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:

• проверка исправности и работоспособности составных частей машины
• поиск дефектов, в результате которых нарушилась исправность или работоспособность
• сбор исходных данных для прогнозирования остаточного ресурса

Виды диагностирования во время эксплуатации автомобиля

• в процессе технического обслуживания
• заявочное
• ресурсное

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:

• внешний осмотр
• прослушивание
• остукиванне
• проверка осязанием и обонянием

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

• Прямые методы основаны на измерении структурных параметров технического состояния непосредственно прямым измерением (размер детали, зазор в подшипниках, прогиб ремня привода вентилятора и т.д.)
• Косвенные методы основаны на определении структурных параметров состояния составных частей по косвенным (диагностическим) параметрам при установке диагностического устройства без разборки машины. Этими методами определяются физические величины, характеризующие техническое состояние механизмов и систем машины: давление масла, расход газа (топлива, масла), параметры вибрации, ускорение при разгоне двигателя и др.

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.

Методы диагностирования

Методы диагностирования автотранспортных средств подразделяются на субъективные и объективные. В основе субъективных методов лежат способы определения технического состояния автомобиля по выходным параметрам динамических процессов. Однако получение, анализ информации, а также принятие решения о техническом состоянии производятся с помощью органов чувств человека, что, естественно, имеет достаточно высокую погрешность.

Субъективные методы

Наибольшее распространение получили следующие субъективные методы:

• визуальный
• прослушивание работы механизма
• ощупывание механизма
• заключение о техническом состоянии на основании логического мышления

Визуальный метод дает возможность обнаружить, например, следующие неисправности:

• нарушение уплотнений, трещины, дефекты трубопроводов, соединительных шлангов и т.п. — по течи топлива, масла, экс­плуатационных жидкостей
• неполное сгорание топлива — по дымлению из выхлопной трубы
• подтекание форсунок — по повышению уровня масла в под­доне картера двигателя и т.д.

Прослушивание работы механизма позволяет обнаружить следующие неисправности:

• увеличенный зазор между клапанами и коромыслами ме­ханизма газораспределения — по стукам в зоне клапанного ме­ханизма
• повышенный 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 звука выхлопа (при раннем впрыске — «жесткая работа», при позднем — «мягкая»)
• неисправности сцепления автомобиля — по шуму и стукам при переключении передачи и др.

Методом ощупывания механизма можно определить такие неисправности:

• ослабление креплений — по относительному перемещению деталей
• неисправности отдельных трущихся 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 следующих неисправностях:

• топливной аппаратуры — затруднен пуск двигателя
• системы охлаждения — двигатель перегревается и др.

Объективные методы

Объективные методы основываются на измерении и анализе информации о действительном техническом состоянии элементов автомобиля с помощью контрольно-диагностических средств и путем принятия решения по специально разработанным алгоритмам диагностирования. Применение тех или иных методов существенно зависит от целей, которые решаются в процессе технической подготовки автомобилей. Однако в связи с усложнением конструкции автомобиля, повышенными требованиями к эксплуатационным качествам, интенсивностью использования объективные методы диагностирования находят все большее применение.

Методы диагностирования автомобилей, их агрегатов и узлов характеризуются способом измерения и физической сущностью диагностических параметров, наиболее приемлемых для исполь­зования в зависимости от задачи диагностирования и глубины постановки диагноза.

В настоящее время принято выделять три основные группы методов, классифицированных по виду диагностических параметров.

Методы I группы базируются в основном на имитации скоростных и нагрузочных режимов работы автомобиля и определении при заданных условиях выходных параметров. Для этих целей используются стенды с беговыми барабанами или параметры определяются непосредственно в процессе работы автомобиля на линии. Методы диагностирования по параметрам экс­плуатационных свойств дают общую информацию о техническом состоянии автомобиля. Они позволяют оценить основные экс­плуатационные качества автомобиля:

• тормозные
• мощностные
• топливную экономичность
• устойчивость и управляемость
• на­дежность
• удобство пользования
• и т.д.

Методы II группы базируются на объективной оценке гео­метрических параметров в статике и основаны на измерении значения 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, клапан­ном механизме, кривошипно-шатунной и поршневой группах двигателя, шкворневом соединении колесного узла, рулевом управлении, углы установки передних колес и др. Диагностиро­вание по структурным параметрам производится с помощью из­мерительных инструментов: щупов, линеек, штангенциркулей, нутромеров, индикаторов часового типа, отвесов, а также спе­циальных устройств. Преимущество методов этой группы — возможность постановки точных диагнозов, простота средств измерения, а недостатки — большая трудоемкость, малая тех­нологичность.

