Техническая эксплуатация автомобилей

Имитационное моделирование позволяет экспериментально исследовать сложные внутренние взаимодействия с большой размерностью по числу переменных связей между элементами модели. Оно позволяет изучать воздействие на функциональные системы информационных и организационных изменений, носящих стохастический характер, нелинейность, ограничения различных типов. Имитационное моделирование позволяет оценивать поведение системы в новых ситуациях, проверять новые стратегии и правила принятия решения.

5.5 Диагностические параметры и нормативы

автомобиль неисправность ремонт технический

Для определения состояния автомобиля или его элемента, необходимо знать величины их параметров технического состояния (структурных параметров), заданных нормативно-технической документацией завода-изготовителя автомобиля. Параметрами технического состояния (структурными параметрами) называются физические единицы (миллиметр, градус и т. п.), определяющие связь и взаимодействие между элементами автомобиля и его функционирование в целом. Например, параметрами технического состояния сопряжения поршень -- цилиндр двигателя могут быть размеры сопряженных деталей поршней и цилиндров, которые определяют между ними зазор, овальность и т. п. В процессе эксплуатации параметры технического состояния изменяются от номинальной до предельной величины под влиянием различных конструктивно-технологических и эксплуатационных факторов. Предельные величины структурных параметров обусловлены вероятностью отказов и неисправностей автомобиля и являются в основном величинами технико-экономического характера.

При диагностировании параметры технического состояния автомобиля и его элементов измеряют косвенно, используя выходные (рабочие) и сопутствующие процессы, порождаемые функционирующим механизмом. Эти процессы функционально связаны с техническим состоянием механизма, содержат информацию, необходимую для диагностики, и называются диагностическими признаками.

Наиболее часто при диагностировании автомобилей используют следующие диагностические признаки:

- эффективность механизма;

- колебательные процессы;

- тепловое состояние;

- герметичность;

- состав масла и др.

Диагностические признаки можно количественно оценить при помощи соответствующих диагностических параметров.

Диагностические параметры -- это качественная мера проявления технического состояния автомобиля и его элементов по косвенным признакам. Например, эффективность двигателя можно оценить по мощности и темпу нарастания, тормоза -- по величине тормозного пути и замедлению автомобиля и т. д. Эти параметры дают обобщенную информацию о состоянии механизма в целом, являющуюся основой для дальнейшего поэлементного диагностирования. Сопутствующие процессы (шум, нагрев) можно оценить при помощи таких диагностических параметров, как величина, скорость и ускорение вибраций, степень и скорость нагрева, компрессия, концентрация в масле продуктов износа и др. Эти параметры дают более узкую, конкретную информацию о техническом состоянии диагностируемого механизма и достаточно универсальные, широко применяются для сложных технических систем.

Обоснование и выбор диагностических параметров в каждом конкретном случае определяются целями конкретной системы. Например, если требуется определить правильность функционирования двигателя по мощностным параметрам, достаточно определить мощность двигателя, сравнить ее с нормативными показателями и определить, в каком состоянии находится двигатель. Совсем по иному решается задача диагностирования, когда нужно определить причины снижения мощности двигателя. В этом случае необходимо гораздо большее количество диагностических параметров.

Диагностические параметры должны обладать чувствительностью, однозначностью, стабильностью, информативностью по отношению к определению причинно-следственных связей со структурными параметрами.

Под чувствительностью диагностического параметра К_у понимают отношение приращения параметра dS к соответствующему изменению dx структурного параметра.

Чем больше значение этой величины, тем диагностический параметр чувствительнее к изменению структурного параметра.

Однозначность диагностического параметра определяется монотонно возрастающей или убывающей зависимостью его со структурным параметром в диапазоне от начального Х_н до предельного Х_п изменений структурного параметра.

При определении диагностического параметра всегда будут иметь место случайные факторы, которые снижают точность измерений. В этом случае стабильность определяется дисперсией результата измерения и характеризует степень рассеивания параметра при неизменных условиях измерения.

Перечисленные качества диагностических параметров во многом зависят от нагрузочного, теплового и скоростного режимов функционирования диагностируемых систем. Поэтому на практике для получения сравнимых результатов и наибольшей информации применяют вполне определенные нагрузочные, тепловые и скоростные тестовые режимы.

Диагностические параметры механизма, как и структурные, являются переменными случайными величинами и имеют соответствующие номинальные и предельные значения. С увеличением пробега автомобиля с начала эксплуатации диагностические параметры могут либо увеличиваться (вибрации), либо уменьшаться (давление масла). Существующая связь между диагностическими и структурными параметрами позволяет без разборки количественно оценить техническое состояние автомобиля и его элементов.

Количественная оценка технического состояния диагностируемой системы осуществляется по диагностическим нормативам. К диагностическим нормативам относятся: начальная величина диагностического параметра, его предельное значение, при достижении которого возникает вероятность появления отказа, упреждающая или допустимая величина при заданной периодичности диагностирования. Определение технического состояния системы в данный момент и прогнозирование его работоспособности в период предстоящей наработки происходит путем сравнения измеренной величины диагностического параметра с предельной его величиной.

