Глава 15

ОСНОВЫ КОНТРОЛЬНО-ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ

две

1. КОНТРОЛЬНО-ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ КАК СРЕДСТВО ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ДВИГАТЕЛЕЙ

Двигатель как технический объект наделяется комплексом свойств, определяющих его качество как энергетической установки, для количественной оценки которых используются экономические, мощностные, экологические и эксплуатационные показатели. Работа двигателя сопряжена с неизбежным ухудшением исходных значений этих показателей, поскольку происходит непрерывное изменение его технического состояния из-за изнашивания трущихся поверхностей, пластических деформаций н усталостных разрушений отдельных деталей, разрегулировки систем и механизмов и т. д. Техническое состояние двигателя определяется совокупностью изменяющихся в процессе эксплуатации свойств, характеризуемых значениями структурных параметров: SI, S2, Si, Sn, устанавливаемых технической документацией. К таким структурным, или, как их еще называют, прямым параметрам, от которых главным образом за­висят рабочие процессы двигателя и его отдельных систем, относят­ся, % геометрические размеры подверженных изнашиванию дета­лей, # форма деталей и состояние их поверхностей, ф зазоры в соп­ряжениях, + значения регулировочных параметров и т. д.

Нормативами устанавливаются номинальные S„ и предельные S_a значения структурных параметров. Техническому состоянию но­вого двигателя соответствует номинальное значение структурного параметра, а техническому состоянию двигателя, когда его даль­нейшая эксплуатация по техническим или экономическим причинам становится невозможной, — предельное значение структурного па­раметра.

Продолжительность работы двигателя с момента начала эксплу­атации выражается в моточасах или километрах пробега и называ­ется наработкой. Наработка двигателя до предельного состояния, определяемого технической документацией, называется моторесур­сом.

Состояние двигателя, при котором он сохраняет значения задан­

295

ных параметров в пределах, установленных технической докумен­тацией, называется работоспособностью. Если продолжать эксплу­атировать двигатель за пределами моторесурса, то наступает от­каз, т. е. событие, заключающееся в нарушений работоспособности. С работоспособностью связано важное качество двигателя, которое отражает все изменения в его техническом состоянии, возникающие в период эксплуатации, — надежность. Улучшение безотказности и долговечности двигателей как важнейших свойств надежности основывается на тщательном изучении встречающихся в эксплу­атации отказов.

Отказы принято делить на постепенные и внезапные. Постепен­ные отказы связаны прежде всего с износом деталей. Они формиру­ются в процессе работы и возникают, как правило, через более или менее значительный промежуток времени. К ним следует отнести отказы, вызываемые износом поршней, поршневых колец, гильз цилиндров, подшипников, клапанных гнезд и других деталей.

Внезапные отказы возникают неожиданно и проявляются в скач­кообразном изменении одного или нескольких заданных парамет­ров двигателя из-за различных поломок, внезапных разрушений, трещин, заклинивания, зависания движущихся деталей и т. д.

Для двигателей преобладающими и более естественными явля­ются постепенные отказы.

В настоящее время в процессе эксплуатации не удается обес­печить конструктивно-технологическими средствами надежность двигателя на должном техническом уровне, поэтому применяют комплекс технических воздействий, называемый системой техни­ческого обслуживания и ремонтов.

Применяемые системы технического оболужиьания и ремонтов двигателей основываются на физической природе возникновения отказов. Так, внезапные отказы, доля которых в потере работос­пособности двигателя невелика и которые невозможно заранее предвидеть, устраняются по мере возникновения.

Для устранения постепенных отказов, которые можно прогнози­ровать, применяется комплекс профилактических мероприятий, ко­торый предназначен для предупреждения значительной доли от­казов и неисправностей, восстановления исходного или близкого к нему технического состояния детали, узла до того, как будет достигнуто предельное состояние.