К III группе относятся методы, оценивающие параметры сопутствующих процессов. Например, герметичность рабочих объемов оценивается при обнаружении и количественной оцен­ке утечек газов или жидкостей из рабочих объемов, узлов и аг­регатов автомобиля. К таким рабочим объемам можно отнести:

• камеру сгорания
• герметичность которой зависит от состояния цилиндропоршневой группы и клапанов газораспределения
• систему охлаждения
• систему питания двигателя
• шины
• гид­равлические и пневматические приборы и механизмы

По интенсивности тепловыделения можно оценить работу трения сопряженных поверхностей деталей, качество процессов сгорания (например, по температуре отработавших газов), однако такие методы пока не нашли широкого применения.

При создании средств технического диагностирования транс­портных средств широко используются также методы, оценивающие состояние узлов и систем по параметрам колебательных процессов. Их можно разделить на три подвида:

1. методы, оценивающие колебания напряжения в электри­ческих цепях
2. методы, оценивающие параметры виброакустических сиг­налов (получаемых при работе зубчатых зацеплений, клапанных механизмов, подшипников и т.д.)
3. методы, оценивающие пульсацию давления в трубопрово­дах (на основе этого принципа работают дизель-тестеры для ди­агностирования дизельной топливной аппаратуры)

Методы, с помощью которых оцениваются колебания напряжения в электрических цепях, используются для диагностирова­ния системы зажигания двигателя по характерным осциллограм­мам напряжений в первичной и вторичной цепях. Осциллографом отображаются процессы, протекающие в первичной и вторичной цепях системы зажигания за время между последовательными искровыми разрядами в цилиндрах, для визуального исследова­ния. Участки осциллограмм содержат информацию о состоянии системы зажигания. По осциллограмме первичного напряжения непосредственно измеряют угол замкнутого состояния контактов. По напряжению искрового разряда осциллограммы вторичного напряжения определяют состояние зазора свечи. Сравнивая полученные осциллограммы с эталонными, выявляют характерные неисправности проверяемой системы зажигания.

Виброакустические методы используются для измерения низко- и высокочастотных колебаний систем и элементов транс­портных средств.

Одним из таких методов является диагностирование по перио­дически повторяющимся рабочим процессам или циклам. Суть данного метода заключается в следующем. Рабочие процессы впуска, сжатия, сгорания и выпуска, изменение давления в топливных трубопроводах высокого давления, колебательные процессы в системе зажигания и другие часто повторяются. Так как закономерности изменения параметров рабочих процессов во всех периодах идентичны, то для диагностирования достаточно изучить параметры одного цикла. Для этого с помощью специальных преобразователей параметры одного цикла задерживают, разворачивают во времени и выводят на регистрирующий или пока­зывающий прибор.

Определенное место занимают методы, оценивающие по фи­зико-химическому составу отработавших эксплуатационных ма­териалов состояние узлов и агрегатов и отклонения от их нормального функционирования, например анализ отработанного масла, анализ отработавших газов и т.п. Диагностирование по составу масла производится путем анализа его проб, взятых из картера двигателя с целью определения количественного содержания продуктов износа деталей, а также наличия загрязнений и примесей. 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 судят о скорости изнашивания поршней и других деталей. Содержание почвенной пыли харак­теризует состояние воздушных фильтров и герметичность тракта подачи воздуха в цилиндр двигателя.

Визуальный метод диагностики автомобиля

Из жизни автосервиса — 6

Что такое «методика» знают многие, это «… некий готовый «рецепт», алгоритм, процедура для проведения каких-либо нацеленных действий. Близко к понятию технология. Методика отличается от метода конкретизацией приёмов и задач. Например, математическая обработка данных эксперимента может объясняться как метод (математическая обработка), а конкретный выбор критериев, математических характеристик — как методика». https://goo.gl/kcJnxy
Когда я спросил Дмитрия Юрьевича:
— Какой методикой вы пользуетесь для проведения диагностики?
То по его взгляду понял, что вопрос немного некорректен, или даже «туповат». Он пожал плечами и коротко ответил:
— Смотрите сами.
Смотрю. Вот как видит процесс диагностики автомобиля «человек со стороны», клиент или кто-то ещё:

Ну и для чего эти люди собрались перед капотом? Или зачем их «главный» (Дмитрий Юрьевич), постоянно отвлекается на монитор?

