Диагностика – отрасль знаний, исследующая техническое состояние объектов диагностирования и проявление технических состояний, разрабатывающая методы их определения, а также принципы построения и организацию использования систем диагностирования. Когда объектами диагностирования являются объекты технической природы, говорят о технической диагностике.
Объект технического диагностирования – изделие и его составные части, техническое состояние которых подлежит определению.
Техническое диагностирование – процесс определения технического состояния объекта диагностирования с определенной точностью.
Техническое состояние объекта диагностирования – совокупность подверженных изменению в процессе производства или эксплуатации свойств объекта, характеризуемая в определенный момент времени признаками, установленными технической документацией на этот объект.
Параметр технического состояния – физическая величина, характеризующая работоспособность или исправность объекта диагностирования, изменяющаяся в процессе эксплуатации.
На изменение параметров технического состояния узла, агрегата, электронных систем или транспортного средства в целом влияет большое число конструктивных, производственных и эксплуатационных факторов.
К конструктивным и производственным факторам относятся качество изготовления, сборки, обкатки, конструктивные особенности и структура отдельных элементов и их взаимосвязь в электронной системе с другими элементами, а также физико-механические свойства применяемых материалов (твердость, шероховатость и т.п.).
К эксплуатационным факторам относятся режимы нагрузки, внешние климатические условия, способы и уровень диагностирования при проведении ТО и ТР, интенсивность использования транспортного средства в течение смены, суток, года, индивидуальные особенности водителя, управляющего транспортным средством, и т.д.
С точки зрения диагностирования электронных систем автомобиля наибольший интерес представляет математическое описание характера зависимости параметра технического состояния от наработки. От выбора математической функции зависит качество, достоверность и простота постановки диагноза, а также прогнозирования остаточного ресурса.
Диагностический параметр – параметр объекта диагностирования, используемый в установленном порядке для определения технического состояния объекта диагностирования.
Структурный параметр – параметр, непосредственно характеризующий работоспособность объекта диагностирования (износ, зазор, натяг и др.).
Измерение – нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.
Достоверность диагностирования – вероятность того, что при диагностировании определяется то техническое состояние, в котором действительно находится объект диагностирования.
Прогнозирование технического состояния – определение изменения параметра технического состояния объекта диагностирования в будущем.
Наработка – продолжительность функционирования объекта или объем выполненной им работы за конкретный промежуток времени.
Наработка на отказ – среднее значение наработки изделия до момента возникновения отказа.
Остаточный ресурс – наработка объекта диагностирования до предельного изменения его параметра технического состояния, начиная от момента диагностирования.
Надежность – свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки. Количественно надежность оценивается показателями безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости.
Показатели надежности количественно характеризуют, в какой степени данному объекту присущи определенные свойства, обусловливающие надежность.
Показатели надежности (например, технический ресурс, срок службы) могут иметь размерность, ряд других показателей (например, вероятность безотказной работы, коэффициент технической готовности) — являются безразмерными.
Работоспособность – это состояние объекта, при котором он способен выполнять требуемые функции.
Безотказность – свойства объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки.
Долговечность – свойства объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.
Объект может перейти в предельное состояние, оставаясь работоспособным, если, например, его применение станет недопустимым по требованиям безопасности, экономичности и безвредности. К показателям долговечности относятся: средний ресурс; ресурс между средними (капитальными) ремонтами; ресурс до списания, средний срок службы и др.
Контролепригодность – свойство изделия, характеризующее его приспособленность к проведению контроля заданными средствами.
Ремонтопригодность – свойства объекта, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения его повреждений, отказов и неисправностей, а также поддержанию и восстановлению работоспособного состояния объекта путем проведения технического обслуживания и ремонтов.
На ремонтопригодность влияют конструктивные особенности машин, механизмов и узлов; доступ к контрольным узлам и местам регулировки; полнота сопроводительной документации. Ремонтопригодность тесно связана с конструктивностью и технологичностью. К показателям ремонтопригодности относятся: вероятность восстановления работоспособного состояния; среднее время восстановления работоспособного состояния; средняя трудоемкость ремонта и технического обслуживания.
