Диагностирование автомобиля: задачи, виды, методы
Процесс определения технического состояния объекта с определенной точностью (объекты диагностирования — машина или ее составная часть), т.е. процесс, включающий измерения, анализ результатов измерений, постановку диагноза и принятие решения — диагностирование.
Основная задача диагностирования в процессе технического обслуживания — определение технического состояния объекта и прогнозирование его дальнейших изменений. Это позволяет управлять техническим состоянием машин.
Техническое состояние машин изменяется случайно и зависит от различных эксплуатационных факторов (почвенно-климатических условий, видов выполняемой работы, интенсивности нагрузки, квалификации механизаторов, качества обслуживания и др.).
Они по-разному влияют на интенсивность изнашивания деталей машин, в связи с чем для каждой конкретной машины требуются ремонтно-обслуживающие воздействия разных объемов.
Предварительное диагностирование машины и ее составных частей позволяет определить фактический объем работ по обслуживанию или ремонту. При этом решаются следующие задачи:
Виды диагностирования во время эксплуатации автомобиля
Диагностирование в процессе технического обслуживания увязано с системой технического обслуживания конкретной машины.
Заявочное проводится по заявке автомобилиста с целью выявления дефектов.
Ресурсное проводится с целью установления остаточного ресурса детали или соединения.
Виды диагностирования при ремонте автомобиля
Диагностирование перед ремонтом, в технической литературе называемое предремонтным, проводится непосредственно в хозяйствах, использующих технику, или на станциях технического обслуживания.
Диагностирование после ремонта, называемое послеремонтным, выполняется на ремонтных предприятиях с целью оценки качества ремонта и значения восстановленного pecуpca.
Методы диагностирования подразделяются на субъективные (органолептические) и объективные (инструментальные).
К субъективным методам диагностирования относятся:
Внешним осмотром определяют состояние уплотнений, течь топлива, масла, электролита, повреждение наружных деталей; прослушиванием — стуки, шумы и другие звуки, отличающиеся от нормальных рабочих; остукиванием — резьбовые, заклепочные, шпоночные и сварочные соединения; осязанием — места нагрева деталей, вибрацию, биение, вязкость жидкости; обонянием — состояние муфты сцепления по характерному запаху, течь бензина и т.п.
Для установления количественных изменений параметров технического состояния машины проводят объективное диагностирование, т.е. с помощью специального оборудования и приборов. Технические средства могут быть встроены в машину или подсоединены к ней. К встроенным относятся датчики, сигнальные лампочки, счетчик наработки, сигнализатор засоренности фильтра и др. К подсоединяемым — стенды, приборы, приспособления и т.п.
Методы диагностирования по характеру измерения параметров
Техническое диагностирование при эксплуатации машин приурочивается к соответствующему виду технического обслуживания. Это позволяет снизить трудоемкость выполнения операций технического обслуживания, повысить их эффективность и обеспечить безотказность работы объекта до следующего контроля и обслуживания.
Результаты диагностирования заносят в специальную карту, в которой год и дату поступления техники считают от последнего капитального ремонта (или от начала эксплуатации для новых автомобилей). Наработку от начала эксплуатации ставят в том случае, если автомобиль не подвергался капитальному ремонту. В заключение указывают вид ремонта основных агрегатов, либо автомобиля в целом, или же остаточный ресурс и номер очередного технического обслуживания.
Какие методы диагностирования двигателя существуют
При заметном снижении мощности, увеличении расхода топлива или масла, падении его давления, возникновении стуков, дымления или неравномерности работы проводят диагностирование двигателя, при котором определяется причина неисправности и выявляется потребность в регулировочных работах или ремонте.
Методы диагностики
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.
Диагностика двигателя эндоскопом
Эндоскоп – прибор, с помощью которого можно посмотреть состояние двигателя изнутри, без его разборки. Проверка эндоскопом так же существует в медицине. И как врач ставит более точный диагноз после эндоскопического исследования того или иного органа, так и проверка, например, цилиндров двигателя эндоскопом позволяет максимально точно определить состояние, характер и степень неполадки, и, как следствие, позволяет сделать более точные рекомендации по ремонту и дальнейшей эксплуатации агрегата.