Известны два основных подхода к организации профилактичес­ких работ. Согласно первому подходу, выполнение технического обслуживания и ремонтов производится в плановом порядке (регу­лярно, через определенный период работы двигателя и в заданном объеме) с доведением параметра технического состояния до нормы. При этом интервалы между обслуживаниями и ремонтами, их объем и содержание устанавливаются на основе среднестатистичес­ких данных, полученных для конкретной конструкции и ее техничес­кого состояния на момент проведения профилактических работ. На 296

практике это приводит к увеличению эксплуатационных расходов из-за несвоевременности восстановительных работ и несоответ­ствия их объема и содержания фактическому состоянию двигателя.

Другой подход предусматривает контроль параметров техничес­кого состояния двигателя с заданной периодичностью. Если при контроле фактическое значение какого-либо параметра выходит за пределы допускаемых, то только в этом случае применяются вос­становительные работы с приведением параметра технического со­стояния к номинальному значению. Проведение технического об­служивания и ремонтов двигателя на основании фактического тех­нического состояния двигателя уменьшает простои двигателя и уве­личивает гарантированную безотказность его работы.

Оценка фактического технического состояния двигателя осуще­ствляется методами н средствами технической диагностики.

Техническая диагностика включает в себя исследование техни­ческого состояния объектов диагностирования, разработку методов его определения и формулирует принципы построения и исполь­зования систем диагностирования.

Под диагностированием двигателя понимается процесс определе­ния его технического состояния в целом, а также состояния отдель­ных его узлов и систем. Процедура диагностирования применяется к полностью собранным двигателям, находящимся в эксплуатации, и проводится без их разборки. Все применяемые при этом методы и средства должны быть неразрушающими.

В отличие от гарантии надежности, достигаемой ограничением ресурса и базирующейся на чисто статистической основе, обеспече­ние эксплуатационной надежности требует индивидуального и конк­ретного подхода к оценке технического состояния двигателя; с по­мощью средств диагностики при этом информация получается не­посредственно по каждому двигателю.

2. ФОРМИРОВАНИЕ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДВИГАТЕЛЯ

Результатом технического диагностирования является опре­деление значений структурных параметров, непосредственно ха­рактеризующих техническое состояние двигателя, его узлов и де­талей. Необходимо знать фактическое и предельное значения контролируемого параметра, чтобы с учетом закона его изменения □о мере эксплуатации можно было оценить остаточный ресурс. Однако на работающем двигателе практически невозможно опре­делить фактическое значение многих структурных параметров. Определение же их при разборке двигателя нарушает процессы в сопряжениях повторно собранного двигателя и изменяет за­кономерности их\ протекания, что делает неприемлемым пра­ктическое использование такого способа получения данных. В этом случае диагностирование проводят по косвенным признакам,

297

которые количественно оцениваются диагностическими парамет­рами.

Определение необходимого и достаточного количества диагно­стических параметров, которые позволяли бы достоверно оцени­вать техническое состояние двигателя в целом, его систем, механиз­мов и отдельных деталей, основывается на анализе физических процессов, протекающих в двигателе, и закономерностях их раз­вития.

В зависимости от глубины процесса диагностирования различа­ют общее и локальное диагностирование двигателя.

Общее диагностирование проводят с целью контроля работос­пособности двигателя путем количественной оценки его основных параметров. В качестве диагностических параметров при этом ис­пользуют эффективную мощность, расход топлива, состав отрабо­тавших газов, уровни шума и вибраций, давление масла.

Для определения эффективной мощности двигателя раз­работаны тормозные и бестормозные методы.

Тормозные методы применяются главным образом для диагно­стирования автомобильных двигателей и предполагают нагружение двигателя со стороны колес автомобиля с использованием тяговых стендов с беговыми барабанами. В этом случае тормозной момент создается гидравлическими, электрическими или инерционными на­гружающими устройствами. Эффективную мощность двигателя вы­числяют с учетом колесной мощности автомобиля N„ механических потерь в трансмиссии автомобиля и на стенде по формуле

ЛГ,=—, (15.1)

ЧтрПгт

где и т}„ — соответственно КПД трансмиссии и стенда.

Бестормозные методы диагностирования более просты и не требуют использования для их реализации специальных тормозных устройств.

