Совершенствование технологии диагностирования электронных систем управления автомобильных двигателей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.10, кандидат технических наук Гончаров, Андрей Алексеевич

• Гончаров, Андрей Алексеевич
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Гончаров, Андрей Алексеевич

Введение

1 Анализ состояния вопроса

1.1 Классификация автомобильного электрооборудования по поколениям

1.2 Классификация электронных систем управления двигателем

1.3 Построение функциональной схемы электронной системы управления двигателем

1.4 Оценка закономерности влияния состояния элементов системы впрыска топлива на эксплуатационные показатели автомобилей

1.5 Методы и средства диагностирования ЭСУД

1.6 Методы определения мощности двигателя внутреннего сгорания

1.7 Выводы по первой главе

1.8 Цель и задачи исследования

2 Теоретическое обоснование формирования системы диагностирования электронных систем управления автомобильных двигателей

2.1 Методика оценки состояния ЭСУД комплексными показателями

2.2 Обоснование построения многоуровневой системы и технологии диагностирования двигателей с ЭСУД

2.3 Совершенствование методики получения комплексных показателей (мониторинг) ДВС

2.4 Методика определения функционирования подсистем ЭСУД 38 2.4.1 Теоретическое обоснование логического процесса постановки диагноза подсистем ЭСУД

2.4.2 Теоретическое обоснование диагностирования по оценке расстояния в пространстве признаков

2.5 Методика определение состояния элементов ЭСУД

3 Методика экспериментального исследования многоуровневой системы диагностирования ЭСУД

3.1 Общая методика проведения экспериментальных исследований

3.2 Методика оценки комплексных показателей ДВС

3.3 Методика оценки функциональных подсистем ЭСУД

3.4 Методика диагностирования элементов ЭСУД

3.4.1 Методика оценки состояния датчик массового расхода воздуха (ДМРВ)

3.4.2 Методика оценки состояния регулятора холостого хода (РХХ)

3.5 Оценка погрешности измерения при диагностировании прибором

Мотор тестер»

4 Экспериментальная проверка теоретических разработок по оценке многоуровневой технологии диагностирования двигателей с ЭСУД

4.1 Экспериментальная оценка комплексных показателей ДВС

4.2 Определение порогового значения распознавания комплексных показателей ДВС

4.3 Экспериментальная проверка методики оценки функциональных подсистем ЭСУД

4.4 Экспериментальная оценка методики диагностирования элементов ЭСУД

4.5 Оценка экономической эффективности многоуровневой технологии диагностирования двигателей с ЭСУД

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологии диагностирования электронных систем управления автомобильных двигателей»

Актуальность темы. Уровень автомобилизации мирового современного общества предъявляет повышенные требования к надежности автотранспортных средств, к обеспечению технико-экономических свойств и к снижению техногенного воздействия, прежде всего - выбросов вредных веществ в окружающую среду. Требования к экологической безопасности автомобиля в мировой практике сформулированы рядом законодательных актов. Мировое автомобилестроение в настоящее время отказалось от использования несовершенных систем питания двигателей внутреннего сгорания карбюраторного типа и использует электронные системы управления режимами двигателя.

С целью повышения качества, топливной экономичности, экологической чистоты и конкурентоспособности отечественных автомобилей производители (заводы ГАЗ, ВАЗ) оснащают двигатели электронными системами управления (ЭСУД).

Анализ состояния вопроса показал, что усложнение системы привело к увеличению функциональных и параметрических отказов. Это предопределяет необходимость разработки новых методов и средств диагностирования ЭСУД. Решение этих и других задач обеспечения качества диагностических работ может быть успешно реализовано только на основе использования наукоемких информационных технологий, в основу которых положены достижения отечественной и зарубежной систем диагностирования сложной техники. Таким образом, проблема создания надежных методов диагностирования ЭСУД с использованием современных информационных технологий является актуальной.

