автореферат диссертации по транспорту, 05.22.10, диссертация на тему:Диагностирование подшипников коленчатых валов автомобильных двигателей по интегральному показателю смазочного процесса

005009889

ЯНУЧКОВ Михаил Романович

ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ПОДШИПНИКОВ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ПО ИНТЕГРАЛЬНОМУ ПОКАЗАТЕЛЮ СМАЗОЧНОГО ПРОЦЕССА

05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 G СО ZG:

Оренбург - 2012

1-0

005009889

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент

Калимуллин Руслан Флюрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Ковриков Иван Тимофеевич;

доктор технических наук, профессор Кулаков Александр Тихонович

Ведущая организация - ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный

технический университет им. Ю.А. Гагарина»

Защита состоится 02 марта 2012 г. в 9:30 на заседании диссертационного совета Д 212.181.02 при ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный университет» по адресу: 460018, г. Оренбург, пр. Победы, 13, ауд. 6205.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный университет».

Автореферат разослан 30 января 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Рассоха В.И.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. При эксплуатации автомобильного транспорта актуальным является решение научных и практических задач совершенствования методов и средств обеспечения работоспособности систем и механизмов двигателей подвижного состава с целью повышения эффективности транспортного обслуживания и минимизации затрат.

Подшипники коленчатого вала (ПКВ) являются одними из сопряжений, лимитирующих ресурс автомобильного двигателя. На их долю приходится 10-20 % отказов двигателя, для устранения которых требуется 50-70 % затрат на запасные части и 50-60 % трудовых затрат.

Основными причинами отказов ПКВ являются разрушение антифрикционного слоя вкладышей, выплавление, задир вкладышей и проворачивание вкладышей, чрезмерно увеличенный зазор вследствие изнашивания трущихся поверхностей вкладышей и шеек, интенсивность которого в эксплуатации во многом зависит от характера смазочного процесса (СП).

Показатели СП, например, характеристики состояния смазочного слоя, могут являться техническими критериями отказа подшипников, т. е. признаками нарушения их состояния, при котором они способны выполнять заданные функции согласно требованиям конструкторской (проектной) документации.

Существующее диагностическое обеспечение ПКВ, включающее комплекс взаимоувязанных диагностических параметров, методов и средств диагностирования на всех этапах жизненного цикла, не позволяет достоверно и оперативно оценить СП в ПКВ ввиду отсутствия соответствующих показателей и методов. Следствием этого является затрудненность в установлении требуемой периодичности и содержании профилактических и ремонтных воздействий ПКВ, а пропуск обнаружения их катастрофического состояния нередко приводит к аварийным остановкам двигателей, преждевременному ремонту и, как следствие, к дополнительным затратам.

В связи с этим, совершенствование диагностического обеспечения для более достоверного и оперативного определения и прогнозирования технического состояния ПКВ по показателям СП является актуальной задачей повышения эффективности эксплуатации автомобильных двигателей.

Исследование выполнено в рамках госбюджетной НИР «Управление качеством подшипников скольжения автомобильных двигателей по параметрам смазочного слоя» (№ ГР 01960006257) и НИР по заказу Министерства образования Оренбургской области «Продолжение научных исследований по теме: «Методология контроля и управления техническим состоянием

подшипников коленчатых валов автомобильных двигателей в эксплуатации» (2005-2010 гг.).

Объект исследования - процесс изменения технического состояния ПКВ автомобильных двигателей в эксплуатации.

Предмет исследования - закономерности СП в ПКВ в зависимости от их технического состояния.

Цель работы состоит в повышении эффективности эксплуатации автомобилей за счет совершенствования методов и средств обеспечения работоспособности автомобильных двигателей на основе диагностирования ПКВ по интегральному показателю СП.

Задачи исследования:

1) построить и теоретически исследовать диагностическую модель ПКВ автомобильных двигателей;

2) экспериментально установить закономерности изменения показателя СП в ПКВ в зависимости от их технического состояния при эксплуатации автомобильного двигателя;

3) обосновать режим диагностирования ПКВ;

4) обосновать диагностический параметр ПКВ и значения его нормативов;

5) разработать метод и средство диагностирования ПКВ.

Методы исследования, достоверность и обоснованность результатов. Теоретические исследования выполнены с использованием теорий надёжности и диагностики автомобилей; гидродинамической теории смазки; теории автомобильных двигателей; теории вероятностей и математической статистики. Экспериментальные исследования выполнялись в производственных условиях с использованием как общепринятых методик и оборудования, так и разработанных лично автором. Достоверность научных положений работы обуславливается использованием методологической базы исследования, обоснованностью принятых допущений при разработке расчетных моделей, высокой сходимостью экспериментальных данных с результатами собственных теоретических исследований и данными других авторов.

Научная новизна положений, выносимых на защиту:

- диагностическая модель подшипников коленчатого вала, формализовано описывающая связь между структурным параметром - диаметральным зазором и диагностическим параметром - интегральной степенью разрушения смазочного слоя;

- установленные закономерности интегральной степени разрушения смазочного слоя в ПКВ в зависимости от диаметрального зазора в них и скоростного режима холостого хода автомобильного двигателя 849,2/8,0;

- методика обоснования режима диагностирования по критерию наилучшего сочетания показателей стабильности, информативности и чувствительности диагностического параметра;

- диагностический параметр, метод и средство диагностирования ПКВ, повышающие достоверность и оперативность определения и прогнозирования технического состояния ПКВ в процессе эксплуатации на основе измерения электрофизическим методом интегральной степени разрушения смазочного слоя.

Практическая значимость работы:

1) автоматизированная система оценки смазочного процесса (АСОСП) «Комплекс трибодиагностики» позволяет производить контроль функционирования ПКВ на эксплуатационных режимах автомобильных двигателей;

2) использование диагностического обеспечения позволяет сократить число отказов ПКВ и аварийных остановок двигателей, и, как следствие, снизить затраты при эксплуатации автомобилей за счет корректирования периодичности и содержания профилактических и ремонтных воздействий;

3) основные результаты работы могут быть использованы при совершенствовании конструкций смазочной системы и кривошипно-шатунного механизма автомобильных двигателей, оптимизации свойств моторных масел, а также в научном и учебном процессах при подготовке специалистов и научных работников транспортных отраслей.