Наиболее простым способом бестормозного нагружения являет­ся нагружение только за счет выключения цилиндров. Этот способ заключается в замере снижения частоты вращения коленчатого вала двигателя под нагрузкой, создаваемой поочередным выключением из работы его цилиндров. Для этой цели после прогрева двигателя до нормальной температуры у дизелей прекращают подачу топлива в очередной цилиндр, а у карбюраторных — отключают зажигание. Выключенный цилиндр нагружает двигатель за счет компрессии. Чем ниже мощность отключенного цилиндра, тем меньше при его отключении снижается частота вращения холенчатого вала. Срав­нивая снижение частоты вращения вала с нормативом, выявляют цилиндры двигателя, не развивающие установленной мощности. Разработан также бесгормозной метод определения мощности дви­гателя по его разгонной характеристике. Он заключается в измере­

298

нии интенсивности ускорения коленчатого вала при полной подаче топлива от минимально устойчивой частоты его вращения на хо­лостом ходу до максимальной. При этом нагрузка двигателя осу­ществляется за счет сил инерции движущихся масс, являющихся для данного двигателя постоянной величиной.

При указанном методе мощность двигателя N, будет равна

In do>

Л^г,= (15.2)

9500 d<

где 7 — приведенный момент инерции всех движущихся частей дви­гателя к оси коленчатого вала двигателя; ш — угловое ускорение коленчатого вала двигателя; п — частота вращения коленчатого вала двигателя.

Параллельно с эффективной мощностью при общем диагности­ровании измеряют расход топлива. Для определения расхода топлива применяют мерные сосуды, массовые устройства, ротаме­тры или тахометрические фотоэлектрические расходомеры.

Эффективная мощность и расход топлива являются важными объективными показателями общего состояния двигателя, но это комплексные параметры, отражающие как техническое состояние систем и механизмов, так и их регулировки.

О техническом состоянии двигателя можно судить и по харак­теру его акустического излучения. Шумы в работающем двигателе могут свидетельствовать о «стуках» коренных и шатунных подшип­ников, поршневых пальцев, поршней, вибрации клапанов; крутиль­ных. колебаниях коленчатого вала, колебаниях газов во впускных и выпускных трубопроводах, детонации в карбюраторном двига­теле и т. д.

Ухудшение технического состояния двигателя вызывает повыше­ние шумносги и неустойчивости его работы, что вызывается измене­нием зазоров в сопряжениях деталей вследствие нарушения регули­ровок и наличия износов, а также неисправностей систем питания и зажигания в двигателях с принудительным воспламенением смеси.

В качестве основной характеристики шума двигателя можно принять уровни шума, замеренные вокруг двигателя при его работе без нагрузки и под нагрузкой.

В настоящее время приобретает все большее значение диагно­стирование двигателя по параметрам, определяющим также и за­грязнение окружающей среды вредными веществами отработавших газов. Состав выхлопных газов зависит в основном от износа деталей цилиндропоршневой группы и технического состояния си­стемы питания. Поэтому по результатам анализа газов первонача­льно регулируют систему питания, после чего становится возмож­ной оценка неисправностей двигателя, вызванных износом.

По завершении общего диагностирования двигателя, если были получены отклонения его выходных параметров от нормы,

299

производят дальнейшее поэлементное (локальное) диагностирова­ние в целях поиска теряющего работоспособность механизма, узла, детали. Обычно поэлементным диагностированием проверяют де­тали КШМ и механизма газораспределения, системы питания. При этом локальное диагностирование начинают с деталей, в наиболь­шей степени влияющих на эксплуатационные показатели двигателя. К таким деталям в первую очередь относятся детали цилиндропор­шневой группы и вкладыши коленчатого вала.

Ухудшение технического состояния деталей цилиндропоршневой группы в процессе эксплуатации приводит к потере части рабочего тела из-за прорыва газов через кольцевое уплотнение в картер, уменьшению индикаторной работы, снижению коэффициента из­бытка воздуха, ускорению насыщения масла продуктами разложе­ния и неполного сгорания топлива. При этом возрастает удельный расход масла на угар, резко увеличивается концентрация таких ком­понентов выпускных газов, как оксиды углерода и водород, харак­теризующие неполноту сгорания топлива.