Работа выполнена в рамках госбюджетной НИР Оренбургского государственного университета "Исследование процессов старения и восстановления транспортной техники" (№ Г.Р. 01990000107).

Цель работы - повышение эффективности процессов диагностирования двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с электронными системами управления. Объект исследования - электронная система управления двигателем. Предмет исследования - процессы выявления и локализации отказов ЭСУД. Основные задачи исследования:

-теоретическое обоснование, постановка и решение задачи диагностирования ДВС на основе использования системного подхода и современных информационных технологий;

-разработка многоуровневой системы и технологии диагностирования двигателей с ЭСУД;

-совершенствование метода получения системных выходных показателей ДВС в зависимости от технического состояния ЭСУД;

-разработка методики диагностирования функциональных подсистем ЭСУД; -разработка методики диагностирования элементов ЭСУД; Научную новизну работы составляют:

-закономерности формирования многоуровневой технологии диагностирования двигателей с ЭСУД, обеспечивающей требуемый уровень работоспособности;

-методика оценки зависимости между состоянием структурных подсистем и выходных характеристик автомобиля;

-диагностическая матрица для определения работоспособности функциональных подсистем двигателей с ЭСУД;

-комплекс частных методик для диагностирования элементов ЭСУД. Практическая значимость. Полученные результаты исследований, аппаратурные и метрологические средства используются на практике для обеспечения эффективности технического обслуживания и ремонта автомобилей, оснащенных ЭСУД, за счет использования многоуровневой технологии диагностирования и обеспечения качества сервисных услуг, оказываемых владельцам автотранспортной техники независимо от форм собственности.

Реализация работы. Результаты выполненной работы и практические рекомендации используются в ООО «Мегаларм сервис» (г. Оренбурга) в течение трех лет при внедрении и совершенствовании технологических процессов диагностирования автомобилей, оснащенных ЭСУД, а также в учебном процессе ГОУ ОГУ при подготовке инженеров по специальностям 230100 - «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (автомобильный транспорт)» и 150200 - «Автомобили и автомобильное хозяйство».

Апробация работы. Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований доложены, обсуждены и одобрены на международной юбилейной научно-практической конференции «Учебная, научно-производственная и инновационная деятельность высшей школы в современных условиях» (г. Оренбург, 2001 г); на пятой Российской научно-технической конференции «Прогрессивные технологии в транспортных системах» (г. Оренбург, 2002 г); на шестой Российской научно-технической конференции «Прогрессивные технологии в транспортных системах» (г. Оренбург, 2003 г); на заседаниях кафедр технической эксплуатации и ремонта автомобилей и автомобильного транспорта ГОУ ОГУ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ.

Заключение диссертации по теме «Эксплуатация автомобильного транспорта», Гончаров, Андрей Алексеевич

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 Разработанное теоретическое обоснование методики диагностирования ЭСУД базируется на принципах системного подхода и использования современных информационных технологий, что позволяет усовершенствовать общепринятые методические предпосылки совершенствования разработанных и действующих систем поддержания работоспособности ДВС.

2 Реализацию системного подхода рекомендуется осуществлять на основе многоуровневой системы и технологии диагностирования, включающей в себя:

-диагностирование комплексных показателей ДВС;

-диагностирование функциональных подсистем ЭСУД;

-диагностирование элементов ЭСУД.

3 Усовершенствованный метод оценки комплексных выходных показателей ДВС в зависимости от технического состояния ЭСУД основан на использовании разработанных методик, решение которых позволяет полнее использовать потенциальные возможности типовой программы «Мотор-тестер» и обеспечить объективную оценку системных характеристик: эффективной мощности (Ne), удельного эффективного расхода топлива (gc), экологического показателя (Пэкол).

4 Диагностическая матрица, являющаяся детерминированной моделью объекта диагностирования, позволяет принять объективно обоснованное решение о состоянии функциональных подсистем ЭСУД.

