Диагностирование в системе управления техническим состоянием транспортных средств

В системе управления деятельностью предприятий, эксплуатирующих и выполняющих ТО транспортных средств, диагностирование играет важную роль. Оно в значительной мере обеспечивает рациональный маршрут движения транспортных средств по технологическим зонам ТО и ТР.

Под управлением техническим состоянием транспортного средства понимают комплекс мероприятий, направленных на предупреждение отказов и неисправностей и восстановление номинальных значений параметров технического состояния, характеризующих техническое состояние транспортных средств. При этом оптимальными являются мероприятия, которые для восстановления технического состояния транспортных средств обеспечивают минимум издержек (материальных и трудовых затрат); для систем, влияющих на безопасность движения и работы – минимальную заданную вероятность отказа.

Рис. 2. Функциональная схема управления техническим состоянием транспортного средства.

Цель управления – сохранение высокой надежности транспортного средства в эксплуатации и эффективности его использования. Для достижения этой цели необходима правильная организация технологических процессов ТО и ТР транспортных средств, которую следует рассматривать как замкнутую цепь (рис. 2), состоящую из объекта управления (техническое состояние машины), диагностического комплекса, управляющего (центра управления) и исполнительного (производственные зоны ТО и ТР) органов. В этой цепи диагностирование выделяется в самостоятельное звено.

Управляющими показателями в системе управления техническим состоянием транспортных средств являются основные показатели надежности, периодичность ТО и ТР, предельные и допустимые значения диагностических и структурных параметров, погрешность измерения этих параметров, полный и остаточный ресурсы, срок службы транспортного средства.

В общем случае схема управления техническим состоянием транспортного средства имеет прямую и обратную связи. Прямая связь предназначена для принятия решения о проведение технических воздействий на транспортное средство, обратная – для корректирования управляющих показателей надежности и эффективности транспортного средства. В такой системе диагностирование является активным звеном при оценке состояния поступившего на ТО и ТР транспортного средства, инструментом при проведении необходимых контрольно регулировочных работ и контрольным звеном при оценке качества проведенных технических воздействий и оценке остаточного ресурса.

Максимальная эффективность диагностирования обеспечивается оптимальным выбором диагностических параметров, средств и методов их измерения, нормативных (номинальных допускаемых и предельных) значений диагностических параметров, периодичности проведения диагностирования.

Активно влияя на технические процессы ТО и ТР транспортных средств, диагностирование обеспечивает в конечном итоге переход от регламентного их проведения к проведению по фактической потребности.

Диагностические параметры

Все неисправности и отказы, возникающие при эксплуатации транспортных средств, сопровождаются изменением зазоров в сопряжениях, износом, шумами, вибрациями, нарушениями температурных режимов, пульсациями давления, изменениями функциональных показателей (снижением мощности, тягового усилия, производительности, давления) и т.д. Эти сопутствующие неисправностям и отказам признаки могут служить параметрами технического состояния и часто могут оцениваться количественно.

Параметры технического состояния бывают структурные и диагностические. Структурные параметры: износ, зазор, натяг в сопряжениях и др. - непосредственно характеризуют работоспособность объекта диагностирования.

Диагностические параметры: температура, шум, вибрация, расход топлива, пульсация давления и др. – косвенно характеризуют работоспособность объекта диагностирования.

На практике используют параметры, отвечающие требованиям однозначности, широты измерения (рис. 3), а также доступности и удобства измерения, информативности, технологичности. При этом в первую очередь учитывают параметры, которые характеризуют наиболее часто повторяющиеся отказы и неисправности.

Под однозначностью понимают соответствие каждому значению диагностического параметра только одного вполне определенного значения параметра выходного процесса (состояния диагностируемого объекта).

Широта измерения (чувствительность) – это наибольшее отклонение диагностического параметра при заданном изменении структурного параметра. Она характеризуется отношением изменения диагностического параметра к соответствующему структурному параметру.

а) б)

Рис. 3. Диаграмма для определения однозначности (а) и широты измерения (чувствительности) (б) диагностических параметров D по отношению к структурному параметру S:

1 – неоднозначная зависимость; 2 – однозначная зависимость; 3 – более чувствительный; 4 – менее чувствительный (ΔD^’>ΔD^’’).

Доступность и удобство измерения диагностического параметра определяются конструкциями объекта диагностирования и диагностического средства.

Информативность параметра определяется снижением неопределенности знаний о техническом состоянии объекта после использования информации по результатам диагностирования.

Технологичность измерения параметра определяется удобством подключения диагностической аппаратуры, простотой измерения и обработки результатов измерений. В целом технологичность измерения характеризует трудоемкость и стоимость диагностирования.

Диагностические параметры подразделяют на частные и общие. Частный параметр указывает на вполне определенную неисправность или отказ объекта диагностирования. Например, смещение порога срабатывания предохранительного клапана двигателя указывает конкретно на его разрегулировку. Общие параметры характеризуют общее техническое состояние диагностируемого объекта. К числу общих параметров относятся, например, мощность и тяговое усилие тепловоза.

Диагностические параметры бывают зависимые и независимые. Каждый независимый параметр указывает на конкретную неисправность. отдельный зависимый диагностический параметр не определяет неисправности или отказа. Зависимые параметры можно определить при измерении и сопоставлении нескольких параметров.

По характеру информации параметры подразделяют на три группы: параметры, обеспечивающие получение информации о техническом состоянии диагностируемого объекта, но не характеризующие его функциональные возможности; параметры, обеспечивающие получение информации о функциональных возможностях диагностируемого объекта, но не дающие информации о его техническом состоянии; комбинированные параметры, обеспечивающие получение информации как о функциональных возможностях, так и о техническом состоянии объекта диагностирования.

Связи между структурными и диагностическими параметрами могут быть простейшими (когда одному структурному параметру соответствует один диагностический, и наоборот), множественными (одному структурному параметру соответствует несколько диагностических), неопределенными (одному диагностическому параметру соответствует несколько структурных) и комбинированными.

Выбор и обоснование основных диагностических параметров транспортных средств базируется на частоте проявления неисправностей и отказов, анализе признаков и экономических факторов сопутствующих им. При выборе предпочтение отдают параметрам диагностирования систем, влияющих на безопасность движения и работы, а также непосредственно на окружающую среду (дымность и содержание токсичных составляющих в отработавших газах, шум и вибрация и т.п.), и параметрам, характеризующим неисправности и отказы, для устранения которых необходимы наибольшие материальные и трудовые затраты.

Если неисправность или структурный параметр можно оценить несколькими диагностическими параметрами, то предпочтение отдают тому, который более точно оценивает определенную величину, измерение которого связано с меньшими затратами и с помощью которого можно оценить несколько структурных или функциональных параметров транспортного средства.