Сохраняемость – свойство объекта непрерывно сохранять требуемые эксплуатационные показатели (безотказности, долговечности и ремонтопригодности) в течение (и после) срока его хранения или транспортирования.
Основным
показателем сохраняемости является средний срок сохраняемости.
Срок сохраняемости – это календарная
продолжительность хранения или транспортирования объекта, в течение и после
которой сохраняются значения показателей безотказности, долговечности и
ремонтопригодности в установленных пределах. К показателям сохраняемости
технических объектов относится гамма-процентный срок сохраняемости, т. е. срок
сохраняемости, достигаемый с заданной вероятностью гаммы, выраженной в
процентах. Сохраняемость материалов, продуктов и веществ в основном связана с
изменением их физико-химических свойств.
Сохраняемость объекта характеризуется его способностью противостоять отрицательному влиянию условий и продолжительности хранения и транспортирования на его безотказность, ремонтопригодность и долговечность. Сохраняемость представляют в виде двух составляющих, одна проявляется во время хранения, а другая – во время применения объекта после хранения или транспортирования.
Очевидно, что продолжительное хранение и транспортирование в необходимых условиях для многих объектов может отрицательно влиять не только на их поведение во время хранения или транспортирования, но и при последующем применении объекта. Вторая составляющая сохраняемости имеет существенное значение. Следует различать Сохраняемость объекта до ввода в эксплуатацию и Сохраняемость объекта в период эксплуатации при перерывах в работе. Во втором случае срок сохраняемости входит в срок службы.
В число основных понятий теории надежности входят:
• система;
• элемент;
• объект.
Формулировка этих понятий соответствует философскому представлению о целом и части. Технические объекты, рассматриваемые в теории надежности, представляют в виде систем – совокупностей взаимодействующих и функционально взаимосвязанных частей, называемых элементами. Система предназначена для выполнения заданной целостной программы. Элементами называют отдельные части системы способные самостоятельно выполнять определенные задачи.
Выбор системы и образующих ее элементов – весьма произволен. Любая система при расширенной постановке задачи станет частью более крупной системы, а каждый элемент можно разбить на части, которые в свою очередь станут его элементами.
Таким образом, разделение оборудования на системы и элементы зависит от того иерархического уровня, на котором осуществляется решение поставленной задачи.
ГОСТ объединяет понятия система и элемент общим термином «объект».
Объектом называется какое-либо устройство системы или ее элемента, принятое для изучения определенных его свойств вне всяких связей с другими элементами.
В процессе эксплуатации системы или ее элемента могут иметь место случаи, когда происходит частичная или полная потеря их функциональных свойств. Такая потеря работоспособности в теории надежности называется отказом. Отказ в теории надежности является одним из центральных понятий.
Отказом называется любое событие, состоящее в нарушении или прекращении работоспособного состояния объекта. Такое событие возможно, когда один или несколько рабочих параметров изделия выходят за допустимые пределы и при этом дальнейшая эксплуатация транспортного средства невозможна или нецелесообразна по экономическим соображениям. Основные причины отказа – износ подвижных поверхностей деталей механической системы агрегата или узла, нарушения однородности их элементов, нарушение регулировочных параметров, различные физико-химические необратимые процессы и т.п.
Отказы бывают:
— зависимые и независимые;
— внезапные и постепенные;
— окончательные и частичные;
— конструкционные, производственные (технологические) и эксплуатационные.
Если отказ одного элемента не приводит к отказу других, то он называется независимым. Отказ, появившийся в результате отказа других элементов, называется зависимым.
Внезапные отказы возникают неожиданно, без видимых признаков их приближения.