5 Разработанные аппаратные средства и частные методики их использования позволяют дополнить стандартные методы диагностирования элементов ЭСУД, проводить углубленную диагностику датчика массового расхода воздуха и регулятора холостого хода, как элементов наиболее ответственных за качество протекания рабочих процессов ДВС.

6 Разработанная в результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований многоуровневая система диагностирования позволила построить общую технологию диагностирования двигателей с ЭСУД, обеспечивающую сокращение трудоемкости работ и увеличение точности и достоверности диагностирования.

7 Исследования, проведенные по разработанным методикам, показали, что на практике общесистемные характеристики новых и находящихся в эксплуатации автомобилей различаются в среднем: Nc - до 25%, gc - до 29%, а ПЭКолсо - до 63%.

8 Экономический эффект от разработанной многоуровневой технологии диагностирования составляет 57,75 руб на одно обслуживание автомобиля.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Гончаров, Андрей Алексеевич, 2004 год

1. Автомобильные двигатели. /Под ред. М. С. Ховаха. М., «Машиностроение», 1977.- 591 с.

2. Автомобильный справочник BOSH. Перевод с английского. Первое русское издание. М.: Издательство "За рулем", 2000.-896 с.

3. Автоматический поиск неисправностей /А.В. Мозгалевский, В.Д. Гаскаров, Л.П. Глазунов, В.Д. Ерастов. Л., Машиностроение, 1967. 262 с.

4. Аринин И.Н. Диагностирование технического состояния автомобиля. М.: Транспорт, 1978. - 176 с.

5. Автомобильная электроника. Любительские схемы. 4.1 Сост. А.А. Халоян.-М.: ИП Радио Софт, ЗАО журнал «Радио», 2001-208 с.

6. Аппаратура впрыска легкого топлива с электронным управлением / Будыко Ю.И., Духнин Ю.В., Коганер В.Э., Лисицын А.И. М.: НИИНавтопром, 1966. 78 с

7. Биргер И. А. Техническая диагностика. М.: Машиностроение, 1978. - 240 с.

8. Болдин А.П., Максимов В. А. Основы научных исследований и УНИРС / Учебное пособие. -М.: 2002. 276 с.

9. Ю.Болбас М., Сурма Я. Комплексное диагностирование //Автомобильный транс-порт.-1991. №12.-с. 29-31.

10. Будыко Ю.И. Современные системы впрыска легкого топлива с электронным управлением. // Двигателестроение, 1979, № 7, с 32-35.

11. Веденяпин В.Г. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных, -.М.:Колос, 1973. 199 с.

12. Введение в техническую диагностику / Г.Ф. Верзаков, Н.В. Киигг, В.И. Рабинович, JI.C. Тимонен. М., Энергия, 1968. 224 с.

13. Гаспаров Д.В., Голинкевич Т.А., Мозгалевский А.В. Прогнозирование технического состояния и надежности радиоэлектронной аппаратуры. М., Советское радио, 1974. 223 с.

14. Гончаров А.А., Гончаров П.А. Определение состояния элементов электронных систем управления двигателем // Прогрессивные технологии в транспортных системах: Сборник докладов шестой Российской научно-технической конференции. Оренбург: ИПК ОГУ, 2003.

15. П.Гончаров А.А., Гончаров П.А. Совершенствование методики получения общесистемных характеристик (мониторинг) // Прогрессивные технологии в транспортных системах: Сборник докладов шестой Российской научно-технической конференции. Оренбург: ИПК ОГУ, 2003.

16. Гришкевич А. И. Автомобили: Теория: Учебник для вузов. Мн.: Выш. шк., 1986.-208 с.

17. ГОСТ 17.2.2.03-87.0храна природы. Атмосфера. Нормы и методы измерения окиси углерода и углеводородов в отработанных газах автомобилей с бензиновым двигателем.

18. ГОСТ 209911-75. Техническая диагностика. Основные термины и определения.

19. ГОСТ 21571-76. Система технического обслуживания и ремонта техники. Методы определения допускаемого отклонения параметра технического состояния и прогнозирования остаточного ресурса составных частей агрегатов машин.

