Техническая диагностика и методы технического диагностирования. Задачи диагностических работ при эксплуатации электрооборудования Технология выполнения работ по диагностике системы электрооборудования

Методы и средства диагностирования систем электрооборудования автомобилей в эксплуатации

Электрооборудование современного автомобиля представляет собой разветвленную сеть последовательно или параллельно включенных источников и потребителей электрической энергии. Структурно ЭА состоит из шести систем (электроснабжения, пуска, зажигания, освещения и сигнализации, контроля и измерения, вспомогательного электрооборудования) , содержащих свои узлы и агрегаты (рис. 1.1).

В процессе эксплуатации начальное техническое состояние изделий ЭА изменяется (как правило, ухудшается) или происходит потеря работоспособности отдельных его узлов и агрегатов. По количеству неисправностей и трудоемкости их устранения изделия ЭА превалируют над другими системами (табл. 1) двигателя. Среди систем и агрегатов, обеспечивающих безопасность движения (ОВД), доля отказов изделий ЭА также велика

В настоящее время с целью восстановления изделий ЭА при операциях ТО и ремонта широко используются методы технической диагностики.

Система электроснабжения

Система электроснабжения предназначена для питания электрической энергией всех потребителей и поддержания постоянства напряжения в бортовой сети электрооборудования автомобиля. Источниками электрической энергии на автомобиле являются генератор и аккумуляторная батарея, включенные параллельно друг другу. Регулирование напряжения генератора в заданных пределах осуществляется регулятором напряжения.

К надежности работы и качеству электрической энергии в системе источников электрической энергии предъявляются высокие требования. Отклонение напряжения в бортовой сети автомобиля от расчетного не должно превышать ±3 %.

Колебание напряжения в пределах ±5 % от расчетного значения приводит к изменению светового потока на ±20 %, и срок службы ламп уменьшается в 2 раза.

Повышение регулируемого напряжения на 10 12 %

приводит к снижению срока службы аккумуляторной батареи в 2...2,5 раза. Надежность работы системы электроснабжения оказывает значительное влияние на экономичность работы автомобиля в эксплуатации.

На автомобилях, выпускаемых в настоящее время, устанавливают генераторы переменного тока. Примерно 20 % автомобилей, находящихся в эксплуатации, оснащены генераторами постоянного тока.

Генераторы переменного тока обладают свойствами самоограничения максимальной силы тока, а встроенные выпрямители препятствуют протеканию тока от аккумуляторной батареи по обмоткам статора. Поэтому с генераторами переменного тока работает только регулятор напряжения.

При поиске неисправностей систему электроснабжения можно разделить на генератор, регулятор напряжения (реле-регулятор), цепь заряда и цепь возбуждения. Визуальным симптомом неисправностей являются показания амперметра автомобиля.

При диагностировании необходимо проверить регулируемое напряжение и мощность, развиваемую генератором на определенных частотах вращения.

Однако с помощью измерения напряжения и тока выявить характерные неисправности генераторов переменного тока не представляется возможным. Большие возможности дает измерение ряда параметров с помощью осциллографа. С его помощью по характеристическим осциллограммам напряжения генератора определяют обрыв или замыкание обмотки статора на массу и пробой диодов выпрямителя. Кроме того, с помощью осциллографа можно оценить регулируемое напряжение реле-регулятора.

Для диагностирования генераторов и реле регуляторов непосредственно на автомобиле выпускается много приборов и стендов (см. разд. «Универсальные диагностические средства и комплексы»).

При проверке степени искрения щеток допускается искрение голубоватого цвета на 80 % рабочей поверхности щетки. Выскакивание искр из-под щеток недопустимо, оно указывает на недостаточное усилие прижатия щетки или износ коллектора. Желтое искрение свидетельствует об окислении или замасливании коллектора или щеток.

Усилие прижатия щетки пружиной можно измерить с помощью стрелочных весов. Для этого из щеткодержателя надо удалить одну щетку, а другой щеткой, оставшейся в щеткодержателе, нажать на чашку (рычаг) весов. Когда щетка выйдет из щеткодержателя на 2 мм, замеряют показание стрелки весов и сравнивают его с табличными данными (прил. 2). Аналогично проверяется и усилие прижатия другой щетки.

Натяжение приводных ремней генераторов может быть проверено с помощью приспособления НИИАТ К403.

При ЕО и ТО-1 приборы системы электроснабжения очищают от пыли и масла, проверяют надежность их крепления и натяжение приводного ремня. Углубленное диагностирование генераторов, реле-регуляторов и выпрямителей совмещают с ТО-2.

Система зажигания

Система зажигания представляет собой комплекс механических и электрических устройств, назначение которых - обеспечить надежность воспламенения топливно-воздушной смеси в цилиндрах двигателя в надлежащие моменты его рабочего цикла.

Исходя из назначения системы зажигания, основные требования к ней заключаются в том, чтобы:

вырабатывать напряжение, достаточное для пробоя искрового промежутка между электродами свечи;

сообщать искровому разряду энергию, необходимую для надежного воспламенения горючей смеси;

" воспламенять смесь в каждом цилиндре двигателя в моменты, соответствующие наивыгоднейшему углу опережения зажигания.

Основные процессы, происходящие в системе зажигания, имеют электрическую природу. Они протекают в двух связанных электрических цепях: первичной (низковольтной), включающей в себя аккумуляторную батарею, добавочный резистор, первичную обмотку катушки зажигания прерыватель и конденсатор; и вторичной, содержащей вторичную обмотку катушки зажигания, подавительный резистор, распределитель и свечи зажигания.

Состояние системы зажигания существенно влияет на динамические и экономические показатели автомобиля. Так, отклонение угла опережения зажигания от оптимального на 15...20° приводит к увеличению расхода топлива до 10 % и потере мощности двигателя до 15 %. Практика «оказывает, что до 30 % автомобилей, поступающих на ТО, имеют дефекты в элементах системы зажигания.

В настоящее время наряду с классической системой зажигания широко используются контактно-транзисторные и бесконтактные системы.

При ЕО и ТО-1 проверяются действие замка зажигания, состояние и крепление всех приборов, проводов, зажимов и изоляции. При ТО-2 осуществляется углубленное диагностирование. Важное место занимают при этом результаты внешнего осмотра. Например, исправная свеча должна быть сухой, без нагара на изоляторе, а цвет нижней части изолятора-красновато-коричневый. Светло-желтый или белый цвет изолятора свидетельствуют о перегреве свечи из-за пропуска газов в соединении ее с головкой блока. Если изолятор, корпус и электроды покрыты сухим слоем нагара - велико калильное число свечи, неправильно отрегулирован карбюратор, не соответствует требуемому сорт топлива.

Если вся ввертываемая часть свечи покрыта толстым блестящим слоем масла-велико калильное число свечи, неправильна установка зажигания, в цилиндры поступает богатая смесь или прорывается масло.

При перегреве свечи, белом изоляторе и корпусе, частично покрытом нагаром, причина --в раннем зажигании, низком калильном числе, бедной смеси и плохом охлаждении.

Обрыв или перегорание дополнительного сопротивления катушки зажигания

Отсутствие контакта в цепи выключатель зажигания - катушки зажигания

Исправность первичной цепи можно проверить на автомобиле с помощью контрольной лампы, один провод которой подключен на массу, а второй поочередно подключают к зажимам цепи. Зажигание при этом должно быть включено. Если первичная цепь исправна, а искры в зазоре между высоковольтным проводом катушки зажигания и массой отсутствуют, то неисправность - во вторичной цепи или разряжена аккумуляторная батарея.

