Определение технического состояния агрегатов

Определение технического состояния агрегатов особенно необходимо, когда узел или агрегат отказал. По отдельным практически установленным признакам можно найти сопряжение или узел, где нарушена работоспособность. Но это крайний случай. Желательно момент наступления отказа предвидеть заранее с тем, чтобы его исключить.

В практических условиях узел (агрегат) ремонтируют, детали заменяют на основе имеющегося опыта эксплуатации автомобилей в заданных условиях, пробег до ремонта оценивают по статистическим данным с большой погрешностью. Повышение точности оценки технического состояния агрегата позволяет уменьшить затраты на ремонт неисправного агрегата за счет прогнозирования пробега автомобиля до наступления предельного изменения технического состояния, если известны предельная величина, закономерность изменения критерия в процессе эксплуатации и состояние узла (агрегата) за предыдущий пробег.

Причиной изменения технического состояния узла явллется износ. Но, пожалуй, определяют непосредственно по износу только техническое состояние шин, коробки передач, заднего моста, рулевого управления по изменению высоты протектора, по зазорам в зубчатых передачах, в шарнирах и других сопряжениях. Величину неисправности узлов, агрегатов оценивают по изменению эксплуатационных показателей: расходу масла, прорыву газов в картер двигателя, шумам, температуре нагрева и др.

Способы оценки изменения технического состояния агрегатов

При обосновании оптимального режима технического обслуживания автомобиля перечень операций определяют по коэффициенту повторяемости, периодичность устанавливают пока еще по статистическим данным пробега автомобиля до допустимого значения параметра узла, агрегата. Так как пробег до предельного состояния узла является случайным, то разброс данных большой и потому для снижения затрат периодичность до техническою обслуживания принимают больше минимальной, с учетом доверительного уровня вероятности. Но при этом, как известно, определенная часть автомобилей нуждается в техническом обслуживании раньше установленной периодичности, а подавляющая часть позже. Для сокращения затрат на техническое обслуживание и повышение надежности необходимо работы производить, когда параметр достигает допустимого значения. Л это важно только при своевременном и точном определении технического состояния автомобиля без его разборки. Технический контроль, который в настоящее время в автотранспортных предприятиях производят главным образом визуально, недостаточно эффективен, опенка технического состояния зависит от квалификации контролера. Для объективного контроля необходимы соответствующие контрольные приборы. Инструментальное определение технического состояния узла, агрегата без разборки называют диагностикой.

В зависимости от технологии проведения диагностику делят на стендовую и ходовую, применяют главным образом стендовую. Для ходовой диагностики на автомобиль устанавливают приборы на время испытаний, например, мерный бачок при проверке расхода топлива автомобилем. Более прогрессивной является ходовая диагностика с помощью встроенных приборов, которые позволяют в любой момент проверить состояние агрегата (по примеру указателя температуры воды, давления масла и количества топлива в баке).

По данным ГосавтодорНИИпроект (г. Киев), применение средств диагностики снижает затраты на техническое обслуживание и текущий ремонт на 5%, расход запасных деталей и материалов на 10%, топлива и шин на 20%. Только контроль момента зажигания повысил мощность двигателей ГАЗ и ЗИЛ на 1012%. Срок окупаемости средств диагностики в крупном (500600 автомобилей) автотранспортном предприятии около года.

Для создания приборов, с помощью которых можно определить техническое состояние агрегата без разборки, необходимо, прежде всего, установить диагностирующий симптом, который характеризовал бы техническое состояние объекта, изменение в структуре объекта.

Техническое состояние автомобиля характеризуют структурные параметры (зазоры, межцентровые расстояния, прогибы, смещения, линейные размеры, состояние поверхностей сопрягаемых деталей и т. д.). Взаимодействие автомобиля с внешней средой (дорожные, климатические и др. условия) изменяют его техническое состояние. Изменение структурных параметров агрегатов автомобиля имеет определенные закономерности, не изученные в полном объеме.

При работе сложных динамических систем происходят различ ного рода физические, механические, химические и другие процессы. Параметры этих процессов называют выходными, они изменяются с изменением структурных параметров. Выходные процессы зависят от внешних условий, технического состояния объекта (внутренних условий). При диагностировании принимают внешние условия строго фиксированными, и тогда изменение выходных процессов определяется только изменением структурных параметров объекта.

Итак, диагностика это раздел науки, в котором изучают неисправности узлов, агрегатов и симптомы этих неисправностей; разрабатывают методы и аппаратуру для выявления этих симптомов, определения по ним значений структурных параметров объекта и сравнения их с допустимыми отклонениями от номинала. Желательно получать наиболее полную информацию по наименьшему количеству симптомов технического состояния объекта и соответствующих датчиков.

