16. Выбор диагностического параметра по критерию обеспечения заданной надежности
Методика позволяет установить минимально необходимое количество и перечень диагностических параметров, который позволит выполнить поставленную задачу – обеспечить требуемый уровень надежности работы локомотива.
Для реализации методики должны быть известны или необходимо предварительно установить надёжностные характеристики подсистем, узлов и блоков по всем выходным параметрам.
Обозначим символом
диагностический параметр. Предположим,
что общее число параметров равно
.
Если элемент исправен по параметру
,
то его состояние обозначим
, если неисправен –
.
Принимаем, что известны следующие
надёжностные характеристики:
– вероятность исправного состояния
локомотива по параметру
;
–
вероятность исправного состояния
локомотива по параметру
при
условии, что локомотив исправен по
параметру
;
–
вероятность исправного состояния
локомотива по параметру
,
при условии, что по всем
параметрам
локомотив исправен.
Надежностные характеристик локомотива
определяются на заданном интервале
эксплуатации локомотива
.
Вероятность исправного состояния
локомотива на интервале
.
Чтобы повысить надежность работы
локомотива часть (
из
)
параметров контролируют через интервал
.
Тогда надежность локомотива повышается
до значения
,
(1.9)
где
–
условная вероятность исправного
состояния локомотива по параметрам,
контролируемым через интервал
;
–
условная вероятность исправного
состояния локомотива по неконтролируемым
параметрам на интервале
.
Анализ формулы (1.9) позволяет сделать
вывод, что максимальное увеличение
вероятности исправного состояния
локомотива на интервале
можно достичь, выполняя условие: в группу
контролируемых параметров
через интервал
попадут параметры, по которым вероятность
исправного состояния локомотива на
интервале
будет
минимальной, а в группу неконтролируемых
параметров
попадут параметры, вероятность исправного
состояния локомотива по которым на
интервале
будет максимальной. При этом
.
Если задана допустимая
надежность объекта
,
то такое распределение минимизирует
число контролируемых параметров n,
обеспечивающее
.
Правило выбора необходимого минимального
количества диагностических параметров
по критерию обеспечения заданной
надежности можно сформулировать
следующим образом: из
параметров
выбирается такой
для которого
.
Из оставшихся параметров выбирается
,
для которого
.
Процедура выбора необходимого набора
диагностических параметров заканчивается
тогда, когда выполняется условие
.
Вопрос № 17 Классификация диагностических параметров
На рис. 1.4. представлена схема классификации диагностических параметров [1].
По принципу образования ДП разделяются на параметры структурные, рабочих и сопутствующих процессов.
Параметры рабочих процессов характеризуют процесс функционирования и функциональное состояние ОД. Например, для тепловозного дизеля такими параметрами являются максимальное давление сгорания, удельный расход топлива, содержание вредных выбросов в отработанных газах и т.д.
Сопутствующий процесс неразрывно связан с протеканием основного рабочего процесса. Он также характеризуется рядом параметров. В сопутствующих процессах могут быть выделены признаки, по которым можно оценить параметры основного рабочего процесса. Применение параметров сопутствующих процессов для оценки основного рабочего процесса оправдано в том случае, когда непосредственное измерение параметров основного процесса невозможно или затруднительно. Примером диагностического признака является концентрация продуктов изнашивания деталей тепловозного дизеля в моторном масле, значение которой характеризует степень износа контролируемых деталей.
Обычно структурные параметры (параметры технического состояния) определяющие связь и взаимодействие между элементами этого механизма и его функционирование в целом представляют собой характеристики физических процессов, происходящих в объекте диагностирования, которые характеризуют качество структурных связей сопрягаемых деталей.
По характеру изменения во времени параметры делятся на возрастающие (уровень вибрации, износ, удельный расход и т.д.), убывающие (диаметр вала, прочностные характеристики и т.д.), линейные и нелинейные, характеризуемые видом функциональной зависимости, дискретные, имеющие конечное множество значений (угол опережения впрыска топлива, количество срабатываний и т.д.), непрерывные (значение износа, концентрация продуктов изнашивания и т.д.). Непрерывные диагностические параметры применяются для решения задачи прогнозирования остаточного ресурса.
По способу измерения диагностических параметров их можно разделить на прямые, например, измерение зазора в сопрягаемых деталях с помощью щупа, и косвенные, когда износ оценивается по значению концентрации химического элемента (например, меди) в смазочном материале, содержащемся в материале изнашиваемой детали (бронзовые втулки).