20. ГОСТ 22865-77. Техническая диагностика. Двигатели карбюраторные автомобильные. Номенклатура диагностических параметров.

21. ГОСТ 23435-79. Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Номенклатура диагностических параметров.

22. ГОСТ 23563-81. Техническая диагностика. Контролепригодность объекта диагностирования. Номенклатура диагностических параметров.

23. ГОСТ 24044-81. Техническая диагностика. Диагностирование автомобилей, тракторов, сельскохозяйственных, строительных и дорожных машин. Основные положения.

24. ГОСТ 25176-82. Средства диагностирования автомобилей, тракторов, строительных и дорожных машин. Классификация. Общие технические требования.

25. Говорущенко Н.Я. Экономия топлива и снижение токсичности на автомобильном транспорте. М.: Транспорт, 1990. - 135 е., ил., табл.

26. Гнеденко Б.В., Беляев Ю.К., Соловьев А.Д. Математические методы в теории надежности. М.: Наука, 1965.-524с

27. Грибенко С.М. Диагностика и обслуживание автомобилей. Ставрополь, кн. Изд-во, 1977. 287 с.

28. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн. 2. Динамика и конструирование: Учеб./В. Н. Луканин, И. В. Алексеев, М. Г. Шатров и др.; Под ред. В.Н. Лука-нина. М.: Высш. шк., 1995 - 319 с.

29. Дехтеринский Л.В., Апсин В.П. и др. Технология ремонта автомобилей: Учебник для ВУЗов. М.: Транспорт, 1979. - 301 с.

30. Дьяченко Н.Х, Костин А. К, Мельников Г.В., Петров В.М., и Харитонов Б.А. Теория двигателей внутреннего сгорания М.: - Л.: Машиностроение, 1954, 460с.:ил.

31. Дахир Разак. Обеспечение эксплуатационной надежности бортовых компьютерных систем легковых автомобилей. М.: МАДИ, Автореферат кандидатской диссертации,1999.-17 с.

32. Диагностика автотракторных двигателей. Изд. 2-е, перераб. и доп. Под ред. Н.С. Ждановского. JI., «Колос», 1977.264 с.

33. Дунаев А.П. Организация диагностирования при обслуживании автомобилей. -М.: Транспорт, 1987. 207 с.

34. Жегалин О.И., Лупачев П.Д. Снижение токсичности автомобильных двигателей. М.: Транспорт, 1985. - 120 с.

35. Завадский Ю.В. Статистическая обработка эксперимента в задачах автомобильного транспорта. М.: Высшая школа, 1982.136 с.

36. Звонов В.А. Токсичность двигателя внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1973 .-199 с.39.3вонов В.А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1981. -160 с.

37. Иванов В.Н., Ерохов В.И. Экономия топлива на автомобильном транспорте. -М.: Транспорт, 1984. 302 с. ил. Табл.

38. Краморенко Г.В. Техническая эксплуатация автомобилей: Учебник для вузов. -М.: Транспорт, 19983.-488с., ил., табл.

39. Корниенко С. Ремонт японских автомобилей. М.:000 "Издательство ACT",1997.-18с.

40. Копотилов В.И. Автомобили: Теоретические основы: Учебное пособие для вузов. -Тюмень: ТюмГНГУ, 1999.-403с.

41. Российская автотранспортная энциклопедия. Т.2. М.: ТРАНКОСАЛТИНГ, 1998.-558 с.

42. Литвинов А. С., Фаробин Я. Е. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств: Учебник для вузов М.: Машиностроение, 1989.-240 с.

43. Мирошников Л.В. и др. Диагностирование технического состояния автомобилей на автотранспортных предприятиях. М.: Транспорт, 1977.

44. Мороз С. Электронные средства диагностирования. //Автомобильный транс-порт.-1991. №12.-с. 29-31.