Диагностика двигателя эндоскопом – распространенная процедура. Автовладельцы, которые проверили двигатель своего автомобиля этим способом, всегда хорошо отзываются. С помощью эндоскопа можно проверить цилиндры, клапана и проверить состояние поршневой группы. Эндоскопическое исследование цилиндров дает долгожданный ответ тем, кто хочет видеть что происходит с цилиндрами, насколько изношена хоминговка гильз, зазор между поршнем и цилиндром. Если обычная диагностика цилиндров не дает ответа на вопрос, его почти гарантированно даст эндоскоп.
Проверить задиры на двигателе эндоскопом, можно самостоятельно и некоторые автомобилисты так и поступают. Однако стоит отметить, что очень многое в таком исследовании зависит от 2 факторов. Первый – качество самого прибора – эндоскопа. Прибор, купленный с рук или заказанный Китае, не может гарантировать точного результата диагностики двигателя, поэтому риск от проведения такой диагностики весьма и весьма велик. Второй – опыт того, кто будет проводить диагностику двигателя эндоскопом. Без определенного опыта и знаний качественно оценить повреждения двигателя не удастся.
Проверка компрессии в цилиндрах двигателя
Одно из важнейших и самых распространенных мероприятий, которое поможет удостовериться в том, что ваш двигатель правильно работает. Измерение компрессии поможет узнать о проблеме преждевременно, пока она не привела к серьезным неполадкам в работе двигателя или к его остановке во время поездки.
Для проверки компрессии для любительского использования есть специальный прибор – компрессометр. Современные компрессометры укомплектованы всем необходимым для потребителя, в том числе адаптерами (переходниками) для разных моделей, так же может быть измерена компрессия в дизельном двигателе автомобиля. Измерение компрессии двигателя в автосервисах производится при помощи мотортестеров или компрессографов. Снижение компрессии может быть вызвано разными факторами, в том числе износом деталей поршневой группы, неисправностями деталей газораспределительного механизма и т.д. Перечислять можно очень долго. Но самое главное, что нужно знать, так это то, что при понижении давления параметры двигателя и экономичность значительно ухудшаются. Обычному автолюбителю вряд ли будут понятны цифры, которые получены при проверке компрессии в цилиндрах двигателя. Для простоты и удобства есть специальные руководства по измерению компрессии двигателя. При этом необходимо использовать руководство для конкретного типа двигателя
Диагностика состояния моторного масла
Все виды моторных масел имеют свой срок службы, после которого оно становится — непригодным. На упаковке с маслом производитель всегда указывает рекомендации по пробегу автомобиля, через который необходима его замена. Эти рекомендации даются без расчета условий эксплуатации автомобиля – погодные условия, запыленности дорог, периодические стояния в пробках, когда машина не двигается, а ее двигатель все равно работает, и частая эксплуатация по городу — значительно сокращает срок службы масла. Поэтому не стоит полагаться на рекомендации и стараться наблюдать за качеством масла — самостоятельно.
Проверка масла в двигателе
Проверить состояние масла можно по капле с масляного щупа двигателя. Необходимо один раз капнуть на лист бумаги и подождать 15 минут, пока капля пропитается и сформирует четкое пятно. Теперь просто сравниваем полученный образец с представленными в таблице ниже.Капля должна быть не более — 3 сантиметров в диаметре.По бумажной пробе масла учитывают три зоны капли. Цвет и рисунок пятна, а так же — равномерность растекания.
Чистое масло, без примесей, оставляет — большое светлое пятно. Оно может вовсе исчезнуть через пару суток. Если позже пятно пожелтеет, окислится, значит масло работало в двигателе при повышенных температурах, что указывает на неисправности в работе мотора.
Чем светлее пятно в зоне ядра — тем работоспособнее проверяемое масло.
Сильное потемнение говорит о насыщении металлами и примесями и если такое масло оставить работать в двигателе дальше, износ двигателя увеличится в разы.Маленькая зона последнего кольца, диффузии, говорит о потере своих свойств у присадок, добавленных в масло для моющих и диспергирующих качеств. Такое масло может работать в моторе и дальше, но уже — не выполняя присадочных свойств.