Для выявления неработающей свечи во время работы четырехцилиндрового двигателя поочередно отключают свечи, вынимая из боковых выводов крышки распределителя высоковольтные провода. При отключении работающей свечи перебои в работе двигателя увеличиваются, а отключение неработающей свечи не изменит характер работы двигателя. Неработающая свеча всегда нагрета менее, чем остальные.

Крышки распределителя не должны иметь трещин, следов пробоя изоляции. Влага, масло и.грязь недопустимы. Подавителькые резисторы проверяют измерением их сопротивления, которое должно составлять 7...14 Ом.

Степень окисления контактов прерывателя определяют по падению напряжения на них. Для этого один провод вольтметра соединяют с корпусом прерывателя, а другой- с его зажимом (вольтметр включен параллельно контактам). При замкнутых контактах (зажигание включено) падение напряжения на них не должно превышать 0,1 В. Превышение этой величины свидетельствует о необходимости зачистить контакты.

От величины зазора между контактами прерывателя зависят многие показатели работы системы зажигания. При уменьшении зазора возрастают искрение и перенос металла с подвижного на неподвижный контакт (эрозия), уменьшается величина вторичного напряжения и, как следствие, возникают пропуски искрообразования в свечах. Увеличенный зазор приводит к уменьшению времени (т. е. угла) замкнутого состояния контактов и, следовательно, к уменьшению первичного тока и вторичного напряжения. Последнее, как и в предыдущем случае, обусловит пропуск искрообразования, особенно на быстроходных режимах. При этом существенно возрастает вибрация контактов.

Зазор между контактами можно измерить щупом. Однако вследствие эрозии на одном контакте будет лунка, а на другом - выступ: фактическая величина зазора будет больше, чем измеренная щупом. Поэтому на практике целесообразно измерять угол поворота кулачка, в пределах которого контакты замкнуты (угол замкнутого состояния контактов - УЗСК). Измерение УЗСК заключается в оценке средней величины силы тока через контакты при постоянной частоте вращения вала распределителя. При этом регистрирующий амперметр может быть проградуирован и непосредственно в градусах. Для четырехцилиндровых двигателей УЗСК составляет 46...50е (для двигателей ВАЗ-52...58°), шестицилиндровых - 38...43°, восьмицилиндровых - 28...32°.

Плохое крепление конденсатора к корпусу распределителя, снижение его емкости при подборе диэлектрика (без замыкания обкладок) также приводят к повышению искрения между контактами, их окислению, снижению первичного тока и вторичного напряжения и, как следствие, к перебоям в зажигании. Этот же симптом характерен для пробоя изоляции вторичной обмотки катушки зажигания и нарушения зазора между электродами свечи. Для проверки конденсатора и катушки зажигания высоковольтный провод вынимают из центрального ввода подводят его к массе с зазором 7 мм, снимают крышку и ротор распределителя и включают зажигание. Вращая рукояткой коленчатый вал двигателя, наблюдают за искрением. При неисправном конденсаторе между. контактами - сильное искрение, а между наконечником высоковольтного провода и «массой» искры либо не возникает, либо она будет нерегулярной при зазоре меньше 4 мм. Последнее характерно и для случая пробоя изоляции вторичной обмотки катушки. При этом, однако, искрение между контактами прерывателя отсутствует.

Трещины и пробой изоляции крышки распределителя при загрязнении и влаге создают каналы утечки тока высокого напряжения. Это вызывает несвоевременное воспламенение рабочей смеси, что проявляется в неравномерной работе двигателя или невозможности его пуска. Неправильная установка зажигания снижает мощность, экономичность и ухудшает устойчивость и приемистость работы двигателя. Потеря упругости пружин центробежного регулятора вследствие усталости металла или поломка одной из его пружин резко увеличивает угол опережения зажигания на малых и средних режимах работы. В результате появляются детонационные стуки в двигателе (особенно при движении груженого автомобиля на малой скорости). Угол опережения зажигания увеличивается и при увеличении зазора между контактами прерывателя.

Нарушение герметичности вакуумного регулятора из-за повреждения диафрагмы или прокладки под штуцером, трещины в крышке или неплотного соединения трубопровода снижает разрежение. Тогда при изменении нагрузки угол опережения зажигания не изменяется, что снижает экономичность двигателя.

Правильность установки начального угла опережения зажигания, а также оценку работоспособности центробежного и вакуумного регуляторов осуществляют с помощью специального стробоскопического прибора (см. табл. 15), выполненного в виде пистолета. Питание прибора- от бортовой сети проверяемого автомобиля. Прибор подсоединяется тремя клеммами: двумя - к аккумуляторной батарее, одной - к свече первого цилиндра двигателя.

Перед измерениями необходимо отрегулировать зазор между контактами прерывателя, пустить двигатель и прогреть его до температуры охлаждающей жидкости 70...90 °С; отсоединить от корпуса вакуумный автомат и установить минимальную частоту вращения коленчатого вала.

Включив прибор (стробоскопическая лампа начнет давать вспышки), направляют световой луч на подвижную контрольную метку. Расположение меток приведено в табл.

Вследствие стробоскопического эффекта при правильной установке зажигания подвижная метка будет казаться неподвижной и должна находиться против фактически неподвижной метки. Если метки не совпадают, необходимо отрегулировать зажигание. Для этого, не останавливая двигатель, нужно ослабить стяжной винт установочной скобы и повернуть распределитель (влево или вправо) до совпадения установочных меток; стяжной винт затянуть. Совпадения меток можно добиться и регулировкой октан-корректора. Таким образом, стробоскопический эффект позволяет наблюдать на всех режимах работы двигателя сдвиг между моментом зажигания и ВМТ.

Работоспособность центробежного автомата проверяют плавно увеличивая частоту вращения коленчатого вала. При исправном центробежном автомате подвижная метка будет плавно смещаться относительно неподвижной. Смещение метки рывками свидетельствует о заедании осей или заклинивании грузиков регулятора.

Работоспособность вакуумного автомата проверяется при частоте вращения коленчатого вала 2000...2500 мин-1 путем быстрого подключения трубки вакуумного регулятора. При этом из-за появившегося разрежения подвижная метка должна резко отклониться. Если она осталась в первоначальном состоянии, то это свидетельствует о засорении трубки или распылителя, отсутствии герметичности или повреждении пружины мембраны. Допустимые значения углов опережения зажигания приведены в прил. 4.

Другим методом определения угла опережения зажигания является контроль величины разрежения во впускном трубопроводе. Следует учесть, что оптимальной установке первоначального угла опережения зажигания соответствует максимальная величина разрежения во впускном трубопроводе.

В бесконтактных системах этот вид неисправности вообще исключается. Однако при диагностировании электронных систем зажигания категорически запрещается:

замыкать накоротко выводные клеммы, а также производить какие-либо переключения соединительных проводов, не предусмотренные инструкцией;

оставлять включенным зажигание при неработающем двигателе.

Приборы диагностирования электрооборудования

Отечественной промышленностью и за рубежом выпускаются приборы для диагностирования элементов только системы зажигания (табл. 15), а также комбинированные устройства и стенды, в которых элементы системы зажигания диагностируют наряду с другими (п. 3.1).

Принципы диагностирования всей системы зажигания вне зависимости от конструкции самой системы (контактная, бесконтактная) и применяемого оборудования и приборов являются едиными.

Подключение прибора в цепь зажигания или отключение разрешается производить только при неработающем двигателе, а прикасаться к индуктивному датчику во время измерений воспрещается.

