Диссертация (1173112), страница 12
Текст из файла (страница 12)
При снижении этого показателя надежности ниже допустимого значения {Р(t) ≤ 0,80}необходимо проводить углубленное диагностирование ЭСУД для выявления иустранения скрытых в ней повреждений.6. Предложен метод прогнозирования остаточного ресурса ЭСУД и ее подсистем с использованием доверительных интервалов изменения значений диагностических параметров, оценивающих их техническое состояние.
Определениеостаточного ресурса по нижней доверительной границе позволяет рассчитать запас исправной работы подсистем ЭСУД с заданной вероятностью, существенносократить отказы системы в эксплуатации и связанные с этим затраты на восстановление ее работоспособности.73 ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ3.1 Методика проведения экспериментальных исследованийДля решения поставленных в диссертационной работе задач необходимыразличные сведения об условиях работы ЭСУД, характере и причинах возникновения отказов, степени их влияния на работу двигателя, показателях безотказности и долговечности конструктивных элементов и др.В данной работе такая информация была получена на основе экспериментальных исследований по эксплуатационной надежности ЭСУД в процессе поэтапного выполнения следующих работ:- выбор характерных условий для проведения эксплуатационных испытаний автомобилей;- осуществление сбора первичной информации об эксплуатационнойнадежности системы;- анализ полученных данных;- формирование информационной базы, которая является одной из главныхкомпонент разрабатываемой системы обеспечения работоспособности ЭСУД вусловиях эксплуатации.Техническое состояние ЭСУД и затраты на поддержание их в работоспособном состоянии в условиях эксплуатации исследовались с использованием методов математической статистики и аппарата теории вероятностей, в основу которых положен выборочный способ.
Задачи исследований и последовательность ихвыполнения приведены на рис. 3.1.Важным условием начала проведения исследований по определению показателей эксплуатационной надежности ЭСУД является определение минимального размера выборки. Наиболее распространенным методом определения представительной выборки испытаний является метод доверительных интервалов, который заключается в следующем.
По предварительным выборочным характеристикам случайной величины (например, среднего ресурса tср определяют верхнюю tв74 и нижнюю tн доверительные границы (рис. 3.2). Эти границы и определяют доверительный интервал, который с некоторой доверительной вероятностью α накрывает значение tср Р ( t н t ср t в ).(3.1)Рисунок 3.1 - Структурная схема экспериментальных исследованийШирина доверительного интервала характеризует точность выборочнойоценки tср , а доверительная вероятность α – достоверность этой оценки. Чем ужедоверительный интервал и больше значение α, тем точнее оценка среднего ресурса tср . Если требуется определить математическое ожидание наработки (ресурса)75 tср с наперед заданной точностью ε и достоверностью α, то минимальный объемвыборки, который обеспечит эту точность, находится по формуле2N U p σ2( δ t ср ) 2,(3.2)где Up – вспомогательная величина (квантиль), определяемая по таблице квантилей нормального распределения; δ – относительная погрешность (для автотранспортных средств принимается в пределах 5 – 10 %).Рисунок 3.2 – Распределение случайной величины наработки t с доверительными границамиПо результатам выполненных расчетов минимальный объем выборки обследования составил N=58 ЭСУД.
В связи с тем, что современная ЭСУД включаетв себя несколько десятков конструктивных элементов, количество обследованныхавтомобилей, формирующих выборку, будет значительно выше указанной величины (в данной работе объем выборки составил 190 ЭСУД).Сбор экспериментальных данных осуществлялся автором настоящей работыв процессе проведения ТО, ремонта и диагностирования электронных системуправления бензиновыми двигателями. Исследования проводились в течение трехлет (с 2014 по 2017 г.) на базе дилерского центра «Peugeot» г. Владимира.
В качестве объекта исследования выбраны ЭСУД 1.6 VTi Tiptronic (88 кВт) и 1.6 THPTurbo Tiptronic (110 кВт), устанавливаемых на автомобили марки Peugeot (модели207, 208, 308, 3008, 408, 508, Partner).76 Для реализации исследований была разработана ведомость (см. приложение1), в которой фиксировались: модель автотранспортного средства, текущий пробег с начала эксплуатации, сведения о выявленных неисправностях и поврежденных элементах исследуемой системы, причины и признаки наступления отказа,перечень проводимых технических воздействий, значения диагностических параметров подсистем ЭСУД.
При проведении исследований использовалось диагностическое оборудование, рекомендованное заводом-изготовителем автомобилейPeugeot (табл. 3.1).Таблица 3.1 – Оборудование, используемое при проведении экспериментальных исследованийНаименование подсистемыПитания топливомПодачи воздухаИзменения фазГРМСнижения токсичности отработавших газовОборудование1.
Диагностический комплекс «DIAGBOX» ver:8.1.2. Мультиметр цифровой МY-65 (Mastech)3. Газоанализатор четырехкомпонентный «Инфракар» М1.014. Манометр для измерения давления топлива5. Имитатор сигнала датчика давления топлива1. Диагностический комплекс «DIAGBOX» ver:8.1.2. Мультиметр цифровой МY-65 (Mastech)3. Газоанализатор четырехкомпонентный «Инфракар» М1.014. Комплект приспособлений для измерения давления воздуха вовпускной трубе (манометр, переходная втулка, соединительныйшланг)1.
Диагностический комплекс «DIAGBOX» ver:8.1.2. Мультиметр цифровой МY-65 (Mastech)3. Набор приспособлений для измерения вытяжки цепи ГРМ4. Приспособление для фиксации распределительных валов5. Осциллограф RTB-20001. Диагностический комплекс «DIAGBOX» ver:8.1.2. Мультиметр цифровой МY-65 (Mastech)3. Набор для измерения давления в системе выпуска отработавших газов4. Газоанализатор четырехкомпонентный «Инфракар» М1.01Рассматриваемые в рамках настоящего исследования конструктивные элементы, подлежащие оценке и анализу надежности, представлены в табл. 3.2.77 Таблица 3.2 – Исследуемые конструктивные элементы ЭСУДПодсистема ЭСУДПитания топливомПодачи воздухаИзменения фаз ГРМСнижения токсичностиотработавших газовПрочиеКонструктивные элементы1. Топливный насос2. Топливный насос высокого давления (с регуляторомдавления топлива)3.
Топливная форсунка4. Датчик давления топлива5. Турбокомпрессор6. Электромагнитный клапан аварийного сброса давлениянаддува7. Электромагнитный клапан регулирования давлениянаддува8. Электронная дроссельная заслонка9. Датчик давления наддува10. Электромагнитный клапан регулирования фаз ГРМ11. Электродвигатель системы изменения подъема клапанов ГРМ12. Датчик положения распределительного вала13. Датчик положения коленчатого вала14. Датчик кислорода15. Каталитический нейтрализатор16. Электронный термостат (с датчиком температурыохлаждающей жидкости)17. Электронасос охлаждения турбокомпрессора18. Электронная педаль газа19. Свеча зажигания20.
Катушка зажигания21. ЭБУДПо методологии получения данных экспериментальные исследования проводились на реальных объектах в эксплуатационных условиях с привлечениемквалифицированного персонала (инженеров, диагностов) при регулярном контроле технического состояния ЭСУД. По режимам и условиям проводимые испытания относятся к классу испытаний без фиксации режимов работы.По уровню обязательности использования (учета) полученные результатыиспытаний носят рекомендательный характер, содержащий конкретные предложения заводу изготовителю (перечень объектов лимитирующих надежность, уровень влияния отказа элемента на работоспособность двигателя, причины отказов78 и неисправностей и пр.) и потребителям (оптимальные наработки до замены элементов, прогноз остаточного ресурса ЭСУД, рекомендации по ТО и т.д.).Обработка полученных опытных данных проводилась с помощью программы Microsoft Excel 2010 и заключалась в определении показателей, оценивающихэксплуатационную надежность ЭСУД.3.2 Анализ статистических данных по эксплуатационной надежностиэлементов ЭСУДКак уже отмечалось, в процессе эксплуатации автомобиля, возникающие внем физико-химические процессы, вызывают в элементах ЭСУД изменение ихначальных свойств и, как следствие, различные повреждения (изнашивание, старение, коррозионное разрушение контактов, разрушение изоляции и т.д.).
Этовлечет за собой ухудшение выходных параметров работы ДВС и, в конечном счете, приводит к потере им работоспособного состояния. На рис. 3.3 приведены результаты исследований распределения отказов конструктивных элементов ЭСУД1.6 THP Turbo Tiptronic (110 кВт).Как видно из приведенной диаграммы наиболее распространенной неисправностью данной ЭСУД является отказ электромагнитного клапана системыизменения фаз ГРМ, который чаще всего связан с загрязнением его каналов металлическими частицами, содержащимися в моторном масле.На отказы кислородных датчиков приходиться 10,8% от общего количестваотказов.
Их неисправности в большинстве случаев вызваны выходом из строянагревательного элемента встроенного в датчик, либо применением топлива низкого качества.79 14. 14,9%1. 11,8%2. 10,8%3. 9,4%13. 3,3%12. 3,7%11. 3,9%10. 4,3%9. 4,7% 8. 5,3%7. 5,5%4. 8,5%5. 7,1%6. 6,8%Рисунок 3.3 – Диаграмма процентного распределения отказов конструктивных элементов ЭСУД: 1 – электромагнитный клапан регулирования фаз ГРМ; 2 – кислородный датчик; 3 –ТНВД; 4 – электронная дроссельная заслонка; 5 – топливный насос; 6 – катушка зажигания; 7 –каталитический нейтрализатор; 8 –топливная форсунка; 9 – свеча зажигания; 10 – турбокомпрессор; 11 – электронный термостат с датчиком температуры охлаждающей жидкости; 12 –электронный блок управления двигателем; 13 – электромагнитный клапан регулирования давления наддува; 14 – прочие элементы ЭСУДБольшая часть отказов конструктивных элементов ЭСУД, имеющих обмотку возбуждения (электромагнитная топливная форсунка, катушка зажигания,электромагнитный клапан регулирования давления наддува и т.д.), связана с разрушением ее изоляции и межвитковым коротким замыканием.
Изоляция обмоткиподвергается естественному износу (старению) под действием изменения температур, вибраций, влаги и т.д. Замыкание обмотки на корпус возникает из-за местного разрушения изоляции, которое может произойти в результате трения витковобмотки между собой или о корпус, загрязнения изоляции металлической пыльюи т.д.В табл.3.3 приведены результаты обработки экспериментальных исследований эксплуатационной надежности конструктивных элементов ЭСУД.80 Таблица 3.3 – Результаты обработки экспериментальных данныхПодсистемаЭСУДКонструктивныеэлементы1.
Топливный насос2. Топливный насос высокого давления (с регуляПитаниятором давления топлива)топливом3. Топливная форсунка4. Датчик давления топлива5. Турбокомпрессор6. Электромагнитный клапан аварийного сбросадавления наддува7. Электромагнитный клаПодачипан регулирования давлевоздухания наддува8. Электронная дроссельная заслонка9. Датчик давления наддува10.Электромагнитныйклапан регулирования фазГРМ11. Электродвигатель сиИзменения фаз стемы изменения подъемаклапанов ГРМГРМ12. Датчик положенияраспределительного вала13. Датчик положения коленчатого валаСнижения ток- 14.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