Для деталей цилиндропоршневой группы устанавливают следу­ющие структурные параметры: зазоры между поршнем и кольцом по высоте канавки, в стыках поршневых колец и между цилиндром и поршнем в верхнем поясе. В качестве косвенных диагностических параметров принимают расход масла на угар, количество прорвав­шихся в картер газов или давление их в картере, расход подава­емого в цилиндры сжатого воздуха, давление в конце такта сжатия в цилиндрах двигателя, характеристики вибраций, количественный и качественный состав продуктов изнашивания в масле, дымность отработавших газов.

Структурными параметрами подшипниковых ух:ов КШМ явля­ются зазоры в подшипниках коленчатого вала и во втулке поршне­вой головки шатуна, осевой зазор в коренных подшипниках. Эти параметры определяют несущую способность подшипникового уз­ла и давление в слое масла, условия трения и тепловыделения, расход масла и т. д. В качестве косвенных диагностических параме­тров для этой группы деталей двигателя выбирают расход масла, давление масла в главной масляной магистрали системы смазки, свободный ход поршня относительно оси коленчатого вала или вибрационные характеристики.

При диагностировании механизма газораспределения к струк­турным параметрам относят зазоры между направляющими втул­ками клапана и его стержней, в подшипниках распределительного вала, между клапаном и приводом клапана. Косвенными парамет­рами являются давление в конце сжатия в цилиндрах двигателя, содержание оксида углерода в отработавших газах, уровни шума и вибраций в механизме.

В соответствии с рассмотренными выше косвенными диагности­ческими параметрами, позволяющими без разборки двигателя оце­нить техническое состояние основных механизмов и узлов двига­

зоо

теля, разработаны следующие методы поэлементного диагно­стирования: ф определения угара масла и герметичности надпор- шневых объемов цилиндров двигателя, • виброакустический, ф спектрального анализа картерного масла, ф анализа состава от­работавших газов и др.

ф Метод определения угара масла заключается в сопоставлении массы масла, полученного после слива проверяемого двигателя, с эталонным пределом для двигателей той же модели на адекват­ном периоде их эксплуатации. Метод в основном применяется при оценке технического состояния деталей цилнндропоршневой груп­пы. При их предельном износе расход масла увеличивается в 3...5 раз и более. Однако ценность данного параметра как диагностичес­кого снижается из-за того, что помимо износа деталей указанной группы на расход масла оказывают влияние скоростной, нагрузоч­ный и тепловой режимы работы двигателя, давление газов в кар­тере, утечки масла через неплотности в блок-картере при плохом состоянии уплотнителей (сальников, прокладок). В связи с этим ори значительном угаре масла для окончательного заключения о тех­ническом состоянии цилиндров, поршней, колец требуется его под­тверждение другими методами.

• Метод определения герметичности камеры сгорания, исполь­зуемый для оценки износа деталей цилиндропоршневой группы и плотности посадки клапанов, основан на оценке прорыва газов в картер, утечки сжатого воздуха из цилиндров при закрытых клапанах, а тахже давления газа в цилиндре в конце такта сжатия.

Измерение прорыва газов в картер производится газовым счет­чиком, который подсоединяют к маслозаливной горловине. Этот метод требует герметизации всех других возможных выходов кар­терного газа. При измерениях создают режим работы двигателя, соответствующий полной нагрузке и заданной для данного типа ДВС частоте вращения. Установлено, что за время эксплуатации двигателя до ремонта утечка газов в картер увеличивается в 7... 12 раз. Недостатком метода является затрудненность определения не­посредственной причины повышенной утечки газов в картер, а так­же зависимость утечки от скоростного и нагрузочного режимов работы двигателя.