Полное отсутствие последнего кольца говорит о присутствии воды и полной потере присадочных свойств. Если ядро такого масла густое и по цвету близкое к черному, значит — было неоднократно отработано и уже давно пришло в негодность!В других случаях масло просто состарилось о времени, вышел срок годности, или были нарушены условия его хранения.Вода наносит сильный вред моторным маслам.
Попадая в него в соотношении 0,2 % вода начинает быстро разлагать существующие в ней присадки. Далее при работе двигателя с таким маслом в трубках и каналах мотора забиваются густыми отложениями.
В дальнейшем это приводит — к поломкам деталей в двигателе!
Распад присадок увеличивает нагар на деталях, образуются — отложения, пены, пленки.
Диагностика двигателя автосканером
Диагностика сканером включает в себя последовательную проверку большинства систем управления, таких как: блок управления двигателем, автоматической трансмиссией, тормозной системой – ABS/ESP, подушками безопасности, круиз-контролем, климат-контролем, иммобилайзером, щитком приборов, системой парковки, пневмоподвеской, системой навигации и других систем.
6 Техническая диагностика автомобиля
Основным источником достоверной информации о техническом состоянии каждого отдельно взятого автотранспортного средства является технический контроль, включающий осмотр и инструментальное диагностирование.
В соответствии с принятой терминологией под техническим контролем в сфере производства понимается проверка соответствия продукции установленным техническим требованиям (соответствие технического состояния автотранспортного средства нормативно-технической документации и законодательным нормам).
Техническая диагностика — отрасль знаний, изучающая и устанавливающая признаки неисправностей составных частей объектов, разрабатывающая методы и средства, с помощью которых дается заключение (ставится диагноз) о техническом состоянии объектов диагностирования, а также принципах построения и организации использования систем диагностирования.
Техническое состояние — совокупность подверженных изменению в процессе производства или эксплуатации свойств объекта, характеризуемая в определенный момент признаками и параметрами состояния, установленными технической документацией на этот объект.
Объект диагностирования — изделие (транспортное средство) и его составляющие, подвергаемые диагностированию.
Техническое диагностирование — процесс определения технического состояния объекта диагностирования с требуемой точностью.
Результатом диагностирования является диагноз — заключение о техническом состоянии объекта с указанием при необходимости места, вида и причины дефекта.
Средства и объекты диагностирования, подготовленные к проверке параметров состояния или осуществляющие ее по правилам, установленным соответствующей документацией, называются системой технического диагностирования.
Таким образом, различают понятие диагностики как отрасли знаний и как области практической деятельности. В первом случае используется термин «техническая диагностика», во втором — «техническое диагностирование».
Важнейшее требование к диагностированию — возможность оценки состояния объекта без его разборки.
Диагностика решает задачи трех типов по определению состояния объектов диагностирования:
Задачи первого типа относят к технической диагностике, второго — к технической прогностике (или, как чаще говорят, к техническому прогнозированию), третьего — к технической генетике.
Вопросы для самостоятельного контроля
Основными задачами диагностики применительно к автомобилям являются:
Диагностирование является более совершенной формой проведения контрольных работ. От традиционных контрольных осмотров, выполняемых на автотранспортных предприятиях (АТП) в основном субъективными методами с привлечением в качестве экспертов наиболее квалифицированных механиков и ремонтных рабочих, диагностирование отличается:
Возникновение потребности в объективной и достоверной информации, получаемой инструментальными методами контроля, объясняется действием на автомобильном транспорте двух важных факторов — усложнения автомобильной техники и стремления обеспечить поддержание работоспособности автомобилей в условиях низкой обеспеченности квалифицированными кадрами.
Приборные методы
Наряду с органолептическими методами при техническом диагностировании используются приборные методы, позволяющие получить количественную оценку измеряемого параметра. Диагностирование с применением приборов основано на получении информации в виде электрических, световых, звуковых сигналов, отображающих изменение состояния объекта. В зависимости от физической природы измеряемых параметров различают:
Классификация диагностических приборов может быть проведена по следующим признакам: цифровые и аналоговые, показывающие и сигнализирующие, универсальные и специализированные, стационарные и переносные и др.