Перед началом измерений необходимо проверить и отрегулировать зазор между контактами прерывателя и УЗСК.

Переносной прибор Э213 предназначен для проверки распределителей 4-, 6-, 8-цилиндровых двигателей, контроля сопротивления изоляции, измерения емкости конденсаторов и частоты вращения.

Стрелочный прибор с разнесенными шкалами типа SUN QST-500 предназначен для диагностирования системы зажигания по всем параметрам. Стробоскопический пистолет входит в комплект прибора наряду с индуктивными датчиками, устанавливаемыми на первом цилиндре. Ему аналогичен и «диагностический чемодан» Элкон-5220.

Описанная выше регистрация кривых напряжения переходных процессов в системе зажигания с помощью осциллографа обладает рядом недостатков (низкая точность измерения параметров, большие затраты времени, субъективность оператора). Указанные недостатки могут быть устранены с помощью устройства, в котором происходят измерение напряжений отдельных участков характеристической кривой системы зажигания, измерение временных интервалов характеристической кривой, сравнение измеренных параметров с их допустимыми значениями, анализ параметров неисправностей и выдача результатов диагноза.

На рис. 2.10 приведена блок-схема автоматизированной диагностической установки, использующей универсальную вычислительную машину (УВМ) М-6000 , лишенной указанных недостатков. В установке применен датчик угла поворота ДУП, который исключает необходимость применения стробоскопа для определения верхней мертвой точки первого цилиндра и, кроме того, позволяет определить ВМТ остальных цилиндров и выдает одноградусные импульсы поворота коленчатого вала двигателя. Сигналы с емкостного датчика вторичного напряжения ДВН поступают в преобразователь информации ПИ, состоящего из преобразователя импульсного напряжения в аналоговое Ua, построенного на усилителях; измерителя интегрального напряжения £/ин, определяющего площадь напряжения разряда, построенного на усилителе; формирователей длительности разряда.Рдл и конца разряда FK, построенных на интегральных схемах.

Сигналы с преобразователя информации поступают в УВМ, где аналоговая форма преобразуется в цифровую, а импульсы длительности разряда-во время. Дальнейшая их обработка происходит согласно алгоритму, изложенному в гл. 1 (см, рис. 1,3).

Разработаны принципиально новые формирователи сигнала первой свечи ФСПС и сигнала прерывателя ФСПр, построенные также на интегральных схемах. Формирователь этого типа нечувствителен к дребезжанию контактов прерывателя, что предотвращает появление ложных импульсов.

Система освещения и сигнализация

Приборы системы освещения и сигнализации (СО и С) относятся к элементам., обеспечивающим безопасность движения. Их проверка производится водителем на линии и контрольным механиком ежедневно на выпуске-возврате автомобиля, как правило, субъективными методами или при проведении ТО-1. и ТО-2 с использованием инструментальных средств.

При ежедневном обслуживании рекомендуется проверять рассеиватели, исправность всех приборов СО и С в различных положениях центрального и ножного переключателя света, а также переключателя указателей поворота, убедиться в исправности контрольных ламп.

При ТО-1 рекомендуется выполнить операции ЕО и проверить: крепление фар, подфарников, заднего фонаря, центрального переключателя света, переключателя указателей поворота и сигналов, крепление и состояние изоляции проводов фар и подфарников, надежность крепления наконечников проводов с клеммами.

При ТО-2 выполняются операции ТО-1, проверяются работа звукового сигнала, установка световых пучков и сила света фар, крепление проводов и переключателей.

Автономные осветительные приборы современного автомобиля должны отвечать двум в значительной степени противоречивым требованиям: создать возможность максимальной дальности видимости и освещать дорогу без ослепления встречного водителя.

В настоящее время распространение получили два типа светораспределения под условным названием «американское» (на автомобилях старых выпусков) и «европейское». Не отличаясь принципами создания режима дальнего света, они отличаются параметрами, определяющими светораспределение ближнего света. На автомобилях, оснащенных фарами с «американским» светораспределением, регулировка осуществляется по дальнему свету. На автомобилях, оборудованных фарами типа «европейский свет», имеющих как двух-, так и четырехфарную системы освещения, предусмотрена регулировка по ближнему свету. Для наиболее эффективной работы приборов излучаемые световые пучки, кроме соответствия установленным нормативам, должны быть жестко геометрически ориентированы относительно автомобиля. Причем чем выше качественные показатели световых приборов, тем более строго должна выдерживаться ориентация.

Вспомогательное оборудование

К приборам вспомогательного электрооборудования автомобиля относятся стеклоочистители, отопители, приводы подъема стекол, кондиционеры, коммутационная аппаратура и др. Работоспособность многих этих приборов зависит от приводных электродвигателей, которые должны проверяться при ТО-1 и ТО-2.

При «заедании» вала якоря в подшипниках частота вращения якоря уменьшается, а сила тока в цепи электродвигателя возрастает до значения, достаточного для срабатывания предохранителя.

Исправность предохранителя и различного рода переключателей можно проверить замыканием выводных зажимов проводником. Если цепь тока при этом восстанавливается, то предохранитель или коммутирующий элемент неисправен.

Короткое замыкание в цепи плавкого предохранителя вызывает его перегорание. Термобиметаллический же предохранитель в случае замыкания периодически размыкает и замыкает цепь, что сопровождается либо миганием ламп, либо характерными щелчками. Отыскивая неисправность в проводке с помощью контрольной лампы (вольтметра), нужно двигаться от потребителя к источнику тока (аккумуляторной батарее)

Электрооборудование электрооборудования автомобиля , негерметичность системы питания, нарушение герметичности...

Особенности, методические и информационные основы методов диагностирования электрооборудования достаточно разнообразны и подробно описаны в специальной литературе. Поэтому ниже дается лишь общий обзор наиболее распространенных методов контроля, разрабатываемых в России. Некоторые применяемые и наиболее перспективные разрабатываемые направления диагностирования электрооборудования приведены в табл. 5.2.

Метод инфракрасной термографии . Изменение температуры узлов и элементов электрооборудования в процессе эксплуатации является важным информативным признаком их технического состояния. Дистанционный контроль температуры нагрева токоведущих частей, контактных соединений, корпусов электрооборудования, подвесной и опорно-стержневой изоляции реализуется средствами тепловизионного контроля. Этот метод диагностики основан на регистрации инфракрасного излучения.

Разрешающая способность тепловизионного контроля 0,2 о С. В электроэнергетике России наиболее широко распространены отечественные тепловизоры ТВ-03 и тепловизоры шведской фирмы AGEMA, например AGEMA-782.

Оценка технического состояния контактных соединений производится сравнением температуры однотипных контактов, находящихся в одинаковых условиях по нагрузке и охлаждению, а также температуры контактного соединения и сплошных участков токопроводов. Оценка технического состояния изоляторов основана на анализе разницы температур дефектного и непробитого изолятора. Эта разница определяется напряжением на изоляторе и величиной диэлектрических потерь фарфора изолятора.

Температура пробитого изолятора равна температуре окружающей среды, так как напряжение на нем нуль. Температура непробитого изолятора определяется по средним параметрам емкости, размеров и напряжения и превышает температуру окружающей среды на 0,4–0,5 о С.

Т а б л и ц а 5.2 Направления диагностирования электрооборудования

Тепловизионный метод контроля получил наибольшее применение в открытых и закрытых распредустройствах напряжением 35 кВ и выше, а также на ЛЭП.

Метод хроматографического контроля маслонаполненного оборудования . Это наиболее проработанный и распространенный в электроэнергетике метод диагностики. Он применим для раннего обнаружения развивающихся дефектов внутри маслонаполненных силовых трансформаторов, автотрансформаторов, шунтирующих реакторов, крупных электрических машин с водомасляной системой охлаждения, измерительных трансформаторов, высоковольтных вводов и высоковольтных кабелей. Хроматография есть разделение смесей. Идея метода основана на предположении, что повреждение в маслонаполненном оборудовании сопровождается выделением различных газов, отсутствующих в масле при нормальной работе. Эти газы растворены в масле. Выделив их из масла и проведя хроматографический анализ, можно обнаружить дефекты на ранней стадии возникновения. В настоящее время изучен состав газов, содержащихся в масле недефектного нормально работающего оборудования, выявлены газы, характерные для различных повреждений, и граничные их концентрации. При этом определяют концентрации водорода , метана
, этилена
, этана
, ацетилена
, оксида и диоксида углерода СО,
и других газов.

Отбор масла из работающего трансформатора производится специальными маслоотборниками поршневого типа. При этом исключается соприкосновение масла с окружающей воздушной средой и предотвращаются потери растворенных в масле газов в процессе отбора. Масло помещается в замкнутый объем, и газ над поверхностью масла подвергается анализу. Для анализа состава, динамики изменения и концентрации газов в пробах масла применяют хроматографы. Кроме того, известны встроенные средства анализа газов, растворенных в масле, и выделившихся газов, а также устройства непрерывного контроля, основанные на определении
и
, растворенных в масле. Характер и примерное место повреждения определяют по количественному составу газов. Необходимость выявления дефекта на ранних стадиях его развития требует обработки данных хроматографического анализа. Оценка состояния маслонаполненного оборудования осуществляется, как правило, на базе четырех критериев: предельных концентраций, скорости нарастания концентрации газов, отношений концентраций газов, критерия равновесия.

Первый критерий позволяет судить по значению превышения предельных концентраций о характере внутренних дефектов. Так, сильные повреждения изоляции характеризуются высокой концентрацией водорода и ацетилена и обычно сопровождаются наличием углекислого газа. Относительно большая концентрация насыщенных и ненасыщенных углеводородов
,
,
, (кроме
) в сочетании с небольшим процентом
указывает на тепловое разложение масла вследствие перегрева металлических частей. Если присутствует заметное количество СО и
, то это означает, что происходит разложение целлюлозы. Резкое увеличение
и
свидетельствует о сильном локальном перегреве, сопровождающемся обугливанием масла. Если содержание
в 10–20 раз больше чем СО при отсутствии других газообразных продуктов разложения, то причиной является термическое разложение целлюлозы. При высоких температурах обнаруживается небольшое количество
, а содержание кислорода заметно снижено. Наличие водорода и небольшого содержания этилена и
показательно для частичных разрядов. В случае слабого искрения обнаруживается небольшое количество
. Присутствие
говорит о развивающемся дефекте внутри трансформатора, который необходимо вывести из эксплуатации и осмотреть.

При втором критерии контролируется скорость нарастания концентраций газов. Если прирост содержания газов составляет более 10 % в месяц, трансформатор ставится на учащенный контроль. Достоверность оценки состояния с помощью этого критерия значительно выше по углеводородным газам и СО, чем по водороду и оксиду углерода, потери которых в пробе масла иногда соизмеримы с численными значениями этого критерия.

Третий критерий дает возможность использовать три отношения пар газов:
/
,
/
,
/
. Например условия
/
<<0,1 и
/
>1 указывают на дефект термического характера, а отношение
/
характеризует температуру перегрева. Наиболее частыми причинами упомянутых отношений являются возникновение дефектов в изоляции трансформаторного железа, нагрев и выгорание контактов РПН, нарушение изоляции стяжных шпилек и ярмовых балок с образованием короткозамкнутого контура, нагрев контактов соединений отводов низкого напряжения.

Четвертый критерий основан на сопоставлении результатов анализа масла из газового реле и из пробы. Используется в случаях срабатывания газовой защиты. На базе этого критерия делается заключение о возможности включения трансформатора в работу и определяется дефект электрического характера, когда повторное включение трансформатора могло бы привести к увеличению очага повреждения.

Перспективным направлением применения указанных критериев является разработка алгоритмов для реализации автоматизированных систем оценки состояния маслонаполненного оборудования. Следует отметить универсальность метода и растущую с увеличением напряжения эффективность его использования.

Метод контроля диэлектрических характеристик изоляции . Основан на измерении диэлектрических характеристик, к которым относятся токи утечки, величины емкости, тангенс угла диэлектрических потерь (tg ) и др. В основе контроля тока утечки лежит измерение тока, проходящего через твердую изоляцию при наличии напряжения. Известны два метода контроля. В первом, прямом методе измеряется модуль комплексной проводимости изоляции или ее емкость. Метод требует регистрации долей процента в изменении контролируемого параметра, применения различных схем повышения чувствительности и помехоустойчивости, что является его недостатком. Во втором методе сравниваются емкость и tg  однотипного электрооборудования с помощью схемы Шеринга. Метод требует наличия специальных измерительных выводов изолированной от земли конструкции. Он может использоваться для контроля за высоковольтными измерительными трансформаторами и конденсаторами связи.

Метод контроля разрядов . Все большее распространение в качестве показателя состояния изоляции электрооборудования получает использование разрядов. Известные методы измерения характеристик разрядов можно разделить на измерение частичных, пазовых и поверхностных разрядов и на электрические и неэлектрические методы. Методы применяются на напряжениях 110 кВ и выше в трансформаторах и электрических машинах.

Исследуются зависимости уровня интенсивности частичных разрядов в изоляции электрических машин от тепловых и механических воздействий. Анализируются данные для выявления связей между характеристиками частичных разрядов и сроками службы изоляции. Измерение частичных разрядов позволяет контролировать состояние изоляции во время испытаний и выявлять ее предаварийное состояние. Наличие частичных разрядов определяется по появляющимся импульсам напряжения и по изменениям электромагнитного поля во внешней цепи с помощью электромагнитного датчика. Известны устройства, контролирующие амплитуду и частоту следования импульсов в определенных диапазонах частот.

Основные трудности применения метода частичных разрядов связаны с наличием помех, обусловленных коммутациями и переходными процессами в первичных цепях установки, наличием коронных разрядов, радиопомех и т.д. Проблема измерения сигнала и его отделения от помех не всегда разрешима. Эффективность использования контроля частичных разрядов увеличивается с ростом рабочего напряжения, так как, с одной стороны, растут напряженность электрического поля и вероятность возникновения дефектов, с другой – появляется возможность отказаться от испытаний повышенным напряжением.

Выявлять пазовые разряды, искрения и образования дуг целесообразно и в обмотках крупных электрических машин под нагрузкой. Причины возникновения разрядов: ослабление пазовых клиньев, истирание и усадка подклиновых прокладок между стержнями обмоток статора, обрыв элементарных проводников, вибрация пластин гибких выводов и др. Выявить искровой, тлеющий и дуговой разряды можно с помощью, например, индуктивных датчиков. Выявить разряды можно также с помощью проводящих электродов, наложенных на изоляцию, емкостных датчиков, подключаемых к нейтрали и линейному выводу, или антенны, устанавливаемой на роторе машины, высокочастотного трансформатора, расположенного в цепи заземления нейтрали, и измерителя радиопомех.

Дефекты стержневых изоляторов, такие как трещины и локальные проводящие загрязнения, являются источниками поверхностных разрядов. Образование поверхностных разрядов сопровождается излучением в звуковом, оптическом и радио диапазонах. Известен метод оптического контроля излучения поверхностных разрядов с помощью электронно-оптического дефектоскопа. Он основан на регистрации пространственно-временного распределения яркости свечения и определении по ее характеру дефектных изоляторов. Для этих же целей с разной эффективностью применяют радиотехнический и ультразвуковой методы, а также метод контроля ультрафиолетового излучения с помощью электронно-оптического дефектоскопа "Филин". Данный принцип можно применить и для выявления таких дефектов, как обрыв стержней ротора асинхронного электродвигателя, образование дуги в КРУ и т.п.

Описанные методы не дают однозначной связи уровня и характера контролируемых параметров с характером и местом повреждения. Они универсальны по принципу и требуют индивидуального подхода к каждому объекту и специальных экспериментальных исследований.

Метод вибродиагностики . Для контроля за техническим состоянием механических узлов большое значение имеет связь параметров объекта с таким интегральным признаком, как спектр частот вибрации. Всякое параметрическое возбуждение смещает спектр. Это и используется в качестве признака. Оценка состояния по смещению низкочастотных составляющих спектра менее эффективна.

Электрофизический метод контроля . Перспективным направлением диагностики электрооборудования является применение электрофизических методов контроля. Достоинство таких методов – быстрое получение первичной информации, удобство ее передачи и представление в виде сигнала отклика. Легко встраиваются датчики в объект, сравнительно проста аппаратурная реализация, хорошие возможности настройки на различные электрофизические эффекты, высока эффективность выявления дефектов. Легко поддаются автоматизации и реализации на ЭВМ.

Методическую основу использования электрофизических методов составляет принцип наблюдаемости, а носителями информации являются электрофизические эффекты, возникающие при активизации физических процессов. По способам проявления, вывода и обработки информации эффекты такого типа можно разделить на интегральные эффекты и связанные с ними переходные процессы, эффекты нелинейности, флуктуационные эффекты и шумы.

Использование электрофизических эффектов производится на основе определения способа проявления дефекта или дефектообразующего фактора в виде конкретного физического процесса и возможности наблюдения за этим процессом внешними средствами. Эта возможность обусловливается силой проявления эффекта и разрешающей способностью применяемых измерительных средств.

Диагноз в переводе с греческого означает «распознавание», «определение». - это теория, методы и средства, с помощью которых делается заключение о техническом состоянии объекта.

Чтобы определить техническое состояние электрооборудования, необходимо, с одной стороны, установить, что и каким способом следует контролировать, а с другой стороны - решить, какие средства для этого потребуются.

В данной проблеме просматривается две группы вопросов:

анализ диагностируемого оборудования и выбор методов контроля для установления его действительного технического состояния,

построение технических средств для контроля состояния оборудования и условий эксплуатации.

Итак, для проведения диагноза нужно иметь объект и средства диагноза .

Объектом диагноза может быть любое устройство, если оно по крайней мере может находиться в двух взаимно исключаемых состояниях- работоспособном и неработоспособном, и в нем можно выделить элементы, каждый из которых также характеризуется различными состояниями. На практике реальный объект при исследованиях заменяют диагностической моделью.

Воздействия, специально создаваемые для целей диагноза технического состояния и подаваемые на объект диагноза от средств диагноза, называются тестовыми воздействиями. Различают контролирующие и диагностирующие тесты. Контролирующим тестом называется совокупность наборов входных воздействий, позволяющих провести проверку работоспособности объекта. Диагностическим тестом называется совокупность наборов входных воздействий, позволяющих осуществить поиск неисправности, т. е. определить отказ элемента или неисправный узел.

Центральной задачей диагностики является поиск неисправных элементов, т. е. определение места, а возможно, и причины появления отказа. Для электрооборудования такая задача возникает на различных этапах эксплуатации. В силу этого, диагностика является эффективным средством повышения надежности электрооборудования в процессе его эксплуатации.

Процесс поиска неисправностей в установке обычно включает в себя следующие этапы:

логический анализ имеющихся внешних признаков, составление перечня неисправностей, которые способны привести к отказу,

выбор оптимального варианта проверок,

переход к осуществлению поиска неисправного узла.

Рассмотрим простейший пример. Электродвигатель вместе с исполнительным механизмом не вращается при подаче на него напряжения. Возможные причины - сгорела обмотка, двигатель заклинило. Следовательно, нужно проверять обмотку статора и подшипники.

С чего начать диагностирование? Проще с обмотки статора. С нее и начинаются проверки. Затем уже, в случае необходимости, осуществляется разборка двигателя и оценка технического состояния подшипников.

Каждый конкретный поиск носит характер логического исследования, для которого необходимы знания, опыт, интуиция обслуживающего электрооборудование персонала. При этом помимо знания устройства оборудования, признаков нормального функционирования, возможных причин выхода из строя необходимо владеть методами поиска неисправностей и уметь правильно выбрать требуемый из них.

Различают два основных вида поиска отказавших элементов - последовательный и комбинационный.

При использовании первого метода проверки в аппаратуре выполняются в некотором порядке. Результат каждой проверки сразу же анализируется, и если отказавший элемент не определен, то поиск продолжается. Порядок выполнения операций диагноза может быть строго фиксированным или зависеть от результатов предыдущих опытов. Поэтому программы, реализующие этот метод, можно подразделить на условные, в которых каждая последующая проверка начинается в зависимости от исхода предыдущей, и безусловные, в которых проверки выполняются в некотором заранее фиксированном порядке. При участии человека всегда используются гибкие алгоритмы, чтобы избежать лишних проверок.

При использовании комбинационного метода состояние объекта определяется путем выполнения заданного числа проверок, порядок выполнения которых безразличен. Отказавшие элементы выявляются после проведения всех испытаний путем анализа полученных результатов. Для этого метода характерны такие ситуации, когда не все полученные результаты необходимы для определения состояния объекта.

В качестве критерия для сравнения различных систем поиска неисправностей обычно используется среднее время обнаружения отказа. Могут быть применены и другие показатели - количество проверок, средняя скорость получения информации и пр.

На практике помимо рассматриваемых нередко используется эвристический метод диагноза . Строгие алгоритмы здесь не применяются. Выдвигается определенная гипотеза о предполагаемом месте отказа. Осуществляется поиск. По результатам его гипотеза уточняется. Поиск продолжается до определения неисправного узла. Зачастую такой подход использует радиомастер при ремонте радиоаппаратуры.

Помимо поиска отказавших элементов понятие технической диагностики охватывает также процессы контроля технического состояния электрооборудования в условиях применения его по назначению. При этом лицо, осуществляющее эксплуатацию электрооборудования, определяет соответствие выходных параметров агрегатов паспортным данным или ТУ, выявляет степень износа, необходимость регулировок, потребность в замене отдельных элементов, уточняет сроки проведения профилактических мероприятий и ремонтов.

Применение диагностирования позволяет предупредить отказы электрооборудования, определить его пригодность для дальнейшей эксплуатации, обоснованно установить сроки и объемы ремонтных работ. Диагностирование целесообразно проводить как при применении существующей системы планово-предупредительных ремонтов и технических обслуживании электрооборудования (система ППР), так и в случае перехода к новой, более совершенной форме эксплуатации, когда ремонтные работы выполняются не через определенные заранее установленные сроки, а по результатам диагноза, если сделано заключение о том, что дальнейшая эксплуатация может привести к отказам или становится экономически нецелесообразной.

При применении новой формы обслуживания электрооборудования в сельском хозяйстве следует проводить:

техническое обслуживание согласно графикам,

плановое диагностирование через определенные периоды или наработки,

текущий или капитальный ремонты по данным оценки технического состояния.

При техническом обслуживании диагностирование служит для определения работоспособности оборудования, проверки стабильности регулировок, выявления необходимости ремонта или замены отдельных узлов и деталей. При этом диагностируются так называемые обобщенные параметры, которые несут максимум информации о состоянии электрооборудования - сопротивление изоляции, температура отдельных узлов и др.

При плановых проверках контролируются параметры, характеризующие техническое состояние агрегата и позволяющие определить остаточный ресурс узлов и деталей, ограничивающих возможность дальнейшей эксплуатации оборудования.

Диагностирование, проводимое при текущем ремонте на пунктах технического обслуживания и текущего ремонта или на месте установки электрооборудования, позволяет в первую очередь оценить состояние обмоток. Остаточный ресурс обмоток должен быть больше периода между текущими ремонтами, иначе оборудование подлежит капитальному ремонту. Помимо обмоток выполняется оценка состояния подшипников, контактов и других узлов.

В случае проведения технического обслуживания и планового диагностирования электрооборудование не разбирают. При необходимости снимают защитные сетки вентиляционных окон, крышки выводов и другие быстросъемные детали, обеспечивающие доступ к узлам. Особую роль в данной ситуации играет внешний осмотр, позволяющий определить повреждения выводов, корпуса, установить наличие перегрева обмоток по потемнению изоляции, проверить состояние контактов.

Основные параметры диагностирования

В качестве диагностических параметров следует выбирать характеристики электрооборудования, критичные к ресурсу работы отдельных узлов и элементов. Процесс износа электрооборудования зависит от условий эксплуатации. Решающее значение принадлежит режимам работы и условиям окружающей среды.

Основными параметрами, проверяемыми при оценке технического состояния электрооборудования, являются:

для электродвигателей - температура обмотки (определяет срок службы), амплитудно-фазовая характеристика обмотки (позволяет оценить состояние витковой изоляции), температура подшипникового узла и зазор в подшипниках (указывают на работоспособность подшипников). Кроме этого для электродвигателей, эксплуатируемых в сырых и особо сырых помещениях, дополнительно следует замерять сопротивление изоляции (позволяет прогнозировать срок службы электродвигателя),

для пускорегулирующей и защитной аппаратуры - сопротивление петли «фаза-нуль» (контроль соответствия условиям защиты), защитные характеристики тепловых реле, сопротивление контактных переходов,

для осветительных установок - температура, относительная влажность, напряжение, частота включения.

Помимо основных может быть оценен и ряд вспомогательных параметров, дающих более полное представление о состоянии диагностируемого объекта.

Исходя из задач и принципов организации работ, при диагностировании электрооборудования применяются приборы и устройства. Классификация средств, применяемых при диагностировании электрооборудования, показана на рис. 1. В настоящее время диагностирование и прогнозирование электрооборудования обычно проводится с помощью переносных приборов ручного управления.

Рис. 1. Классификация средств, применяемых при диагностировании электрооборудования

Довольно широкое применение получат устройства для диагностирования электрооборудования, которые могут осуществлять постоянный или периодический автоматический контроль за техническим состоянием и сигнализировать о наступлении предаварийного состояния. Такие устройства не позволяют автоматике или вручную включать и отключать электрооборудование из сети при угрозе возникновения ^неисправностей. Перспективы широкого применения устройств для диагностирования объясняются тем, что электрооборудованием, в отличие от других машин и механизмов, сравнительно легко можно управлять благодаря наличию аппаратуры управления и схем автоматизации его работы. Естественно, что автоматические диагностические устройства в первую очередь целесообразно устанавливать для контроля за электрооборудованием, отказы которого приводят к большому ущербу, а также за электрооборудованием, доступ к которому затруднен или невозможен. Следует отметить, что одно устройство может контролировать группу электрооборудования, например, электродвигатели одной поточной технологической линии.

На последующих этапах разработки средств и внедрения диагностирования, как составного элемента новой формы системы ППР, предвидится естественный процесс перехода к созданию диагностических систем, в которых большинство операций проводится полуавтоматически и автоматически. Как правило, диагностической системой автоматически выдается результат диагноза и прогноза.

Средства для диагностирования по принципу воздействия на объект диагностирования разделяются на две группы: тестовую и функциональную. С помощью средств тестовой группы при диагностировании в контролируемое электрооборудование посылаются сигналы (тестовые воздействия), при этом измеряют необходимые параметры, характеризующие реакцию электрооборудования на сигналы, и по этим параметрам оценивается его техническое состояние. Средствами диагностирования функциональной группы определяется техническое состояние электрооборудования во время работы, причем никаких внешних воздействий, отражающихся на функционировании электрооборудования, не производится.

При разработке средств в 1-ю очередь проводится классификация диагностических параметров, с помощью которых определяется техническое состояние электрооборудования, а также устанавливаются пределы изменения этих параметров.

В случае, если величину диагностического параметра нельзя определить прямым измерением, проводят выбор или разработку преобразователей или датчиков. В зависимости от характера диагностических параметров определяется, к какой группе будет относиться средство диагностирования (тестовой или функциональной).

При разработке диагностических средств стремятся создать конструкции и схемы, обеспечивающие минимальную трудоемкость и стоимость диагностирования, а также заданную точность измерения. Большое значение при разработке средств для диагностирования электрооборудования имеет форма представления результатов, которая должна быть удобной для анализа и прогнозирования.

На 1-м этапе создания средств для диагностирования обычно преобладает считывание показаний по приборам, цифровым индикаторам, световая и звуковая сигнализация. При этом считывание показаний по приборам и цифровым индикаторам в большинстве случаев присуще диагностированию с помощью переносных приборов, а световая или звуковая индикация - полуавтоматическим и автоматическим устройствам контроля технического состояния, устанавливаемым около контролируемого электрооборудования. В дальнейшем по мере совершенствования средств диагностирования, по-видимому, будет наблюдаться переход к форме представления результатов диагностирования в виде записи (аналоговой или цифровой). При разработке диагностических средств одним из важных ключевых показателей является учет области применения, т. е. соответствие разрабатываемого прибора, устройства или системы основным положениям организации диагностирования электрооборудования.

Опыт разработки и внедрения диагностирования в практику эксплуатации электрооборудования показывает, что средства диагностирования целесообразно разделить по следующему принципу:

1. Простые средства для диагностирования по ограниченному числу обобщенных диагностических параметров, позволяющих определять общее техническое состояние электрооборудования. Эти средства предназначаются для определения технического состояния электрооборудования при техническом обслуживании, а также для обнаружения простейших неисправностей. К таким средствам относятся простые переносные приборы.


2. Средства для проведения полного диагностирования и прогнозирования, позволяющие определять техническое состояние всех элементов, ограничивающих ресурс работы или работоспособность электрооборудования. Эти средства предназначены для проведения планового диагностирования и поиска неисправностей электрооборудования.


3. Средства для проведения доремонтного и послеремонтного диагностирования, предназначенные для применения в специализированных электроремонтных предприятиях или участках с целью определения номенклатуры подлежащих ремонту узлов и деталей и качества ремонта электрооборудования по параметрам, характеризующим послеремонтный ресурс.

В зависимости от назначения средства для диагностирования могут разрабатываться переносными, передвижными и стационарными. Важным показателем средств для диагностирования является степень их автоматизации. Условно средства для диагностирования разделяют на автоматизированные, автоматические и ручного управления.