Более точно оценить герметичность камеры сгорания и соответ­ственно техническое состояние деталей цилиндропоршневой груп­пы, клапанных уплотнений и прокладки головки цилиндров можно подавая в цилиндр сжатьш воздух через отверстие для форсунки или свечи зажигания. Об износе поршневых колец свидетельствуют большая утечка воздуха при установке поршня проверяемого цили­ндра в положение, соответствующее началу процесса сжатия (все клапаны закрыты). Утечка воздуха более 15% при положении по­ршня вблизи ВМТ на такте сжатия указывает на сильный износ цилиндров. Утечку воздуха через клапаны определяют на слух,

301

а состояние прокладки головки цилиндра по появлению пузырьков воздуха в горловине радиатора.

Герметичность камеры сгорания проверяют также по величине давления в цилиндре в конце сжатия (компрессии), которое измеря­ют хомпрессометром при проворачивании коленчатого вала стар­тером. На достоверность результатов такого диагностирования оказывает влияние непостоянство частоты вращения коленчатого вала. Кроме того, оно не позволяет локализовать неисправность, указав конкретное сопряжение, ответственное за недостаточную герметичность камеры сгорания.

Сопутствующие рабочим процессам силовые взаимодействия элементов двигателя приводят к возбуждению и распространению в его конструкции механических колебаний (вибраций), а в окружа­ющей его воздушной среде — звуковых колебаний (шумов). Опре­деление технического состояния двигателя по параметрам вибрации и шума называется виброакустической диагностикой.

Наибольший интерес для виброакустической диагностики пред­ставляют вибрации, причиной которых являются соударения в ки­нематических парах механизмов (поршень—цилиндр, клапан—сед­ло, палец—поршневая головка шатуна и т. д.). Косвенно они харак­теризуют величину зазора между сопряженными элементами двига­теля, увеличивающуюся по мере износа трущихся поверхностей. Широкий частотный и динамический диапазон колебательных про­цессов, малая инерционность, большая скорость распространения вибрационных волн по металлическим конструкциям обусловлива­ют быструю реакцию виброакустического сигнала на изменение технического состояния. Но действие большого количества источ­ников вибраций в двигателе, зависимость вибрационных процессов от режима и условий работы двигателя усложняют процедуру виб- роакустической диагностики.

Для повышения достоверности результатов диагностирования принимают во внимание следующие особенности вибро акустичес­ких сигналов, возбуждаемых ударами:

ф виброакустические сигналы представляются последовательно­стью периодически повторяющихся импульсов с частотой повторе­ния, равной или кратной частоте вращения коленчатого вала;

• отдельно взятый из последовательности импульс представля­ет собой реакцию конструкции на ударное воздействие и имеет вид осциллирующего затухающего колебания с частотой собственных колебаний контактирующих деталей;

• амплитуда виброакустического импульса резко изменяется при увеличении зазоров вследствие изменения энергии соударения;

• колебания, вызванные ударом, могут быть с достаточной точностью идентифицированы по углу поворота коленчатого вала (фазе цикла). Смещение виброакустических импульсов в ту или иную сторону по фазе свидетельствует об аномалиях в работе

302

диагностируемого узла (об увеличении зазоров, нарушении устанои- ленных регулировок и т. д.);

ф энергия колебаний при распространении их по конструкции сопровождается уменьшением уровня полезного сигнала, несущего информацию о техническом состоянии узла, поэтому регистрация вибросигналов должна производиться как можно ближе к источ­нику возбуждения колебаний в диагностируемом узле.

ф Метод анализа проб картерного масла используют для оценки износа деталей двигателей (поршней, поршневых колец, цилиндров, подшипников коленчатого вала), а также для контроля воздушных и масляных фильтров.

При работе двигателя в смазочное масло постоянно поступают продукты износа трущихся деталей сопряжений. Так как детали двигателя выполнены из различных металлических сплавов, то по концентрации в картерном масле отдельных химических элементов можно установить предельный износ конкретных деталей. Напри­мер, по изменению концентрации железа в отработавшем масле можно судить о скорости изнашивания таких деталей, как гильзы цилиндров, шейки коленчатых валов, поршневые маслосъемные кольца и др. По изменению концентрации алюминия — о скорости изнашивания поршней, хрома — компрессионных колец, свинца — подшипников коленчатого вала. Присутствие кварца и абразивных частиц характеризует состояние воздушного тракта и фильтров, а также состояние и работу маслоочистителей. По изменению соде­ржания элементов, входящих в первоначальный комплекс присадок к моторному маслу (барий, фосфор, сера, молибден), можно судить о его работоспособности.

