Диссертация (1173112), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Блок управления постоянно принимает и обрабатывает электрические сигналы от датчиков и корректирует составрабочей смеси, частоту вращения коленчатого вала, моменты искрообразования вцилиндрах, высоту подъема впускных клапанов и т.д. Электрическая схема подключения датчиков к электронному блоку управления представлена на рис. 2.6.52 Рисунок 2.6 - Электрическая схема подключения датчиков ЭСУД: 1 - датчик положенияколенчатого вала; 2 - датчик давления топлива; 3 - датчик температуры охлаждающей жидкости; 4 – датчик кислорода; 5 – датчик положения распределительного вала; 6 - датчик давлениянаддува; 7- электронный блок управления.В процессе эксплуатации автомобиля датчики ЭСУД подвергаются воздействиям электрического тока, паров топлива, масла, электролита, ударным нагрузкам, вибрациям и т.д.
В результате со временем происходит старение материалов,из которых они изготовлены, деградация и загрязнение чувствительных элементов, изменение их электрических характеристик. Все это приводит к потере датчиками своей работоспособности (отказу) и нарушению работы двигателя (табл.2.3).53 Таблица 2.3 – Функциональное назначение датчиков ЭСУД и влияние их отказов на работу двигателяДатчикПоложения коленчатого валаФункциональное назначениеОпределяет положение и частотувращения коленчатого валаДавлениятопливаПередает в ЭБУД информацию одавлении топлива в топливнойрампеДавлениянаддуваИнформирует ЭБУД о температуре и давлении воздуха вовпускном коллектореПоложения распределительноговалаТемпературыохлаждающейжидкостиКислородаОпределяет положение и частотувращения распределительноговалаПередает в ЭБУД информацию отемпературе охлаждающей жидкостиИнформирует ЭБУД о количестве содержания кислорода в отработавших газахПоследствия отказаЗапуск двигателя невозможенЭБУД не может оптимизировать состав рабочей смеси.
Увеличиваетсярасход топлива и выбросы вредныхвеществ в окружающую среду, снижается мощность, двигатель работаетнеустойчивоДвигатель работает неустойчиво,снижается мощность, увеличиваетсярасход топливаСнижается мощность. В некоторыхЭСУД невозможен запуск двигателяЗатруднен пуск холодного двигателя,снижается его мощность, наблюдается неравномерная работа в режимехолостого хода, возможен перегревдвигателяДвигатель работает с перебоями.Увеличивается расход топлива.ЭБУД не может оптимизировать состав рабочей смеси.Датчики ЭСУД относятся к классу конструктивных элементов автомобиля,которые не имеют явных признаков физического старения и деградации материалов, из которых они изготовлены, поэтому при проведении контрольнодиагностических работ оценить техническое состояние таких элементов, выявитьвозникающие в них неисправности в большинстве случаев практически невозможно.Для обеспечения надежной работы двигателя целесообразно заменять такиеэлементы ЭСУД на новые после достижения ими определенной наработки.
Такаястратегия технического обслуживания ЭСУД направлена на предупреждение возникновения отказов датчиков системы в процессе выполнения ими заданных54 функций. Значения наработок датчиков до замен находятся по результатам обработки статистических данных, характеризующих их эксплуатационную надежность.Для невосстанавливаемых изделий, к которым относятся и датчики ЭСУД, вкачестве показателей, оценивающих их надежность, целесообразно использоватьинтенсивность отказов λ(t), которая наглядно показывает зависимость возникновения отказов по пробегу и изменение вероятности безотказной работы P(t) в интервалах наработки от начала эксплуатации до наступления предельного состояния.Интенсивность отказов – условная плотность вероятности возникновенияотказа невосстанавливаемого изделия, определяемая при условии, что до рассматриваемого момента времени отказ не возник.
Определение этого показателя базируется на понятии плотности вероятности отказа в момент времени t, под которой понимается предел отношения вероятности отказа в интервале времени от tдо t + Δt к величине этого интервала Δt при Δt → 0. Физический смысл плотностивероятности отказа – это вероятность отказа в достаточно малую единицу времени:P(t t ) P(t ). (2.6) t 0tf (t ) limИз определения интенсивности отказов λ(t) следует, чтоP(t )λ (t )t f (t )t ,(2.7)где P(t) – вероятность безотказной работы за время t; f(t) – плотность распределения наработки до отказа.Тогда интенсивность отказов определяется отношением:λ(t ) f (t ).P(t )(2.8)Графическая интерпретация изменения интенсивности отказов λ(t) показанана рис.
2.7.55 Рисунок 2.7 – График изменения интенсивности отказов λ(t) по наработке tНа первом участке (период приработки) отказы объекта, возникновение которых обусловлено дефектами производства, имеют повышенную интенсивность.К началу второго периода интенсивность отказов снижается и сохраняется примерно постоянной (λ = const) на всем периоде нормальной эксплуатации. Отказыв этот период носят преимущественно случайный характер и возникают, в основном вследствие нарушения условий эксплуатации.В третьем периоде интенсивность отказов резко возрастает вследствие изнашивания, старения, накопления повреждений и других процессов.