Об изменении технического состояния узла можно судить по непосредственному признаку (например, разбраковка деталей по результатам их измерений); по совокупности косвенных признаков (например, оценка состояния газораспределительного механизма по стукам и вибрациям). При известной четкой взаимосвязи структурных и выходных параметров объекта в определенных условиях последние можно принимать за косвенные признаки или симптомы неисправного технического состояния узла (агрегата) без его разборки, так как выходные процессы и соответствующие им выходные параметры можно наблюдать и измерять извне. Чтобы параметр выходного процесса мог стать диагностическим симптомом, он должен быть однозначным, со строгой зависимостью структурного параметра и параметра выходного процесса; с широким полем изменения, когда относительное изменение параметра выходного процесса гораздо больше изменения структурного параметра; удобным для измерения.

Диагностические симптомы по степени их взаимозависимости делят на независимые и зависимые. Независимые указывают на конкретную неисправность (измерением величины прогиба трубы карданного вала непосредственно определяют неисправность). Эти симптомы еще называют частными, они указывают на вполне конкретную неисправность узла или механизма. Частные симптомы и методы их измерения разработаны пока еще мало. Зависимые или симптомы-комплексы позволяют установить неисправность по нескольким симптомам одновременно. Например, износ тормозных накладок колеса определяют по тормозному пути колеса или тормозному усилию на этом колесе и по величине свободного хода педали. Определить износ накладок только по величине тормозного пути невозможно. В состав симптомов-комплексов входят часто общие (интегральные), которые характеризуют техническое состояние объекта в целом, например, величина мощности двигателя, расход топлива, суммарный окружной люфт деталей трансмиссии, общий уровень шума агрегата, величина тормозного пути, давления масла в магистрали и др.

Необходимы глубокие исследования неисправных состояний узлов и агрегатов автомобиля и сопутствующих им выходных процессов и их параметров, которые могли бы служить симптомами неисправностей. Для этого следует изучить характерные процессы, сопутствующие работе сопряжения, находящегося в исправном или неисправном состояниях (шум, вибрация, стук, колебания давления и др.), выполнить анализ параметров этих процессов с точки зрения соответствия требованиям к диагностическим симптомам, исследовать закономерности изменения параметров, сопутствующих выходных процессов от пробега узла или агрегата, установить допустимые и предельные значения этих параметров для разных условии эксплуатации, разработать эффективные методы и быстродействующую аппаратуру для фиксации диагностических симптомов. При оптимальном диагностировании любую неисправность объекта диагностики можно обнаружить по наименьшему числу симптомов, следовательно, применять малое количество приборов и датчиков и свести к минимуму трудоемкость диагностирования, исследовать и разработать точные методы прогнозирования с целью установления ресурса безотказной работы узла, агрегата, автомобиля в целом.

В качестве диагностирующих симптомов применяют различные параметры, в том числе: величину относительного смещения сопряженных деталей (окружные люфты в агрегатах трансмиссии, зазоры между торцами коромысла или толкателя и клапана, между шкворнем и втулкой, в подшипниках колес, пробуксовка сцепления); скорость и температуру нагрева сопряжений (качество регулирования подшипников вала, тормозов и др.); герметичность рабочих объемов (давление в шинах, утечка воздуха из камеры сгорания двигателя, течи, подтекания и др.);

содержание примесей в масле, состав и концентрацию компонентов в отработавших газах двигателя; электрическая характеристика (систем зажигания и других электрических цепей); мощностные, экономические показатели и т. д. Перед измерением перечисленных параметров оценку технического состояния узла, агрегата производят визуальным контролем. Внедрение технической диагностики, инструментальной проверки не заменяет операции технического контроля, субъективной оценки состояния механизма при проверке выполнения объема и качества технического обслуживания и текущего ремонта.

При диагностике сложных механизмов необходимо вначале измерить параметры, которые характеризуют агрегат в целом, а затем переходить к диагностике элементов механизма. Изменение технического состояния узла, агрегата автомобиля предварительно

можно оценить в количественной форме на основе системного подхода к автомобилю, по износу, например, протектора шин, зубчатых передач, шлицевых соединений, крестовин и т. д. При диагностике двигателя оценивают его работоспособность по мощностные и экономическим показателям. С этой целью измеряют силу тяги или мощность, расход топлива при заданной нагрузке и скорости движения. Мощность можно измерить по интенсивности разгона автомобиля при полном открытии дросселя.

Техническое состояние сцепления наиболее полно характеризует величина угла пробуксовки сцепления под нагрузкой. Если при работе двигателя под нагрузкой освещать сцепление периодически, увязать с числом оборотов, то при исправном сцеплении будет видна одна и та же поверхность сцепления, будет впечатление, что сцепление неподвижно. Если же с увеличением нагрузки сцепление начнет пробуксовывать, то при периодическом освещении участки сцепления с меткой (мелком, краской) будут перемещаться, хоть и медленно. Аналогично можно измерить скольжение клиноременной передачи, биение карданного вала, дисбаланс и т. д.

О техническом состоянии автомобиля судят и по величине механических потерь в агрегатах трансмиссии, по результатам внешнего осмотра. Чем больше механические потери, тем меньше накат. Накат автомобиля определяют по пути, пройденному автомобилем с поставленным в нейтральное положение на скорости 30 км/ч рычагом коробки передач. На стенде с помощью электродвигателя можно измерить и коэффициент полезного действия трансмиссии автомобиля. При нейтральном положении рычага коробки передач включают электродвигатели нагрузочного устройства стенда и измеряют величину крутящего момента, необходимого для привода трансмиссии. Трансмиссию проверяют более тщательно, если параметры по результатам контроля не соответствуют приведенным в табл. 10.