Правомерность использования для диагностирована;;. и.,,, .псля концентрации продуктов износа в масле подкрепляется следующи­ми обстоятельствами: ф свойством частиц металла равномерно распределяться и длительно находиться во всем объеме картерного масла; ф пропорциональной зависимостью концентрации от интен­сивности изнашивания сопряжения. Последнее объясняется посто­янством баланса между поступлением частиц износа, задержанных фильтрующими элементами, и отводом со сгорающим маслом, причем доливы и замена масла лишь временно нарушают этот процесс.

Для получения наиболее достоверных результатов диагностиро­вания отбирают пробы масла на прогретом двигателе на установ­ленных периодах его эксплуатации. Для выявления продуктов изно­са в отобранных пробах масла используют два метода спектраль­ного анализа: эмиссионную спектрометрию и атомную абсорбцион­ную спектрометрию.

Эмиссионная спектрометрия заключается в сжигании анализи­руемой пробы с помощью электрической дуги и разложении в спектр образующегося между двумя электродами излучения. По длинам волн спектральных линий излучения и их относительной

зоз

интенсивности делают заключение о присутствии в масле продуктов износа деталей и их количестве. При атомно-абсорбционной спек­трометрии через пламя ацетиленовой горелки, в которое распили­вается проба исследуемого масла, пропускается поток светового излучения, с помощью которого выявляют световые характеристи­ки элемента, подлежащего определению. Если элемент присутствует в масле, то происходит поглощение ацетиленовым пламенем излу­чения в данном диапазоне спектра источника световой энергии.

Эмиссионная спектрометрия имеет большую скорость обработ­ки проб масла, а атомно-абсорбционная спектрометрия более про­дуктивна для определения элементов при их низких концентрациях.

3. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ ТЕХНИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

Наиболее полное представление о техническом состоянии двига­теля можно получить при комплексном использовании различных методов, так как возможности каждого из них ограничены и не перекрывают, а дополняют друг друга. Поэтому для достоверной оценки технического состояния двигателей в настоящее время ис­пользуются системы технического диагностирования.

Разработке такой системы предшествуют статистический анализ наиболее распространенных отказов двигателя, его узлов и систем; изучение физических процессов, приводящих к возникновению дефе­ктов и их сопровождающих; формирование объекта диагностирова­ния; разработка метода и алгоритма диагностирования с учетом функциональных или статистических связей между конструктивны­ми, режимными и диагностическими параметрами двигателя, а так­же с учетом технических и экономических возможностей ее прак­тического использования.

Структурная схема системы диагностирования двигателей мо­жет быть представлена в виде схемы, изображенной на рис. 15.1.

Рис. 15.1. Струггурвая схема системы диагностирования двигате^

лей

304

Источником сигналов о техническом состоянии (информатором состояния) в системе диагностирования является объект диагности­рования. Блок измерения поставляет исходную информацию о со­стоянии объекта, содержащуюся в измеряемом сигнале. Он включа­ет в себя первичные преобразователи диагностических сигналов с объекта диагностирования в их электрические эквиваленты, а так­же усилители и устройства преобразования первичных сигналов в унифицированные сигналы для последующей обработки. На сиг­нал, несущий диагностическую информацию, в большей или мень­шей степени накладываются помехи, что необходимо учитывать при разработке алгоритма диагностирования.

Вследствие того что ПДВС имеет множество технических состо­яний, фактически при диагностировании приходится разбивать это множество на конечное число распознаваемых классов состояний, объединив в каждом классе состояния, обладающие одинаковой физической природой. Например, к одному классу можно отнести состояния двигателя, характеризуемые дефектами узлов клапанного механизма, подшипниковых узлов коленчатого вала и т. д., если за признак состояния взять появление продуктов металлического из­носа в масле. Этот класс состояний характеризуется не только единым признаком состояния, но и единым методом диагностиро­вания. На основании статистического анализа отказов объекта диа­гностирования для каждого класса технических состояний формиру­ются эталоны (усредненные для данного класса значения диагности­ческих параметров).