Когда интенсивность отказов достигает определенного уровня, дальнейшая эксплуатация становится нецелесообразной и элемент заменяется.Анализ зависимости изменения λ(t) показывает, что в определенном интервале наработки интенсивность отказов датчиков вследствие накопления ими различных повреждений начинает заметно расти. В связи с этим замену датчиков целесообразно выполнять при достижении этой наработки, так как дальнейшая эксплуатация без проведения соответствующих технических воздействий приведет ких отказу. На рис.
2.7 эта наработка определяется переходом интенсивности отказов λ(t) из ΙΙ в ΙΙΙ период эксплуатации.Значения наработок до замены датчиков ЭСУД могут быть определены и подопустимому уровню вероятности их безотказной работы. В соответствии с этимметодом наработка элемента до его замены определяется из условия, что вероят-56 ность отказа на этой наработке не может быть ниже заданной величины RД, называемой риском (рис. 2.8): РД (tо ≥ tз) ≥ RД = γ,(2.9)где РД – допустимая вероятность безотказной работы; tо – наработка до отказа; tз– наработка до замены; γ – заданная вероятность безотказной работы.Рисунок 2.8 – Схема определения наработки до замены датчиков ЭСУД по допустимомууровню безотказности: а – вероятность безотказной работы; б – плотность распределения наработок до отказаТакая наработка до замены позволяет предотвратить все отказы, лежащие враспределении справа от величины tз и обеспечивает высокий уровень безотказной работы датчиков ЭСУД на наработках между проведением очередных регламентных обслуживаниях автомобиля.Для элементов ЭСУД, не влияющих на безопасность движения автомобиля,допустимая вероятность безотказной работы может быть принята равной Рд = 0,80[7,52].
Такой уровень вероятности безотказной работы позволяет исключить значительную часть их отказов в процессе функционирования и существенно сократить связанные с этим затраты на восстановление работоспособности автомобиля.57 Для практической реализации данного метода определения оптимальнойнаработки до замены датчиков необходима статистическая информация об ихэксплуатационной надежности, которая может быть получена только в результатепроведения экспериментальных исследований в реальных условиях эксплуатацииАТС.2.5 Разработка методики определения вероятности безотказнойработы ЭСУД на заданной наработке по диагностической информацииОпыт работы СТОА показывает, что при выполнении регламентных ТО автомобилей скрытые неисправности, возникающие в ЭСУД, выявляются крайнередко (10-15% от их общего количества), что приводит к возникновению отказовконструктивных элементов системы в режиме функционирования АТС.
Такие отказы, как уже отмечалось, приводят к ухудшению технико-экономических характеристик двигателя вплоть до потери им работоспособности.Для снижения количества отказов ЭСУД при проведении ТО автомобиляцелесообразно оценивать вероятность безотказной работы на наработке до проведения следующего регламентного ТО.Вероятность безотказной работы - это вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ изделия не возникнет. Этот показатель применяется какдля восстанавливаемых, так и для невосстанавливаемых изделий.Оценка вероятности безотказной работы позволит достаточно полно охарактеризовать надежность ЭСУД во времени, так как этот показатель вычисляетсяпо статистическим данным об ее отказах.Значение вероятности безотказной работы Р(t), как и всякой вероятности,находится в пределах0 ≤ Р(t) ≤ 1.(2.10)Вероятность безотказной работы Р(t) и вероятность отказа F(t) образуютполную группу событий:Р(t) + F(t) =1.(2.11) 58 Изменение вероятности безотказной работы P(t) и отказа F(t) по наработке tпредставлено на рис.
2.9. Рисунок 2.9 - Изменение вероятности безотказной работы P(t) и отказа F(t) по наработке tФункция P(t) позволяет применительно к отдельно взятому элементу конструкции предвидеть и количественно оценить возможность отказа на том илиином пробеге. Она определяется из выражения:P (t ) f (t )dt ,(2.12)tгде f(t) – плотность вероятности распределения наработки до отказа.Вероятность безотказной работы ЭСУД зависит, прежде всего, от технического состояния ее конструктивных элементов, которое оценивается по выбранным диагностическим параметрам Рдв, Рдт, Ккп, φгм (см. п.2.3).В общем виде зависимость влияния диагностических параметров на вероятность безотказной работы ЭСУД может быть выражена с помощью уравнения регрессии:y b b x b x b x b x0 1 1 2 2 3 3 4 4,(2.13)где y - параметр оптимизации в закодированном виде (вероятность безотказнойработы ЭСУД); bi − коэффициенты модели (весовые характеристики), учитывающие степень влияния i-го параметра на функцию отклика; xi − кодированные значения i-го параметра, фактора (диагностические параметры ЭСУД).Численные значения закодированных параметров (x1, x2, x3, x4) и коэффициенты (b0, b1, b2, b3, b4) по которым можно судить о величине влияния каждого из59 них на параметр оптимизации, вычислялись с помощью методики планированияэксперимента [40, 83].Выбранные количественные и качественные состояния фактора называют значениями фактора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