Реализация результатов работы. Разработанное диагностическое обеспечение внедрено в ЗАО «Автоколонна 1825» (г. Оренбург) для диагностирования автомобильных двигателей 3M3-5234.10 автобусов ПАЗ-3205; АСОСП «Комплекс трибодиагностики» используется в научном и учебном процессах Оренбургского государственного университета (ОГУ).

Апробация работы. Материалы исследования докладывались и получили положительную оценку на 7-ой и 8-ой РНПК «Прогрессивные технологии в транспортных системах» (Оренбург, 2005, 2007 гг.); 4-ой МНТК «Проблемы качества и эксплуатации автотранспортных средств» (Пенза, 2006 г.); МНТК «Проблемы эксплуатации и обслуживания транспортно - технологических машин» (Тюмень, 2007 г.); МНПК «Повышение эффективности эксплуатации автотранспортных средств на основе современных методов диагностирования» (Иркутск, 2007 г.); 6-ой РНТК «Политранспортные системы» (Новосибирск, 2009 г.); 2-ой МНПК «Проблемы эксплуатации и диагностики автомобильного транспорта» (Иркутск, 2009 г.); 10-ой МНПК «Прогрессивные технологии в транспортных системах» (Оренбург, 2011 г.); межкафедральных научно -практических семинарах транспортного факультета ОГУ (2005-2011 г.г). АСОСП «Комплекс трибодиагностики» участвовал в 4-ой и 5-ой специализированных выставках «ПРОМЭНЕРГОСТРОЙМАШ» (Оренбург, 2009, 2010 гг.) и 10-ом Московском международном салоне инноваций и инвестиций (Москва, 2010 г.).

Автор в составе научного коллектива за разработку методологии контроля и управления техническим состоянием подшипников коленчатых валов автомобильных двигателей в эксплуатации удостоен премии Губернатора Оренбургской области за достижения в сфере науки и техники (2009 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 работ, в числе которых 2 статьи в рецензируемых научных журналах, 2 свидетельства на регистрацию программного средства и 2 патента на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения, списка использованных источников из 120 наименований, приложений, и содержит 135 страниц, в том числе 21 таблицу и 25 рисунков.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, приведены ее краткая характеристика, научная новизна и практическая значимость.

В первом разделе рассмотрены закономерности изменения технического и трибологического состояний ПКВ автомобильных двигателей в эксплуатации, проведен анализ диагностического обеспечения ПКВ, обоснована перспективность диагностирования ПКВ по показателям СП, определены цель и задачи исследования.

Между изменением технического и трибологического состояний ПКВ автомобильных двигателей в эксплуатации существует тесная связь. Конструктивные (проектные) значения системы смазки двигателей, геометрических параметров ПКВ и свойства моторных масел должны обеспечивать в эксплуатации режим жидкостной смазки. Однако, изменение технического состояния, проявляющееся в увеличении диаметрального зазора из-за изнашивания трущихся поверхностей, приводит к нарушению режима жидкостной смазки. Это является следствием снижения несущей способности смазочного слоя, уменьшения его минимальной толщины, увеличения вероятности ее разрушения и, соответственно, увеличения продолжительности контактного взаимодействия трущихся поверхностей. Нарушение режима жидкостной смазки, в свою очередь, увеличивает интенсивность изнашивания подшипников и, соответственно, скорость расходования их ресурса. Поэтому для обеспечения работоспособности ПКВ большое значение приобретает количественная оценка СП.

В работах Ф.Н. Авдонькина, М. А. Григорьева, A.C. Денисова, А.Т. Кулакова, С.С. Кукова, В.М. Михлина, Г.И. Суранова, К.В. Подмастерьева и других исследователей описаны методы диагностирования ПКВ по косвенным и структурным диагностическим параметрам, таким как, давление масла в главной масляной магистрали системы смазки, вибрационные и акустические показатели, содержание частиц износа в масле, зазор и др. На основании проведенного анализа сделан вывод, что существующие методы не в полной мере обеспечивают достоверность и оперативность количественной оценки показателей СП в ПКВ, что затрудняет определение их технического состояния.

Для количественной оценки показателей СП в ПКВ привлекательны электрофизические методы и средства трибомониторинга ввиду их достоинств, заключающихся в безынерционное™ по отношению к процессу фрикционного взаимодействия, незначительной энергоемкости, наличии хорошо апробированной теории обработки сигналов, возможности сочетания регистрирующих приборов с вычислительной техникой. Практическое использование таких методов и средств показано в работах С.М. Захарова, И.И. Карасика, К.В. Подмастерьева, В.В. Рапина, А.И. Свиридёнка, H.H. Якунина и др., однако, для решения задач диагностирования ПКВ автомобильных двигателей требуется совершенствование технической и методической базы.

На основании изложенного сформулированы цель и основные задачи исследования.

Во втором разделе построена и теоретически исследована диагностическая модель ПКВ автомобильного двигателя.

В основу разрабатываемой диагностической модели положена математическая модель смазочного процесса в «эквивалентном подшипнике коленчатого вала автомобильного двигателя», разработанная Р.Ф. Калимуллиным. В этой модели свойства СП в отдельных шатунных и коренных ПКВ эквиваленты интегральному свойству в одном подшипнике на общем коленчатом валу, описывающим вероятностью существования смазочного слоя.

Динамическое состояние смазочного слоя в каждом шатунном и коренном подшипнике коленчатого вала при работе двигателя обуславливается большим количеством случайных факторов, и их влияние на вероятность разрушения смазочного слоя подчиняется нормальному закону распределения.

С учетом требования к чувствительности диагностического параметра в модель «эквивалентного подшипника коленчатого вала» в диссертации введена вероятность разрушения смазочного слоя. В заданных условиях эксплуатации, например, нагрузочном, скоростном, тепловом режимах работы ПКВ, вероятность разрушения смазочного слоя Ра определяется по формуле:

где Л^, N - математические ожидания соответственно предельной несущей способности смазочного слоя и внешней нагрузки на смазочный слой в заданных условиях эксплуатации, Н;

где егм и сгд, - значения среднеквадратических отклонений факторов Ng и N в

заданных условиях эксплуатации, Н.