На 1-х этапах разработки проводят расчеты по оптимальному выбору диагностических средств, т. е. по определению типа, параметров, характера решаемых задач и др. При этом учитываются требования, предъявляемые к средствам диагностирования организацией эксплуатации электрооборудования, а также достоверность результатов диагностирования. Одним из основных требований является назначение разрабатываемого средства (для определения работоспособности; определения работоспособности и ресурса; определения работоспособности, ресурса и поиска неисправностей; определения ресурса; поиска неисправностей и др.).

Оптимальный выбор диагностических средств должен обеспечивать минимальную стоимость проверки элементов, минимум издержек от погрешности проверки элементов, а также максимальную экономическую эффективность применения средств. Экономическую эффективность применения средств диагностирования рассчитывают в соответствии с методикой определения эффективности использования в народном хозяйстве новой техники. Следует отметить, что экономическая эффективность применения разрабатываемого средства тем выше, чем большее количество электрооборудования можно продиагностировать с его помощью, т. е. чем выше его производительность. После получения положительного результата при проверочном расчете экономической эффективности (целесообразности) создания конкретного средства для диагностирования, составляют принципиальные кинематические и электрические схемы, а также рассчитывают параметры деталей и узлов. Затем создается макетный или экспериментальный образец, который проходит вначале лабораторные, а затем производственные испытания. При испытаниях устанавливают соответствие разрабатываемого средства своему целевому назначению и его работоспособность; определяют погрешности и трудоемкости измерения диагностических параметров. По результатам испытаний вносят необходимые коррективы в схему и конструкцию средства и разрабатывают опытный образец. Опытный образец после заводских и производственных испытаний и соответствующей доработки по их результатам представляется ведомственной или межведомственной государственной комиссии, которая рекомендует его к серийному производству.

Виды и средства диагностирования классифицируют на две основные группы: встроенные (бортовые) средства и внешние диагностические устройства. В свою очередь встроенные средства подразделяют на информационные, сигнализирующие и программируемые (запоминающие).

Внешние средства классифицируют как стационарные и переносные. Информационные бортовые средства являются конструктивным элементом транспортной машины и осуществляют контроль непрерывно или периодически по определенной программе.

Методы бортовой диагностики первого поколения

Примером информационной системы является блок индикации бортовой системы контроля, представленный на рис. 3.1.

Блок индикации предназначается для контроля и информации о состоянии отдельных изделий и систем. Он представляет собой электронную систему диагностирования звуковой и светодиодной сигнализации о состоянии износа тормозных колодок; пристегнутых ремнях безопасности; уровне омывающей, охлаждающей и тормозной жидкости, а также об уровне масла в картере двигателя; аварийном давлении масла; незакрытых дверях салона; неисправности ламп габаритных огней и сигнала торможения.

Блок находится в одном из пяти режимов: выключено, ждущий режим, тестовый режим, предвыездной контроль и контроль параметров при работе двигателя.

При открывании любой двери салона блок включает внутреннее освещение. Когда ключ зажигания не вставлен в выключатель зажигания, блок находится в режиме «выключено». После того как ключ вставлен в замок зажигания, блок переходит в «ждущий режим» и остается в нем, пока ключ в выключателе находится в режиме «выклю63

3.1. Классификация видов и средств диагностирования

Рис. 3.1.

блока индикации:

/ - датчик износа тормозных колодок; 2 - датчик пристегнутых ремней безопасности; 3 - датчик уровня омывающей жидкости; 4 - датчик уровня охлаждающей жидкости; 5 - датчик уровня масла; 6 - датчик аварийного давления масла; 7 - датчик стояночного тормоза; 8 - датчик уровня тормозной жидкости; 9 - блок индикации бортовой системы контроля; 10 - сигнализатор уровня масла; 11 - сигнализатор уровня омывающей жидкости; 12 - сигнализатор уровня охлаждающей жидкости; 13, 14, 15, 16 - сигнализатор незакрытых дверей; /7-сигнализатор неисправности ламп габаритных огней и торможения; 18 - сигнализатор износа тормозных колодок; 19 - сигнализатор непристегнутых ремней безопасности; 20 - комбинация приборов; 21 - контрольная лампа аварийного давления масла; 22 - сигнализатор стояночного тормоза; 23 - сигнализатор уровня тормозной жидкости; 24 - монтажный блок; 25 - выключатель зажигания

чено» или «О». Если в этом режиме открыта дверь водителя, то возникает неисправность «забытый ключ в выключателе зажигания», и звуковой сигнализатор подает прерывистый звуковой сигнал в течение 8 ± 2 с. Сигнал выключится, если дверь закрыта, ключ вынут из замка зажигания или повернут в положение «зажигание включено».

Режим тестирования включается после поворота ключа в выключателе зажигания в положение «1» или «зажигание». При этом на 4 ± 2 с включается звуковой сигнал и все светодиодные сигнализаторы для проверки их исправности. Одновременно контролируются неисправности по датчикам уровней охлаждающей, тормозной и омывающей жидкостей и запоминается их состояние. До окончания тестирования сигнализация состояния датчиков отсутствует.

После окончания тестирования следует пауза, и блок переходит в режим «предвыездной контроль параметров». При этом в случае наличия неисправностей, блок работает по следующему алгоритму:

• светодиодные сигнализаторы параметров, вышедших за пределы установленной нормы, начинают мигать в течение 8 ± 2 с, после чего горят постоянно до выключения замка зажигания или положения «О»;
• синхронно со светодиодами включается звуковой сигнализатор, который выключается через 8 ± 2 с.

Если в процессе движения автомобиля возникает неисправность, то включается алгоритм «предвыездной контроль параметров».

Если в течение 8 ± 2 с после начала световой и звуковой сигнализации появится еще один или несколько сигналов «неисправность», то мигание преобразуется в постоянное горение и алгоритм индикации повторится.

Кроме рассмотренной системы встроенного диагностирования на транспортных средствах широко применяется набор датчиков и сигнализаторов аварийных режимов (рис. 3.2), которые предупреждают о возможном состоянии перед отказом или о возникновении скрытых

Рис.

/ - датчик перегрева двигателя внутреннего сгорания; 2 - датчик аварийного давления масла; 3 - выключатель сигнализатора неисправности рабочих тормозов; 4 - выключатель сигнализатора стояночного тормоза отказов: перегрев двигателя, аварийное давление масла, неисправность рабочих тормозов и «стояночный тормоз включен», заряд АКБ отсутствует и т. д.

Программируемые, запоминающие встроенные средства диагностирования или самодиагностирования отслеживают и заносят в память информацию о неисправностях электронных систем для считывания ее с помощью авто-сканера через диагностический разъем и контрольного табло «Check engine», звуковой или речевой индикации о предотказном состоянии изделий или системы. Диагностический разъем используется и для подключения мотор-тестера.

Водитель информируется о неисправности с помощью контрольной лампы check engine (или светодиода), расположенной на панели приборов. Световая индикация означает неисправность в системе управления двигателем

Алгоритм работы программируемой диагностической системы заключается в следующем. При включении замка зажигания диагностическое табло загорится и, пока двигатель еще не работает, происходит проверка исправности элементов системы. После пуска двигателя табло гаснет. Если оно продолжает светиться, то обнаружена неисправность. При этом код неисправности заносится в память контроллера управления. Причину включения табло выясняют при первой же возможности. Если неисправность устраняется, то контрольное табло или лампа гаснет через 10 с, но код неисправности будет храниться в энергонезависимой памяти контроллера. Эти коды, хранящиеся в памяти контроллера, при проведении диагностирования высвечиваются каждый по три раза. Стирают коды неисправности из памяти по окончании ремонта путем отключения питания контроллера на 10 с путем отсоединения «-» АКБ или предохранителя контроллера.