При прокручивании трансмиссии проверяют биение дисков колес, карданного вала, уровень шума заднего моста, коробки

передач при любой передаче и выключенном сцеплении. Шумы увеличиваются при большом трении в подшипниках, неправильной регулировке главной передачи, тормозных колодок или ручного тормоза о барабан. Использование параметров шума при проверке технического состояния агрегатов трансмиссии связано с созданием сложной электронной аппаратуры и может быть практически осуществлено не скоро. В ближайшее время для контроля технического состояния агрегатов и узлов трансмиссии целесообразно использовать в качестве выходного параметра суммарные окружные люфты агрегатов и относительно несложные приспособления для их измерения. Более конкретную оценку технического состояния сложных механизмов можно получить по результатам диагностики элементов механизма.

Что такое техническое состояние автомобиля агрегата механизма

Что такое техническое состояние автомобиля

Автомобиль представляет собой сложную техническую систему, предназначенную для осуществления транспортной деятельности и характеризуемую множеством параметров, определяющих технические и эксплуатационные показатели данной системы.

Под системой, в данном случае, понимается упорядоченная совокупность совместно действующих элементов, предназначенных для выполнения заданных функций. По отношению к автомобилю элементами являются агрегаты, узлы, механизмы и детали — объекты или изделия.

Все элементы автомобиля (агрегаты, узлы, механизмы, детали) имеют различные характеристики устойчивости к потере работоспособного состояния, на которые влияют как внутренние конструктивные факторы, зависящие от назначения и свойств элемента, так и совокупность внешних факторов, определяемых как условия эксплуатации автомобиля.

Так, современный автомобиль состоит из 15. 20 тыс. деталей, из которых 7. 9 тыс. теряют свои первоначальные свойства при работе, причем около 3. 4 тыс. деталей имеют срок службы меньший, чем у автомобиля в целом. Из них 80. 100 деталей влияют на безопасность движения, а 150. 300 деталей, «критических» по надежности, чаще других требуют замены, вызывают наибольшие простои автомобилей, ресурсные затраты в эксплуатации. Из этого следует что р аботоспособность элементов автомобиля определяется его техническим состоянием.

Что же такое техническое состояние автомобиля?

Техническое состояние представляет собой совокупность изменяющихся в процессе эксплуатации свойств объекта, характеризуемых в определенный момент признаками, установленными технической документацией. Техническое состояние автомобиля и его элементов определяется количественными показателями конструктивных параметров: Y1,Y2,Y3, . Yn.

Например, для двигателя это размеры деталей цилиндропоршневой группы и кривошипно-шатунного механизма, для тормозов — толщина тормозных накладок, диаметров тормозных барабанов и зазоров между ними.

Возможность непосредственного измерения конструктивных параметров многих изделий без частичной или полной разборки узла чаще всего ограничена. Для этих изделий при определении технического состояния пользуются косвенными величинами, так называемыми диагностическими параметрами, связанными с конструктивными параметрами и дающими о них определенную информацию. Например, о техническом состоянии двигателя можно судить по изменению его мощности, расходу масла на угар, компрессии, содержанию продуктов износа в масле.

В процессе работы автомобиля показатели его технического состояния изменяются от начальных Y н , соответствующих новому изделию, до предельно допустимых Yпд , а затем и до предельных Y п . Значение Y п соответствует предельному состоянию, при котором его дальнейшее применение по назначению недопустимо или нецелесообразно.

Продолжительность работы изделия, измеряемая в часах или километрах пробега, а в ряде случаев в единицах выполненной работы, называется наработкой I .

Наработка до предельного состояния, оговоренного технической документацией, называется ресурсом Iр .

Тогда в интервале пробега I = 0 до I = Iр (зона работоспособности) изделие считается исправным и может выполнять свои функции.

Если изделие удовлетворяет требованиям нормативно-технической документации по всем показателям, то оно считается исправным.

Если параметры изделия, характеризующие его способность выполнять заданные функции, соответствуют установленным нормативно-технической документацией требованиям, то оно признается работоспособным.

Отсюда следует, что когда автомобиль может выполнять свои основные функции, но не отвечает всем требованиям технической документации (например, помято крыло), он работоспособен, но неисправен.

Если продолжать эксплуатировать автомобиль до состояния I > Iр , то наступит отказ, т.е. событие, заключающееся в нарушении работоспособности.

В этом случае прекращается транспортный процесс (остановка на линии, преждевременный возврат с линии).

Роль предельно допустимого значения параметра заключается в том, чтобы своевременно обнаруживать (предупреждать) приближение момента отказа для принятия соответствующих мер.

Для своевременного предупреждения отказа элемента автомобиля необходимо иметь представление о причинах изменения его технического состояния и о факторах, определяющих проявление этих причин, а также их влиянии на интенсивность изменения технического состояния элементов автомобиля.