Внешняя нагрузка N на смазочный слой в подшипнике формируется от действия газовых и инерционных сил по углу поворота коленчатого вала и определяется, исходя из положений теории автомобильных двигателей, прежде всего, крутящим моментом М на коленчатом валу и частотой его вращения п:

Предельная несущая способность смазочного слоя равна максимальной суммарной силе реакции со стороны смазочного слоя, при превышении которой смазочный слой разрушается. Значение зависит, согласно положениям

гидродинамической теории смазки подшипников скольжения, от различных конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов:

где / - опорная длина шейки коленчатого вала; <і - диаметр шейки коленчатого вала; /л - вязкость масла; ім - температура масла; Ькр - критическая толщина смазочного слоя; Д - диаметральный зазор в подшипнике.

(1)

N = Ы(М,п).

(2)

(3)

Для количественной оценки СП в «эквивалентном подшипнике коленчатого вала» предлагается использовать показатель £у — «интегральная степень

разрушения смазочного слоя», значение которого определяется по формуле:

и=к ]=т

£/=НП^ГРЛ’ (4)

\| ,=1 7=1

где РЦ" и Р“/" - значение Рл в /' - ом коренном и у - ом шатунном подшипнике;

кит- соответственно количество коренных и шатунных ПКВ.

В зависимости от состояния СП в каждом ПКВ показатель Еу принимает

следующие значения: минимальное (Еу)т!п =0, когда во всех без исключения ПКВ существует устойчивый режим жидкостной смазки (/^ =0); максимальное (Е/)тах = 1, когда хотя бы в одном из ПКВ существует устойчивый режим граничной смазки или сухого трения (Р^ = 1); промежуточные 0<£у<1, когда

имеет место переходный смазочный процесс при последовательном во времени чередовании моментов существования и разрушения смазочного слоя (0 <РЛ < 1).

При одинаковых режимах работы, тепловом состоянии двигателя и свойствах моторного масла значения параметров М, п, 1М, Ъкр и ц в формулах (1-4) являются неизменными, и становится возможным определение диаметрального зазора А, используя установленную зависимость А = А(Еу).

Проведено моделирование СП в ПКВ автомобильного двигателя 849,2/8,0 (ЗМЗ-5234.10) на холостом ходу в диапазоне частоты вращения коленчатого вала от минимально устойчивой «^„„=500 мин’1 до повышенной ппод=2000 мин"1 при

увеличении диаметрального зазора во всех подшипниках от А'1 =80 мкм до Ал= 240 мкм. Полученные зависимости =/(А) (рисунок 1) являются

монотонно-возрастающими, без экстремумов, а среднее значение коэффициента чувствительности Кч = с1Е;/¿Д максимально при иИШ(=500 мин1. В тоже время в

диапазоне частоты вращения ляов=1500...2000 мин'1 значение Кч уменьшается в

два раза, но скорость изменения Ef минимальна <г/£у- /й'л —> 0 (рисунок 2).

Рисунок I - Зависимости показателя Еу от Рисунок 2 - Зависимости показателя /;'у от

диаметрального зазора Д в ПКВ при разных частоты вращения вала П на холостом ходу

частотах вращения вала п на холостом ходу при разных диаметральных зазорах Д в ПКВ

В третьем разделе описаны техническая и методическая базы экспериментальных исследований.

В основу экспериментальных исследований положена укрупненная модель, содержащая входные (пробег автомобиля Ь, диаметральный зазор Д, частота вращения вала п на холостом ходу) и выходной (показатель Е^) переменные.

Объектом экспериментальных исследований являлись ПКВ автомобильных двигателей ЗМЗ-5234.10 автобусов ПАЗ-3205 автотранспортного предприятия ЗАО «Автоколонна 1825» (г. Оренбург). Для получения искомой зависимости Д = Д(£^) проведены две серии экспериментальных исследований по определению закономерностей Д = Д(£) и Еу =ЕуЩ.

В первой серии получен массив данных о диаметральных зазорах в ПКВ в зависимости от пробега автобусов по результатам микрометрирования в соответствие с ГОСТ 14846-81 шатунных и коренных шеек и подшипников коленчатых валов 22 двигателей, поступивших в ремонт.

Во второй серии получены значения показателя Еу в зависимости от

пробега автобусов по результатам испытаний двигателей на холостом ходу в соответствие с ГОСТ 14846-81. Опыты проводились после смены моторного масла при ТО-2 на установившихся частотах вращения коленчатого вала п = 1000, 1500, 2000 мин’1, согласно разработанному плану эксперимента Количество исследованных состояний двигателей (пробегов автобуса) составило 20; в каждом опыте проводилось по 2 повторения.

Замер показателя производился с помощью АСОСП «Комплекс трибодиагностики» (рисунок 3).

Рисунок 3 - Структурная схема АСОСП «Комплекс трибодиагностики»:

I - модуль генератора сигналов; 2, 7, 10 -информационные шины; 3 - подшипники; 4 - коленчатый вал; 5 - блок цилиндров двигателя; 6 - токосъёмник; 8 - первичный преобразователь; 9 - частотный фильтр;

II - блок счета импульсов;

12 - устройство сопряжения; 13 - ЭВМ;

14 - устройство для контроля состояния подшипников; 15 - модуль детектора импульсов

Основой системы является устройство для контроля состояния подшипников 14 (патент ІШ №66046), которое состоит из двух функциональных модулей - модуля детектора импульсов 15 и модуля генератора сигналов 1. Генератор вырабатывает входной биполярный электрический сигнал с частотой /0 =500 кГц и амплитудой напряжения <7=0,5 В, который подается на блок цилиндров 5 и снимается с коленчатого вала через установленный на его носке

специально разработанный токосъемник 6 (патент RU №70414). Выходной сигнал формируется в зависимости от режима смазки в каждом из ПКВ.

При обеспечении во всех подшипниках режима жидкостной смазки между трущимися поверхностями образуется смазочный слой, обладающий диэлектрическими свойствами, и поэтому параметры сигнала остаются неизменными. При нарушении жидкостной смазки хотя бы в одном подшипнике возникает металлический контакт между трущимися поверхностями, и сигнал за это время теряет некоторое количество импульсов. Суммарное количество /

потерянных за единицу времени импульсов определяется общей длительностью нарушения жидкостной смазки в отдельных подшипниках. Импульсы, прошедшие через токосъемник 6, коленчатый вал 4, подшипники 3 и блок цилиндров 5, поступают на модуль детектора импульсов 15, затем через устройство сопряжения 12 с компьютером при помощи разработанного программного обеспечения определяется величина показателя по формуле £/=///«•

В четвертом разделе проведен анализ результатов экспериментальных исследований.

По измеренным значениям диаметральных зазоров в ПКВ были определены средние значения диаметральных зазоров «эквивалентного подшипника коленчатого вала» (далее диаметральных зазоров А) на текущих пробегах автобуса L. Опытные данные аппроксимированы экспоненциальной моделью вида:

А = A0eci, (5)

где А - текущий диаметральный зазор, мкм; Д0- начальный диаметральный зазор, мкм, А0=78; с - коэффициент интенсивности износа, 1/тыс.км, с = 0,0053; L - пробег автобуса, тыс. км.

На рисунке 4 представлена экспериментальная зависимость диаметрального зазора А в ПКВ от пробега автобуса L.

Полученный вид модели (4) и значения коэффициента с согласуются с данными других авторов, например,

Ф.Н. Авдонькина, A.C. Денисова.

Качество аппроксимирующей модели подтверждено с вероятностью 95 %, поскольку выполняется условие превышения расчетного значения критерия Фишера над табличным значением (F=10,49 > /■'0,05(21,22)= 2,14).

Рисунок 4 - Опытная зависимость диаметрального зазора А в ПКВ от пробега автобуса /,

Характер изменения мгновенных неустановившегося процесса (рисунок 5).

значении

V

имеет

вид

0,25

0,2

0.15

L=150 ТЫС.К ft

ft h

L=46 ТЫС.К A

I 90 100

Время, с

Рисунок 5 - Динамика показателя Е^ при и =1500 мин'1 и £ = 46 и 150 тыс. км

Значения показателя

колеблются около среднего значения с разной амплитудой в зависимости от пробега. Так, средние значения показателя при частоте вращения коленчатого вала и=1500 мин'1 и пробеге 1 = 150 тыс. км составляют у =0,2122, а при пробеге

Ь = 46 тыс. км £у-=0,0267, что

больше в 8 раз. Амплитуда при большем пробеге выше в 3 раза (0,1497 и 0,0488 соответственно). По полученным при

текущем пробеге на каждой частоте вращения коленчатого вала средним

установлены функциональные зависимости

значениям показателя

экспоненциального вида (рисунок 6):

£i I

у- =ае

,Ы

(6)

где а - коэффициент, показывающий значение показателя, приведенное на момент окончания приработки;

¿ - коэффициент интенсивности изменения показателя от пробега, 1/тыс. км;

Ь - пробег автобуса, тыс. км.

Значения коэффициентов модели (6) составили:

- для я=1000 мин'1: а=0,042; ¿=0,0159;

- для и=1500 мин’1: а= 0,0166; ¿=0,0172;

- для «=2000 мин'1: а=0,0211; ¿=0,0141.

Дисперсия опытных

данных однородна по критерию Кохрена, поскольку выполняется условие

(С^°=0,3155;

С*0°°:=0,2527;

J шах ч-Ч-р

-.1500.

=0,2947;

Рисунок 6 - Зависимость параметра £у от пробега

автобуса Ь при разных частотах вращения коленчатого вала п на холостом ходу

^тах '-■max

С]_р=0,3894 при уровне значимости р =0,05 и степенях свободы /| = 1 и /2=20).

Модели адекватны по критерию Фишера, поскольку выполняется условие FKpum<F,_р (F™“ =1,451; =1,385; =2,021; ^=2,2 при степенях

свободы /, = 19 и /2=20).

Используя модель (6), получены зависимости показателя Ef от частоты

вращения п для разных пробегов автобуса L (рисунок 7).

Получены модели Ef в зависимости от частоты п при пробегах L= 50, 100

и 150 тыс. км. вида:

Ef =Z)0 +bln + b2n2, (7)

где Ь0, ¿,, А2 - коэффициенты модели, значения которых составили:

-для ¿=50 тыс. км: Ь0 =0,37081; ¿, =-0,0003918 мин; ¿>2=1,139-10‘7 мин2;

-для 1=100тыс. км: Ь0 =0,7489; ¿,=-0,0007553 мин; ¿2=2,12Ы0'7 мин2;

-для ¿=150 тыс. км: ¿0=1,4956; ¿,=-0,001421 мин; Ь2~Ъ,803-10'7 мин2.

Анализ полученных зависимостей показывает, что закономерности изменения Ef имеют особенности в

зависимости от п и L. Так, на всем диапазоне пробега при «=1000 мин'1 значения Ef и

скорости его изменения от L значительно больше, чем при /1=1500 и 2000 мин'1. При этом в диапазоне

«=1500...2000 мин'1 скорость изменения Ef от п

минимальна.

Установленная корреляционная связь (R = 0,936...0,956) между значениями показателя Ef на исследуемых частотах вращения вала свидетельствует о

достаточности измерения его при одной тестовой частоте вращения вала, для установления которой разработана методика, основанная на анализе результатов расчета показателей точности и эффективности диагностирования. Расчет показателей точности и эффективности диагностирования включал следующие этапы для у-го пробега автобуса, к - го скоростного режима и т-го повторного измерения показателя, представленные в таблице 1.

Критерием выбора режима диагностирования являлось выполнение условия

наилучшего сочетания показателей стабильности (SE^), информативности и чувствительности (К") диагностического параметра, т.е.:

[(5£/ -* min)u(/f^ -» max)^^" -> min)]. (8)

Рисунок 7 - Зависимости параметра от частоты вращения коленчатого вала п на холостом ходу для разных пробегов автобуса Ь

Таблица 1 - Формулы для расчета показателей точности и эффективности режимов диагностирования ____________________________________________________

Показатель Формула Номер формулы

Для у -го пробега автобуса, к го скоростного режима

1. Среднее значение Е[.¡к и X Ff.jkm (9)

2. Среднеквадратическое отклонение схЕ 1 at J V М-1 (Ю)

3. Относительная ошибка измерения 4, (%) =100^^- (11)

Для А - го скоростного режима

4. Среднее значение среднеквадратических отклонений О Е/у її iM1-v. £ (12)

5. Средняя относительная ошибка измерения 5 ЕГ1 , % j fsE SE =— £/.* y (13)

6. Коэффициент чувствительности диагностического параметра по пробегу, К^к ,тыс. км'1 (14)

7. Коэффициент тесноты связи между диагностическим и структурным параметрами по пробегу, Кд к, тыс. км'1 и (15)

8. Коэффициент чувствительности диагностического параметра по частоте вращения К”к, мин (16)

В формулах (9-16): У - количество исследуемых пробегов автобусов (состояний двигателя), Л/ - количество повторностей в опыте, Л/ = 150 тыс. км. -максимальный исследуемый пробег автобуса.

Результаты оценки показателей точности и эффективности режимов диагностирования сведены в таблицу 2.

Таблица 2 - Результаты расчета показателей точности и эффективности режимов диагностирования ____________________________________________________________

Показатель Частота вращения вала, мин'1

1000 1500 2000

* іь? 19,3 20,0 21,0

K¡¿, тыс. km'1 0,2578 0,3089 0,2009

АТ", мин 3,855-Ю'4 1,501-10“* 8,52-10'5

Анализ полученных результатов показывает, что рациональным по критериям точности и эффективности диагностирования SEf, и К" является

режим /г=1500 мин"1.

В пятом разделе представлены результаты практического использования основных научных положений диссертационного исследования.

Для установленного рационального скоростного режима диагностирования при «=1500 мин1 получена модель вида:

A = dE/, (17)

где d - коэффициент, d= 300 мкм; g - показатель степени, g = 0,33842.

Полученная модель может использоваться для определения и прогнозирования технического состояния ПКВ двигателей типа 849,2/8,0.

Из модели (17) получена зависимость показателя £у от диаметрального зазора А следующего вида:

Е, = г - = о,зз842|_Д_ = 4 8. кт8 д2-955. (18)

1 Ы V300 V ’

Согласно нормативно-технической документации для двигателя 3M3-5234.10 средние значения диаметрального зазора в ПКВ составили:

начальный Лн=80 мкм, допускаемый Ад =140 мкм и предельный А” =230 мкм. По модели (18) рассчитаны нормативные значения диагностического параметра: начальное Еу =0,02; допускаемое E'j- =0,105; предельное Еу =0,46.

Установлено соответствие диагностического параметра Еу основным требованиям, предъявляемым к подобным параметрам:

- чувствительности - значение коэффициента чувствительности Кч=(Е}-Е})/(Д"-Д") = (0,46-0,02)/(0,23-0,08)=2,89 мм'1, что свидетельствует о высокой чувствительности диагностического параметра;

- однозначности - отсутствует экстремум функции Ej- =Ej-(А) в диапазоне

А"... А";

- стабильности - значение относительной ошибки составляет SEf = 20%;

- информативности - коэффициент тесноты связи между диагностическим и структурным параметрами К'ч =K4jaEf =2,89/0,0122 = 237мм'1;

- широты изменения - диапазон изменения параметра теоретически составляет 0...1.

На основе экспериментально установленного вида зависимости между значениями диагностического параметра и пробега автобуса, значений диагностических нормативов, измеренной величины диагностического параметра и текущего пробега разработана модель прогнозирования остаточного ресурса ПКВ La (тыс. км) вида:

где Lm - текущий пробег, тыс. км.

Разработан метод диагностирования ПКВ, состоящий из алгоритма и правил. В алгоритме диагностирования установлен состав и порядок проведения проверок и правила анализа их результатов. Правила диагностирования включают: последовательность и технические требования к выполнению операций диагностирования; указания по применяемому средству диагностирования АСОСП «Комплекс трибодиагностики», по режиму работы двигателя при диагностировании, по регистрации и обработке результатов диагностирования и выдаче диагноза; требования безопасности при проведении диагностирования.

Разработанное диагностическое обеспечение ПКВ автомобильных двигателей внедрено в ЗАО «Автоколонна 1825» (г. Оренбург). Техникоэкономические показатели диагностирования автомобильных двигателей 3M3-5234.10 автобусов ПАЭ-3205 составили: периодичность 52 тыс. км (через каждые четыре ТО-2); средние удельные затраты 360 руб./час; средняя оперативная трудоемкость 0,5 чел. - ч.

Расчетный экономический эффект от повышения долговечности и снижения количества внезапных аварийных отказов ПКВ в среднем составил 7360 руб. в год на один автобус (в ценах на 01.10.2011 г.).

В приложениях представлены акты использования результатов исследования и копия диплома лауреата премии.

Основные результаты и выводы

1) На основе математической модели смазочного процесса построена диагностическая модель подшипников коленчатого вала, описывающая в аналитической форме связь между структурным параметром - диаметральным зазором и диагностическим параметром - интегральной степенью разрушения смазочного слоя.

2) Экспериментально установлена регрессионная зависимость между средним диаметральным зазором в подшипниках коленчатого вала и интегральной степенью разрушения смазочного слоя в них. Выявлена тесная корреляционная зависимость с коэффициентом R=0,936...0,956 между значениями интегральной степени разрушения смазочного слоя, измеренными на разных частотах вращения коленчатого вала холостого хода автомобильного двигателя.

3) Разработана методика обоснования режима диагностирования по критериям стабильности, информативности и чувствительности диагностического параметра. Установлено, что диагностирование подшипников коленчатого вала двигателя 3M3-5234.10 рационально проводить при частоте вращения коленчатого вала холостого хода 1500 мин'1.

4) Обоснованы нормативные значения диагностического параметра: начальное 0,02; допускаемое 0,105; предельное 0,46. Диагностический параметр характеризуется коэффициентом чувствительности 2,89 мм'1, однозначностью при теоретической широте изменения от 0 до 1, стабильностью с относительной погрешностью 20 % и информативностью с коэффициентом тесноты связи между диагностическим и структурным параметрами 237 мм1.

5) Разработано средство диагностирования подшипников коленчатого вала -автоматизированная система оценки смазочного процесса «Комплекс трибодиагностики», техническая новизна которого защищена патентами на полезные модели и свидетельствами о регистрации программных средств. Средство диагностирования характеризуется быстротой и достоверностью оценки смазочного процесса по интегральной степени разрушения смазочного слоя, компактностью, удобством использования, низкой стоимостью.

6) Предложенный метод диагностирования подшипников коленчатого вала применим на всех этапах эксплуатации различных двигателей, имеющим свободный доступ к носку коленчатого вала; характеризуется незначительными удельными затратами и трудоемкостью (360 руб/час и 0,5 чел.-ч соответственно для двигателя 3M3-5234.10). Практическое использование разработанного метода диагностирования способствует повышению долговечности и снижению количества внезапных аварийных отказов автомобильных двигателей, что дает автотранспортному предприятию экономический эффект в 7360 руб. в год на один автобус ПАЗ-3205.

Основные материалы диссертации опубликованы в следующих печатных работах:

В рецензируемых научных журналах:

1. Янучков, М.Р. Диагностирование подшипников коленчатых валов автомобильных двигателей по параметрам смазочного процесса / H.H. Якунин, Р.Ф. Калимуллин, М.Р. Янучков // Автотранспортное предприятие. - 2009. - № 4. -С. 47-50.

2. Янучков, М.Р. Диагностирование подшипников коленчатых валов автомобильных двигателей по состоянию смазочного слоя / М.Р. Янучков, Р.Ф. Калимуллин // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2011. -№ 10.-С. 125- 132.

В других изданиях:

3. Янучков, М.Р. Методический подход к определению продолжительности эксплуатационной обкатки автомобильных двигателей: сб. докл. седьмой РНТК «Прогрессивные технологии в транспортных системах» / С.Б. Цибизов, М.Р. Янучков, В.А. Сологуб, Р.Ф. Калимуллин. - Оренбург: ОГУ, 2005. - С. 346-352.

4. Янучков, М.Р. Изменение трибологического состояния подшипников коленчатого вала при эксплуатации автомобильного двигателя: сб. докл. четвертой МНТК «Проблемы качества и эксплуатации автотранспортных средств» / М.Р. Янучков, И.В. Тюняев, Р.Ф. Калимуллин. - Пенза: ПГУАС, 2006. - Часть II. -С. 163- 169.

5 Янучков, М.Р. Совершенствование диагностирования подшипников коленчатых валов автомобильных двигателей: сб. докл. МНТК «Повышение

эффективности эксплуатации автотранспортных средств на основе современных методов диагностирования» / С.Б. Цибизов, М.Р. Янучков, Р.Ф. Калимуллин. — Иркутск: ИрГТУ, 2007. - С. 283 - 288.

6. Янучков, М.Р. Совершенствование оценки работоспособности подшипников коленчатых валов автомобильных двигателей: сб. докл. МНТК «Проблемы эксплуатации и обслуживания транспортно-технологических машин» / С.Б. Цибизов, М.Р. Янучков, Р.Ф. Калимуллин, H.H. Якунин. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2007.-С. 135- 142.

7. Янучков, М.Р. Математическое обоснование диагностирования подшипников коленчатого вала автомобильного двигателя: сб. докл. восьмой РНТК «Прогрессивные технологии в транспортных системах» / М.Р. Янучков, Р.Ф. Калимуллин, Н.М. Воротилова - Оренбург: ОГУ, 2007. - С. 338 - 343.

8. Янучков, М.Р. Методика безразборного диагностирования подшипников

коленчатых валов автомобильных двигателей: сб. докл. шестой ВНТК

«Политранспортные системы» / М.Р. Янучков, С.Б. Цибизов, Р.Ф. Калимуллин. -Новосибирск: СГУПС, 2009. -Часть II.- С. 392-397.

9. Янучков, М.Р. Методика диагностирования подшипников коленчатых валов автомобильных двигателей: сб. докл. второй МНТК «Проблемы эксплуатации и диагностики автомобильного транспорта» / М.Р. Янучков, И.И. Любимов, Р.Ф. Калимуллин. - Иркутск: ИрГТУ, 2009. - С. 25 - 32.

10. Янучков, М.Р. Функциональная диагностика подшипников коленчатых валов автомобильных двигателей: сб. докл. десятой МНТК «Прогрессивные технологии в транспортных системах» / М.Р. Янучков, В.А. Сологуб. - Оренбург: ОГУ, 2011.-С. 454-462.

11. Янучков, М.Р. Совершенствование диагностического обеспечения подшипников коленчатых валов автомобильных двигателей / М.Р. Янучков // Молодой ученый. - 2011.- №8(31). - Т. I. - С. 92-99.

Патенты Российской Федерации:

12. Пат. 66046 Российская Федерация, МПК G 01 М 13/04. Устройство для контроля состояния подшипников / Р.Ф. Калимуллин, С.Ю. Коваленко, С.Б. Цибизов, М.Р. Янучков; заявитель и патентообладатель Оренбургский государственный университет. — №2007112656/22; заяв. 04.04.07 — опубл. 27.08.07, Бюл. №24. - 3 с.: ил.

13. Пат. 70414 Российская Федерация, МПК Н 01 R 39/64. Ртутный токосъемник / Р.Ф. Калимуллин, С.Ю. Коваленко, С.Б. Цибизов, М.Р. Янучков; заявитель и патентообладатель Оренбургский государственный университет. -№200713 6773/22; заяв. 03.10.07 - опубл. 20.01.08, Бюл. №2. -2 с.: ил.

Программные продукты:

14. Свид. об отрасл. per. разработки № 7845 «Программное обеспечение для автоматизированной системы оценки смазочного процесса» / Р.Ф. Калимуллин, С.Ю. Коваленко, С.Б. Цибизов, М.Р. Янучков; заявитель и обладатель Оренбургский государственный университет. - зарег. 12.03.2007. - 3 с.

15. Свид. о per. прогр. ср-ва № 212 «Программное обеспечение для автоматизированной системы оценки смазочного процесса» / Р.Ф. Калимуллин, С.Ю. Коваленко, С.Б. Цибизов, М.Р. Янучков; заявитель и обладатель Оренбургский государственный университет. - зарег. 22.01.2007,- 1 с.

Отпечатано в типографии «Экспресс-печать»

о.г.р.н.и.п. 310565817900152

Формат 60x84 % Бумага офисная. Уел. печ. л .1,06 Тираж 120 экз. Заказ 217. г. Оренбург, ул. Пролетарская, 30.

Тел. (3532) 25-20-02, (3532) 23-58-41

61 12-5/1777

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет»

На правах рукописи

ЯНУЧКОВ Михаил Романович

ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ПОДШИПНИКОВ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ПО ИНТЕГРАЛЬНОМУ ПОКАЗАТЕЛЮ

СМАЗОЧНОГО ПРОЦЕССА

05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель -кандидат технических наук, доцент Калимуллин Руслан Флюрович

Оренбург - 2012

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ........................................................................ 4

1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ............................................................... 9

1.1 Концепция современного диагностирования сопряжений автомобильных двигателей................................................... 9

1.2 Закономерности изменения технического и трибологического состояний подшипников коленчатых валов автомобильных двигателей в эксплуатации ............................ 13

1.3 Анализ современного диагностического обеспечения подшипников коленчатых валов автомобильных двигателей...... 18

1.4 Обоснование перспективности диагностирования подшипников коленчатых валов по показателям смазочного процесса........................................................................... 32

1.5 Выводы по разделу, цель и задачи исследования........... 35

2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ПОДШИПНИКОВ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ПО ИНТЕГРАЛЬНОМУ ПОКАЗАТЕЛЮ СМАЗОЧНОГО ПРОЦЕССА.................................................. 38

2.1 Теоретическое обоснование оценки смазочного процесса в подшипниках коленчатого вала по интегральной степени разрушения смазочного слоя................................................. 38

2.2 Теоретическое исследование смазочного процесса в подшипниках коленчатого вала при увеличении диаметрального зазора................................................................................ 49

2.3 Теоретическое обоснование использования интегральной степени разрушения смазочного слоя в качестве диагностического параметра подшипников коленчатых валов..... 58

2.4 Выводы по разделу.................................................... 60

3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ............61

ЗЛ Общая методика экспериментальных исследований................61

3.2 Техническая база исследований......................................................................62

3.3 Методика проведения экспериментальных исследований 66

3.4 Методика обработки результатов экспериментальных исследований............................................................................................................................................68

3.5 Выводы по разделу........................................................................................................74

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ... 75

4.1 Зависимость диаметрального зазора в подшипниках коленчатого вала от пробега автобуса........................................................................75

4.2 Зависимость интегральной степени разрушения смазочного слоя в подшипниках коленчатого вала от пробега автобуса..........................................................................................................................................................79

4.3 Обоснование частоты вращения коленчатого вала при диагностировании ..............................................................................................................................93

4.4 Выводы по разделу........................................................................................................99

5 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ....................101

5.1 Определение нормативных значений диагностического параметра......................................................................................................................................................101

5.2 Модель прогнозирования остаточного ресурса подшипников коленчатых валов..........................................................................................103

5.3 Метод диагностирования подшипников коленчатых

валов....................................................................................................................................................................105

5.4 Практическая значимость результатов....................................................109

5.5 Расчет экономической эффективности использования основных результатов диссертационного исследования..........................111

5.6 Выводы по разделу........................................................................................................114

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ..................................................................115

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ..............................................117

ПРИЛОЖЕНИЕ..................................................................................................................................................132

ВВЕДЕНИЕ

При эксплуатации автомобильного транспорта актуальным является решение научных и практических задач совершенствования методов и средств обеспечения работоспособности систем и механизмов двигателей подвижного состава с целью повышения эффективности транспортного обслуживания и минимизации затрат.

Подшипники коленчатого вала являются одними из сопряжений, лимитирующих ресурс автомобильного двигателя. На их долю приходится 10-20 % отказов двигателя, для устранения которых требуется 50-70 % затрат на запасные части и 50-60 % трудовых затрат [17, 18, 21, 33-37, 41-43, 46, 51, 103].

Основными причинами отказов подшипников коленчатого вала являются разрушение антифрикционного слоя вкладышей, выплавление, задир вкладышей и проворачивание вкладышей, чрезмерно увеличенный зазор вследствие изнашивания трущихся поверхностей вкладышей и шеек [11, 14, 17, 36, 62, 70, 74, 75, 77], интенсивность которого в эксплуатации во многом зависит от характера смазочного процесса [13, 57, 97, 120].

Показатели смазочного процесса, например, характеристики состояния смазочного слоя, могут являться техническими критериями отказа подшипников, т. е. признаками нарушения их состояния, при котором они способны выполнять заданные функции согласно требованиям конструкторской (проектной) документации.

Существующее диагностическое обеспечение подшипников коленчатого вала [24-31, 38-40, 45, 59, 63, 65, 68, 69, 101], включающее комплекс взаимоувязанных диагностических параметров, методов и средств диагностирования на всех этапах жизненного цикла, не позволяет достоверно и оперативно оценить

смазочный процесс в подшипниках коленчатого вала ввиду отсутствия соответствующих показателей и методов. Следствием этого является затрудненность в установлении требуемой периодичности и содержании профилактических и ремонтных воздействий подшипников коленчатого вала, а пропуск обнаружения их катастрофического состояния нередко приводит к аварийным остановкам двигателей, преждевременному ремонту и, как следствие, к дополнительным затратам.

В связи с этим, совершенствование диагностического обеспечения для более достоверного и оперативного определения и прогнозирования технического состояния подшипников коленчатого вала по показателям смазочного процесса является актуальной задачей повышения эффективности эксплуатации автомобильных двигателей.

Исследование выполнено в рамках госбюджетной НИР «Управление качеством подшипников скольжения автомобильных двигателей по параметрам смазочного слоя» (№ ГР 01960006257) и НИР по заказу Министерства образования Оренбургской области «Продолжение научных исследований по теме: «Методология контроля и управления техническим состоянием подшипников коленчатых валов автомобильных двигателей в эксплуатации» (2005 - 2010 гг.).

Объект исследования - процесс изменения технического состояния подшипников коленчатых валов автомобильных двигателей в эксплуатации.

Предмет исследования - закономерности смазочного процесса в подшипниках коленчатых валов в зависимости от их технического состояния.

Цель работы состоит в повышении эффективности эксплуатации автомобилей за счет совершенствования методов и средств обеспечения работоспособности автомобильных двигателей на основе диагностирования подшипников коленчатых валов по интегральному показателю смазочного процесса.

Теоретические исследования выполнены с использованием теорий надёжности и диагностики автомобилей; гидродинамической теории смазки; теории автомобильных двигателей; теории вероятности и математической статистики.

Экспериментальные исследования выполнялись в производственных условиях с использованием как общепринятых методик и оборудования, так и разработанных лично автором. Достоверность научных положений работы обуславливается использованием методологической базы исследования, обоснованностью принятых допущений при разработке расчетных моделей, высокой сходимостью экспериментальных данных с результатами собственных теоретических исследований и данными других авторов.

Научная новизна положений, выносимых на защиту, формулируется следующим образом:

- диагностическая модель подшипников коленчатого вала, формализовано описывающая связь между структурным параметром - средним диаметральным зазором и диагностическим параметром -интегральной степенью разрушения смазочного слоя;

установленные закономерности интегральной степени разрушения смазочного слоя в подшипниках коленчатого вала в зависимости от среднего диаметрального зазора в них и скоростного режима холостого хода автомобильного двигателя 849,2/8,0;

- методика обоснования режима диагностирования по критерию наилучшего сочетания показателей стабильности, информативности и чувствительности диагностического параметра;

диагностический параметр, метод и средство диагностирования подшипников коленчатого вала, повышающие достоверность и оперативность определения и прогнозирования их технического состояния в эксплуатации на основе измерения электрофизическим методом интегральной степени разрушения смазочного слоя.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

1) автоматизированная система оценки смазочного процесса (АСОСП) «Комплекс трибодиагностики» позволяет производить контроль функционирования подшипников коленчатого вала на эксплуатационных режимах автомобильных двигателей;

2) использование диагностического обеспечения позволяет сократить число отказов подшипников коленчатого вала и аварийных остановок двигателей, и, как следствие, снизить затраты при эксплуатации автомобилей за счет корректирования периодичности и содержания профилактических и ремонтных воздействий;

3) основные результаты работы могут быть использованы при совершенствовании конструкций смазочной системы и кривошипно-шатунного механизма автомобильных двигателей, оптимизации свойств моторных масел, а также в научном и учебном процессах при подготовке специалистов и научных работников транспортных отраслей.

Разработанное диагностическое обеспечение внедрено в ЗАО «Автоколонна 1825» (г. Оренбург) для диагностирования автомобильных двигателей 3M3-5234.10 автобусов ПАЗ-3205;

АСОСП «Комплекс трибодиагностики» используется в научном и учебном процессах Оренбургского государственного университета.

Материалы исследования докладывались и получили положительную оценку на восьми международных и российских научно-практических конференциях.

АСОСП «Комплекс трибодиагностики» участвовал в 4-ой и 5-ой специализированных выставках «ПРОМЭНЕРГОСТРОЙМАШ» (Оренбург, 2009, 2010 гг.) и 10-ом Московском международном салоне инноваций и инвестиций (Москва, 2010 г.).

Автор в составе научного коллектива за разработку методологии контроля и управления техническим состоянием подшипников коленчатых валов автомобильных двигателей в эксплуатации удостоен премии Губернатора Оренбургской области за достижения в сфере науки и техники (2009 г.).

По материалам диссертации опубликовано 15 работ, в числе которых 2 статьи в рецензируемых научных журналах, 2 свидетельства на регистрацию программного средства и 2 патента на полезную модель.

Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения, списка использованных источников из 120 наименований, приложений, и содержит 135 страниц, в том числе 21 таблицу и 25 рисунков.

1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ

В первом разделе рассмотрены закономерности изменения технического и трибологического состояний подшипников коленчатых валов автомобильных двигателей в эксплуатации, проведен анализ диагностического обеспечения подшипников коленчатых валов, обоснована перспективность диагностирования подшипников коленчатых валов по показателям смазочного процесса, определены цель и задачи исследования.

1.1 Концепция современного диагностирования сопряжений автомобильных двигателей

Диагностирование является одним из методов прогнозирования технического состояния автомобиля и позволяет с определенной степенью вероятности определять техническое состояние агрегатов автомобиля без разборки на протяжении всего периода эксплуатации [45, 59, 63].

Анализ работ [9, 42] позволил выделить основные концептуальные положения, используемые в диссертационной работе при совершенствовании диагностического обеспечения подшипников коленчатого вала автомобильных двигателей.

1) Необходимыми и достаточными условиями, необходимыми для прогнозирования развития процессов в сопряжениях двигателей при установившемся режиме работы, являются наличие:

аналитической зависимости развития процесса при установившихся условиях работы от пробега автомобиля с начала эксплуатации в наиболее простой научно - обоснованной форме;

- предельного параметра состояния сопряжения;

- способа определения параметров зависимости на основе минимального числа достоверных и точных данных;

- практически простых и надежных, достоверных и точных способов определения технического состояния за прошлый период и в настоящий момент.

2) Результативность, качество, достоверность и точность прогнозирования, затраты на его осуществление зависят от выбранного метода прогнозирования, принятой математической модели, числа данных, методики определения параметров принятой зависимости, обоснованности критерия предельного состояния сопряжения двигателей, его основных сопряжений, качества исходных данных.

3) Обоснование критерия предельного состояния сопряжений двигателей должно позволить использовать каждое сопряжение при минимальных затратах на поддержание его в работоспособном состоянии. Предельное состояние связано с назначением сопряжения и с теми отклонениями в работе двигателя, которые происходят в результате изменения состояния данного сопряжения, нарушения прочности малоценной детали или изменения условий трения и изнашивания.

4) В современных условиях развитие диагностики базируется на новом принципе, а, именно на экспериментальном исследовании изменения технического состояния узла при тестовом диагностировании, которое уже не соответствует понятию алгоритма диагностирования, а является методикой исследования.

Общим между экспериментальным исследованием и традиционным диагностированием является то, что в обоих случаях необходимо контролировать динамику изменения структурного

параметра при помощи специально разработанных приборов. Однако в отличие от диагностирования при экспериментальном исследовании необходимо определить влияние внешнего фактора на динамику изменения технического состояния сопряжения по одному или нескольким структурным параметрам, главным образом интенсивности изнашивания.

Таким образом, современное диагностирование необходимо рассматривать не как процесс регистрации технического состояния в заданный момент, а как метод анализа динамики изменения технического состояния, необходимый для прогнозирования технического состояния, а тем самым и наработки сопряжения до предельного состояния.

5) Необходимо выполнять требования повышения качества получаемой информации за счет достоверности и точности измерения диагностического признака особенно проявляется при разработке методики экспериментального исследования влияния конкретного фактора на интенсивность изнашивания деталей и изменения их геометрической формы.

Исследование износа деталей в процессе эксплуатации является высшей формой технического диагностирования.

6) Прогнозирование технического состояния должно основываться на количественных измерителях процессов. Практическая эффективность прогнозирования зависит, прежде всего, от достоверности и точности прогноза, на которые в свою очередь влияет группа погрешностей: исходных данных, уровня неадекватности прогностической модели из-за неполноты учета всех факторов, вычислительных операций и уровня стабильности условий эксплуатации, действующих факторов.

7) Получить количественную оценку технического состояния сопряжения можно и без инструмента, по статистическим данным пробега до отказа. Такая оценка дает общую характеристику изменения технического состояния парка (совокупности, группы) автомобилей. При техническом диагностировании конкретного сопряжения в заданный момент необходимо, прежде всего, количественно охарактеризовать техническое состояние с высокой достоверностью и точностью при малых затратах на диагностирование.

Достоверность и точность диагностирован