Диагностические нормативы можно разделить на две группы:

- устанавливаемые государственными стандартами;

- обусловленные нормативно-технической документацией заводов-изготовителей.

К первой группе относятся диагностические нормативы, которые характеризуют техническое состояние механизмов и узлов, обеспечивающих безопасность движения и пагубно влияющих на окружающую среду. Это тормозной путь, время срабатывания тормозного привода, тормозные силы на колесах, содержание вредных компонентов отработавших газов, уровень шума и т. п. Корректирование этих нормативных показателей в эксплуатации возможно только лишь в сторону их ужесточения.

Ко второй группе относятся диагностические нормативы, связанные с техническими допусками структурных параметров или с оптимальными показателями надежности и экономичности работы-автомобиля. Нормативы структурных параметров устанавливаются на стадии проектирования и корректируются при доводке автомобиля. Например, зазоры в клапанном механизме, контактах прерывателя, кривошипно-шатунном механизме, шкворневом соединении, углы установки колес автомобиля и т. п. Диагностические нормативы этих параметров определяют на основании причинно-следственных связей их с диагностическими параметрами по результатам лабораторно-стендовых исследований. Для контроля технического состояния используют также и структурные параметры.

Среди нормативных показателей первой и второй групп выделяются промежуточные. Параметры этой группы связаны с увеличением расхода топлива, снижением мощности двигателя, снижением долговечности деталей и узлов и т. п. Особенность нормативов промежуточной группы -- сильная зависимость от условий эксплуатации, возраста автомобилей. В силу этого необходимо корректировать величину норматива в зависимости от конкретных условий эксплуатации.

Нормативные показатели определяются или корректируются на основании статистического метода, предложенного проф. Мирошниковым Л. В. Сущность метода состоит в следующем. Разовая выборка значений диагностического параметра, измеренного у представительной совокупности объектов, будет соответствовать как исправному, так неисправному состоянию. При этом предполагается, что величины, соответствующие неисправному состоянию, подчиняются другой закономерности распределения, нежели соответствующие исправному состоянию. Закономерность рассеивания параметров исправных объектов может быть аппроксимирована вероятностным теоретическим законом. На основании теоретического распределения значений параметра для исправного объекта область допустимого в эксплуатации рассеивания диагностического параметра можно ограничить пределами с требуемым уровнем вероятности исправной работы. Полученные таким образом пределы и будут нормативными значениями диагностических параметров.

5.6 Прогнозирование технического состояния автомобиля

Прогнозирование -- это процесс определения срока или ресурса исправной работы автомобиля до возникновения предельного состояния, т. е. предсказание момента возникновения отказа. Необходимость прогнозирования определяется возможностью управления техническим состоянием автомобиля в целом на основании знания изменения его технического состояния во времени. Прогнозирование дает возможность наиболее полно использовать ресурс рассматриваемой системы и оптимизировать ее обслуживание как восстанавливаемого объекта эксплуатации. Существующие методы обслуживания по среднестатистическим показателям не дают возможности оптимизировать этот процесс, так как не учитывают индивидуальных особенностей автомобиля. Это приводит к увеличению материальных и трудовых затрат на поддержание автомобиля в технически исправном состоянии и снижению эффективности его использования.

Организовать оптимальный процесс обслуживания автомобиля возможно только лишь на базе диагностической информации и прогнозирования ее изменения во времени или по пробегу. Практически прогнозирование состоит в назначении периодичности диагностирования и определении упреждающих диагностических нормативов, которые решаются на базе теории надежности автомобилей. В основе определения периодичности диагностирования и упреждающих диагностических нормативов лежат закономерности изменения технического состояния и экономические показатели.

5.7 Диагностирование

Диагностирование представляет собой распознавание технического состояния автомобиля в условиях ограниченной информации и определение пригодности его к эксплуатации на межконтрольном пробеге.

Диагностирование в случае, когда приходится пользоваться одним диагностическим параметром, не встречает трудностей. Она практически сводится к измерению величины диагностического параметра и сравнению его с нормативом.

Диагностирование по элементам сложных механизмов автомобиля, когда необходимо использовать несколько диагностических параметров, существенно осложняется.

В условиях, когда локализация неисправностей затруднена из-за большого числа измеряемых диагностических параметров и сильного пересечения классов состояния, теоретическим фундаментом для решения основной задачи технической диагностики служит общая теория распознавания образов.

Сущность метода, основанного на использовании теории распознавания образов, заключается в следующем. Совокупности реализаций диагностических параметров представляют собой некоторые множества. Эти множества обладают характерными свойствами, которые дают возможность распознавать принадлежность конкретной эксплуатационной реализации диагностических параметров к какому-либо из этих множеств. Эти множества называют образами.

5.8 Методы и средства диагностирования автомобиля

Субъективные методы. В основе этих методов лежат способы определения технического состояния автомобиля по выходным параметрам динамических процессов. Однако получение, анализ информации, а также принятие решения о техническом состоянии производится с помощью органов чувств человека, что приводит, естественно, к погрешностям.