А это уже и есть «методика».
Действительно, вот жалуется, например, клиент на нестабильность холостого хода. Что делать, куда смотреть, что смотреть?
Порядок осмотра в этом автосервисе http://mek1.ru/ давно отработан («порядок осмотра – это метод из нужной методики).
Дмитрий Юрьевич выбирает параметры для просмотра:

Выбирает те данные, которые, по его мнению, требуются для проверки при озвученных жалобах клиента. Запускается мотор и начинается их изучение:

Пока Дмитрий Юрьевич анализирует информацию, его команда » ворон не ловит», а действует по своему плану (могу даже сказать – «алгоритму», так как каждый знает что ему делать, в какой очерёдности).
Антон готовит мотор к проверке системы зажигания:

Как давно понял, в автосервисе Дмитрия Юрьевича используется только качественное оборудование. Пусть дорого, да, зато результаты работы оправдывают подобные покупки и приобретения: для проверки системы зажигания используется линейка производства фирмы SUN (США). Это не реклама, нет. Это обыкновенная «констатация факта» — хорошее оборудование для автомобильной диагностики стоит дорого, но оно того стоит: это и скорость работы, и точность; всё это выливается в тот результат, за которым клиент приехал: «Гарантированная правильность выводов проведённой диагностики автомобиля».

Дмитрий (слева), отщёлкивает крепежи для снятия и проверки воздушного фильтра:

Чуть выше я говорил насчёт «гарантированной правильности выводов диагностики». Хочу дополнить: диагностическое оборудование таких выводов не делает. Дорогое оно, или нет, но оборудование только помогает делать вывод и только предоставляет информацию для тех выводов, которые должен сделать автомобильный диагност. Что и видно на следущем фото:

Раньше я говорил, что в этом автосервисе получаемые от сканера или мотортестера данные выводятся сразу на несколько мониторов. Здесь Дмитрий Юрьевич как раз смотрит на такой дополнительный монитор и нажимает педаль газа. Удобно. В ином случае пришлось бы отвлекать человека из команды – а у него на данный момент своя работа.
Раньше, при просмотре данных было определено, что мотор под капотом – GDI-5 второго поколения. И давление для него явно недостаточно. При перегазовке определяется отработка насосом (ТНВД) требуемого давления при повышенных оборотах и на холостом ходу.
На графике и по другим данным:

Определяется, что на высоких оборотах ТНВД своё давление отрабатывает, а вот на ХХ – нет. Вот здесь (на фото ниже), всё становится понятным:

При данных условиях давление не должно быть 4.5 MРa, оно должно быть 7.0 MРa. Это означает, что ТНВД нуждается в осмотре и, наверное, в ремонте.
Но это не «вся диагностика», как можно подумать. Хотя в некоторых автосервисах на этом дело и заканчивается: «Мы компьютером посмотрели и вывод такой …». Нет, «посмотреть сканером и сделать вывод» — это начальный класс автодиагностики.
Дальше при помощи оптического зонда:

Осматривается горловина бензобака.

При помощи джойстика зонд можно поворачивать и осматривать всё, что поможет сделать точный и окончательный вывод о состоянии горловины бензобака:

Владельцы автомобилей, автодиагносты уже знают, что из-за коррозии горловины топливного бака часто «умирает топливный насос». Но нет, здесь всё в порядке. Однако проверить надо было обязательно. Это тоже «методика».
Но и это ещё не всё. Пока осматривался бензобак, мотор был подготовлен к «визуально-техническому» осмотру:

И казалось бы: «Что здесь смотреть?». Или: «И что на него смотреть? Мотор как мотор … «.
Проверяется течь масла масляного насоса. Проверяется ремень ГРМ. Здесь он относительно свежий, 2012 года, но сальники уже начали подтекать …

Нижняя защитная крышка.

Зачем на неё смотреть? Есть ли смысл? Или создаётся «видимость работы»?
А затем, что на крышке расположены крепления датчика коленчатого вала. И здесь крепёж, фактически, болтается — нет одного болтика. Если бы сейчас сюда не заглянули и не ознакомили с результатами осмотра клиента, то вполне вероятно, что в какой-то момент мотор мог «непонятно и неожиданно заглохнуть» — разъём без предусмотренного крепления может «отойти» на первой или второй кочке. И контакта нет. И мотор заглох. И клиент наверняка бы подумал: «Ну вот … накрутили-наремонтировали в сервисе неизвестно что…». Так часто бывает.
Но и это не всё.
Проверяется внутреннее состояние мотора: камера сгорания, клапана, поршня, количество нагара:

А ниже очень интересное фото:

