоподачи - время подготовки СТД к диагностированию составляет в среднем 0, 3 -1 ч и время диагностирования 0, 3 -2 ч, что приводит к существенным материальным и трудовым затратам; коэффициенты полноты диагностической информации и глубины поиска дефекта в среднем 0, 3 -0, 6, что говорит об их низкой эффективности и малой достоверности. 2. Применение разработанных нами универсального электронного блока управления двигателем, отключателя электромагнитных форсунок и свечей зажигания (догружателя) и методов диагностирования позволяет повысить показатели контролепригодности в среднем: время поиска неисправностей Т уменьшить в 1, 2… 5 раз; среднее время подготовки автомобиля к диагностированию заданным числом специалистов ТВ уменьшить в 1, 2… 7 раз; коэффициент полноты диагностической информации КПДИ увеличить на 10… 60 %; коэффициент полноты проверки исправности КПП увеличить на 10… 60 %; коэффициент глубины поиска дефекта КГП увеличить на 10… 60 %; коэффициент использования специальных средств диагностирования КИС снизить за счет использования нами разработанных специальных СД на 20… 30 %. 3. Проведенный анализ методов эффективности процесса диагностирования показывает на отсутствие работ по оценке СТД с учетом отдачи отдельных модулей универсальных СТД, использовании параллельных цепей замещения для уменьшения времени поиска неисправностей; увязке числа диагностических параметров контролируемых данным СТД, трудоемкости и достоверности диагноза с учетом использования в процессе диагностирования отдельных модулей универсального СТД. 4. Определена вероятность выявления неисправностей с учетом числа измерений, коэффициента вариации, реальной трудоемкости диагностирования. Получены условия сравнительной эффективности при разработке нового СТД, позволяющие оптимизировать число диагностических параметров контролируемых данным СТД, трудоемкость и достоверность диагноза с учетом использования в процессе диагностирования отдельных модулей универсального СТД. Установлено условие позволяющее определять снижение затрат на эксплуатацию автомобиля при оснащении автомобиля параллельными цепями замещения и другими интеллектуальными системами контроля и диагностирования. Получена целевая функция для сравнительной оценки и выбора средств технического диагностирования для СТО позволяющая учитывать снижение удельных затрат на ТО и ТР по отдельным функциям диагностики: по функции определения вида технического состояния; по функции локализации неисправностей; по функции определения потребности в регулировках; по функции контроля качества ТО и ТР. Получено условие эффективности использования данного модуля СТД в диагностировании и отдача каждого модуля СТД. 5. При проведении теоретических и экспериментальных исследований по КШМ и системе смазки при диагностировании по параметрам пульсации давления в центральной масляной магистрали: - установлено, что наиболее чувствительным и достоверным диагностическим параметром для определения технического состояния маслоприемника является частота вращения коленчатого вала двигателя, при которой величина среднего давления достигает своего максимального значения (менее величины давления срабатывания редукционного клапана насоса 0, 56 МПа при n=3500 мин-1). Экспериментально установлено, что предельным диагностическим параметром для определения технического состояния маслоприемника является частота вращения коленчатого вала двигателя менее n=3000 мин-1, соответствующая предельному значению давления (предельным является среднее давление менее 85 % от давления срабатывания редукционного клапана). - определено, что наиболее чувствительным и достоверным диагностическим параметром при определении зазора в коренном подшипнике является разность минимальных амплитуд давлений при работе подшипника через цикл, c нагрузкой и без нагрузки. Наиболее чувствительный скоростной режим диагностирования соответствует частоте вращения коленчатого вала двигателя n=880 мин-1. Экспериментально установлено, что предельное значение разности минимальных амплитуд давлений под нагрузкой и без нагрузки для выбраковки коренного подшипника составляет 0, 02 МПа. - установлено, что наиболее чувствительным и достоверным диагностическим параметром для определения зазора в шатунном подшипнике является снижение линейности роста давления в ЦММ, которое наблюдается в диапазоне частоты вращения коленчатого вала двигателя 1200 -1900 мин-1.