Наибольшее распространение получили такие субъективные методы: визуальный, прослушивание работы механизма, путем ощупывания механизма, заключение о техническом состоянии на основании логического мышления.

Визуальный метод дает возможность обнаружить следующие неисправности: нарушение уплотнений, дефекты трубопроводов, соединительных шлангов и приспособлений -- по течи топлива, масла, охлаждающей жидкости; трещины банки аккумуляторной батареи -- по течи электролита; неполноту сгорания топлива -- по дымности отработавших газов; износ деталей цилиндро-поршневой группы или позднее начало подачи топлива -- по голубоватому цвету отработавших газов; качество картерного масла -- по цвету масляного пятна, 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 много других.

Прослушивание работы механизмов дает возможность обнаружить такие неисправности: увеличенный зазор между клапанами и коромыслами механизма газораспределения -- по стукам в зоне клапанного механизма; большой износ 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 при переключении передачи и др.

Методом ощупывания можно определить неисправности: ослабление креплений -- по относительному перемещению деталей; неисправности отдельных 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. Они основываются на измерении и анализе информации о действительном техническом состоянии элементов автомобиля с помощью специальных контрольно-диагностических средств и принятии решения с помощью специально разработанных алгоритмов диагноза. Применение тех или иных методов существенно зависит от тех целей, которые решаются в процессе технической подготовки автомобилей. Однако, в связи с усложнением конструкции автомобиля, повышенным требованиям к их эксплуатационным качествам, интенсивностью их использования, все большее применение находят объективные методы диагностирования.

К объективным методам относят диагностирование: по структурным параметрам, по герметичности рабочих объемов, по выходным параметрам рабочих процессов, по изменению виброакустических параметров, по параметрам периодически повторяющихся процессов или циклов, по составу картерного масла и отработавших газов.

К методам и средствам 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 вопросам снижения металлоемкости, энергоемкости и эксплуатационных затрат.

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

Структурными параметрами могут быть: зазоры в подшипниковых узлах, в клапанах механизма, в кривошипно-шатунной и поршневой группе двигателя, в шкворневом соединении колесного узла, в рулевом управлении, углы установки передних колес и др.

Диагностирование по структурным параметрам производится с помощью измерительных инструментов: щупов, линеек, штангенциркуля, нутромеров, индикатора часового типа, отвесов, а также специальных устройств. 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 фиксируется индикатором.

Преимущество этого метода -- точные диагнозы, простота средств измерения, а недостатком -- большая трудоемкость, малая технологичность.

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 рабочим 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, утечка 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 герметичности рабочих объемов проводят с помощью таких приборов: компрессометра, прибора К-69 и его модификаций, расходомера прорыва газов в картер КИ-4887-1, компрессографа, манометра, вакуумметра, пневматических калибров и других специальных устройств.

Диагностирование по параметрам рабочих процессов: тормозному пути, замедлению автомобиля, тормозным усилиям и их разности на колесах каждой оси, времени срабатывания привода тормозных механизмов, силе нажатия на тормозную педаль, скорости нарастания и спада тормозных усилий, боковым усилиям и моментам в пятке контакта шины с опорной поверхностью, амплитудно-фазовым параметрам давления отработавших газов, пульсациям давления в топливопроводах высокого давления, пульсациям воздуха и газов во впускном и выпускном коллекторах, силе тяги на ведущих колесах, времени и пути разгона в заданном интервале скоростей, контрольном расходе топлива, сопротивлению механизмов трансмиссии и др.

Методы диагностирования по параметрам рабочих процессов дают обширную информацию о техническом состоянии автомобиля. Эти методы широко применяются в АТП. Они дают возможность оценить основные эксплуатационные качества автомобиля: тормозные, мощностные, топливную экономичность, устойчивость и управляемость, надежность, удобство использования.

По определению рабочих параметров создано большое количество контрольно-диагностических средств. К ним относятся: стенды для определения тяговых качеств автомобиля типа К-424, СТК-2М, КИ-4856; стенды для определения тормозных качеств автомобиля типа К-208, ТС-1, КИ-4998; стенды для проверки ходовых качеств автомобилей, деселерометры, динамометр-люфтомер К-402 для проверки рулевого управления автомобиля; стенды площадочные для проверки амортизаторов по колебаниям неподрессоренных масс, прибор ИМД-2 СибИМЭ для измерения мощности двигателя и др.

Диагностирование по изменению виброакустических параметров происходит следующим образом. Во время функционирования любого механизма движение отдельных деталей сопровождается их соударениями. В результате этого 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.

Диагностирование по периодически повторяющимся рабочим процессам или циклам заключается в следующем. Рабочие процессы выпуска, сжатия, сгорания и впуска, изменение давления во впускных топливных трубопроводах высокого давления, системы зажигания и другие часто повторяются.