Внезапные отказы чаще являются следствием неконтролируемого в условиях эксплуатации постепенного качественного изменения физико-механических свойств, накоплении в деталях усталостных повреждений или следствием действия недопустимых нагрузок, температур и т.д. примерами внезапных отказов являются пробой проводов высокого напряжения и катушек зажигания, перегорание элементов в электронных системах и их блоков управления, обрыв рукавов высокого давления гидропривода.
Постепенные отказы вызываются износом или старением материала, длительным воздействием повышенных нагрузок, приводящих к ухудшению характеристик при сохранении работоспособности. Иными словами данный вид отказа характеризуется изменением какого-либо контролируемого в процессе эксплуатации транспортного средства параметра технического состояния, выход которого за установленное значение (например, предусмотренное техническими условиями) характеризует отказ. Примером постепенного отказа является снижение мощности двигателя внутреннего сгорания, увеличение искрового зазора в свече зажигания, износ насосной части электрического бензонасоса, износ резистивного слоя в потенциометрах, отравление продуктами горения кислородных датчиков, а также каталитических нейтрализаторов и т.д. и т.п.
С учетом развития и совершенствования применяемых в эксплуатации методов и средств диагностирования технического состояния всё больше внезапных отказов может быть отнесено к числу постепенных. Разграничение отказов на постепенные и внезапные позволяет выбирать соответствующие методы и средства их локализации и методы прогнозирования остаточного ресурса.
Окончательными (полными) называются отказы, при которых система становится неработоспособной или параметры выходят за допустимые пределы до момента устранения отказа.
Частичные отказы приводят к срабатыванию предупредительной аварийной сигнализации и к необходимости частичного снижения рабочих параметров.
Конструкционный отказ имеет место при нарушении установленных норм и правил и (или) норм конструирования.
Производственные отказы возникают в результате нарушения процессов изготовления, сборки, приработки узлов транспортного средства, неправильного выбора места установки детали, а также допустимых температур и других режимов. Чаще всего они проявляются на ранней стадии эксплуатации транспортного средства.
Эксплуатационные отказы возникают в результате нарушения установочных правил и (или) условий эксплуатации (мощностного, теплового или скоростного режимов эксплуатации; применяемых масел, топлив, запасных материалов, компонентов и т.д.).
Среди отказов особое место занимают отказы или их совокупности, приводящие объект в предельное состояние, после достижения которого, его дальнейшее использование по назначению недопустимо или нецелесообразно.
Одним из важнейших условий поддержания на высоком уровне эффективности и надежности транспортных средств является своевременное обнаружение и предупреждение на ранней стадии отказов и неисправностей. Этому способствует внедрение современных методов и средств диагностирования.
Задачи диагностики следующие: изучение и установление признаков (параметров) оценки неисправностей и отказов транспортных средств и их агрегатов; разработка методов и средств, с помощью которых можно дать заключение о характере неисправности и отказа.
По результатам измерений диагностических параметров осуществляется прогнозирование остаточного ресурса транспортного средства и отдельных его агрегатов.
Целью диагностирования являются оценка общего технического состояния транспортных средств; локализация неисправностей, направленных на снижение расхода запасных частей, материалов, топлива, стоимости и трудоемкости ТО и ТР транспортных средств; выполнение ТО и ТР транспортных средств не по регламенту, а по потребности и в конечном итоге повышение коэффициента готовности парка транспортных средств.
Диагностирование отличается от традиционных контрольных операций объективностью и достоверностью оценки технического состояния транспортных средств в особенности тех, которые оснащены сложными электронными системами управления, а также возможностью определения параметров их эффективности, наличием условий для оперативного управления техническим состоянием таких транспортных средств. Диагностирование чаще всего является составной частью технологического процесса ТО и ТР транспортных средств. Такая система принята во многих отраслях народного хозяйства.
Различают функциональное и тестовое диагностирование. Функциональное диагностирование производят для оценки общего технического состояния транспортного средства или агрегата, тестовое – для оценки технического состояния отдельных систем, узлов и деталей, локализации и устранения источника неисправности, а также проведение необходимого регулирования и т.д.
ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ…