автореферат диссертации по транспорту, 05.22.10, диссертация на тему:Научные основы разработки и использования систем внешнего и встроенного диагностирования на автомобильном транспорте

РГ6 ол

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

МАДИ

АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

НАУЧ!!ЬЕ ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СИСТЕМ ВНЕШНЕГО И ВСТРОЕННОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ НА АВТОМОБИЛЬНОМ ТРАНСПОРТЕ

05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соиокание учёной отепени доктора технических наук

На правах рукописи

БОЛДИН Адольф Петрович

МОСКВА - 1993

Работа выполнена в Московском ордена Трудового Красного Знамени государственном автомобильно-дорожном институте (техническом университете) на кафедре эксплуатации автомобильного транспорта.

Официальные оппоненты:

- Заслуженный деятель науки и техники Российской Федерации, доктор технических наук, профессор Сергеев А.Г.

доктор технических наук, профессор Соколов В.В.

доктор технических наук, профессор Еезбсродько М.Д.

Ведущая организация - НИИАТ

Защита состоится "23 » Дф%о//,Х " 1993 г. в 10 часов на заседании специализированного совета Л 053.30.02 ВАК Российской Федерации при Московском ордена Трудового Красного Знамени государственном автомобильно-дорожном институте (техническом университете) по адресу: 125829, ГСП-47', Москва А-319, Ленинградский проспект 64, ауд. 42.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан " " О(/А " 1993 г.

Отзывы просим представлять в двух экземплярах, с подписью, заверенной печатью.

Телефон для справок 155-03-28

Учёный секретарь специализированного совета, кандидат технических наук, доцент

Митрохин Н.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Высокие темпы развития автомобильного транспорта, имевшие место в стране в конце 70-ых - начале 80-ых годов, обусловили необходимость одновременного решения многих проблем, снижающих эффективность его использования. Так, расходы на содержание и техническую эксплуатацию автомобилей (беэ топлива) на середину 80-ых годов превысили 4 ьшрд. руб. в год. Одновременно с этим имела место тенденция повышения необеспеченности ремонтно-обслуживающим персоналом (до 20-30% на автотранспорте общего пользования). Увеличение абсолютного потребления автомобильным транспортом жидкого топлива в условиях обострения топливно-энергетических проблем жёстко ставит вопрос об его экономии и рациональном использовании (в указанный период государством впервые поставлена задача увеличения объёма перевозок без увеличения расхода топлива). Растёт актуальность социальных проблем повышения безопасности движения и снижения загрязнения окружающей среды.

Указанные экономические и социальные проблемы, характерные для автотранспорта общего пользования, еще более углубляются в связи с интенсивным увеличением автомобилей индивидуального пользования, количество которых к 2000 году значительно превысит сегодняшний уровень. Несвоевременное обслуживание и ремонт этих автомобилей в условиях дефицита рабочей силы, в сочетании с более низким профессиональным уровнем вождения, неизбежно приводит к снижению уровня безопасности движения и повышению загрязнения окружающей среды. Анализ показывает, что в целом указанные проблемы в перспективе все в большей степепи приобретают социальное значение, что требует всех возможных путей их решения, в том числе комплексного и долговременного характера.

Многочисленные исследования, выполненные НИИАТом, ГОСНИТИ, ГосавтотрансНИИпроектом, ХАДИ, ШЦЩ, КАДИ, ВПИ, ЧПИ, НИИ и другими организациями, показали, что универсальной основой таких решений в сфере технической эксплуатации может являться использование диагностирования, приводящее к снижению удельных материальных и трудовых затрат на обслуживание и ремонт автомобилей, повышению их экономичности и безопасности движения, уменьшению загрязнения окружающей среды. Работы по практическому использованию внешнего (стационарного) диагностирования на автотранс-

портных предприятий (ДТП) и станциях технического обслуживания (СТО) автомобилей колхозов и совхозов были начаты в начале 70-ых годов в соответствии с планом ГКНТ (тема 054.381).

Однако освоенный на начальном периоде уровень внешнего диагностирования, протекавший до начала как энергетического, так и экологического кризисов, уже не удовлетворяет современным требованиям. Так, из-за ограниченных возможностей производства оборудования диагностирование не получило широкого.внедрения даже на автотранспорте общего пользования (в 1980 году частично применялось порядка в 4% средних и крупных АТП страны, эксплуатирующих в основном бензиновые автомобили). Отсутствовали комплексная диагностика дизелей, процессы обслуживания автомобилей на максимальную экономичность и экологичность, диагностирование постоянно не затрагивало автомобили небольших АТП и индивидуального пользования.

Широкая автомобилизация в условиях научно-технического прогресса.обуславливает необходимость полной реализации всего потенциала диагностирования, включая введение его нового вида -встроенного, в сочетании с перестройкой структуры рационального использования диагностирования в целом с целью распространения его на все автомобили страны. В то же время научные основы реализации этого нового в мировой практике этапа в нашей стране не разрабатывались, что замедлило его практическое внедрение. Настоящее исследование посвящено решению этой сложной научно-технической проблемы, имеющей ваяное народнохозяйственное и социальное значение.

Целью исследования явилась разработка комплекса научных и технических вопросов по созданию и использованию средств внешнего и встроенного диагностирования, способствующих решению важнейших технико-экономических и социальных проблем современного этапа интенсивного развития автомобилизации.

Предмет и объект исследования. Предметом настоящего исследования является развитие методов и средств внешнего л встроенного диагностирования автомобилей, а такке технология и организация их применения в зависимости от специфики эксплуатации автомобилей общего и индивидуального пользования.

Общей методологической основой исследования являлось использование системного анализа, обеспечивающего необходимый уровень постанови! проблемы и ориентации процесса исследования 2

в целом на решение современных и назревающих проблем автомобильного транспорта, в сочетании с имитационном моделированием на ЭВМ новых структур системы поддержания работоспособности автомобилей на основе использования внешнего и встроенного диагностирования.

На основе принципов системного анализа также осуществлялось решение частных проблем, связанных с разработкой новых методов и средств внешнего и встроенного диагностирования. При этом использовались конкретно-научные методы теории вероятностей и математической статистики, теории надежности, теории информации, теории оптимального планирования экспериментов, теории графов, статистического моделирования и др. Обобщение экспериментального и теоретического материала проводилось путем создания действующих макетных образцов внешнего и встроенного диагностирования, с помощью таблиц, графиков, формулировкой логических заключений.

Научная новизна.Впервые с позиции системного анализа и имитационного моделирования рассмотрены закономерности организации и функционирования различных вариантов применения внешнего и встроенного диагностирования для всего диапазона автотранспорта общего и индивидуального пользования, и разработаны научно-методические основы реализации этих вариантов с целью улучшения качества технического содержания уже находящихся в эксплуатации автомобилей в отношении повышения безопасности движения, снижения расхода топлива и загрязнения окружающей среды, сокращения трудовых затрат на обслуживание и ремонт. Решен комплекс необходимых для этого научных и практических задач, включающих в себя: методику определения рациональной периодичности проведения диагностирования на АТП; методику определения и корректировки предельно допустимых значений диагностических параметров; методику выбора рациональной номенклатуры параметров для диагностирования сложных механизмов и систем; принципы и частные методы стендового диагностирования автомобилей на АТП простейшими средствами и автоматизированного диагностирования; частные решения методов и средств встроенного и встраиваемого диагностирования систем автомобиля, влияющих на топливную экономичность, загрязнение окружающей среды и безопасность движения.

Практическая ценность. Исследования выполнялись в соответствии с п. 8.3 рабочей программы по теме 02.02 " Создать встроенную систему датчиков диагностирования технического состояния

автомэОилей ЗИЛ, "Москвич", "Жигули" (тема 21 НИР Минавтопрома) проблемы 054.04 ГКНТ на 1976-1980 г.г.; в соответствии с темами 04.04 "Создать для автообъединения станцию диагностирования автомобилей (ЗИЛ, ГАЗ, КамАЗ)" и 04.05 Н4 "Разработать процессы ТО и ремонта и технологии диагностирования и регулирования в условиях эксплуатации" проблемы 054.04 ГКНТ на 1081-1985 г.г.; заданием 03 научно-технической программы "Автомобильный транспорт" на 1986-1990 г.г., утверждённой Постановлением ГКНТ от 28.04.1986 г. N 124. Исследования выполнялись в отраслевой научно-исследовательской лаборатории диагностики автомобилей Московского государственного автомобильно-дорожного института в рамках хозяйственных договоров N 113 и N 470/2 с Министерством автомобильного транспорта РСЯСР, договора N Э440687 с автозаводом ЗИЛ.

Полное внедрение результатов исследования способствует решению таких важных народнохозяйственных и социальных проблем как снижение трудовых затрат на обслуживание и ремонт автомобилей на 20-25$; исключение эксплуатации автомобилей с неисправным техническим состоянием систем, влияющих на расход топлива, загрязнение окружающей среды и безопасность движения, что обеспечит снижение удельных расходов топлива до 15% и в еще большей степени (порядка в 1,5-2 раза) уменьшение загрязнения окружающей среды; теоретическое предотвращение до 25-30$ дорожно-транспортных происшествий (ДТП) за счет со1фащения ошибочных действий водителя при управлении автомобилем на скользкой дороге.

Реализация результатов работы. На основе результатов исследования в области встроенного диагностирования разработаны технические предложения на создание таких перспективных систем для легковых и грузовых автомобилей с бензиновыми двигателями и дизелями, которые доведены до сведения ведущих научно-исследовательских институтов и автозаводов отрасли, и частично приняты к реализации для выпуска автономных встраиваемых устройств в качестве товаров народного потребления.

Результаты исследований в области внешнего автоматизирован-, ного диагностирования использованы ТПО "ТАТАВТОТРАНС"; в области организации обслуживания на основе одноступенчатого диагностирования использованы на отдельных предприятиях "Совтрансавто"; рекомендации по применению простейших средств стендового диагностирования при переходе на централизованную систему обслуживания и ремонта автомобилей приняты к использованию на предприятиях 4

Минавтотранса РСФСР.

Результаты работы использованы также при написании учебника и учебно-методических пособий и применяются в учебном процессе.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на научно-технических конференциях и семинарах: республиканской конференции "Диагностика в технологическом процессе технического обслуживания и ремонта автомобилей" (г.Челябинск, 1974); постоянно действующем научно-техническом семинаре "Теория, методы и средства технической диагностики автомобилей" при ЛатНИИНТИ и Рижском СКЕД (г. Рига, 1977 г. и 1980 г.); 2-ой Всесоюзной научной конференции по диагностике и прогнозированию технического состояния подвижного состава автомобильного транспорта (г. Харьков, 1980); 8-ой Всесоюзной школе-семинаре по технической диагностике (г. Рига, 1981); 34-37 и 41-49 научно-технических конференциях МАДИ (г.Москва, 1976-79 гг. и 1983-91 гг.). Три наименования средств диагностирования и одна технология диагностирования, разработанные под руководством и при непосредственном участии автора, демонстрировались на ВДНХ и отмечены медалями, в том числе автор награждён золотой и бронзовой медалями ВДНХ.

Публикации, Результаты исследований опубликованы в более 50 работах, 18 научно-технических отчетах, защищены II авторскими свидетельствами.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложений, включающих документы о практической реализации. Диссертация содержит 428 стр., из них на 295 стр. изложен текст работы, на 45 стр. помещено 54 рисунка, на 27 стр. - 22 табл. и на 23 стр. приведен список литературы, включающий 234 наименования." Экономические расчеты выполнены на основе цен 80-х годов.

Содержание работы

В первой главе "Анализ состояния и путей развития диагностики на автомобильном транспорте" обосновывается актуальность проблемы разработки методов и средств диагностирования автомобилей последующих поколений и их рационального использования как обязательной составной части решения неотложных социальных

и экономических задач автомобилизации сегодняшнего и завтрашнего дня, формулируются цель и задачи исследования.

Научной основой формирования проблемы, целей и задачей исследования послужили работы, выполненные ведущими советскими учеными в области автомобильного транспорта, технической эксплуатации и диагностики автомобилей: Арининым И.Н., Бедняком М.Н., Говорущенко Н.Я., Закиным Я.Х., Кузнецовым Е.С., Луканиным В.Н., Малюковым А.А., Мирошниковым "Л.В., Михлиным В.М., Сергеевым А.Г., Серовым A.B., Шейниным A.M. и др.

Анализ первого этапа развития отечественного диагностирования, завершившийся к концу 70-ых годов, свидетельствует о преимущественном его распространении в средних и крупным АТП общего пользования, эксплуатирующих бензиновые автомобили, как профилактического дополнения (Д-I и Д-2) к действующей двухступенчатой планово-предупредительной системе технического обслуживания (ТО) и ремонта, с целью обеспечения стабильности поддержания коэффициента технической готовности автомобилей. Все теоретические и практические работы в области использования диагностирования, разработки новых методов и средств были направлены на решение указанной задачи. Благодаря этому диагностика получила достаточное применение и завоевала определенные позиции как самостоятельная технологическая ячейка АТП. Однако на 80-е годы это положение уже не удовлетворяло перспективам совершенствования системы ТО и ремонта, сформулированных в работах профессоров Е.С.Кузнецова, Н.Я.Говорущенко, Л.В.Мирошникова и др., по которым преиму-. щественно должны использоваться информационно-управляющие возможности диагностирования. Незначительная информативность и технологическая сложность методов и средств диагностирования первого поколения, в сочетании с организационными ограничениями действующей системы ТО и ремонта существенно, в 2-3 раза, ограничивали потенциал диагностики на АТП, даже при условии ее полной реализации. Так, практически не выполнялся социально важный вид диагностики Д-I узлов и механизмов автомобиля, обеспечивающих безопасность движения; из-за отсутствия технологически приемлемых методов и средств ограниченно осуществлялось диагностирование Д-2, особенно для автомобилей с дизелями.

В главе показано, что устранение указанных недостатков неизбежно связано с перестройкой структуры и технологии ТО и ремонта автомобилей на АТП, на необходимость которой указывалось 6

ведущими учеными и ранее. Однако сложность современного этапа заключается в усилении значимости диагностирования в решении основных социальных проблем автомобильного транспорта в целом, а не в улучшении технико-экономических показателей работы автотранспорта общего пользования, как было на начальном этапе. Делается вывод о том, что в ближайшей перспективе именно снижение уровня загрязнения окружающей среды (и расхода топлива), а также обеспечение гарантий безопасного движения по техническому состоянию должно являться основой формирований новой структуры и технологии ТО и ремонта автомобилей на АТП. Новым неизученным элементом этой структуры должно являться встроенное диагностирр-вание, без которого невозможно полное решение указанных проблем.

В то же время ведущую роль приобретает решение указанных проблем для автомобилей небольших автотранспортных организаций и индивидуального пользования, составляющих основу автопарка страны, уровень технической эксплуатации которых значительно ниже (в 2-3 раза) по сравнению с автотранспортом общего пользования. Поэтому развитие диагностирования, особенно встроенного, должно осуществляться прежде всего с учетом этого обстоятельства. Правомерность данного вывода была показана на основе анализа зарубежною опыта, изучение и обобщение которого имеет существенное значение для исключения ошибочных решений в развитии этой важной составляющей научно-технического прогресса автотранспорта нашей страны. На примере США показано, что имевшие место ступени развития диагностирования: независимые диагностические центры на основе стационарных средств первого поколения; последующее соединение диагностирования на основе портативных и передвижных средств с технологическими операциями ТО, ориентированное на небольшие и "семейные" станции и посты обслуживания; развитие автоматизированных экспресс-диагностических центров второго поколения для систематического государственного контроля состояния узлов и систем легковых автомобилей, влияющих на безопасность движения и загрязнение среды; создание комплексов диагностирования большегрузных автомобилей с дизелями при новых специализированных СТО и, наконец, появление различных вариантов встроенного диагностирования легковых и большегрузных автомобилей - были обусловлены спецификой нахождения всего грузового и легкового парка страны в руках отдельных владельцев, вне крупных автотранспортных организаций. При этом встроенное диагностирование^

реализуемое на основе микропроцессорной техники, рассматривалось как основной фактор решения проблемы сокращения дефицита рабочей силы на ТО и ремонт автомобилей за счет расширения номенклатуры технических воздействий, выполняемых индивидуальными владельцами и небольшими "семейными" мастерскими. Однако практическая реализация встроенного диагностирования на Западе еще находится на недостаточном уровне, особенно по тормозным системам и системам, влияющих на загрязнение окружающей среды; диагностике отводится вспомогательная роль в различных автоматизированных системах новых дорогих и еще не массовых автомобилей.

В заключение сделан вывод, что сложность и многогранность проблемы второго этапа развития диагностирования требуют для ее решения привлечения новых более общих методических и теоретических подходов, при этом характерный для начального этапа подход,' основанный на решении частных задач и последующем синтезе их результатов, должен использоваться как вспомогательный.

Во второй главе "Общая методология решения проблемы диагностирования на автомобильном транспорте" показана целесообразность применения системного подхода для обоснования наиболее предпочтительных направлений развития диагностирования, с последующим имитационным моделированием на ЭВМ функционирования предполагаемых новых сложных 'систем ТО и ремонта с диагностированием с целью их оптимизации и окончательного выбора для последующих реализаций. Указанные принципы, работы по которым в основном были выполнены в 1975-80 гг., ранее при решении проблемы диагностирования не использовались, и поэтому полученные результаты имеют не только практическое, но и научно-методическое значение.

Обоснование направлений развития проводилось по методологии системного анализа, разработанной американским исследователем С.Оптнером и положительно охарактеризованной академиком Д.М.Гви-шиани. По этой методологии в процессе системного исследования должны быть сконструированы новые альтернативные организационные системы, предполагающие как можно более полное решение назревших и назревающих проблем, и проведено их сравнение, с целью выбора наилучших, по относительным оценкам (маргинальным отношениям) совокупности системных критериев. Исходя из этого, были сформулированы и оценены следующие четыре возможных варианта системы диагностирования как элементы (подсистемы) системы поддержания работоспособности автомобилей, обеспечивающих-приемле-

мое решение отмеченных выше социальных и технико-экономических' проблем.

1. Оборудование автомобилей встроенными датчиками для оценки технического состояния всех критических узлов, наиболее часто отказывающих в эксплуатации, и периодический контроль этого состояния внешней электронной установкой путем ее кратковременного подключения к автомобилю. Обслуживание и ремонт автомобиля осуществляются в условиях автотранспортной организации.

2. Внешняя электронная установка на микропроцессорной основе миниатюрнаируется и устанавливается на борту автомобиля с целью непрерывного контроля в процессе движения.

3. Автомобиль оборудуется устройствами встроенного диагностирования для выявления и по возможности оперативного устранения (силами водителя) неисправностей, влияющих на расход топлива, загрязнение окружающей среды и безопасность движения. Диагностирование долговечных агрегатов и узлов осуществляется встроенными устройствами, как во 2-ой альтернативе, при условии их простой реализации, а также в стационарных условиях с использованием механических стендов в сочетании с внешними электронными установками, как в 1-ой альтернативе. При этом несложные-регулировочные работы выполняются преимущественно в процессе ежедневного обслуживанйя.

4. Автомобиль оборудуется только устройствами встраиваемого диагностирования, преимущественно автономными, для выявления (и устранения) неисправностей, влияющих на расход топлива, загрязнение окружающей среды и безопасность движения. Остальные необходимые виды диагностирования осуществляются в стационарных условиях, с использованием широко информационных (автоматизированных) механических и электронных средств, не требующих встроенных датчиков.

Сравнение альтернатив по критериям: вероятности эксплуатации с неисправностями; времени простоя в ремонте и обслуживании (или их стоимости); потребности в производственных площадях и оборудовании; возможности использования малоквалифицированной рабочей силы (водителей); возможности реализации эффективности системы (вероятности риска) для автомобилей, уже находящихся в эксплуатации, с учетом автомобилей, работающих в отрыве от производственных баз и индивидуального пользования; затрат на реализацию системы показало, что для условий нашей страны наиболее

9

предпочтительной является 4-ая альтернатива, которая при дополнительных затратах "переходит" в 3-ю, обладающую наибольшей эффективностью. Оценочная эффективность 1-ой альтернативы оказалась более чем в 3 раза, а 2-ой в 1,5 раза ниже но сравнению с 4-ой, при одном уровне затрат на реализацию.

Проведенные системные исследования позволили получить представленную на рис. I полную структуру системы поддержания работоспособности автомобилей, в которой адаптивные средства встроенного (или встраиваемого) диагностирования осуществляют информационное (через водителя) или непосредственное автоматическое воздействие на органы управления движением автомобиля с целью исключения дорожно-транспортных происшествий и минимизации уровня загрязнения окружающей среды. Последующие зарубежные реализации подтвердили правильность сделанных выводов.

С системных позиций была исследована также организация внешнего (стендового) диагностирования первого поколения на АТП, актуальная для практики сегодняшнего и завтрашнего дня, при этом наиболее приоритетным оказался вариант единого (одноступенчатого) технического обслуживания на основе комплексного диагностирования (ЕТОД).обладающий меньшей трудоемкостью, завершенностью и высоким качеством работ по системам, влияющим на безопасность движения и загрязнение окружающей среды, быстрой приспособляемостью к новым моделям автомобилей, удобством оперативного управления, и соответствующий общим перспективам развития диагностики по схеме рис. I.

Полученные на основе системного анализа рекомендации обеспечили целенаправленность проведения более глубоких исследований на имитационных моделях. При этом главной задачей считалось получение не конкретных значений констант, а общих представлений о процессах использования диагностирования на автомобильном

транспорте, которые могут быть положены в разработку новых____

"идейных" концепций. Была показана достаточность получения тагах представлений на основе анализа изменений конкретных значений технико-экономических показателей работы автомобилей, эксплуатирующихся в условиях АТП общего пользования, при различных вариантах организации диагностирования. Основы такого моделирования были разработаны И.А.Луйком и М.Н.Бедняком, которые в наших исследованиях были дополнены моделями для учета последствий появления неисправностей, влияющих на расход топлива, загрязнение 10

Рис. I. Полная структура системы поддержания работоспособности автомобилей с использованием внешнего стендового и адаптивного встроенного диагностирования

окружающей среды, снижение тормозной эффективности и ходимости шин. Была обоснована необходимость моделирования семи различных вариантов организации ТО, ремонта и диагностирования, которые могут быть использованы и при эксплуатации автомобилей, не относящихся к ДТП, в том числе и индивидуального пользования.

1. Проведение обслуживания и ремонта по потребности без диагностирования по мере возникновения неисправностей и отказов.

В плановом порядке осуществляются только смазочно-очистительные операции.

2. Двухступенчатое планово-предупредительное обслуживание Т0-1, ТО-2 без диагностирования, являющееся ранее базовым вариантом для всех государственных видов транспорта и практически сохраняющееся в настоящее время.

3. Двухступенчатое обслуживание ТО-1, ТО-2, дополненное двухступенчатым стационарным диагностированием Д-1, Д-2. Указанный вариант рекомендуется в настоящее время для АТП действующей нормативной документацией, однако в полной мере не освоен.

4. Обслуживание и ремонт по потребности на основе планового одноступенчатого стационарного диагностирования (ЕТОД).

5. ЕТОД для автомобилей, имеющих устройства встроенного диагностирования систем, влияющих на расход топлива, загрязнение окружающей среды и безопасность движения (в данном случае систем зажигания, питания и тормозов). Мелкие неисправности указанных систем устраняются силами водителя, а при обнаружении встроенным диагностированием существенных неисправностей тормозов автомобиль поступает в стационар ЕТОД ранее планового срока.

6. Обслуживание и ремонт по потребности на основе регламента комплексного диагностирования, проводимого после выявления встроенным диагностированием существенных неисправностей тормозов. Указанный вариант можно считать базовым для автомобилей индивидуального и государственного пользования, не находящихся в АТП, однако для условий АТП отсутствие плановости ухудшит управляемость всеми производственными процессами.

7. Проведение обслуживания и ремонта по потребности, на основе встроенного диагностирования систем, влияющих на расход топлива, загрязнение окружающей среды и безопасность движения. На перспективу для нашей страны он может являться основным для автомобилей- небольших автотранспортных организаций и индивидуального пользования ввиду невозможности повсеместного распространения сложного стационарного диагностирования.

Реализация модельного эксперимента могла быть осуществлена после проведения комплекса частных исследований в областях внешнего и встроенного диагностирования, имеющих самостоятельное значение.

В третьей главе " Частные методики решения практических задач разработки и использования методов и средств диагностирования на автомобильном транспорте" проведены теоретические исследования методов определения и оперативного корректирования режимов (периодичности)диагностирования, нормативных значений диагностических параметров, а также выбора их рациональной номенклатуры, важных для оперативного управления уровнем технического состояния основных узлов и систем автомобиля, в первую,,очередь 12

на АТП, и создания новых сложных средств диагностирования.

Бшш существенно углублены и доработаны ранее выполненные исследования автора по вопросам периодичности и нормативов, уже вошедшие в нормативную документацию, и получены более строгие решения. Особенностью разработанных методов является возможность их широкого применения, в том числе для диагностических параметров "релейного" типа, не имеющих монотонных реализаций. Метод оценки периодичности применительно к специфике технической.эксплуатации автомобилей в АТП основан на синтезе подходов, предложенных зарубежными исследователями Р.Барлоу и Ф.Прошаном и отечественными: Е.С.Кузнецовым, С.В.Степановым, А.Л.Райкиным, В.М. Михлиным, и учитывает закономерности рассеивания ресурса контролируемых механизмов (через коэффициент вариации V и средних значений Ь ср) и коэффициент опасности отказов К (отношение затрат на аварийный С и предупредительный с1 ремонт). Из условия экономической целесообразности стратегии обслуживания и ремонта механизмов автомобилей АТП на основе планового диагностирования с оптимальной периодичностью , по стравнению со стратегией планово-предупредительных воздействий, путем расчетов на ЭВМ были получены значения относительных коэффициентов: максимально допустимой стоимости единичного диагностирования £,глах-Сэ /с! и максимально допустимой периодичности его проведения = ё^УЬ ср (рис. 2). При введении диагностирования реальные значения стоимости С и периодичности £9 ее проведения не должны превышать рекомендуемых номограммой (рис. 2) величин, при одновременном выполнении экономического условия с^/уг/ ^ ¿Г/«ах //Ута*. Расчетная допустимая периодичность диагностирования тормозов и экологических показателей оказывается примерно вдвое больше периодичности Д-1 (ТО—I), и ее введение на АТП требует небольших организационных и технологических изменений. С другой стороны, очевидна невозможность поддержания социально требуемого уровня технического состояния этих систем на основе только централизованного (регионального) диагностирования или контроля при государственных осмотрах.

Необходимость оперативной оценки и корректировки нормативных (предельно допустимых) значений диагностических параметров Пп для автомобильного транспорта обусловлена разнообразием условий использования и обязательностью учета индивидуализации при оценке вида технического состояния для автомобилей различных

Рио, 2. Значения коэффициентов максимально допустимых стоимости единичного диагностирования с-тах и периодичности его проведения /«а« в зависимости от вариации рассеивания долговечности V контролируемых механизмов и коэффициента опасности их отказов К

эксплуатационных групп (с учетом разброса тестовых режимов). Катодом оценки нормативов в технической диагностике посвящено ¡м--лое число работ, из которых наиболее значимы исследования И.А. Биргера в области авиационной техники. Здесь основой решения для наиболее распространенного случая бинарных состояний является предварительное определение закономерностей рассеивания значена-.' диагностического параметра П для исправных / СП/Дj) и неисправных / (П/Д2) механизмов с последующей вероятностно-стоимостной оценкой норматива Пп при помощи заимствованных из статистической теории распознавания методов и условий: минимального риска (Байеса); идеального наблюдателя (Зитерта-Котельникова); Неймана-Пирсона; наибольшего правдоподобия. При этом оптимизируются вероятности ошибок 1-го - 2-го родов (пропуск неисправности -"ложная" неисправность).

Показано, что специфика автомобильного транспорта позволя>;г определять норматив на основе "жесткого" 8525-пого одностороннего и двухстороннего ограничений теоретического закона рассеивания /(n/ij) при нежелательности ошибок 1-го рода, и 95^-ного - 2-го рода. Необходимый закон рассеивания -fiU/Rj) при этом определяется на основе смешанной выборки значений диагностического параметра, измеренных у различных автомобилей при проведении планового диагностирования, путем последовательных статистических расчетов при изменяющихся границах /7дау"/7дадас} включающих в себя номинальное (наилучшее) значение Пн (рис. 3). Закон считается подобранным при достижении наибольшей вероятности согласия с ограниченной частью выборки по критерию Пирсона, но не меньшей 0,3. При меньшей вероятности параметр считается неинформативным из-за отсутствия стабильности; если при расчетах было "отброшено" менее 15? смешанной выборки, то параметр неинформативен из-за отсутствия чувствительности. Компьютерный вариант методики легко воспринимается практиками ЛТП.

Методика показала: возможность использования для обслуживания в АТП более жестких по сравнению с устанавливаемыми ГОСТом "Технологических нормативов" на время срабатывания тормозов; необоснованность для эксплуатации нормативов ГОСТа по экологич-ности, заимствованных из системы контроля автомобилей на автозаводах; неин^орматиеность "классических" параметров тормозных сил и максимальной мощности (силы тяги) на колесах для грузовых авгомобилей; ин'^рмэтиьиосп. гаках гехкологич'шх параметров

п

Пн=ПтШ

П'та»

Рио. 3. Графическая, интерпретация метода определения основных характеристик распределения / (П/Дт) на основе смешанной статистики 'реализации значений диагностического параметра, отражающей исправное Дт и неисправное До состояния, по максимальной вероятности согласия теоретической оценки /лЮ для зоны номинального значения параметра Пд

как давление газов й картере в режиме ускорения свободного разгона для двигателей грузовых автомобилей, и разряжения во впускном трубопроводе и расхода топлива при испытании бензиновых автомобилей на ненагруженных беговых барабанах.

Аналогичный подход положен в основу обоснования выбора рациональной номенклатуры параметров из их большого и технологически избыточного количества при автоматизйрованном (и ручном) диагностировании сложных механизмов. Показаны недостатки иногда применяемых для этого способов: оптимизация номенклатуры на основе информационной меры Шеннона, отражающей специфику работы систем связи; ошибочность в использовании корреляции для выявления взаимосвязей между параметрами ввиду невозможности установления информационного "направления" этих взаимосвязей; нечеткость алго--ритма условного информационного "отсеивания" параметров при увеличении их количества и затрудненность его реализации при их значительном числе.

Разработанный нами алгоритм свободен от указанных недостатков и основан на информационно-вероятностном представлении взаимосвязей между параметрами на матрице, отображающей ориентированный граф этих взаимосвязей. Основа'метода представления показана на рис.4 и 5 на примере простейшего сложного механизма с двумя структурными параметрами Х^ и Х£. Поскольку по схеме рис.4 ухудшение состояния (неисправность) структуры ^ отражается только параметром ^ ( с вероятностью РСП^/Х^), а -параметрами и П£, причем информативность П| при этом выше (Р (П^/Х|)>Р(П2/Х2)), то при массовом обследовании априорная вероятность выхода параметра за нормативное значение будет определяться вероятностью Р£, отражающей независимую информационную ценность параметра П£, и вероятностью Р{_2 информационной взаимосвязи.

Неизвестная структура взаимосвязей выявляется на основе информационного критерия С.Кульбака (путем вычисления его значений по результатам массового обследования параметров и сравнения для симметричных клеток матрицы) и окончательно устанавливается после определения значений вероятностей Р^Р2,...Рпи вероятностей информационного влияния Р^ . Упрощение расчетов последнего этапа достигается за счет последовательного приближения, путем увеличения учитываемого количества влияющих параметров для каждого столбца матрицы (от одного и выше) на основе ранжирования по критерию С.Кульбака. Полный процесс решения требует диалогового использования вычислительной техники. Окончательный выбор номенклатуры параметров производится или на основе логического анализа матрицы, или общепринятых информационно-стоимостных подходов (по значениям Р^.Р^,...Рп),и упрощает формирование алгоритма диагностирования.

В четвертой главе "Экспериментальные исследования с целью разработки перспективных методов и средств стационарного и встроенного диагностирования" описаны работы по созданию завершенного комплекса диагностики нового поколения, удовлетворяющего требованиям, сформулированным в результате системных исследований. Показано, что приемлемое решение указанной проблемы достигается за.счет следующего набора оборудования: встраиваемого (автономного) устройства для диагностики систем питания и зажигания и выбора экономичных режимов движения автомобиля;

Рис.4. Простейшая схема взаимосвязей между структурными X и диагностическими П параметрами сложного меха-

низма:

р(п1/х1)> рсп2'/х1)

Р1 = Р1

Р2 - Р2 + Рй-2(1- Р2>

1]1 »2

Р1 Р2

П1 Р1 Р1-2

П2 Р2

Рис.5. Матричное отображение вероятностных . взаимосвязей между диагностическими параметрами рис.4, основанное на использовании методов представления ориентированных графов

страиваемого устройства для диагностики дизеля по неравномерности вращения коленчатого вала; встраиваемых устройств для общего диагностирования гидравлических и пневматических тормозов и динамичного ограничения скорости движения; комплексного автоматизированного прибора "Автотестер" для диагностики двигателей и агрегатов трансмиссии; универсального модуля "Автодиагност", обеспечивающего автоматизированную проверку автомобиля на стендах с беговыми барабанами. Методы диагностирования, реализованные в "Автотестере" и "Автодиагносте", позволили без использования встроенных датчиков обеспечить достаточный уровень выявления и распознавания дефектов.

Расширение информационных возможностей "Автотестера" достигнуто за счет параллельного применения цифровых, фазово-временных. осциллогрзфических, виброакустических и динамических (на разгонных режимах) методов диагностирования бензиновых и дизельных двигателей, при соблюдении системных требований на 18

универсальность, технологичность и метрологичность. При этом о: новные датчики и электронные блоки одновременно используются при реализации нескольких методов, что в 1,5-2 раза упрощает конструкцию средств и еще более технологию диагностирования. Показана целесообразность синтеза функционально;! модели подобного комплекса на основе раздельного представления технических средств для каждого метода в виде ориентировочного графя и последующего сложения соответствующих матриц смежности.

Полученная реализация "Автотестера" в виде переносных автономного цифрового измерительного блока и дополнительного к нему виброблока с электронно-лучевой трубкой (для визуального анализа виброграмм работы клапанов, форсунок и агрегатов трансмиссии, осциллограмм зажигания и давления перед форсункой) существенно отличается от зарубежных средств подобного назначения. Описаны результаты экспериментальных исследований, подтвердившие эффективность используемых в "Автотестере" методов диагностирования.

На примере тормозов, переднего моста и рулевого управления показана необходимость автоматизации диагностирования автомобилей на силовых стендах с беговыми барабанами с целью повышения информативности за счет параметров, измеряемых на переходных процессах. Для тормозов наиболее информативными параметрами признаны интенсивность нарастания тормозной силы и время срабатывания, интенсивность снижения тормозной силн и время растормаживают , и неинформативными - максимальные значения тормозной силы. Для переднего моста и рулевого управления установлена достаточность использования всего 8-мл .силовых и временных параметров, автоматически измеряемых при имитации процесса поворота управляемых колес с последующим их самовозвратом. Для автомобилей с бензиновыми двигателями целесообразны дополнительные как постоянные, так и переменные (разгонные) режимы испытания на ненагру-женных беговых барабанах с малодискретной регистрацией расхода топлива. Повышение технологичности автоматизированного модуля может быть достигнуто за счет оперативной корректировки диагностических нормативов и на перспективу алгоритма диагностирования в целом.

Описаны исследования по обоснованию методов встраиваемого диагностирования систем, влияющих на расход топлива и загрязнение среды: по значению циклового расхода топлива для бензи-

новых двигателей, и по неравномерноати вращения коленчатого вала в режиме холостого хода для дизелей. Последний метод целесообразен и для бензиновых двигателей с цифровым зажиганием и электронным впрыском топлива. Показано, что параметр циклового расхода топлива, введенный проф.И.М.Лениным и зависящий от степени наполнения цилиндров и качества смесеобразовательных процессов (коэффициента избытка воздуха), при соответствующем учете величины разрежения но впускном трубопроводе даёт практическую возможность локального диагностирования основных систем карбюратора (при исправном зажигании) и двигателя в целом.

Метод базируется на эмпирической нормативной зависимости (рис.6) для условного двигателя с рабочим объёмом в I л. Наиболее целесообразным алгоритмом диагностирования является измерение расхода топлива при 3-4-х тестовых значениях разрежения ( с колебаниями последнего в пределах - 5 кПа) на "площадке" не менее 400 оборотов коленчатого вала с дискретностью не более 0,5 мл (для легковых автомобилей). Однако указанный алгоритм реализуется только при стендовых испытаниях (заложен в "Автодиагносте"); для городских условий возможно только автоматическое диагностирование при разрежении около 35 кПа на основе сокращенной "площадки" в 50-100 оборотов и статистической оценке накопленных результатов измерения. Дополнительное неавтоматическое диагностирование холостого хода (по часовому расходу) и зажигания в сочетании с оценкой мгновенной (на пробеге 50-150 м) и общей (на пробеге 50-100 км) экономичностью обеспечивают полную информацию о состоянии при упрощении встроенного средства.

Параметры снижения угловой скорости (на такте сжатия) и её увеличения (на такте рабочего хода) обеспечивали не только локализацию неисправных цилиндров дизеля, но и определенный уровень оценки состояния форсунок, клапанов газораспределения, насоса высокого давления, механических потерь и компрессии в цилиндрах, достаточный для качественной экологической регулировки. Достоинством метода является использование всего 2-х или 3-х простейших индуктивных датчиков и исключение необходимости измерения расхода топлива (последнее целесообразно только для коммерческой эксплуатации).

Установлено, что общее диагностирование как гидравлических, так и пневматических тормозов может осуществляться в процессе неинтенсивных "служебных" торможений при любом состоянии дороги 20

см3 5,0 1Ш об.л

4,0 3,0 2,0

1,0

х.х. Главная дозирующая система Экономайз

60 50 40 30 20 10 О Разрежение во впускном трубопроводе, кПа

Рио. 6. Графическая интерпретация методики выявления неисправности системы смесеобразования (карбюратора) и зажигания бензиновых двигателей стационарными и встроенными средствами диагностирования по параметру циклового расхода топлива

РР Н)

неисправно

Рис. 7. Графическая интерпретация интегрального и временного методов встроенного диагностирования тормозов автомобилей с гидпроприводом в процессе служебных торможений

(включая гололед) по соответствию изменения замедления j авто-/ мобиля в зависимости от давления Р в приводе. При этом возможно применение как интегральных, так и временных методов.

Первый из них, реализуемый в широком диапазоне торможений по разности выходных сигналов процесса Р(4 ) и ) (£) на периоде (рис. 7), имеет определенные возможности локализации неисправностей, однако сложен в метрологическом отношении. Второй метод, основанный на измерении промежутка времени % мезду моментами достижения давления и замедления тестовых величин и J 2» метрологичен и технологичен при производстве приборов и их эксплуатации, а его осуществление в узком диапазоне служебных торможений в целом приемлемо доя практики.

При экстренных торможениях (распознаваемых по изменению давления) принципиальное значение имеет оценка эффективности торможения автомобиля в зависимости от состояния дороги (по величине установившегося замедления), на основе которой могут быть установлены величины динамичного ограничения скорости безопасного движения, а также безопасной дистанции при использовании радарных устройств. Показана приоритетность безопасного движения на основе динамичного ограничения скорости в условиях скользкой дороги. Максимальная информативность встроенного диагностирования (при участии завода-изготовителя) достигается локализацией неисправных тормозов отдельных колес(на основе оценки их замедлений при экстренных торможениях). Преимущественная реализация этого метода в условиях "скользкой" дороги с системных позиций является удобной для,. коммерческой и технической эксплуатации. Отмеченный набор параметров (в сочетании с реальной скоростью и дистанцией) может быть положен в основу работы "черного ящика" автомобиля, полезного при разборе некоторых ДТП.

В пятой главе "Оценка возможностей стационарного и встроенного диагностирования в повышении эффективности технической эксплуатации автомобилей" приводятся результаты имитационного моделирования семи различных вариантов организации ТО и ремонта в АТП (см. главу П), опытной апробации скорректированного с учетом современных условий варианта применения одноступенчатого комплексного диагностирования (вместо ЕТОД, исследованного на модели), сформулированы предложения по рациональной программе развития диагностики в стране и даны основные рекомендации по

её практическому освоению. Моделирование проводилось при условии' максимальной реализации возможностей новых методов стационарного и встроенного диагностирования, описанных в главе 1У, на основе экспериментальных данных по надежности и закономерностям технологического процесса ТО и ремонта автомобилей ЗиЛ, полученных ранее и в результате собственных исследований.

Результаты моделирования (табл.1) свидетельствуют как о практической возможности решения социальных проблем повышения безопасности движения и снижения загрязнения окружающей среды средствами встроенного диагностирования (варианты 5,6,7), с одной стороны, так и экономической целесообразности независимого применения стационарного планово-предупредительного комплексного (одноступенчатого) диагностирования (варианты 4,5), с другой. Из обобщения показателей 5,6 и 7 вытекает целесообразность использования экономического критерия как основы оперативного управления технической службы при приемлемом уровне решения задач снижения затрат на топливо и шины и эксплуатации автомобилей с технологическими неисправностями тормозов (без нарушений требований ГОСТа) и разрегулировками системы холостого хода.

Более важным для решения экологических проблем следует считать общее снижение расхода топлива на нагрузочных режимах работы двигателя (показатель 2), которые более чем на 90% определяют загрязнение атмосферы токсичными компонентами, и это обстоятельство делает первоочередной социальной задачей внедрение предлагаемого варианта встраиваемого диагностирования систем питания и зажигания на автомобилях индивидуального пользования. Экономический эффект от снижения расхода топлива при применении встроенного диагностирования существенен даже в сочетании со стационарным (варианты 5 и 4, показатель 10). Хотя резкое сокращение,примёрно~вдвое, затрат на обслуживание и ремонт при рациональном использовании стационарного диагностирования на планово-предупредительной и комплексной основе (варианты 4 и 5) экономически менее значимо по сравнению с топливом и потерь от простоев, социальное значение имеет значитель-*ое повышение производительности труда рабочих (не менее чем 1а 25%, показатель II). Повышение производительности труда зозможно и для 7-го варианта (без стационарного диагностирова-■шя) при условии использования встроенного диагностирования

N |Р>

Сравнительная оценка вариантов организации ТО и ТР автомобилей ЗиЛ по результатам имитационного моделирования

Таблица I

ПОКАЗАТЕЛИ

Единицы

ВАРИАНТЫ

измер. I 2 3 4 5 6 7

I. Коэффициент технического использования Отн.ед. 0,83 0,845 0,86 0,87 0,86 0,84 0,83

2. Перерасход топлива % 26 26 6 5 I 2 7

3. Пробег с неисправностями системы холостого хода М 80 80 6 8 I 2 3

4. Пробег с технологическими неисправностями тормозов 48 28 5 20 I 2 3

5. Стоимость обслуживания ХиВ5 км 0,92 3,55 3,81 1,30 1,40 1,24 0,92

6. Стоимость заявочного ре- 7,22 4,57 1,06 0,80 1,10 1,97 7,04

монта (постовые работы)

7. Стоимость предупредительг- - - 1,63 1,75 1,60 1,20 -

работы)

8. Стоимость перерасходованного топлива

9. Затраты на шины (передний мост)

10. Всего затрат и издержек (с учетом потерь от простоев)

11. Эквивалент изменения производительности труда при обслуживании и ремонте (с учетом цеховых работ и работ самообслуживания)

15,65 15,57 5,49 5,48

3,06 4,03

2,85 4,50

0,40 4,60

0,57 4,62

39,66 38,70 19,83 17,90 16,30 17,39 99,9 100 112 140 137 132

5,87 5,19 28,02 101

%

при плановом обслуживании по варианту 4. Дополнительное моделирование, при условии повышения уровня надежности автомобиля в 1,5 раза, показало аналогичные результаты.

Описаны результаты опытно-производствеНной проверки эффективности применения одноступенчатого диагностирования (на стационарных средствах первого поколения) в условиях АТП на 40 автомобилях ГАЭ-53А. Возможности диагностирования и надежности автомобиля сегодняшнего дня позволили реализовать только существенно скорректированный вариант ЕТОД, фактически вылившийся в трехступенчатое обслуживание, но при сохранении стержневой основы одноступенчатого обслуживания тормозов, переднего моста и рулевого управления, системы холостого хода и зажигания по результатам диагностирования через одно ТО-1 и при очередном ТО-2. Вместо ТО-1 выполнялись только смазочные и контрольно-крепежные операции по рулевой трапеции, а при ТО-2 дополнительно проводилось диагностирование двигателя, шкворневых соединений и агрегатов трансмиссии. Соответственно при ТО-2 выполнялись регламентные смазочно-очистительные, крепежные и тинные работы, не связанные с диагностированием.

Экспериментальные исследования подтвердили выявленные при моделировании возможности резкого сокращения затрат на обслуживание и ремонт (средняя периодичность технических воздействий с разборочно-сборочными операциями возросла примерно вдвое) с одновременным повышением уровня технического состояния систем, влияющих на безопасность движения и загрязнение окружающей среды (в частности, время срабатывания тормозов всех автомобилей, признававшихся технологически неисправными, не выходило за пределы ГОСТа). Экономический эффект составил 150 рублей на один автомобиль в год. Аналогичные теоретические (на основе моделирования) и экспериментальные результаты получены при проведении более полных исследований на всем парке автомобилей МАЭ-5432 одного АТП "Совтрансавто".

Обобщение проведенных исследований позволило рекомендовать рациональную для нашей страны программу развития внешнего и встроенного диагностирования, реализация которой при благоприятных условиях может быть осуществлена в ближайшие 5-7 лет. Быстрое удовлетворение потребностей автотранспортных предприятий малой, средней и большой мощностей в стационарном диагностировании достигается путем внедрения на них упрощенных комп-

лексов оборудования, механическая часть которых может быть изго-^ товлена силами региональных (краевых или областных) объединений. Данный комплекс включает: канавный двухстоечный подъёмник; стенд с ненагруженными беговыми барабанами; упрощенный стенд с силовыми роликами для измерения времени срабатывания тормозов от следящего ролика (без измерения тормозной силы); простейшие переносные приборы для измерения параметров расхода топлива, электрооборудования и зажигания, системы питания дизелей, люфта рулевого колеса, развала и схождения колес, токсичности и дымности и т.д. Информационная и технологическая завершенность данного комплекса будет достигнута за счет применения микропроцессорных приборов: для диагностирования бензиновых двигателей на основе параметра циклового расхода топлива, и дизелей по неравномерности вращения коленчатого вала (в качестве последних могут быть использованы соответствующие средства встраиваемого диагностирования). Даны рекомендации по методам и технологии диагностирования. на простейших комплексах, а также организации обслуживания. Автоматизированное диагностирование в сочетании с внешними информационными системами при этом целесообразно только для региональных центров обслуживания, крупных автообъединений и автокомбинатов (на первом этапе достаточно иметь 2-3 таких диагностических центра на край или область).

Развитие встроенного диагностирования необходимо осуществлять в два этапа. На первом преимущественно для автомобилей индивидуального пользования целесообразен независимый выпуск двух автономных встраиваемых устройств: для диагностирования питания и зажигания, и общего (функционального) диагностирования тормозов с информацией о динамичном ограничении скорости (в перспективе и дистанции). Сформулированы технические предложения по этим устройствам, универсальность которых позволит их использовать и на грузовых автомобилях. На втором этапе при участии заводов-изготовителей данные средства должны быть дополнены более сложными устройствами для локального диагностирования тормозов колёс (актуально для автопоездов и в сочетании с антиблокировочными системами). а также диагностирования дизеля по неравномерности вращения коленчатого вала (подобные техн. предлож. разработаны для ЗиЛа).

При возможном использовании этих устройств без стационарного диагностирования, что актуально более чем для половины грузовых автомобилей и автобусов парка страны, экономический

эффект может составить от 400 до 1000 рублей на один автомобиль в год. Дальнейшее развитие встроенного диагностирования может происходить в направлении обеспечения высокого качества работы автоматических систем управления автомобилем и двигателем.

Основные результаты и выводы.

1. На основе анализа установлено, что объективно ограниченный уровень внедрения стационарного диагностирования на автотранспорте общего пользования и невозможность его распространения на другие автомобили страны препятствуют оперативному решению социальных и народнохозяйственных проблем снижения загрязнения окружающей среды (и расхода топлива), поддержания требуемого уровня технического состояния по безопасности движения, сокращения потребностей в.рабочей силе на обслуживание и ремонт, что в значительной мере обусловлено отсутствием научных основ разработки и использования систем диагностирования на современном этапе.

2. Предварительные исследования показали на целесообразность использования в качестве общеметодологической основы решения комплексных проблем развития диагностирования в стране системного анализа в сочетании с имитационным моделированием на ЭВМ. Исходя из этого выявлена перспективная структура системы поддержания работоспособности автомобилей, особенностью которой является первоочередное использование автономных средств встраиваемого адаптивною диагностирования (с выдачей информации о безопасных и экономичных режимах движения)' в. сочетании с внешним стендовым диагностированием (без использования встроенных датчиков). Разработана методика модельного (имитационного) исследования этой структуры применительно к. условиям работы АТП, результаты которого могут быть использованы и для других автомобилей.

3. Частные теоретические исследования показали возможность управления качеством технического состояния автомобилей (и,разработку соответствующих.методик) на основе периодического (внешнего или встроенного) диагностирования путем установления рациональных режимов его проведения и нормативных технологических значений диагностических параметров. При этом эффективность и качество диагностирования сложных объектов (при автоматизации процесса) будут определяться рациональностью выбора информационного комплекса диагностических параметров по предлагаемой методике, учитывающей специфику эксплуатации автомобилей.

4. Проведены исследования и даны рекомендации по разработке

27

полноинформативных методов и средств стационарного диагностирования, исключающие потребность в использовании встроенного. Показана принципиальная возможность решения указанной проблемы путем создания универсального "Автотестера" для диагностирования агрегатов трансмиссии, механизма газораспределения, систем питания и электрооборудования автомобилей с бензиновыми двигателями и дизелями, и универсального автоматизированного модуля к механическим стендам для проверки тягово-экономических, тормозных и ходовых качеств автомобиля.

5. Для автомобилей с бензиновыми двигателями разработан и апробирован комплексный метод встроенного (встраиваемого) диагностирования топливной экономичности и влияющих на нее рабочих процессов системы зажигания и карбюратора, основанный на контроле правильности смесеобразования на всех режимах работы двигателя, в сочетании с устройством для выбора экономичной скорости.

6. Разработан и апробирован комплексный метод встроенного (встраиваемого) диагностирования и рационального использования тормозной эффективности автомобиля, обеспечивающий раздельное выявление ухудшения состояния тормозов, и оперативную корректировку безопасного уровня скорости движения автомобиля при ухудшении состояния шин и дорожного покрытия (дождь, гололед и т.д.]

7. В результате модельного (имитационного) исследования существующих и перспективно возможных вариантов организации обслуживания и ремонта установлено, что наиболее эффективным способом использования стационарного и встроенного диагностирования (совместно и по отдельности каздого)является планово-предупредительное обслуживание на основе одноступенчатого комплексного диагностирования, проводимого с периодичностью вдвое большей периодичности ТО-1. При этом возможно практическое исключение эксплуатации автомобилей с неисправностями, влияющими на расход топлива, загрязнение окружающей среды и безопасность движения, при повышении производительности труда ремонтного персонала в целом не менее чем на 25$ (при обслуживании на 60$) и снижении расхода топлива на 10-15^,

8. Эксплуатационные исследования (на примере автомобилей ГАЭ-53А и МАЗ-54Э2) подтвердили технико-экономическую целесообразность организации обслуживания на основе одноступенчатого комплексного стационарного диагностирования для условий АШ, при практическом совпадении основных показателей повышения эф-

28

фективности, полученных на основе теоретических исследований.

9. Сформулированы программные предложения по современному развитию диагностирования с учетом специфики автомобильного транспорта нашей страны. Их особенностями,являются: оснащение АТП преимущественно простейшими средствами стационарного диагностирования, с возможностью изготовления механических стендов силами регионов (краевых и областных); развертывание широкоинформационного автоматизированного диагностирования при региональных базах централизованного производства обслуживания; развертывание предприятиями электронной промышленности производства, в первую очередь для автомобилей индивидуального пользования, простейших автономных средств встраиваемого диагностирования тормозов и тормозной эффективности, а также систем питания и зажигания, с последующим усложнением встроенного диагностирования при участии заводов-изготовителей автомобилей.

10. Дальнейшие исследования по рассматриваемой проблеме следует проводить: в области стационарного диагностирования в направлении его включения в автоматизированную систему управления техническим состоянием автомобилей во взаимосвязи с выполняемыми перевозками; в области встроенного диагностирования в направлении создания систем с прогнозом технического состояния, а также увязывания встроенного диагностирования с работой систем автоматического управления автомобилем и двигателем.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Долгополов Ю.А., Крамаренко Г.В., Боддин А.П. Метод автоматизированной диагностики тормозных систем автомобилей по временной реализации процесса торможения //Тр./МАДИ.-1974.-Вып. 79. -С. 116—119.

2. Щербаков Л.М., Еолдин А.П. Контроль эффективности регламентной диагностики при техническом обслуживании и ремонте автомобилей //Тр./МАДИ.- 1975. - Вып.104. -С.67-71.

3. Филиппов A.M., Болдин А.П. Синтез функциональной модели, комплексного стенда диагностики ДВС с использованием теории графов //Тр./МАДИ. -1975. -Вып.104. -C.III-II4.

4. Руководство по диагностике технического состояния подвижного состава автомобильного транспорта /В.И.Рытченко, Б.В.Ленинсон, В.С.Гернер, Л.В.Мирошников, АЛ.Болдин, Н.Д. Мосиенко, Н.Я.Говорущенко, В.М.Кузнецов, В.И.Ерохов. - М.:

Транспорт, 1976. - 95 с.

5. Крамаренко Г., Болдин А., Коньков В. Диагностика и техническое обслуживание переднего моста и рулевого управления//Ав-томоб. трансп. - 1976. - N 8. - С. 22-24.

6. Методические указания по определению и корректировке режимов контрольно-диагностических работ в условиях автотранспортных предприятий/Н.П.Панкратов, Л.В.Мирошников, А.П.Болдин и др.; Минавтотранс РСЯСР, М4ДИ, НИИАТ. - М.. 1977. - 52 С.

7. Болдин A.n. Методика определения нормативных значений диагностических параметров//Метод. указан, к расчётным работам по управлению процессом техн. обслуживания автомоб. при помощи диагностирования/МАДИ. - М.. 1977. - С. 19-29.

8. Болдин A.n. Методика определения информативности диагностических параметров и постановки диагноза сложных механиз-мов//Метод. указан, к расчётным работам по управлению процессом техн. обслуживания автомоб. при помощи диагностирования/МАДИ. -М.. 1977. - С. 61-Q7.

9. Мирошников Л.В.. Болдин A.n., Пал В.И. Диагностирование технического состояния автомобилей на автотранспортных предприятиях. - М.: Транспорт, 1977. - 263 с.

10. Болдин А.П. Некоторые вопросы разработки средств встроенного диагностирования//Тр./МАДИ. - М., 1977. - Вып. 135. - С. 114-120.

11. Лихачёв Л.Г., Болдин А.П. О методе встроенного диагностирования технического состояния топливной системы карбюраторных двигателей//Тр./МАДИ. - М.. 1979. - Вып. 171. - С. 44-46.

12. A.c. 687360 СССР, мки2 6 Ol М 17/00. Стенд для диагностирования систем и механизмов автомобиля/ А.П.Болдин, А.Н.Куприянов, А.М.Филиппов.

13. Болдин А.П. Исследование вопросов разработки и использования встроенного диагностирования на автомобильном транспорте //Всесоюз. науч. конф. по диагностике и прогнозир. техн. состояния подвижного состава автомоб. трансп. (21-23 мая 1980 г.): Те8. докл. и сообщений. - Харьков, 1980. - С. 36-38.

14. Комплексный автоматизированный прибор "Автотестер"/ Л.Жарков. С.Мягков. А.Наянов, А.Болдин, А.Филиппов//Автомоб. Трансп. - 1980. - N 5. - С. 35-37.

15. Болдин А.П. Некоторые пути решения проблемы встроенного

диагностирования//Техн. зксплуат. автомоб.: Сб. науч. тр./МАДИ.

30

- М., 1980. - С. 61-63.

16. Габигов Н.Ш., Болдин А.П. Устройство для встроенного диагностирования зажигания и электрооборудования автомоби-ля//Техн. эксплуаг. атомоб.: Сб. науч. тр./МАЛИ. - М., 1980. -С. 64-66.

17. Лихачёв А.Г., Болдин А.П. Устройство для встроенного диагностирования топливной системы автомобилей с карбюраторными двигателями// Техн. эксплуат. автомоб.: Сб. науч. тр./МАЛИ. -М.. 1980. - С. 71-73.

18. A.c. 713729 СССР, МКИ2 В 60 Т 17/22. Устройство для диагностирования тормозов на борту автомобиля/ С.М.Мороз, А.П.Бол-дин, В.А.Руденко.

19. A.c. 735454 СССР. МКИ2 В 60 К 31/00. Устройство для регулирования скорости движения транспорного средства/ Л.Я.Цикер-ман, А.П.Бодцин, С.М.Мороз.

20.' A.c. 737274 СССР, МКИ2 В 60 Т 17/22. Устройство для определения величины динамического ограничения скорости движения автомобиля/ А.П.Болдин, С.М.Мороз.

21. A.c. 779118 СССР, МКИ3 В 60 Т 7/12. Устройство для автоматического торможения транспортного средства перед препятствием/ Л.Я.Цикерман, А.П.Болдин, С.М.Мороз.

22. A.c. 785091 СССР. МКИ3 В 60 Т 17/22. Устройство для измерения временных параметров тормозов автомобиля/ Н.Ш.Габитов, А.П.Болдин.

23. Мороз С.М., Болдин А.П. Автоматизация определения ограничений скорости и дистанции движения в функции тормозных качеств автомобиля//Автомоб. промышл. - 1981. - N 5. - С. 11-13.

24. Болдин А.П. Исследование вариантов использования стационарного и встроенного диагностирования для автотранспортных предприятий общего пользования//Проблемы управлен. техн. состоянием автомоб.: CÖ. науч. тр./МАЛИ. - М.,1982. - С. 36-40.

25. Постолит A.B., Болдин А.П. Исследование эффективности технической эксплуатации при применении стационарного и встроенного диагностирования//Про0лемы унравл. техн. состоянием автомоб.: Сб. науч. тр./МАЛИ. - М., 1982. - С. 46-48.

26. Boldln А.Р., Sturm Н. Untersuchung von Varlanten zur Nutzung der statlonazen und Borddiagnouse fur Kraftverkehrsberlebe //Kraftfahrzugtechnik. - 1982. - Heft 1. -S. 30-31.

27. Шарыпов A.B., Болдин А.П. Метод встроенного диагностирования тормозов//Прогрес. процессы техн. эксплуат. автомоб.: CÖ. науч. тр./МАДИ. - М., 1982. - С. 40-42.

28. Лукин В.П., Болдин А.П., Жарков Л.К. Результаты исследования и разработки автоматизированных средств диагностирования// Прогрес. формы организац. техн. эксплуат. автоыоб.: СО. науч. тр./МАДИ. - М., 1983. - С. 28-32.

29. Грачёв В.А., Болдин А.П. Диагностирование дизельных двигателей по неравномерности частоты вращения коленчатого ва-ла//Про^ресс. формы организац. техн. эксплуат. автоыоб.: Сб. науч. тр./МАЛИ. - М., 1983. - С. 33-36.

30. Болдин A.n. Перспективы развития диагностики автомоби-лей//Совершен. техн. эксплуат. автоыоб.: Сб. науч. тр./МАДИ. -М.. 1985. - С. 33-38.

31. Болдин А.П. Как развиваться диагностике//Авто-МОб.трансп. - 1986. - N 1. - С. 32-33.

32. A.c. 1255889 СССР. МКИ4 Q Ol М 15/00. Устройство для диагностирования дизеля/ В.В.Грачёв, А.П.Болдин.

33. A.c. 1280326 СССР. МКИ4 6 Ol F 9/00. Устройство для встроенного диагностирования топливной системы карбюраторных двигателей транспортных средств/ А.Г.Лихачёв. А.П.Болдин и др.

34. Болдин А.П... Новиков В.М. Диагностирование и регулирование углов установки управляемых колёс грузовых автомобилей и автобусов простейшими средствами//Совершенствование техн. эксплуат. авгомоб.: Сб. науч. тр./МАДИ. - М., 1986. - С. 56-60.

35. Болдин А.П., Коваленко H.A., Богуыил В.Н. Прогнозирование коммерческой эксплуатации подвижного состава "Соьтрансавто" на основе моделирования. - М., 1986. - 8 с. - Деп. в ЦБНТИ Ми-навтотранса РОФСР, 12.09.86, N 418-ат.

36. A.c. 1332178 СССР. МКИ4 6 01 М 17/06. Стенд для проверки параметров рулевого управления транспортного средства/ М.М.Кириевский, А.П.Болдин, В.А.Коньков.

37. Болдин A.n., Шарыпов A.B. Экономическая и социальная целесообразность применения встроенного диагностирования на автотранспорте общего пользования//Интенсификация процессов техн. эксплуат. подвижного состава автомоб. трансп.: Сб. науч. тр./ МАДИ. - М.. 1988. - С. 78-81. .

/ГбосЛ—

идо ..<33 ,.120 оэ.са.юг.