Так как закономерности изменения параметров рабочих процессов на всех периодах идентичны, то для диагностирования достаточно изучить параметры одного цикла. Для этого с помощью специальных преобразователей параметры одного цикла разворачивают во времени, задерживают его и выводят на регистрирующий или показывающий прибор.

Наибольшее распространение этот метод получил для диагностирования системы зажигания двигателя по характерным осциллограммам напряжений в первичной и вторичной цепях. Специальные устройства позволяют в осциллографе зафиксировать процессы, протекающие в первичной и вторичной цепях системы зажигания за время между последовательными искровыми разрядами в цилиндрах, на электроннолучевой трубке для визуального исследования. Участки осциллограмм несут информацию о неисправностях системы зажигания. По осциллограмме первичного напряжения непосредственно измеряют угол замкнутого состояния контактов, который характеризует величину зазора. По напряжению искрового разряда осциллограммы вторичного напряжения определяют состояние зазора свечи. Сравнивая полученные осциллограммы с эталонными, выявляют характерные неисправности проверяемой системы зажигания.

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

Диагностирование по составу картерного масла производится путем анализа проб масла картера двигателя с целью определения количественного содержания продуктов износа 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 гильзы цилиндров, шеек коленчатого вала, поршневых колец. По изменению концентрации алюминия можно судить 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 износа в работавшем масле существует ряд методов: 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.

Диагностирование двигателя по составу отработавших газов имеет важное значение, так как оно направлено в первую очередь на снижение загрязнений окружающей среды оксидами углерода, азота и несгоревшими углеводородами. Используемые в настоящее время методы анализа позволяют получать весьма точную количественную оценку компонентов, содержащихся в отработавших газах.

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 отдельных веществ, входящих в состав газовых смесей. К числу химических методов анализа относятся метод Орса и колориметрический метод. К физическим методам относятся методы, основанные на использовании физических свойств исследуемых газов: поглощение инфракрасного или ультрафиолетового излучения исследуемой средой; теплопроводности газов; ионизация при сгорании углеводородов в пламени водородной горелки.

Измерительные приборы для определения состава отработавших газов можно классифицировать так: приборы для периодических или непрерывных измерений компонентов, поступающих непосредственно на прибор; приборы для периодических измерений компонентов газов, подаваемых в прибор из емкостей, ранее наполненных отработавшими газами.

Известны и другие методы диагностики, но они по различным причинам имеют пока ограниченное применение.

5.9 Диагностическая информация в системе управления техническим состоянием автомобиля

Диагностика автомобилей в АТП является информационно-контролирующей подсистемой в управлении их техническим состоянием. Цель управления техническим состоянием автомобиля -- восстановление потерянного им в эксплуатации качества, для чего необходимо знать объем работы по ТО и ремонту в конкретный момент времени на конкретном автомобиле. Это первая задача диагностической информации.

Однако знание технического состояния еще недостаточно для организации оптимального процесса восстановления потерянного качества автомобилей, который представляет собой сложную динамическую систему. В этой системе объединены гаражное оборудование, контрольно-диагностическое оборудование, средства управления, инструмент, находящийся в постоянном движении и изменении, объекты производства (детали, агрегаты, узлы и механизмы автомобилей), материалы и запасные части, а также люди, осуществляющие процесс или управляющие им. Случайный характер формирования объемов и режимов работ при восстановлении качества автомобиля и недостаточная изученность физико-химической природы возникновения отказов и неисправностей приводит к тому, что повторяемость результатов производственного процесса не всегда носит устойчивый характер. В связи с этим может оказаться, что отдельные подсистемы производственного процесса не готовы выполнить возложенные на них функции. Зачастую отсутствие нужных материалов и запасных частей, свободных рабочих мест, а то и исполнителей, выводит систему из равновесия. Это вопросы подготовки производства. Они связаны с прогнозированием технического состояния автомобиля, нормированием режимов технологических процессов, потребности в материалах, запасных частях и трудозатратах. Решение этих вопросов во многом обеспечивается наличием диагностической информации. И в этом состоит вторая задача диагностической информации.

В настоящее время начата работа по созданию автоматизированных систем внешнего и встроенного диагностирования, обеспечивающего при помощи электронных модулей (приставок к стендам) автоматизированное задание тестовых режимов, постановку диагноза, накопление и выдачу диагностической информации, как на рабочее место, так и в центр управления производством. При встроенном диагностировании основное внимание уделяется непрерывному контролю параметров, характеризующих основные эксплуатационные качества автомобиля: топливную экономичность, тормозные свойства, уровень загрязнения окружающей среды, устойчивость _и управляемость движения. Наиболее важное требование к встроенному диагностированию -- возможность управления режимами движения с целью максимальной топливной экономичности и безопасности перевозочного процесса.