53 6. При проведении теоретических и экспериментальных исследований по системе топливоподачи при диагностировании пропускной способности электромагнитных форсунок: - установлено, что наиболее чувствительным и достоверным диагностическим параметром для определения технического состояния ЭБН является разность (отношение) частот вращения коленчатого вала двигателя, при отключении топливоподачи и искрообразования при работе ДВС на одном цилиндре с полностью открытой дроссельной заслонкой. Определение частоты вращения при напряжении питания 14, 12, 10, 8 В и построение зависимости частоты вращения от напряжения питания позволяет достоверно определять техническое состояние ЭБН. - установлено, что диагностировать пропускную способность электромагнитной форсунки необходимо как минимум на двух режимах: при работе ДВС на 1 цилиндре с открытой дроссельной заслонкой на 25% при качестве смеси 1, 17 с частотой вращения коленчатого вала ДВС 2360 мин-1; при обеспечении режима работы двигателя на 1 цилиндре с открытой дроссельной заслонкой на 70% при качестве смеси 0, 95 с частотой вращения коленчатого вала ДВС 2900 мин-1. - определено, что наиболее чувствительным и достоверным диагностическим параметром при определении технического состояния электромагнитной форсунки является падение частоты вращения коленчатого вала двигателя при искусственном обеднении или обогащения смеси: - цилиндр при осуществлении впрыска форсункой с номинальной пропускной способностью поддерживает n=2360 мин-1 при качестве смеси 1, 17 для 25% открытия дроссельной заслонки. При изменении μf от -6% до +6% изменении частоты вращения ДВС составляет Δn=420 мин-1: в пределах μf от 0 до -6% частота вращения снижается на величину Δn=260 мин-1; в пределах μf от 0 до +6% частота вращения повышается на величину Δn=160 мин-1. - цилиндр при осуществлении впрыска форсункой с номинальной пропускной способностью поддерживает n=2900 мин-1 при качестве смеси 0, 95 для 70% открытия дроссельной заслонки. При изменении μf от -6% до +6% изменении частоты вращения ДВС составляет Δn=1440 мин-1: в пределах μf от 0 до -6% частота вращения снижается на величину Δn=800 мин-1; в пределах μf от 0 до +6% частота вращения повышается на величину Δn=640 мин-1. 7. При проведении теоретических и экспериментальных исследований по контролю датчиков массового расхода воздуха было установлено, что чувствительным диагностическим параметром является разность напряжений с диагностируемого и эталонного ДМРВ: - установлено, что датчик считается исправным при разнице показаний вольтметра: - для новых датчиков: на холостом ходу (массовый расход воздуха Q=41, 31 кг/ч) 0, 15 В; на номинальном режиме (массовый расход воздуха Q=402, 05 кг/ч) 0, 35 В. - для датчиков после 3000 часов работы: на холостом ходу (массовый расход воздуха Q=41, 31 кг/ч) 0, 21 В; на номинальном режиме (массовый расход воздуха Q=402, 05 кг/ч) 0, 51 В. 8. Получено уравнение регрессии, позволяющее определить зазор в шатунной шейке при известном зазоре в коренной шейке и измеренном значении максимального приращения минимальной амплитуды давления. - получены уравнения регрессии, позволяющие при заданных величинах открытия дроссельной заслонки, качестве смеси и измеренной частоте вращения ДВС определить пропускную способность электромагнитных форсунок. 9. Разработаны способы диагностирования подшипников КШМ, элементов системы смазки по параметрам пульсации давления в ЦММ, которые защищены патентами РФ № 2007115357, № 2008146428, № 2009113226, № 2009123745, № 2009123720, № 2010124493, № 2011141374. Разработан способ диагностирования электромагнитных форсунок и ЭБН, которые защищены патентами РФ № 2009123798 и № 2012109956. Разработаны способы диагностирования ДМРВ, которые защищены патентами № 2011147026, № 2011128105. Разработаны способы диагностирования впускного тракта ДВС по расходу воздуха при работе двигателя на режиме максимального крутящего момента на тестовых режимах (патент № 2011139078): Метод диагностирования выпускного тракта ДВС по параметрам выбега на тестовых режимах (патент № 2011139288); Способ обкатки ДВС и устройство для его осуществления (патент № 2010144757). -при реализации способов и устройств разработан алгоритм диагностирования систем ДВС с использованием отключателя электромагнитных форсунок и свечей зажигания. - реализованы технологии диагностирования: КШМ и системы смазки по параметрам пульсации давления, общее время процесса диагностирования составило 33, 9 минуты; диагностирования пропускной способности электромагнитных форсунок, суммарное время процесса диагностирования составило 22, 7 минуты. -достоверность диагностирования разработанными методами и средствами составила не менее 0, 92. Экономический эффект от внедрения одного диагностического средства составил порядка 15000 руб. , срок окупаемости диагностического средства 0, 5 года. Ориентировочная стоимость прибора составляет 20 тыс. рублей.