Методы бортовой диагностики неразрывно связаны с развитием конструкции автомобилей и силового агрегата (двигателя внутреннего сгорания). Первыми устройствами бортовой диагностики на автомобилях были:

• сигнализаторы снижения давления масла в двигателе, превышения температуры охлаждающей жидкости, минимального количества топлива в баке и т. д.
• указательные приборы измерения давления масла, температур охлаждающей жидкости, количество топлива в баке;
• бортовые системы контроля, которые позволяли осуществлять предвыездной контроль основных параметров двигателя внутреннего сгорания, износов тормозных колодок, пристегнутых ремней безопасности, исправности светотехнических приборов (см. рис. 3.1 и 3.2).

С появлением на автомобилях генераторов переменного тока и аккумуляторных батарей появились сигнализаторы контроля заряда батареи, а с появлением на борту автомобилей электронных устройств и систем были разработаны методы и встроенные электронные системы самодиагностики.

Система самодиагностики, интегрированная в контроллере электронной системы управления двигателем, силовым агрегатом, анти- блокировочной системы тормозов, проверяет и контролирует наличие сбоев в работе и погрешности их измеряемых режимных параметров. Обнаруженные сбои и погрешности в работе в виде специальных кодов заносятся в энергонезависимую память контроллера управления и высвечиваются в виде прерывистого светового сигнала на щитке приборов автомобиля.

Во время технического обслуживания эта информация может быть проанализирована с помощью внешних диагностических устройств.

Система самодиагностики осуществляет контроль входных сигналов от датчиков, контроль выходных сигналов из контроллера на входе исполнительных механизмов, контроль передачи данных между блоками управления электронных систем с помощью мультиплексных цепей, контроль внутренних рабочих функций блоков управления.

В табл. 3.1 представлены основные сигнальные цепи в системе самодиагностики контроллера управления двигаиелем внутреннего сгорания.

Контроль входных сигналов от датчиков осуществляется путем обработки этих сигналов (см. табл. 3.1) на наличие сбоев, коротких замыканий и обрывов в цепи между датчиком и контроллером управления. Функциональность системы обеспечивается путем:

• контроля подачи напряжения питания к датчику;
• анализа зарегистрированных данных на соответствие установленному диапазону параметра;
• проведение проверки на достоверность регистрируемых данных при наличии дополнительной информации (например сравнение значения частоты вращения коленчатого и распределительного валов);

Таблица 3.1. Сигнальные цепи системы самодиагностики

Окончание табл. 3.1

Проверка системных действий контуров регулирования (например, датчиков положения педали газа и дроссельной заслонки), в связи с чем их сигналы могут корректировать друг друга и сравниваться между собой.

Контроль выходных сигналов исполнительных механизмов, их соединений с контроллером на наличие сбоев, обрывов и коротких замыканий осуществляется:

• аппаратным контролем контуров выходных сигналов оконечных каскадов исполнительных механизмов, проверяемых на короткие замыкания и обрывы соединительной проводки;
• проверка системных действий исполнительных механизмов на достоверность (например, контур управления рециркуляцией ОГ контролируется по значению давления воздуха во впускном тракте и по адекватности реакции клапана рециркуляции на сигнал управления от контроллера управления).

Контроль передачи данных контроллером управления по линии CAN осуществляется проверкой временных интервалов управляющих сообщений между блоками управления агрегатами автомобиля. Дополнительно принятые сигналы избыточной информации проверяются в блоке управления, как и все входные сигналы.

В контроль внутренних функций контроллера управления для обеспечения правильной работы заложены функции аппаратного и программного контроля (например, логические модули в оконечных каскадах).

Возможна проверка работоспособности отдельных компонентов контроллера (например, микропроцессора, модулей памяти). Эти проверки регулярно повторяются во время рабочего процесса осуществления функции управления. Процессы, требующие очень высокой вычислительной мощности (например, постоянной памяти), у контроллера управления бензиновых двигателей контролируются на выбеге коленчатого вала в процессе остановки двигателя.

С применением на автомобилях микропроцессорных систем управления силовыми и тормозными агрегатами появились бортовые компьютеры контроля электрического и электронного оборудования (см. рис. 3.4) и, как отмечалось, встроенные в контроллеры управления системы самодиагностики.

Во время обычной эксплуатации автомобиля бортовой компьютер периодически тестирует электрические и электронные системы и их компоненты.

Микропроцессор контроллера управления заносит специфический код неисправности в энергонезависимую память КАМ (Keep Alive Memory ), которая способна сохранять информацию при отключении бортового питания. Это обеспечивается подключением микросхем памяти КАМ отдельным кабелем к аккумуляторной батарее или применением малогабаритных подзаряжаемых аккумуляторов, размещенных на печатной плате контроллера управления.

Коды неисправностей условно делят на «медленные» и «быстрые».

Медленные коды. При обнаружении неисправности ее код заносится в память и включается лампа check engine на панели приборов. Выяснить, какой это код, можно одним из следующих способов в зависимости от конкретной реализации контроллера:

• светодиод на корпусе контроллера периодически вспыхивает и гаснет, передавая таким образом информацию о коде неисправности;
• нужно соединить проводником определенные контакты диагностического разъема, и лампа на табло начнет периодически мигать, передавая информацию в коде неисправности;
• нужно подключить светодиод или аналоговый вольтметр к определенным контактам диагностического разъема и по вспышкам светодиода (или колебаниям стрелки вольтметра) получить информацию о коде неисправности.

Так как медленные коды предназначены для визуального считывания, частота их передачи очень низкая (около 1 Гц), объем передаваемой информации мал. Коды обычно выдаются в виде повторяющихся последовательностей вспышек. Код содержит две цифры, смысловое значение которых затем расшифровывается по таблице неисправностей, входящей в состав эксплуатационных документов автомобиля. Длинными вспышками (1,5 с) передается старшая (первая) цифра кода, короткими (0,5 с) - младшая (вторая). Между цифрами пауза несколько секунд. Например, две длинные вспышки, затем пауза в несколько секунд, четыре коротких вспышки соответствуют коду неисправности 24. В таблице неисправностей указано, что код 24 соответствует неисправности датчика скорости автомобиля - короткое замыкание или обрыв в цепи датчика. После обнаружения неисправности ее необходимо выяснить, т. е. определить отказ датчика, разъема, проводки, крепления.

Медленные коды просты, надежны, не требуют дорогостоящего диагностического оборудования, но мало информативны. На современных автомобилях такой способ диагностирования используется редко. Хотя, например, на некоторых современных моделях фирмы Chrysler с бортовой диагностической системой, соответствующей стандарту OBD-II, можно считывать часть кодов ошибок с помощью мигающей лампы.

Быстрые коды обеспечивают выборку из памяти контроллера большого объема информации через последовательный интерфейс. Интерфейс и диагностический разъем используются при проверке и настройке автомобиля на заводе-изготовителе, он же применяется и при диагностике. Наличие диагностического разъема позволяет, не нарушая целостности электрической проводки автомобиля, получать диагностическую информацию от различных систем автомобиля с помощью сканера или мотор-тестера.

Главная » Системы » Техническая диагностика и методы технического диагностирования. Задачи диагностических работ при эксплуатации электрооборудования Технология выполнения работ по диагностике системы электрооборудования