Встроенная система диагностирования может выполнять следующие функции: в режиме служебных торможений оценивает общее состояние тормозов и при его ухудшении выдает информацию на световой индикатор; в режиме экстренных торможений оценивает и запоминает эффективность тормозных качеств и выдает их значение, ограничивает скорость движения при недостаточной эффективности торможения звуковым сигналом; раздельно оценивать основные системы карбюратора и двигателя и при ухудшении их работы выдавать информацию на световые индикаторы; определяет и выдает на индикатор усредненную величину расхода топлива (в литрах на 100 км), что позволяет водителю анализировать и выбирать экономичные скорости движения, а также режим движения методом разгон -- накат; по желанию водителя может выдавать на показывающий прибор значения следующих диагностических параметров: расход топлива на один оборот коленчатого вала, разрежение во впускном трубопроводе, напряжение источников питания, частоту вращения коленчатого вала, угол замкнутого состояния контактов прерывателя, напряжение на замкнутых контактах прерывателя, величины напряжения на свечах каждого цилиндра и др. В этом заключается третья задача Диагностической информации.

Четвертая задача диагностической информации состоит в том, чтобы контролировать качество технологических процессов технической подготовки автомобилей.

Организация сбора, обработки и хранения диагностической информации определяется действующим "Руководством по диагностике технического состояния автомобилей", согласно которому документы диагностической информации разделены на два уровня: первичные -- одноразовые карты, заполняемые на рабочем месте, и вторичные -- накопительные таблицы по автомобилям и агрегатам. Диагностические карты служат для учета результатов Диагностирования и контроля за выполнением технических воздействий.

Дальнейшее совершенствование организации использования диагностической информации должно идти по пути совершенствования нормативно-технологической документации и обоснования типизированных управленческих решений.

5.10 Эффективность диагностирования автомобиля

Под эффективностью диагностирования понимают степень приспособленности методов и контрольно-диагностических средств к определению технического состояния автомобиля. Эффективность диагностирования оценивают с помощью ряда показателей: вероятность правильности определения технического состояния автомобиля с учетом системы диагностирования; информационная способность алгоритмов диагностирования и контрольно-диагностических средств; точность и достоверность диагностической информации; технологичность системы диагностирования и удобство проведения регулировочных работ; металлоемкость и энергоемкость контрольно-диагностических средств; стоимость изготовления и эксплуатационные расходы (экономическая эффективность системы диагностирования).

Трудность оценки эффективности системы диагностирования одним критерием объясняется необходимостью одновременного учета качества функционирования контрольно-диагностических средств, технико-экономических возможностей и экономической целесообразностью осуществления диагностирования.

Экономическую эффективность диагностирования оценивают по действующей методике определения экономической эффективности внедрения новой техники на автомобильном транспорте.

Своевременное и в полном объеме выполнение диагностических работ позволяет намного повысить эффективность и качество подготовки автомобилей к эксплуатации. Например, диагностирование топливной системы индивидуального автомобиля с последующей оптимальной регулировкой позволяет сократить расходы на топливо, снижает содержание СО в отработавших газах; диагностирование установки управляемых колес увеличивает проходимость шин и др.

5.11 Перспективы развития технической диагностики

Техническая диагностика автомобилей в настоящее время стала важнейшим элементом планово-предупредительной системы, технического обслуживания и ремонта автомобильной техники. Внедрение ее на автомобильном транспорте позволило значительно улучшить техническое состояние подвижного состава при одновременном снижении эксплуатационных расходов, обеспечить экономию топлива и безопасность дорожного движения, уменьшить загрязнение окружающей среды выхлопными газами автомобилей.

Однако объем контрольно-диагностических работ в общем объеме технического обслуживания и ремонта довольно большой и достигает одной трети объема технического обслуживания. С одной стороны это вызвано усложнением конструкции выпускаемых автомобилей, их неприспособленностью к диагностированию, стремлением предотвратить отказы и неисправности автомобилей, избежать выполнения излишнего объема профилактических и ремонтных работ, а с другой -- несовершенством технологии и организации применяемой технической диагностики автомобилей. Внедрение диагностики в технологические процессы технического обслуживания и ремонта не всегда еще приносит желаемую эффективность. Поэтому решению проблем, связанных с диагностированием автомобилей, следует уделять большое внимание.

Разрабатывается номенклатура диагностических средств применительно к существующей и перспективной производственной структуре подразделений отрасли. Для этого требуется тщательное изучение и обобщение опыта работы диагностов на автотранспортных предприятиях, совершенствование существующих средств диагностирования и создание новых перспективных видов этой техники. Типаж ее должен представлять собой комплекс таких элементов, из которых можно составлять наборы для любого типичного автотранспортного предприятия.

Для автомобилей, работающих в отрыве от баз, и внедорожных самосвалов необходимо разработать комплекс средств бесстендового диагностирования. В его составе должны быть средства внешнего диагностирования (прибор для определения мощностных показателей двигателя по его разгонным характеристикам, параметрам давления и температуры выхлопных газов; устройство для определения состояния трансмиссии по акустическим и тепловым показателям; приборы для проверки топливоподающей аппаратуры и др.) и средства встроенного диагностирования (приборы для проверки расхода топлива, тормозной эффективности и др.). Последние могут быть как элементами конструкции автомобиля, так и переносными средствами, временно придаваемыми автомобилю на период диагностирования в процессе эксплуатации (расходомеры топлива, индикаторы эффективности тормозной системы и др.).

Для автотранспортных предприятий малой мощности и филиалов объединений необходимо разработать упрощенный комбинированный роликовый стенд с беговыми барабанами, базирующийся на инерционном методе определения мощностных, тормозных (частично ходовых) и экономических показателей автомобиля. К этому стенду должен прилагаться определенный комплект необходимых переносных диагностических приборов.

Для средних и крупных автотранспортных предприятий разрабатываются модульные системы диагностирования на базе специализированных стендов (тягового, тормозного и ходовых качеств), каждый из которых снабжен модулем-приставкой, обеспечивающей автоматизированное задание тестовых режимов, автоматизированную постановку диагноза по заданной программе и передачу результатов исполнителю работ по техническому обслуживанию и ремонту автомобилей и центру управления производством. Модульная система позволяет оперативно вписаться в установленные технологические процессы технического обслуживания и текущего ремонта автомобилей.

Для заводских центров обслуживания автомобилей разрабатываются автоматизированные диагностические станции (комбайны) для централизованного диагностирования автомобилей. В состав такого комбайна входят стенд инерционно-нагрузочного типа, платформенный стенд для проверки углов установки передних колес автомобиля и комплекс переносных приборов.

Проводится большая работа по промышленному производству современной диагностической техники в достаточном количестве, разработке необходимого нормативно-технического обеспечения диагностирования подвижного состава, повышению уровня организации ремонтно-обслуживающего- производства на основе более полного использования диагностической информации, подготовке операторов-диагностов.

В ближайшие годы предполагается значительное изменение конструкций автомобилей. Будут широко применяться устройства, обеспечивающие экономию топлива и контроль за использованием автомобиля. Это электронное управление подачей топлива, отключение цилиндров, автоматические коробки передач, редукторы задних мостов с различными передаточными отношениями, устройства более точного и непрерывного фиксирования расхода топлива, а также контроля и фиксации загрузки и использования автомобилей. В легковых автомобилях основной конструктивной особенностью станет переднеприводная компоновка. Перечисленные и другие факторы повлекут изменение средств и методов технического диагностирования.

6. ТЕХНОЛОГИЯ ТО И РЕМОНТА АВТОМОБИЛЕЙ

6.1 Общая характеристика технологических процессов обеспечения работоспособности автомобилей

6.1.1 Понятие о технологическом процессе

Данные по надежности автомобилей, систематизированные в виде соответствующих рекомендаций (система ТО и ремонта, виды ТО и ремонта, нормативы периодичности ТО и ресурса агрегатов, перечни операций ТО и ремонта и др.) определяют, что необходимо сделать для обеспечения работоспособности автомобилей (см. гл. 2, 5 и 7). Эти технические воздействия можно выполнить различными способами (последовательность, оборудование, персонал и т.д.), т.е. применяя соответствующую технологию, устанавливающую, как при техническом обслуживании и ремонте следует обеспечивать необходимый уровень технического состояния автомобилей.

В общем виде технология (от греч. techne - искусство, мастерство, умение + logos - понятие, учение, наука, сфера знаний) представляет собой совокупность знаний о способах и средствах изменения или обеспечения заданных состояния, формы, свойства или положения объекта воздействия.

Применительно к ТЭА цель технологии - обеспечить заданный уровень работоспособности автомобиля или парка наиболее эффективными способами.

Технологический процесс - это определенная совокупность воздействий, оказываемых планомерно и последовательно во времени и пространстве на конкретный объект. В технологических процессах ТО и ремонта определены объекты воздействия (автомобиль, агрегат, система, узел, деталь, соединение или материал), место, содержание, последовательность и результат проводимых воздействий, их трудоемкость, требования к оборудованию, квалификации персонала и условиям труда.

Совокупность технологических процессов представляет собой производственный процесс предприятия. Оптимизация технологических процессов позволяет применительно к конкретным условиям производства определить наилучшую последовательность выполнения работ, обеспечивая высокую производительность труда, максимальную сохранность деталей, экономически оправданный выбор средств механизации и диагностики.

Завершенная часть технологического процесса одним или несколькими исполнителями на одном рабочем месте называется технологической операцией (чаще - операцией).

Часть операции, характеризуемая неизменностью оборудования или инструмента, называется переходом.

Переходы технологического процесса могут быть расчленены на движения исполнителя. Совокупность этих движений представляет собой технологический прием.

Для выполнения технологических процессов необходимы технологическое оборудование, оснастка, инструмент.

Технологическое оборудование - это орудия производства ТО и ремонта автомобилей, используемые при выполнении работ от начала до окончания технологического процесса. Оборудование подразделяется на специализированное, изготавливаемое непосредственно для целей технической эксплуатации автомобилей (моечные машины, подъемники, диагностические приборы, смазочно-заправочные устройства и пр.), и общего назначения (металлорежущие и деревообрабатывающие станки, прессы, кран-балки и пр.).

По назначению технологическое оборудование подразделяется на подъемно-осмотровое, подъемно-транспортное, специализированное для ТО и специализированное для ТР.

Первая группа включает оборудование и устройства, обеспечивающие удобный доступ к агрегатам, механизмам и деталям, расположенным снизу и сбоку автомобиля. Сюда входят осмотровые канавы, эстакады, подъемники, опрокидыватели, гаражные домкраты.

Вторая группа включает оборудование для подъема и перемещения агрегатов, узлов и механизмов автомобиля. Это передвижные краны, электротельферы, кран-балки, грузовые тележки и конвейеры.

Третья группа - это оборудование, предназначенное для выполнения конкретных технологических операций ТО: уборочно-моечных, крепежных, смазочных, диагностических, регулировочных, заправочных.

Четвертая группа - оборудование, предназначенное для выполнения технологических операций ТР: разборочно-сборочных, слесарно-механических, электротехнических, кузовных, сварочных, медницких, шиномонтажных, вулканизаци-онных и т.д.

Отдельные виды наиболее распространенного оборудования представлены в следующей главе, с видами работ, для которых это оборудование предназначается.

Технологическая оснастка - орудия и средства производства, добавляемые к технологическому оборудованию для выполнения определенной части технологического процесса.

6.1.2 Автомобиль как объект труда при ТО и Р. Виды автотранспортных предприятий

Автомобиль является сложным объектом труда. При проведении ТО и особенно ТР требуется выполнять многие виды работ: от уборочно-моечных до сварочных и окрасочных. Некоторые виды работ по технологии и мерам производственной безопасности несовместимы и должны выполняться на разных производственных участках. Для некоторых видов работ требуются узкопрофильные специалисты.

Места технологических воздействий при ТО и ремонте могут быть сбоку, снизу автомобиля, внутри салона и т.д. Это выдвигает требования к расположению исполнителей, последовательности операций, которые необходимо выполнить при минимальном перемещении объекта. Взаимосвязь перечисленных и ряда других факторов характеризует совершенство технологического процесса.

Для поддержания автомобилей в работоспособном состоянии, их хранения, заправки эксплуатационными материалами существуют предприятия различной функциональной направленности.

Автотранспортные предприятия по своему назначению делятся на грузовые, пассажирские (автобусные и легковые), смешанные и специальные (скорой помощи, муниципального обслуживания и др.). Автомобили могут как принадлежать отдельному юридическому лицу, так и быть собственностью какого-либо ведомства, общества, подразделения государственной структуры регионального или местного уровня.

По форме организации производственной деятельности эти предприятия могут быть подразделены на следующие группы.

Комплексные ЛТП осуществляют перевозочный процесс, хранение, обслуживание и ремонт своего подвижного состава. Крупные комплексные предприятия, насчитывающие несколько сотен единиц подвижного состава, называются автокомбинатами. Они могут состоять из головного предприятия и нескольких филиалов, расположенных на других территориях - в районах обслуживания перевозками. Это способствует сокращению нулевых пробегов автомобилей. На головном предприятии для всего подвижного состава выполняют ТО-2, наиболее трудоемкие и сложные виды ТР. В филиалах проводится хранение подвижного состава, техническое обслуживание в объеме ЕО и ТО-1, несложный текущий ремонт.

Специализированные транспортные предприятия ("депо") выполняют только перевозочный процесс, а все виды ТО и ТР (иногда и хранение подвижного состава) проводят в других предприятиях на контрактной основе. К последней группе, как правило, относятся предприятия с небольшим числом автомобилей, где создание своей производственной базы нерационально, или при определенных формах лизинга.

Автообслуживающие предприятия могут представлять собой базы централизованного технического обслуживания (БЦТО), станции технического обслуживания, ремонтные мастерские, гаражи (стоянки), автозаправочные станции.

БЦТО предназначены для выполнения сложных видов ремонта и обслуживания на договорных условиях. В объем ремонтных работ может входить замена агрегатов, требующих капитального ремонта, на агрегаты из собственного оборотного фонда. Кроме того, на базах может быть организован ремонт отдельно доставляемых механизмов, узлов, агрегатов автомобилей.

СТО и автосервисы сориентированы в основном на обслуживание автомобилей индивидуальных владельцев, но могут предоставлять услуги для транспорта юридических владельцев. Доля услуг этого вида в последние годы значительно возрастает.

Гаражи (стоянки) являются предприятиями для хранения автомобилей. Наиболее широко они используются для хранения индивидуальных автомобилей. К этому типу предприятий относятся кемпинги и автогостинницы (мотели). Последние могут также выполнять отдельные операции по ТО или Р автомобилей.

АЗС являются предприятиями по снабжению автомобилей эксплуатационными материалами. преимущественно топливом, а также маслами, пластичными смазками, водой, охлаждающей жидкостью и др. В зависимости от мест расположения АЗС могут иметь в своей структуре мастерские по выполнению мелких типовых работ: замене масла, замене ил ремонту шин, регулировке системы зажигания, питания и пр. АЗС могут быть специализированы по роду выдаваемого автомобильного топлива: бензина, дизельного топлива, сжатого и сжиженного газа и др. АЗС может быть установлена на территории АТП, что характерно для автобусных парков. Это позволяет сократить простой автомобилей при заправке, снизить порожние пробеги, вести достоверный учет расхода топливно-смазочных материалов.

Авторемонтные предприятия предназначены для проведения капитального ремонта автомобилей в целом или их агрегатов. В настоящее время объемы заказов на ремонт в целом незначительны. Большее распространение получили специализированные ремонтные предприятия под конкретный агрегат, например двигатель, автоматическую коробку передач, шины.

Производственный процесс ТО и ТР на АТП связан с работой автомобиля на линии. Выполняется он в производственных зонах (цехах, участках), которые могут быть объединены в производственный корпус (рис. 10.2), и в общем виде может быть проиллюстрирован линейным графиком, показанным на рис. 10.3.

6.2 Характеристика и организационно-технологические особенности выполнения ТО и ТР

Проведение ТО и ТР агрегатов, узлов и систем автомобиля связано с выполнением ряда специфических работ, различных по своему содержанию, применяемым технологиям и оборудованию, экологическим требованиям и безопасности труда. Так, например, моечные работы связаны с потреблением значительных объемов воды, подачей ее под давлением и с подогревом, с последующей очисткой от осадков и нефтепродуктов; сварочные, кузнечные, медницкие работы связаны с разогревом металла; аккумуляторные работы - с химическими растворами (электролитом).

6.2.1 Уборочно-моечные работы

Предназначены для удаления загрязнений кузова, салона, узлов и агрегатов автомобилей, в том числе и для создания благоприятных условий при выполнении других работ ТО и ТР; поддержания требуемого санитарного состояния внутри кузова и салона автомобилей; защиты лакокрасочного покрытия от воздействия внешней среды; поддержания наружных поверхностей кузова в состоянии, отвечающем эстетическим требованиям.

Уборка салона и кузова автомобиля заключается в удалении загрязнений и мусора, протирке стекол, внутренних поверхностей и оборудования. Для уборки применяют щетки, обтирочный материал, пылесосы, в том числе моющие. Для повышения качества очистки и восстановления декоративных свойств поверхностей применяют специальные моющие и полирующие средства.

Сущность процесса мойки состоит в переводе твердых загрязнений в растворы и дисперсии и удалении их с поверхностей автомобилей и деталей вместе с моющим раствором. Мойку автомобилей производят холодной или теплой водой. В последнем случае разница температур воды (моющего раствора) и обрабатываемой поверхности не должна превышать 20 °С, чтобы предотвратить образование микротрещин лакокрасочного покрытия.

В соответствии с требованиями органов санитарного надзора кузова санитарных автомобилей, автомобилей, перевозящих продукты питания, подвергаются санитарной обработке. Для этого на специальных постах производится мойка внутренних поверхностей кузова дезинфицирующим раствором.

Мойка днища, рамы и других поверхностей автомобилей, загрязненных, в основном, глинистыми, песчаными, органическими примесями, образующими прочную корку, обычно производится моечными установками высокого давления или струйными мойками. Мойка нижних поверхностей автомобиля в зимнее время предназначена для снижения коррозионной активности загрязнений на кузове из-за применения на дорогах соляных растворов.

Оборудование для уборочно-моечных работ. Уборочно-моечные работы, как правило, выполняются на специально оснащенных постах (линиях) с применением моечного оборудования или вручную. Выбор типа применяемого оборудования зависит от способа организации уборочно-моечных работ и типа подвижного состава.

6.2.2 Контрольно-диагностические работы

Предназначены для определения и обеспечения соответствия автомобиля требованиям безопасности движения и воздействия на окружающую среду. для оценки технического состояния агрегатов, узлов без их разборки. Эти работы являются составной частью процесса технического обслуживания и ремонта.

Диагностирование какого-либо агрегата (системы) проводится специальными стендами, приспособлениями, приборами. Принцип их действия зависит от характера диагностических признаков, которые присущи объекту контроля.

Различают встроенное диагностирование, когда информация выводится на приборную панель автомобиля, например момент износа тормозных накладок до предельного состояния; экспресс-диагностирование, когда за минимальный промежуток времени, обычно в автоматическом режиме определяется одно из значений технического состояния (исправен-неисправен) без выдачи информации о конкретной причине неисправности, например контроль давления воздуха в шине по е деформации; поэлементное диагностирование, когда агрегату (системе) и проверяются все его параметры. На современных автомобилях получило распространение электронное сканирование (опрос) специальных датчиков, регистрирующих параметры процессов, происходящих при работе автомобиля.

Регулировочные работы, как правило, являются заключительным этапом процесса диагностирования. Они предназначены для восстановления работоспособности систем и узлов автомобиля без замены составных деталей. Регулировочными узлами в конструкции автомобиля могут быть эксцентрики в тормозных барабанах, натяжные устройства приводных ремней, поворотные устройства прерывателей-распределителей, нормали, которыми перекрывают сечения для прохода газов, жидкостей и т.д.