Для формирования системы диагностических параметров и эта­лонов могут применяться диагностические модели объекта, в ряде случаев облегчающие процесс поиска информативных компонецтов в исследуемом сигнале.

Завершающим элементом системы диагностирования двигателя является подсистема принятия решения, которая по значениям па­раметров диагностирования производит оценку технического состо­яния двигателя и его элементов (постановку диагноза) с использова­нием различных критериев.

Основными задачами при создании системы технической диа­гностики являются выбор метода диагностирования и построение алгоритма определения технического состояния.

Разработка метода диагностирования двигателей включает группу последовательных задач: # описание объекта диагностиро­вания минимальной совокупностью параметров состояния и диа­гностических параметров; # выявление наиболее чувствительных к распространенным дефектам диагностических параметров; ф раз­деление технических состояний на классы. Одновременно решаются задачи измерения диагностических параметров, обеспечения конт- ролеспособности объекта диагностики.

При составлении и применении алгоритмов диагностирования двигателей можно выделить следующие подходы. Первый из них

303

состоит в том, что измеренные значения параметров диагностиру­емого двигателя сразу же сравниваются со значениями тех же параметров, измеренных ранее на том же двигателе и режиме. В результате сравнения вычисляют отклонения измеряемых параме­тров, а все дальнейшие операции диагностирования с привлечением соответствующих математических моделей проводят с указанными отклонениями.

Второй подход состоит в том, что по измеренным на диагности­руемом двигателе значениям параметров вычисляют с помощью математической модели значения других, не измеряемых непосред­ственно параметров, которые сравниваются со значениями, полу­ченными ранее по таким же или аналогичным моделям для той же модели двигателя на том же режиме, и на основании их анализа принимаются диагностические рекомендации и решения.

Оценка технического состояния двигателя может также прово­диться на основании сравнения характера изменения признаков состояния с некоторыми эталонными зависимостями, соответст­вующими бездефектному двигателю. Накопление статистической информации о дефектах дает возможность установления взаимосвя­зи конкретных дефектов с характером отклонения от эталонной зависимости.

Построение системы диагностирования двигателя производят в соответствии с принимаемым видом диагностирования: функци­ональным или тестовым. Система функционального диагностирова­ния обеспечивает контроль за работающим двигателем в ходе его обычной эксплуатации, оценивая его по диагностическим парамет­рам. В случае тестового диагностирования двигатель подвергается искусственному воздействию с целью выявления работоспособно­сти узла или детали.

Системы функционального диагностирования двигателя подраз­деляют на бортовые и стационарные. Бортовые системы диагности­рования позволяют осуществлять непрерывный или с любой зада­ваемой периодичностью контроль за работоспособностью двига­теля, его механизмов и систем. Они включают встроенные датчики, преобразователи их сигналов, индикаторы и элементы коммутации, размещаемые на объекте с контролируемым двигателем. Эти систе­мы могут объединяться с электронными системами управления двигателем и работать под управлением бортовых микропроцес­соров.

Стационарные системы диагностирования предполагают приме­нение промежуточных, обрабатывающих и индицирующих устройств, которые располагаются вне контролируемого объекта на диагностическом стенде и подключаются к объекту диагностирова­ния с установленной периодичностью в зависимости от условий эксплуатации. При этом первичные преобразователи (датчики) мо­гут быть встроенными или присоединяемыми к двигателю.

С целью повышения эффективности систем диагностирования

306

двигателей в них в качестве основного элемента включают микро­процессоры или микроЭВМ. Это позволяет осуществлять большой объем вычислений, связанных с обработкой текущей информации, формированием эталонных диагностических признаков и порого­вых значений, классифицирующих функций и решающих правил распознавания технических состояний, оценкой тенденции нх изме­нения.