Параметры и качественные признаки технического состояния.

Автомобилей(ч.1).

Основы технической диагностики автомобилей.

Классификация систем технической диагностики.

Как отмечалось (разд. 1), техническая диагностика решает задачу по распознаванию технического состояния системы в условиях ограниченной информации. Решение ее осуществляется системой технического диагностирования, которая определяется как совокупность средств и объекта диагностирования, подготовленная к диагностированию или осуществляющая его по определенным правилам.

Системы диагностирования исключительно разнообразны. Их рациональное изучение должно опираться на соответствующую классификацию.

По характеру взаимодействия между объектом и средством диагностирования различают рациональное и тестовое. Функциональное диагностирование осуществляется в процессе применения объекта диагностирования по прямому назначению. При тестовом диагностировании на входы объекта подаются специальные сигналы для возбуждения в нем процессов, в которых проявляется техническое состояние объекта. Изложенное иллюстрирует рис. 3.11.

а) б)

Рис. 3.11

По степени охвата, изделия диагностированием системы подразделяются на локальные и общие. Общая система диагностирования может включать в себя средства для локальных систем диагностирования, например, встроенные в отдельные части изделия датчики, подключаемые к измерительным устройствам.

По виду используемых технических средств системы диагностирования подразделяются на системы с встроенными (они выполнены в общей конструкции с объектом диагностирования), системы с внешними средствами (они не относятся к конструкции объекта), системы с универсальными средства­ми.(они используются для объектов различают конструкции и функционального назначения), системы со специализированными средствами (они используются только для однотипных объектов).

По степени автоматизации системы диагностирования подразделяются на ручные, автоматизированные и автоматические.

Классификацию систем технического диагностирования, их свойства и эффективность использования иллюстрирует рис. 3.12.

Рис. 3.12

Параметры и качественные признаки технического состояния.

Как отмечалось, техническое диагностирование есть определение технического состояния объекта в данный момент времени. Для какого–либо объекта можно указать множество признаков или параметров, каждый из которых характеризует его техническое состояние. Они называются диагностическими. Например, подтекание смазки, дымление являются признаками имеющими качественный характер, а количество прорывающихся в картер двигателя газов – качественным признаком.

Полагая, что процессы и явления, происходящие в диагностируемом объекте, определяются сочетанием размеров и соотношений конструктивных элементов, целесообразно считать исходным при диагностировании структурный параметр. Он представляет собой какой-либо определяющий размер или сочетание размеров; толщину отложения (смол, сажи, лаков), величину деформации и т.д.

Связь между диагностическими и структурными параметрами бывает четырех видов:

а) Единственная. Характеризуется изменением только одного диагностического параметра (D) в результате изменения одного же структурного параметра (S). Такая связь позволяет почти безошибочно оценивать техническое состояние объекта диагностирования по проверяемому структурному параметру.

б) Множественная. Характеризуется изменением нескольких диагностических признаков при изменении какого-либо одного структурного параметра. Например, увеличение зазоров в подшипниках коленчатого вала ДВС сопровождается снижением давления в системе смазки, появлением стуков при его работе, повышением содержания веществ, входящих во вкладыши, в моторном масле. Каждая из этих связей может составить самостоятельный метод диагностирования или дополнить друг друга, повышая точность диагноза.

в) Неопределенная. Характеризуется изменением одного диагностиче ского параметра при изменении ряда структурных. Так, уменьшение амплитуды звукового импульса выхлопа из одного цилиндра ДВС может быть вызвано и разгерметизацией клапанов (впускного и выпускного), и увеличенными зазорами в цилиндропоршневой группе, и нарушением момента впрыска топлива и отклонениями других функциональных параметров.
Диагностический признак (параметр), имеющий неопределенную связь с структурными, является очень ценным, так как позволяет своевременно обнаружить отклонение любого из них от нормы. Такие диагностические параметры называются интегральными. Они могут значительно сократить общее время диагностирования объекта.

г) Комбинированная. Характеризуются любым сочетанием указанных ранее связей.

К диагностическим параметрам, как носителям информации о техническом состоянии объекта, предъявляются требования однозначности, чувствительности, стабильности. информативности, а также оперативности, полноты диагноза и точности диагностирования.

а) Однозначность означает отсутствие экстремума функции D (S) в диапазоне от начального до предельного значения структурного параметра. В отдельных случаях, например, при определении расхода масла на угар в ДВС по мере приработки в эксплуатации такая однозначность отсутствует. Однако, в результате исследований могут быть определены границы однозначного изменения параметра, что позволяет использовать его как диагностический.

б) Чувствительность характеризуется величиной производной:

(3.21)

определяя способность реагировать на изменение структурного параметра. Из нескольких диагностических параметров при прочих равных условиях предпочтительнее тот, у которого чувствительность выше.

в) Стабильность определяется отклонением величины диагностического параметра от среднего значения при неизменных условиях измерения. Т.е. стабильность обуславливает случайную погрешность измерения параметра.

г) Информативность определяется снижением неопределенности (энтропии) технического состояния объекта после измерения данного диагностического параметра:

(3.22)

где – информативность i-го диагностического параметра;

– неопределенность (энтропия) состояния объекта;

– неопределенность состояния оставшаяся после измерения i-го диагностического параметра.

д) Оперативность (скорость) диагностирования характеризует быстроту убывания энтропии при измерении диагностического параметра:

(3.23)

где – время, затрачиваемое на определение состояния объекта по i-му диагностическому параметру.

е) Удельная стоимость диагностирования оценивается затратами ( ) на единицу полученной информации

(3.24)

ж) Полнота диагноза характеризует долю (часть) уменьшения неопределенности технического состояния объекта (его энтропии) при использовании i-го диагностического параметра для оценки максимально возможного числа структурных:

(3.25)

где – максимально возможная информативность i-го диагностического параметра.

з) Точность диагностирования показывает близость результата диагноза объекта по j-ому структурному параметру к заданному с определенной точностью его значению:

(3.26)

где – количество информации, содержащейся в i-ом диагностическом параметре о состоянии j-ого структурного параметра;

– полная энтропия объекта по j-ому структурному параметру, заданная с определенной точностью.

Перечисленные требования к диагностическим параметрам являются критериями их выбора при решении конкретных задач технической диагностики.