Однако, все средства технического диагностирования, используемых для диагностики механического оборудования, по уровню решаемых задач и приборной реализации можно разделить на: портативные, анализаторы и встроенные системы.
Портативные средства технического диагностирования реализуют измерение одного или нескольких диагностических параметров, характеризуются малыми габаритами и отсутствием обмена данных с компьютерными системами (рисунок 40). К их преимуществам относятся: быстрота процесса измерения, простое обслуживание и управление, оперативное и наглядное получение информации в виде одиночного результата, низкая стоимость. Область применения – оперативный контроль технического состояния оборудования работниками ремонтных служб и технологическим персоналом.
Рисунок 40 – Портативные приборы: а) электронный стетоскоп; б) виброметр; в) тахометр; г) пирометр
Анализаторы позволяют выполнить не только измерение, но и детальный анализ диагностических параметров. На основании полученной информации проводится обнаружение повреждений на ранней стадии развития. Среди данного класса средств технического диагностирования необходимо выделить спектроанализаторы вибрации, тепловизоры, анализаторы напряжения (рисунок 41). Переносной прибор выступает в роли мобильного устройства для сбора и предварительного анализа данных, а компьютер и программное обеспечение позволяет проводить более глубокие исследования на основе анализа трендов и экспертных систем. Применение анализаторов оправдано при специализации процессов контроля, высокой квалификации специалистов, необходимости обеспечения качества проводимых измерений. Область применения – специализированные подразделения промышленных предприятий по экспертизе технического состояния, наладке механического оборудования.
Рисунок 41 – Анализаторы: а) анализатор вибрации 795М; б) анализатор вибрации СД-21; в) тепловизор «SAT HY-6800»; г) тепловизор FLIF TG165
Встроенные системы используются при необходимости постоянного контроля технического состояния оборудования. Основные задачи: защита оборудования от ненормативных режимов работы, мониторинг технического состояния, диагностирование состояния оборудования, использование комплекса диагностических параметров (рисунок 42). Основные направления развития: контроль комплекса диагностических параметров; использование персональных компьютеров при обработке однотипной информации; блочный принцип построения; универсальность.
Рисунок 42 – Структурная схема стационарной системы контроля вибрационных параметров
В случае контроля одного параметра (обычно вибрации), устанавливается блок контроля, измеряющий и сравнивающий текущее и заданное значение параметра. При превышении заданного уровня включается звуковая или световая сигнализация; возможна остановка оборудования.
Если количество точек возрастает, их контроль однотипен и выполняется по определённой программе, наиболее целесообразным является соединение измерительной (датчики, линии связи, предусилители) и вычислительной (персональный компьютер) систем. При одновременном контроле нескольких взаимодополняющих параметров по одному агрегату используют блочный принцип, основанный на единой элементной базе и конструкторском решении. Наиболее характерно данное построение для механизмов роторного типа. Контролируемые диагностические параметры: параметры вибрации корпусов подшипников, биения вала, орбита движения вала, частота вращения, температура смазочного материала. Сигнализирующая система встроенного контроля предполагает участие оператора и дополнительный спектральный анализ для точной постановки диагноза.
Использование стационарной системы контроля для защиты оборудования от превышения нормативных параметров работы обосновано лишь в случае недоступности оборудования для осмотра.
Высокая стоимость – один из недостатков встроенных систем, определяется не только стоимостью аппаратной части, но и затратами на поддержание системы в работоспособном состоянии. Это ограничивает объём использования встроенных систем 10% эксплуатируемого оборудования.
Диагностика двигателя и электронных компонентов
Проверка работы двигателя и сопутствующих электронных систем управления на предмет нестабильной работы. При проблемах с запуском двигателя, на холостых оборотах, при завышенном расходе топлива или снижении динамики разгона необходима диагностика. Современные силовые установки — это сложный механизм, в котором неисправности могут выстраиваться в отдельные цепочки и влиять друг на друга. Только опытный диагност может точно определить и устранить неисправность, не затягивая ремонт автомобиля.