Вроде бы обычный снимок. Ну и что такого, что помощник, Антон, осматривает изнутри мотор в тех же местах, где до него только что смотрели. Проверяет? Дмитрий Юрьевич себе не доверяет?
А это, между прочим, относится не только к слову «методика», но и к слову «обучение». Когда Дмитрий Юрьевич передаёт зонд Антону, то это означает: «Посмотри. Поучись. Там есть нагар. Забирай в свою копилку».
А зонды хорошие. Качественные:

Ну и напоследок – осмотр свечей зажигания:

Теперь почти всё. Теперь Дмитрий Юрьевич записывает полученные результаты и пожелания клиенту:

И докладывает старшему по ремзоне результаты диагностики, а тот будет дальше общаться с клиентом:

Второй автомобиль, Mitsubishi Chariot, который прибыл на диагностику («троит»), проходил осмотр точно так же:
1. Определяется неисправный элемент, катушка и свеча извлекаются.

2. Для того, чтобы общая картина при проверке не смазывалась, устанавливается рабочие катушка, свеча (выше всех остальных):

Теперь ничего не мешает «увидеть картину целиком»: выбрать нужные параметры и приступить к их изучению:

И обратите внимание на Антона (справа):

Понаблюдав за ним, сделал вывод, что человек перспективный, ему не нужно напоминаний типа «посмотреть и поучиться», он всегда сторожит действия Дмитрия Юрьевича, сам везде наблюдает и учится.

Так как основное подозрение на систему зажигания, она проверяется так же тщательно:

И на холостом ходу, и при оборотах:

Методика, вроде бы, точно такая же, только в этом случае «построение методики отталкивается от подозреваемой неисправности» и некоторые шаги методики меняются. Но основные элементы проверок всё равно остаются:

Меняется всё, что вызывает подозрения и что скоро может выйти из строя:

Такой тщательный осмотр продиктован тем, что этот автомобиль здесь стоит на обслуживании, но на осмотре (ТО) не был уже давно.

Третий автомобиль Mitsubishi Pajero – и другая методика. Здесь мотор работает нестабильно, он «или троит, или умирает». Может заглохнуть.
На панели приборов горят подсказки для проверяющих:

Мотор как мотор. И где тут неисправность спряталась?

Обратите внимание, какие параметры для проверки выбраны:

Именно после просмотра показаний, Антон уменьшается в размерах и лезет куда-то под руль …

И для чего.
А раскладка мыслей была такая:

— автомобиль обслуживался в другом автосервисе
— для устранения причин нестабильной работы двигателя, там решили принудительно повысить обороты ХХ путём вольного сдвигания APS в какую-то сторону.
— в результате: обороты ХХ они «как-то сделали»
— но не знали, что при такой «регулировке» вышли в динамический диапазон по APS «автомобиль в движении», то есть, в диапазон, который «подхватывается» только датчиком скорости (педаль нажата, причём в том положении, когда должен работать датчик скорости.
Знали ли в том автосервисе, что:
· Датчик регистрирует положение педали акселератора и передает
· сигнал в блок управления двигателем.
· Датчик положения педали акселератора имеет два
регистрирующих контура.
· Этот датчик представляет собой разновидность потенциометра, который преобразует информацию о положении педали акселератора в электрический сигнал напряжения, направляемый в блок управления двигателем.
· При помощи измерительных цепей датчика производится регистрация скоростей нажатия и отпускания педали акселератора, информация о которых передается в блок управления двигателем в виде сигналов напряжения.
· На основе этих сигналов блок управления двигателем регистрирует текущую величину угла поворота педали акселератора при её нажатии — и на основе этих сигналов управляет электродвигателем привода дроссельной заслонки.
· Отпущенное положение педали акселератора ( или «положение холостого хода»), определяется блоком управления двигателем на основе сигнала от её датчика.
· Блок управления двигателем использует этот сигнал при организации управления двигателем, например, управляя отключением топливоподачи на принудительном холостом ходу.
· И говорит ли что вот это: «1250 mv для обоих каналов на холостом ходу?»

Итого: при таком положении датчика педали газа, нормального (положенного) холостого хода не может быть по определению.

Вот по этой причине, для правильной регулировки APS, Антон забрался под руль.

В результате вот что получилось:

Для чего нужно было в первую очередь заниматься настройкой APS?
Только для того, чтобы «выровнять картину осмотра», убрать нестабильность ХХ и изучать работу двигателя без ненужных помех.
Дальше всё по отработанной методике. Осмотр мотора:

Осмотр поршней, клапанов, определение количества сажи, осмотр развала двигателя (сколько гаек туда набросали предыдущие специалисты) …

Подготовка и проверка давления в топливной системе: