Средства технического диагностирования систем безопасности авто

Для повышения эффективности ТО и ремонта требуется индивидуальная информация о техническом состоянии автомоби­ля до и после его обслуживания или ремонта. При этом необходимо, чтобы получение указанной информации было доступным, не требовало бы разборки агрегатов и механизмом и больших затрат ресурсов (материальных, энергетических и трудовых). Индивидуальная информация о скры­тых и назревающих отказах позволяет предотвратить преждевременный или запоздалый ремонт и профилактику, а также проконтролировать качество выполняемых работ. Средством получения такой информации является техническая диагностика автомобилей.

Технической диагностикой называется отрасль знаний, изучающая признаки неисправностей автомобиля, методы, средства и алгоритмы определения его технического состояния без разборки, а также технологию и организацию использования систем диагностирования в процессах технической эксплуатации подвижного состава.

Диагностированием называют процесс определения техни­ческого состояния объекта без его разборки, по внешним признакам путем измерения величин, характеризующих его состояние, и сопоставления их с нормативами. Оно обеспечивает систему ТО и ремонта автомобилей индивидуальной информа­цией об их техническом состоянии и, следовательно, является элементом системы. Диагностирование данного объекта (автомобиля, агрегата, механизма) осуществляют согласно алгоритму (совокупности последовательных действий), установ­ленному технической документацией. Комплекс, включающий объект, средства и алгоритмы, образует систему диагностирования.

Объект системы диагностирования характеризуется необходимостью и возможностью диагностирования. В свою оче­редь, необходимость диагностирования определяется закономерностями изменения технического состояния автомобиля и затратами на поддержание его работоспособности. Возможности диагностирования обусловлены наличием внешних признаков, позволяющих определить неисправность автомобиля без его разборки, а также доступностью измерения этих признаков.

Рис.3.1 Система контрольно-диагностических работ при ТО автомобиля

Средствами диагностирования (Рис.3.2.)служат специальные прибо­ры и стенды. Они делятся на внешние (отдельные) и встроен­ные, являющиеся составной частью автомобиля. При диагностировании используют не толькоизмерительные технические средства, но и субъективные возможности человека, его органы чувств, опыт, навыки; в простейших случаях используют субъективное диагностирование, а в сложных — объективное.

Системы диагностирования (Рис.3.3.) делятся на функциональные, когда диагностирование проводят в процессе работы объекта, и тестовое, когда при измерении диагностических параметров работу объекта воспроизводят искусственно. Различают системы универсальные, предназначенные для нескольких различ­ных диагностических процессов, и специальные, обеспечиваю­щие только один диагностический процесс.

3.2 Классификация средств технического диагностирования автомобилей

Рис.3.2. Классификация средств технического диагностирования автомобиля

Рис.3.3 Структура разновидностей систем диагностирования

Диагностические системы могут быть общие, когда объек­том является изделие в целом, а назначением — определение его состояния на уровне «годно-негодно» и локальные — для диагностирования составных частей объекта (агрегатов, систем, механизмов). Кроме того, диагностические средства могут быть ручными или автоматизированными (автоматическими).

Под прогнозированием технического состояния автомоби­ля понимают определение срока его исправной работы до воз­никновения предельного состояния, обусловленного техничес­кой документацией (ГОСТами, отраслевыми нормативами, за­водскими инструкциями). Оценку же технического состояния объекта в прошлом (например, для выявления причины ава­рийного отказа, повлекшего за собой дорожно-транспортное происшествие) называютретроспекцией. Практичес­кие задачи прогнозирования или ретроспекции решают, пользу­ясь известными закономерностями изменений параметров тех­нического состояния объекта в функции наработки (пробега) путем соответственно их экстраполяции или интерполяции.

Различают диагностирование периодическое и непрерывное. Первое осуществляют через определенные периоды наработки объекта перед ТО или ремонтом автомобиля, а второе при по­мощи встроенных на автомобиле диагностических средств, в процессе его эксплуатации.

3.3 Методы и процесс диагностирования

Для оценки технического состо­яния объекта необходимо определить текущее значение конст­руктивного параметра и сравнить это значение с нормативным. Однако конструктивные параметры в большинстве случаев не поддаются измерению без разборки узла или агрегата, что яв­ляется нежелательным, так как каждая разборка и нарушение взаимного положения приработавшихся деталей приводят к сокращению остаточного ресурса на 30-40%.

Для этого при диагностировании о значениях конструктив­ных показателей судят по косвенным признакам проявления технического состояния без разборки, качественной мерой ко­торых являются диагностические параметры.

Общий процесс технического диагностирования включает в себя обеспечение функционирования объекта на заданных режимах или тестовое воздействие на объект; улавливание и преобразование с помощью датчиков сигналов, выражающих значения диагностических параметров, их измерение; поста­новку диагноза на основании логической обработки получен­ной информации путем сопоставления текущих значений пара­метров с нормативными.

У»

Методы диагностирования автомобилей, их агрегатов и узлов характеризуются способом измерения и физической сущ­ностью диагностических параметров. В настоящее время при­нято выделять три основные группы средств технического измерения, классифицированных в зависимости от вида диагно­стических параметров (рис.3.2.).

Первая группа средств базируется в основном на имитации скоростных и нагрузочных режимов работы автомобиля и определении при заданных условиях выходных параметров. Для этих целей используются стенды с беговыми барабанами или параметры определяются непосредственно в процессе работы автомобиля на линии.

Вторая группа включает в себя методы, оценивающие по герметичности рабочих объемов степень износа цилиндропоршневой группы двигателя, работоспособность пневматического привода тормозов, плотность прилегания клапанов и т. п. путем создания в контролируемом объеме избыточного давления (опрессовки) или, наоборот, разрежения и в оценке интенсивности падения давления (разрежения).

Третья группа методов основывается на объективной оценке геометрических параметров в статике.

3.4 Организация диагностирования автомобилей.

Диагностирование автомобилей является элементом системы их ТО и ремонта. На автотранспортном предприятии (АТП) оно обеспечивает процессы ТО и ремонта целенаправленной, индивидуальной информации о техническом состоянии каждого отдельно взятого автомобиля. В соответ­ствии с этим организация диагностирования на АТП идентич­на организации процессов ТО и ремонта. Дорожный контроль за техническим состоянием автомобиля осуществляют при по­мощи встроенного диагностирования; ежедневное обслужива­ние обеспечивается контрольным осмотром; ТО-1 сопровожда­ется комплексом Д-1 диагностирования, в основном механиз­мов, обеспечивающих безопасность движения автомобиля; пе­ред ТО-2 и TP проводят углубленное диагностирование Д-2 аг­регатов и механизмов, а в процессе устранения выявленных неисправностей при ТО и TP используют комплекс диагности­рованияД_р.

При этом для обеспечения промежуточного и заключитель­ного контроля качества регулировочных и ремонтных работ, без дополнительных перемещений автомобиля диагностирова­ние совмещают с операциями ТО и ремонта. Нарис.3.4. показана наиболее типичная форма организации диагностирования автомобилей на АТП средней мощности, которая в зависимости от мощности АТП несколько видоизменяется. Соответственно

Рис.3.4 Схема движения автомобилей при реализации технологического процесса ТО иТР

изменяются и наборы необходимых средств диагностирования. Для внедорожных автомобилей, работающих в отрыве от постоянных баз, диагностирование проводят на местах стоянки автомобилей, или же в полевых парках, применяя, главным образом, встроенные, бесстендо­вые, переносные и подвижные средства. На небольших авто­транспортных предприятиях Д-1 и Д-2 объединяют на одном участке. Здесь используют комбинированные стационарные средства (стенды). На АТП средней мощности участки диагно­стирования Д-1 и Д-2 специализируют, а для Д_р используют Д-2. На крупных АТП дополнительно специализируют и Д_р, а на базах централизованного обслуживания все средства диаг­ностирования централизуют и оптимально автоматизируют.

3.5 Диагностика и управление техническим состоянием авто­мобилей Диагностирование на АТП представляет собой чело­веко-машинную систему получения и обработки индивидуаль­ной информации, необходимой для управления техническим состоянием автомобиля и технологическими процессами ТО и ремонта. Источниками информации являются: водитель, ме­ханики АТП, встроенные и внешние средства диагностирова­ния Д-1, Д-2, Д_р (диагностический комплекс).

При потребности автомобиля в ТО, первичная информация о его техническом состоянии, полученная от водителя, а затем уточненная при помощи диагностического комплекса, непосредственно поступает в бригаду слесарей ТО (рис.3.5.). Параллельно эта же информация поступает в центр управления производством АТП в целях принятия решения о ТО и ремонте, подготовки производства, а также для обеспечения контроля и учета выполненной работы.

Рис.3.5 Схема оперативного управления ТО и ТР на АТП

При потребности автомобиля в ремонте информация обрабатывается и направляется в ремонтную бригаду и в центр управления. Простей­шие ремонтные работы оперативно выполняются бригадой TP и по ее информации учитываются и контролируются ЦУПом. В сложных случаях диагностическая информация используется для подготовки производства (получения ремонтных агрегатов и запчастей, планирования постов и рабочей силы и т. п.) предстоящего ремонта. При устранении неисправности автомобиль на­правляется на хранение.

Из сказанного следует, что диагностирование обеспечивает два уровня управления: техническим состоянием в звене «слесарь—автомобиль» и технологическими процессами в звене «Центр управления — комплекс подготовки производства — рабочий—автомобиль». На первом уровне диагностирование не­посредственно связано с технологией проведения ТО, а на вто­рим оно в большей степени связано с организацией технологических процессов, главным образом, текущего ремонта авто­мобилей.

Дальнейшее развитие диагностирования на крупных АТП и в АТО связано с созданием автоматизированных диагности­ческих средств, являющихся элементом автоматизированных систем управления производством, а также развитием встро­енного диагностирования. При этом диагностирование будет широко применяться для оперативного управления процесса­ми ТО и ремонта.

В масштабах страны диагностирование организуется не только на АТП общего пользования, но и на автозаводах, авто­ремонтных предприятиях, станциях технического обслужива­ния автомобилей индивидуального пользования, станциях и постах Госавтоинспекции.

Внедрение современных методов, средств и организации диагностирования в систему ТО и ремонта автомобилей повы­шает ее эффективность за счет более полной реализации экс­плуатационных свойств каждого отдельно взятого автомобиля, а также за счет повышения уровня организации производства.

3.6 Общая характеристика и содержание контрольно-диагностических и регулировочных работ

Контрольно-диагностические работы служат для определе­ния технического состояния автомобиля, его агрегатов и узлов без их разборки и являются элементом управления технологи­ческими процессами обслуживания и ремонта подвижного со­става. Объем контрольно-диагностических работ для современ­ных автомобилей составляет но отношению к объему исполни­тельской части около 30%.

При диагностировании выявляют автомобили, техническое состояние которых не отвечает требованиям безопасности дви­жения, а перед ТО определяют потребность в устранении неис­правностей или проведении ремонта, контролируют качество ТО и TP, определяют возможность исправной работы агрега­тов и механизмов автомобиля в предстоящем межконтрольном пробеге, собирают и обрабатывают информацию, необхо­димую для управления производством.

В системе управления технической службой АТП диагностирование является информационно-контролирующим блоком, подчиненным отделу управления производством.

Но назначению, периодичности, трудоемкости, перечню выполняемых работ и месту в технологическом процессе ТО и ТР периодическое диагностирование, как указывалось ранее, делится на Д-1 и Д-2.

Д-1 предназначается главным образом для диагностирования механизмов, обеспечивающих безопасность движения автомобиля (тормоза, механизмы управления, углы установки передних колес, приборы освещения), уровень токсичности от­работавших газов и его топливную экономичность. Оно может либо ограничиваться только определением годности объекта к дальнейшей эксплуатации (экспресс-диагностирование), либо включать в себя определение основных неисправностей и со­провождаться регулировочными работами с последующим кон­тролем качества их выполнения. Экспрессное Д-1 производит­ся на контрольном пункте при возвращении автомобиля в парк, а Д-1 при ТО-1 или перед ним. Кроме того, для проведения ТО-1 используют информацию, полученную при помощи средств встроенного диагностирования.

Д-2 предназначается для диагностирования автомобиля в целом по тягово-экономическим показателям и выявления не­исправностей его основных агрегатов, систем и механизмов.

Д-2 проводят перед ТО-2, чтобы подготовить производ­ство к выполнению ремонтных работ и уменьшить простои автомобиля при плановом ТО-2. Одновременно с Д-2 выполня­ют некоторые технологически оправданные регулировочные работы и последующий контроль качества их проведения. Д-2 проводят также по заявкам перед TP в случаях необходимос­ти выявления неисправностей и определения потребного объе­ма ремонта.

Информацию, необходимую для проведения ТО-2 и ремон­та, получают при помощи диагностических стендов и перенос­ных приборов. Для обнаружения неисправностей и отказов в процессе выполнения ТО и TP (на специализированных постах, линиях и в цехах) проводят оперативное технологическое ди­агностирование (Д_р), используя при этом переносные приборы и настольные установки. На крупных АТП оперативное диагностирование выполняют также по потребности (по заявкам) на специализированных постах, оборудованных стендами.

Регулировочные работы заключаются в восстановлении без замены деталей и механизмов параметров технического состо­яния объекта до установленных технической документацией норм, величин зазоров, люфтов, свободных ходов, приводных усилий. Проводят их по результатам диагностирования и конт­роля качества выполненного ТО или ремонта.

Диагностирование автомобиля в целом. Диагностиро­вание автомобиля в целом проводят для определения уровня показателей его эксплуатационных свойств: мощности, топ­ливной экономичности, безопасности движения и влияния на окружающую среду. Выявив снижение этих показателей по сравнению с установленными нормами, проводят углуб­ленное диагностирование, определяют конкретные неисправ­ности, регулируют механизмы и выполняют заключитель­ный контроль.

Диагностирование автомобиля возможно при ходовых ис­пытаниях или использовании стационарных стендовых средств. В эксплуатационных условиях ходовые испытания применяют ограниченно, главным образом для инспекторской проверки тормозов и линейного расхода топлива.

Более эффективным является стационарное диагностиро­вание автомобиля при помощи специальных стендов, позволя­ющих задавать скоростные и нагрузочные тестовые режимы работы автомобиля.

Основными диагностическими параметрами (табл. 3.1.) экс­плуатационных свойств автомобиля являются: колесная мощ­ность NK и ее производные; скорость движения vа, сила тяги Рк. сопротивление движению Рf и выбег sB; путь Sb, время tр и ускорение jf разгона, удельный расход топлива Q на харак­терных скоростных и нагрузочных режимах, тормозной путь st тормозные силы Pt, путь s3, время t3 и величина замедления j3; боковые силы Рб, действующие в пятнеконтакта шин с до­рогой; токсичность отработавших газов СО, уровень шума А.

Таблица 3.1 Диагностические параметры и средства для их измерения

3.7. Диагностирование автомобилей по показателям мощности, экономичности и влияния на окружающую среду

Мощностные и экономические данные автомобиля являются основ­ными факторами его эффективности использования. Исследования показывают, что до 30% автомобилей АТП эксплуатируют со значительнымнедоиспользованием мощности и перерасходом топлива. Около 50% указанных потерь могут быть восстановлены силам­и и средствами АТП путем несложных регулировок и устранения мелких неисправностей.

После диагностирования и устранения обнаруженных не­исправностей средняя максимальная сила тяги увеличивается и средний контрольный расход топлива уменьшается в среднем на 13%, кроме того, значительно снижается рассеивание этих показателей.

Восстановление мощности автомобиля повыша­ет его среднюю скорость движения, следовательно, и произ­водительность работы автомобилей, а также снижает расход топлива. Расчеты показывают, что в городских условиях в ре­зультате восстановления мощности техническая скорость авто­мобиля может возрасти на 7-8%, а его производительность и экономичность на 4-5%.

Неисправности, приводящие к снижению мощностных и тягово-энергетических показателей автомобиля (рис. 3.6.), вы­являют путем измерения параметров, приведенных в табл. 3.1., при помощи стендов тяговых качеств.

Рис. 3.6 Схема последовательности причин потерь колесной мощности и снижения топливной экономичности автомобиля при эксплуатации.

Требования безопасности к техническому состоянию подвижного состава и методы проверки устанавливаются государственными стандартами, правилами дорожного движения и другими нормативно-техническими документами.

Подвижной состав с неисправными составными частями, состояние которых не соответствует установленным требова­ниям безопасности или вызывает повышенный износ деталей, не должен продолжать транспортную работу или выпускаться на линию. Другие неисправности могут быть устранены после завершения транспортной работы в пределах сменного или су­точного задания.

Работоспособное состояние подвижного состава обеспечива­ется производственно-технической службой, которая несет от­ветственность за своевременное и качественное выполнение тех­нического обслуживания и ремонта с соблюдением установлен­ных нормативов, эффективную организацию труда ремонтно-обслуживающего персонала, соблюдение нормативно-техничес­кой документации по техническому Обслуживанию и ремонту.

Ответственность за обеспечение работоспособного состоя­ния подвижного состава вместе с производственно-техничес­кой службой несут:

подразделения обеспечения персоналом (управления и от­делы кадров, организации труда и заработной платы) — за укомплектованность квалифицированными водителями и ремонтно-обслуживающим персоналом, за воспитание и стабильность коллективов подразделений;

подразделения материально-технического снабжения — за обеспечение запасными частями и эксплуатационны­ми материалами необходимого качества и номенклату­ры, за оснащенность предприятия технологическим обо­рудованием, оснасткой, инструментом и обеспечение их запасными частями и эксплуатационными материалами;

подразделения службы главного механика — за качествен­ное содержание производственных помещений, оснащен­ность предприятия технологическим оборудованием, осна­сткой, инструментом и своевременное и качественное вы­полнение их технического обслуживания и ремонта, за техническое обеспечение хранения подвижного состава;

•служба безопасности движения — за своевременный инструктаж и обучение и соблюдение Правил дорожного движения и другой нормативно-технической до­кументации по безопасности дорожного движения;

служба эксплуатации — за качественное хранение в меж­сменное время и своевременный выпуск на линию работо­способного подвижного состава, соблюдение на линии пра­вил технической эксплуатации, необходимых режимов по­грузки, выгрузки и движения, обеспечивающих работоспо­собное состояние и сохранность подвижного состава;

подразделения технического контроля — за проведение кон­троля технического состояния подвижного состава, техно­логического оборудования, оснастки, инструмента и ремон­тного фонда, своевременное и качественное выполнение тех­нического обслуживания и ремонта подвижного состава и технологического оборудования, за проведение контроля качества получаемых запасных частей и эксплуатационных материалов, хранения подвижного состава и своевремен­ный выпуск его на линию в работоспособном состоянии, соблюдение действующей нормативно-технической доку­ментации;

планово-экономические и финансовые подразделения — за качественную организацию учета и отчетности, проведение анализа и планирование показателей обеспечения работо­способного состояния подвижного состава.

Основой технической политики, определяемой Положением о техническом обслуживании ремонте подвижного состава автомобильного транспорта, является планово-предупредительная система технического обслуживания и ремонта, которая представляет собой совокупность технических средств, нормативно-технической докумен­тации и исполнителей соответствующей квалификации, необходимых для обеспечения работо­способного состояния подвижного состава.

Работоспособное состояние подвижного состава обеспечи­вается проведением технического обслуживания и ремонта и соблюдением других рекомендаций правил технической экс­плуатации.

Основным техническим воздействием, осуществляемым на автотранспортных предприятиях при эксплуатации подвижно­го состава, являются планово-предупредительные работы тех­нического обслуживания и ремонта. Своевременное и качествен­ное выполнение технического обслуживания в установленном объеме обеспечивает высокую техническую готовность подвиж­ного состава и снижает потребность в ремонте.

Системой технического обслуживания и ремонта предус­матриваются две составные части операций: контрольная и ис­полнительская.

Планово-предупредительный характер системы техничес­кого обслуживания и ремонта определяется плановым и при­нудительным (через установленные пробеги или промежутки времени работы подвижного состава) выполнением конт­рольной части операций, предусмотренных Поло­жением, с последующим выполнением по потребности испол­нительской части.

Техническим обслуживанием является комплекс операций по поддерживанию подвижного состава в работоспособном со­стоянии и надлежащем внешнем виде; обеспечению надежно­сти и экономичности работы, безопасности движения, защите окружающей среды; уменьшению интенсивности ухудшения параметров технического состояния; предупреждению отказов и неисправностей, а также выявлению их с целью своевремен­ного устранения.

Техническое обслуживание является профилактическим мероприятием, проводимым принудительно в плановом поряд­ке, как правило, без разборки и снятия с автомобиля агрегатов, узлов, деталей. Если при техническом обслуживании нельзя определить техническое состояние отдельных узлов, то их следует сни­мать с автомобиля для контроля на специальных приборах или стендах.

Ремонтом является комплекс операций по восстановлению исправного или работоспособного состояния, ресурса и обеспе­чению безотказности работы подвижного состава и его со­ставных частей.

Ремонт выполняется как по потребности после появления соответствующего неисправного состояния, так и принудитель­но по плану, через определенный пробег или время работы под­вижного состава. Второй вид ремонта является планово-пре­дупредительным.

TP предназначен для обеспечения работоспособного состо­яния подвижного состава с восстановлением или заменой от­дельных его агрегатов, узлов и деталей (кроме базовых), дос­тигших предельно допустимого состояния. При TP допускает­ся одновременная замена (комплектом) агрегатов, узлов и де­талей, близких по ресурсу Отработавшие агрегаты, узлы и де­тали направляются на специализированные производства для восстановления в качестве запасных частей и комплектования из них ремонтных комплектов. Под ремонтными комплектами понимаются наборы агрегатов, узлов и деталей, необходимые для устранения неисправностей. Применение ремонтного ком­плекта должно исключать дополнительные потери рабочего времени на доводку его элементов и доставку недостающих деталей на рабочее место.

TP должен обеспечивать безотказную работу отремонтиро­ванных агрегатов, узлов и деталей на пробеге не меньшем, чем до очередного ТО-2. Для сокращения времени простоя подвижного состава TP выполняется преимущественно агрегатным методом, при ко­тором производится замена неисправных или требующих ка­питального ремонта агрегатов и узлов на исправные, взятые из оборотного фонда. Определение технического состояния подвижного состава, его агрегатов и узлов без разборки производится с помощью контроля (диагностирования), который является технологичес­ким элементом технического обслуживания и ремонта.

Цель контроля (диагностирования) при техническом обслу­живании заключается в определении действительной потреб­ности в выполнении операций, предусмотренных Положением, и прогнозировании момента возникновения не­исправного состояния путем сопоставления фактических зна­чений параметров с предельными, а также в оценке качества выполнения работ.

Цель контроля (диагностирования) при ремонте заключа­ется в выявлении неисправного состояния, причин его возник­новения и установления наиболее эффективного способа уст­ранения: на месте, со снятием агрегата (узла, детали), с пол­ной или частичной разборкой и заключительным контролем качества выполнения работ.

3.8 Общее диагностирование двигателя

Двигатель — это наиболее сложный и важный агрегат авто­мобиля, от состояния которого зависят многие технические, эко­номические и надежностные показатели работы.

Во время работы элементы двигателя подвергаются износу (нарушение герметичности надпоршневого пространства, уп­лотнение головки блока цилиндров и т.д.). В результате ухуд­шается наполнение цилиндров топливно-воздушной смесью, снижается давление сжатия и, как следствие, изменяется объ­емный КПД двигателя, уменьшаются развиваемая мощность и крутящий момент, ухудшается топливная экономичность, увеличивается расход моторного масла, повышается токсич­ность отработавших газов.

Неисправности и отказы по двигателю в основном возникают в кривошипно-шатунном и газораспределительном механизмах, системах питания, зажигания, охлаждения и смазки (табл. 3.2).

В целом количество отказов и неисправностей двигателей в общей структуре отказов автомобиля может достигать для отдельных моделей до 35...55 % (табл. 3.3).

В связи со случайным характером возникновения отказов невозможно точно спрогнозировать момент их наступления, поэтому рекомендуется

Таблица 3.2 Неисправности бензинового двигателя и трудоемкость их устранения

Таблица 3.3 Распределение отказов и неисправностей по автомобилю МАЗ-5432, %

регулярно контролировать техническое состояние двигателя, используя опыт и простейшие диагностические инструменты. При этом следует оценить:

-эффективную мощность двигателя;

- наличие вибраций, чрезмерного шума, неустойчивость числа оборотов коленчатого вала;

-удельный расход топлива;

-давление моторного масла;

-токсичность выхлопных газов;

-дымность отработавших в двигатели газов.

3.9 Диагностирование двигателя по эффективной мощности

Колесная мощность автомобиля снижается в процессе экс­плуатации вследствие износа цилиндропоршневой группы, не­исправностей газораспределительного механизма, систем пита­ния, зажигания, охлаждения, смазки, состояния трансмиссии и ходовой части. Величина снижения мощности при несвоевременных регулировках может дости­гать 10...15 %.

Наиболее полно техническое состояние двигателя определя­ется экспериментально полученной внешней скоростной харак­теристикой. Однако в целях экономии топлива и времени доста­точно снять одну ее точку. Как правило, это либо максимальная мощность, либо мощность на режиме максимального крутяще­го момента.

Для оценки эффективной мощности могут использоваться стенды тяговых качеств (СТК). Они предназначены для ими­тации работы автомобиля в различных скоростных и нагрузоч­ных режимах и измерения тяговых показателей. Конструкция стендов включает опорно-приводные, нагрузочные и изме­рительные устройства. На стендах измеряются колесная мощ­ность, параметры разгона и выбега, а при наличии топливного расходомера — часовой и удельный расход топлива на различ­ных скоростных и нагрузочных режимах. Имитация дорожных условий осуществляется опорно-приводных устройствах (ОПУ) ленточного или роликового типа. Наибольшее распространение получили одно-, двух-, трех- или четырехроликовые устройства, так как при достаточной простоте их конструкции они обеспечивают сопоставимые условия качения колеса на стенде и на дороге.

Для автомобилей с колесной формулой 4x2 используются двухроликовые ОПУ (одно под каждое одинарное или сдвоенное ведущее колесо) (рис. 3.3), а для автомобилей с колесной формулой 6x4 — трех- или четырехроликовые.

Обычно один ролик (ведущий) связан с нагрузочным устройством, и другой является поддерживающим. Ведущие ролики жестко связаны между собой с помощью валов и фланцевой муфты, чтобы обеспечить синхронное вращение ведущих колес. Отсутствие такой связи приведет к тому, что в работу будет вклю­чаться межколесный дифференциал и второе ведущее колесо может просто остановиться. Поскольку в ведущих мостах авто­мобилейиспользуются, как правило, симметричные дифферен­циалы, крутящий момент на первом ведущем колесе тоже снизится до нуля. Замер колесной мощности в этом случае будет в принципе невозможным.

6 1 5 6 4

Рис.3.3Принципиальная схема двухроликового СТК с балансирным нагрузочным устройством: 1-ведущий ролик; 2- поддерживающий ролик; 3-статор балансирной машины; 4- ротор; 5- ведущее колесо автомобиля; 6- соединительная муфта.

3.10 Средства проверки токсичности отработавших газов (ОГ).

При работе бензинового двигателя внутреннего сгорания в его ОГ насчитывают свыше 200 наименований различных химических соединений, причем около ста из них являются опасными для здоровья человека и окружающей среды. Количество выбрасываемых в воздушную среду опасных соединений зависит от совершенства двигателя внутреннего сгорания и качества его регулировки

Для определения токсичности ОГ применяются специальные газоанализаторы для карбюраторных двигателей и дымомеры для дизельных.

Газоанализаторы представляют собой как автономные, так и встроенные в некоторые модели мотор-тестеров приборы. Для определения объемных долей компонентов ОГ бензиновых двигателей используются адсорбциометрический, термокондутометрический, оптический, термомеханический и другие способы.

В настоящее время преимущественно используются два типа газоанализаторов — инфракрасные и каталитические.

Принцип действия первых основан на поглощении газовы­ми компонентами инфракрасных лучей с различной длиной вол­ны. Принцип действия вторых основан на каталитическом до­жигании содержащегося в выхлопных газах оксида углерода СО и, вследствие этого, фиксации повышения температуры при помощи электрического моста.

При этом газоанализаторы классифицируются по числу ана­лизируемых компонентов. Дымомеры работают по принципу поглащения светового потока, проходящего через ОГ. Дымность отработавших газов у двигателей автомобилей МАЗ, КамАЗ, ЗИЛ-4331 не должна превышать 40% в режиме свободного ускорения и 15% при максимальной частоте враще­ния. Превышение указанных нормативов свидетельствует о неисправной работе топливной системы и требует принятия соответствующих мер путем проведения регулировочных ра­бот или текущего ремонта, так как подобная неисправность мо­жет снизить мощность двигателя, привести к перерасходу топ­лива, а высокое содержание аэрозолей, определяющих процент дымности и состоящих из частиц сажи, золы, несгоревшего топлива, масла и т. д., оказывает вредное воздействие на эко­логию и здоровье человека. Дымность отработанных газов оце­нивается на вышеуказанных стендах через их оптическую плот­ность, регистрируемую при просвечивании фотоэлементом, передающим сигнал на микроамперметр, отградуированный в процентах дымности.

Регулировочные работы по системам питания карбюра­торного и дизельного двигателей. Перед началом регулиро­вочных работ необходимо устранить выявленные при проверке систем неисправности. Наиболее характерными и для карбю­раторного и для дизельного двигателей являются устранение негерметичности в топливопроводах и агрегатах, промывка и очистка топливных и воздушных фильтров.

В карбюраторном двигателе регулируют уровень топлива в поплавковой камере, для чего изменяют число прокладок под гнездом игольчатого клапана или изгибают рычажок поплав­ка, упирающийся в иглу. Жиклеры, не соответствующие по пропускной способности, заменяют. Регулировку карбюраторов проводят на минимальную частоту вращения холостого хода при прогретом двигателе. До ее начала необходимо убедиться в отсутствии подсосов во впускном трубопроводе. Минималь­ной частоты добиваются поочередным вывертыванием и завер­тыванием винта качества смеси и упорного винта дросселя; подбирая наиболее выгодное их положение, соответствующее наименьшей устойчивой частоте. При правильной регулировке карбюраторный двигатель должен устойчиво работать при 400-600 об/мин коленчатого вала.

При необходимости регулируют момент открытия клапана экономайзера, ход насоса ускорителя, датчик ограничителя максимальной частоты вращения.

У дизельного двигателя проводят регулировку топливного насоса высокого давления и форсунок. Количество топлива, по­даваемого

3.11 Измерение шума автомобиля

В процессе эксплуатации автомобилей наблюдается шум двух видов: шум, воздействующий на водителя и пассажиров (так называемый внутренний шум), внешний шум (особенно при высокой плотности движения автомобилей), оказывающий неблагоприятное влияние на окружающую среду. Общий шум, создаваемый автомобилем, обусловлен взаимодействием многочисленных его источников, определение «вклада» каждого из которых представляет сложную экспериментальную задачу. Основные источники шума движущегося автомобиля — двигатель и его системы, различные агрегаты и вспомогательное оборудование, вибрация элементов кузова, а также потоки обтекающего воздуха.

Все источники шума автомобиля можно подразделить на следующие группы: источники аэрогазодинамического, механического, гидромеханиче­ского и электрического происхождения.

Наиболее высокие составляющие шума автомобилей обусловлены работой двигателя. Как правило, уровни шума от основных источников соизмеримы, поэтому задача по определению общего уровня шума должна решаться путем комплексного похода. Необходимы четкое представление о природе возникновения шума от каждого источника и рациональный подход к снижению его уровня.

Основной физической характеристикой шума является амплитудный спектр, показывающий распределение амплитуд звукового давления в частотном диапазоне. Интенсивность звукового давления изменяется в очень широких пределах, поэтому на практике ее выражают в логарифмических относительных единицах — децибелах (дБ).

В процессе экспериментальных исследований путем непосредственных измерений определяют значения следующих величин: уровня звукового дав-ления в полосах спектра (дБ), суммарного корректированного уровня звукового давления — уровня звука (дБА).

В зависимости от решаемых задач различают акустические испытания ав-томобилей оценочные, диагностические и специальные.

Оценочные испытания служат для сравнения различных моделей автомобилей по уровню излучаемого шума и для определения его соответствия существующим международным и союзным стандартам.

Как правило, такие испытания проводят на прямом, гладком и сухом участках асфальтобетонной дороги. Условия дорожных испытаний: в радиусе 50 м от места замеров не должно быть каких-либо отражающих препятствий (здания, лес и т. д.); скорость ветра — не более 1, 5 м/с; отсутствие атмосферных осадков; положительная температура окружающего воздуха; нормальное атмосферное давление. Уровень окружающего шумового фона должен быть на 10 и более децибел ниже измеряемого уровня. Все форточки и окна автомобиля должны быть закрыты, отопительные и климатические установки включены, а заслонки для распределения воздушного потока установлены в положение, соответствующее максимальному шуму от них.

Внешний шум легковых и грузовых автомобилей оценивают при их интенсивном разгоне на второй передаче (если коробка передач имеет четыре и менее ступеней) на мерном участке ровной дороги длиной 20 м. К мерному участку автомобиль, оснащенный механической коробкой передач или автоматической коробкой передач с ручным переключателем управления, приближается с постоянной скоростью, соответствующей наименьшей из следующих: 0, 75 n_ном (n_ном — номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя); 50 км/ч. В момент пересечения начальной линии мерного участка А-—А педаль управления дроссельной заслонкой или подачей топлива резко перемещают в положение, при котором обеспечивается максимальная его подача. После пересечения конечной линии мерного участка В — В педаль резко переводят в положение, соответствующее минимальной подаче топлива.

Автомобили с автоматической коробкой передач без ручного переключателя должны приближаться к началу измерительного участка в последовательных заездах с установившимися скоростями 30, 40, 50 км/ч. За результат испытаний принимают наибольшее из значений уровня шума, полученных при измерениях в разных заездах.

Если коробка передач имеет более четырех передач, заезды проводят последовательно на второй и третьей передачах, а за результат испытаний при-нимают среднее арифметическое значение уровней шума в заездах. Грузовые автомобили полной массой свыше 3500 кг, автопоезда и автобусы, которые имеют механическую коробку передач с общим числом передач переднего хода N, испытывают последовательно на передачах от N/2 до N-й при четном N или от (N+l)/2 до N-й. при нечетном.

Во всех случаях уровень шума фиксируется микрофонами, установленными на высоте 1, 2 м от поверхности дороги на расстоянии 7, 5 м от линии движения с обеих сторон. За окончательный результат испытаний принимают максимальное из значений уровня шума,, полученных не менее чем в трех заездах в каждом направлении.

С целью получения данных, необходимых для анализа уровня шума тран-спортных средств в условиях эксплуатации, проводят измерение внешнего шума на неподвижном транспортном средстве. Для этого выбирают гладкую и чистую площадку с асфальтобетонным покрытием, вблизи которой не должно быть объектов, отражающих звук. Рычаг переключения коробки передач должен находиться в нейтральном положении. При измерении уровня шума частоту вращения коленчатого вала двигателя устанавливают равной 0, 75nном, а затем педаль управления подачей топлива быстро переводят в положение, соответствующее минимальной его подаче.

Уровень шума измеряют в течение всего периода уменьшения частоты вращения коленчатого вала двигателя. За результат измерения принимают максимальное показание шумомера.

Измерительный микрофон устанавливают на высоте расположения вы-пускной трубы глушителя (но не менее 0, 2 м от уровня дороги) на расстоянии 0, 5 м от ее отверстия. За результат испытаний принимают наибольшее из значений уровня шума, полученных в трех измерениях.

Внутренний шум автомобиля оценивают при его разгоне на высшей пере-даче до скорости, соответствующей на-именьшей из следующих: 120 км/ч; 0, 9 nном. Если при частоте вращения вала двигателя 0, 9 nном. скорость автомобиля превышает 120 км/ч, измерения проводят при движении на более низ­кой передаче, но не ниже третьей, если коробка передач имеет четыре и более передач, и не ниже второй, если число передач меньше четырех.

Измерения начинают при движении автомобиля с наименьшей допустимой скоростью, но не ниже соответствующей 0, 45 я„ом. Педаль управления дроссель­ной заслонкой резко перемещают в по­ложение, обеспечивающее максималь­ную подачу топлива, удерживая ее в таком положении до достижения наи­меньшей из указанных скоростей ав­томобиля.

Уровень шума измеряют у сиденья водителя, а также над последним ря­дом сидений. Измерительный микро­фон устанавливают на высоте (0, 6± ±0, 05) м над подушкой сиденья со сме­щением от его оси к центру автомоби­ля на (0, 2 ±0, 02) м. В каждой точке расположения микрофона проводят не вычисляют среднее арифметическое значение урон ня шума, округленное до целого числа. За окончательный результат испыта­ний принимают наибольшее из значе­ний уровня шума, полученных при из­мерениях в точках установки микрофо­нов. Допустимые значения внутренне­го шума автомобилей приведены в табл. 2.2.

В отличие от оценочных диагно­стические испытания автомо­билей связаны с определением причин повышенных уровней шума. Для этого тщательно изучают весь комплекс аку­стических характеристик исследуемо­го автомобиля, их зависимость от режи­мов движения и работы двигателя. При этом проводят исследования спектраль­ного и узкополосного состава шума различных систем, узлов и агрегатов.

Как правило, диагностические испы­тания являются комплексным исследо­ванием, которое целесообразно прово­дить в период доводочных испытаний опытных образцов, так как на этой ста­дии возможны изменение и доработка конструкций с целью улучшения шумо­вых характеристик автомобиля.

К специальным испытаниям можно отнести такие, которые направлены на уменьшение шума от какого-либо узла иди агрегата (напри­мер, глушителей выпуска и впуска, шин, вентилятора и т. д.). При этом измери­тельный микрофон располагают в ха­рактерных для каждого конкретного случая точках звукового поля.

Диагностические и специальные акустические испытания автомобилей, как правило, ведут в дорожных или ла­бораторных условиях на специально оборудованных стендах. В зависимости от объекта исследований и поставлен­ных целей возможно их проведение на открытых площадках, в звукомерных (заглушённых или реверберационных) камерах.

Для выполнения акустических из­мерений и абсолютной оценки шума от различных источников предпочтитель­ными являются условия свободного звукового поля. При лабораторных ис­следованиях такие условия можно со­здать в заглушённой камере, где, как и в свободном звуковом поле, звуко­вое давление обратно пропорциональ­но расстоянию до источника шума и уменьшается на 6 дБ при удвоении это­го расстояния. Используют камеры двух типов — с жестким полом и излу­чением звука по полусфере, а также с поглощающим полом и излучением зву­ка по сфере. Во втором случае объект исследований устанавливают на спе­циальном сетчатом полу (как бы под­вешивают в камере). Это дает возмож­ность более точно определять влияние отдельных источников шума, однако усложняет конструкцию камеры и не­сколько искажает шумовой фон рабо­ты автомобиля в реальных дорожных условиях.

Размеры заглушённой камеры за­висят от габаритов исследуемого объ­екта, а также от требуемой точности измерений.

Для эффективного поглощения зву­ка стенами камеры последние облицо­вывают звукопоглощающим материа­лом. При этом необходимо обеспечи­вать плавный переход от малого аку­стического сопротивления воздуха к большому акустическому сопротивле­нию звукопоглощающего материала. Такое условие удовлетворяется за счет применения объемных поглотителей с постепенно увеличивающимся акусти­ческим сопротивлением по мере при­ближения к стене камеры. На практи­ке для этого используют цельноформованные клинья различной, длины или сборные конструкции из кубиков раз­ных размеров, имеющие также клино­вую конфигурацию. Материалы, из ко­торых изготавливаются звукопогло­щающие конструкции, —пенополиуретан, стекловолокно, минеральная вата и другие пористые негорючие материалы, характеризующиеся высоким коэффи­циентом звукопоглощения. Камера дол­жна иметь также достаточно эффектив­ную звуко- и виброизоляцию. Исход­ными данными при выборе конструк­ций фундамента, стен и характеристик применяемых материалов являются уровень собственных шумов в камере и интенсивность шума от источников, расположенных за ее пределами. Для обеспечения работы автомобиля каме­ра должна быть оборудована мало-шумными системами приточной и вы­тяжной вентиляции, а в некоторых слу­чаях и системой водоснабжения.

Средства технического диагностирования двигателя

Методы диагностирования двигателей, в равной степени как и других агрегатов транспортного средства, можно подразделить на две группы: субъективные и инструментальные. Последние методы могут быть, в свою очередь, подразделены на методы с использованием встроенных приборов в системе транспортного средства и методы с использованием внешних приборов.

Субъективные методы диагностирования основаны на анализе и систематизации внешних признаков работы двигателя. Так, по цвету отработавших газов, подтеканиям топлива, масла и охлаждающей жидкости, характеру шума и т.п. можно определить причину той или иной неисправности. Положительный фактор субъективных методов низкая трудоёмкость диагностирования без применения средств измерений (датчиков и измерительных приборов). Однако результаты диагностирования во многом зависят от квалификации обслуживающего персонала, т.е. чем опытнее водитель и механик, тем быстрее они смогут отыскать причину и устранить неисправность. К сожалению, до сих пор во многих эксплуатирующих организациях отсутствует надлежащий опыт, что порой приводит к необоснованным заменам агрегатов на двигателях или отправке их в капитальный ремонт и даже к авариям, которых можно было бы избежать.

Инструментальные методы диагностирования являются наиболее объективными методами, т.к. при диагностировании применяются измерительные приборы, позволяющие количественно измерять диагностические параметры, а по их значениям оценивать техническое состояние двигателя.

Встроенными средствами диагностирования являются входящие в конструкцию автомобиля или трактора датчики, устройства измерения, микропроцессоры и устройства отображения диагностической информации.

Простейшие встроенные средства диагностирования реализуются в виде традиционных приборов на панели (щитке) перед водителем, позволяющих ему контролировать работу двигателя по температуре охлаждающей жидкости, давлению масла в главной магистрали, частоте вращения коленчатого вала, давлению наддувочного воздуха и т.п.

Другим методом инструментального диагностирования является диагностирование с помощью внешних приборов (датчиков и измерителей), не входящих в конструкцию автомобиля или трактора. Этот метод диагностирования применяется для определения истинных значений диагностических параметров и контроля показаний штатных приборов автомобиля или трактора. В зависимости от устройства и технологического назначения внешние приборы могут быть стационарными или переносными. Стационарные приборы устанавливаются на специализированных участках, постах ТО и ремонта. Переносные приборы используются, как правило, при проведении диагностирования двигателей в составе автомобиля или трактора непосредственно в эксплуатационных условиях. С помощью переносных приборов измеряют давление, температуру, шумность, частоту вращения и другие параметры узлов и агрегатов двигателя.

Внешние приборы обеспечивают получение и обработку информации о техническом состоянии двигателя и уровне его эксплуатационных свойств, необходимой для управления выполнением ТО и ТР.

Следует отметить, что несмотря на широкое развитие методов инструментального диагностирования за последние годы, достоверная оценка состояния основных узлов двигателя, определяющих их надёжность и безотказность, пока невозможна. Практически до сих пор нет средств для полной оценки состояния подшипников коленчатого вала и шатуна, деталей ЦПГ и механизма газораспределения (ГРМ) и т.п.

При диагностировании двигателя производят его осмотр и опробование пуском, измерение мощности и проверку технического состояния кривошипно-шатунного механизма, а также механизма газораспределения. Осмотр и опробование двигателя пуском обеспечивают визуальное обнаружение подтеканий масла, топлива или охлаждающей жидкости, оценку легкости пуска и равномерности работы, дымления на выпуске. Прослушивая работу двигателя, следует установить, нет ли резких шумов и стуков. При такой проверке можно выявить очевидные дефекты двигателя до проведения углубленного диагностирования.

Практика показывает, что в большинстве случаев течи можно устранить подтягиванием соединений или заменой поврежденных прокладок. Повышенное дымление на выпуске дизеля или увеличенное содержание СО в отработавших газах бензинового или газового двигателя чаще всего возникает из-за неисправности топливной аппаратуры. Стуки и резкие шумы могут быть вследствие износа поршневых пальцев, отверстий в бобышках поршней и во втулках верхних головок шатунов, износа вкладышей шатунных и коренных подшипников. Они появляются и при задирах поверхностей цилиндров и поршней, а также при увеличении тепловых зазоров в приводе клапанов или поломке клапанных пружин.

Назначением ТО-1 и ТО-2 является выявление и предупреждение отказов и неисправностей механизмов и систем двигателя путем своевременного выполнения контрольно-диагностических, смазочных, крепежных, регулировочных и других работ.

Значительный объем работ при ТО-1 приходится на контроль и восстановление затяжки резьбовых соединений, крепящих оборудование, трубопроводы и приемные трубы глушителя, а также сам двигатель на опорах.

При ТО-2 проверяют и при необходимости подтягивают крепле­ние головок цилиндров, регулируют тепловые зазоры в механизме газораспределения. Проверяют и регулируют натяжение ремней привода генератора и т.п.

Смазочные работы при ТО выполняются в соответствии с таблицей (картой) смазки.

Углубленное диагностирование выполняют на стенде с беговыми барабанами, который монтируется на осмотровой канаве. Этот пост включает в себя пульт управления, вентилятор, а также нагрузочное устройство и приборы, необходимые для диагностирования. На посту можно определить мощность двигателя и расход топлива, количество газов, прорывающихся в картер (газовым счетчиком).

Для прослушивания стуков двигателей используют стетоскопы. Необходимо иметь в виду, что распознавание по характеру стуков неисправностей двигателя требует больших навыков.

Компрессию двигателя (максимальное давление в цилиндре) определяют компрессометром при проворачивании коленчатого вала стартером, вставив резиновый конусный наконечник компрессометра в отверстие для форсунки или свечи зажигания. Компрессограф снабжен самописцем для записи давления по цилиндрам. Чтобы получить достоверные результаты, компрессию определяют на прогретом двигателе, демонтировав с него все свечи зажигания или форсунки. Заданную частоту вращения вала следует обеспечивать исправной заряженной аккумуляторной батареей, перед измерением компрессии в каждом цилиндре стрелку манометра необходимо устанавливать в нулевое положение.

Минимально допустимая компрессия для дизелей около 2 МПа, а для бензиновых и газовых двигателей она зависит от степени сжатия и составляет 0, 60…1, 00 МПа. Разность показаний манометра в отдельных цилиндрах не должна превышать 0, 2 МПа для дизелей и 0, 1 МПа – для бензиновых и газовых двигателей. Резкое снижение компрессии (на 30…40%) указывает на поломку колец или залегание их в поршневых канавках.