45. Мороз С. Ш. Автоматизация диагностической техники. //Автомобильный транспорт. -1990.-№11.49.0сновы технической диагностики / П.П. Пархоменко, В.В. Карибский, Е.С. Согомонян, В.Ф. Халчев. М., Энергия, 1976,462 с.

46. Кассандрова О.Н., Лебедев В.В. Обработка результатов наблюдения, «Наука», Главная редакция физ.-мат. литературы, 1970.

47. Покровский Г.П. Электроника в системах подачи топлива автомобильных двигателей. М.: Машиностроение, 1994. - 176с.

48. Петрова Е.В., Алексеева И.М. Статистика автомобильного транспорта. М.: Статистика, 1979. - 255 с.

49. Павлова Е.И., Буралев Ю.В. Экология транспорта: Учебник для вузов. М.: Транспорт,1998.-232с.

50. Понизовкин А.Н., Власко Ю.М., Ляликов М.Б. и др. Краткий автомобильный справочник. -М.: АО "ТРАНСКОНСАЛТИНГ", НИИАТ,1994.-779с.

51. Петинов О.В.,Щербаков Е.Ф. Испытание электрических аппаратов: Учеб. пособие для вузов по специальности «электрические аппараты». М.: Высш. шк, 1985-215 с.

52. Руководство техническому обслуживанию и ремонту системы управления двигателем ЗМЗ 4062.10 с распределенным впрыском МИКАС 5.4.-М.:Легион-Автодата,1999.-125с.

53. Руководство по техническому обслуживанию и ремонту системы управления двигателем ВАЗ-2111 с распределенным впрыском топлива. Контроллер1. Ml.5.4. Тольятти, 2000 г.

54. Руководство по техническому обслуживанию и ремонту системы управления двигателем ВАЗ-2112 с распределенным впрыском топлива. Тольятти, 1994 г.

55. Reparatur anletung. Audi-100. Querschnitt durch die Motor-Technik. Verlag Bu-cheli-ZUG, 1983, 198 c.

56. Росс Твег. Системы впрыска бензина. М.: «За рулем», 1988, 143 с.

57. Райков И.Я. Испытания двигателей внутреннего сгорания. Учебник для вузов. М., «Высш. Школа», 1975. 320 с.

58. Спинов А.Р. Системы впрыска бензиновых двигателей. М.: Машиностроение, 1995, 108 с.

59. Справочник инженера автомобильной промышленности: в 2-х томах: Пер. с англ. -М.: Машиздат,1962. 63 с.

60. Савич E.JI. Топливная аппаратура легковых автомобилей. Бензин. Мн.: РА "Автостиль",1996.-160с.

61. Смирнов Г. А. Теория движения колесных машин: Учебник для студентов автомобильных специальностей вузов. -М.: Машиностроение, 1981 271 с.

62. Сергеев А.Г. Метрологическое обеспечение эксплуатации технических систем. М .: Изд-во МГОУ, 1994. - 488с.

63. Сухарева JI.C. Методика расчета весового выброса СО с отработавшими газами автомобильных двигателей, находящихся в условиях реальной эксплуатации. В кн.: Снижение токсичности отработавших газов двигателей внутреннего сгорания. М., 1979, с. 34-37.

64. Система управления двигателем ВАЗ-2112 (1,5 л 16 кл.) с распределенным последовательным впрыском топлива под нормы токсичности ЕВРО-2. М.: Третий Рим, 1999.-160с.

65. Системы впрыска топлива:Справочник.AUTODATA.- Copyright Autodata Limited 1996.-211с.

66. Соснин Д.А Автотроника. Электрооборудование и системы бортовой автоматики современных легковых автомобилей: Учебное пособие. М.: COJIOH-P, 2001,272 с.

67. Самойлов А.А. Экспресс-ремонт ВАЗ-21099. М.: Издательский дом Третий Рим, 2000. -120 с.

68. Смирнов Н.Н., Ицкович А.А. Обслуживание и ремонт авиационной техники по состоянию. 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1987. - 272 с.

69. Сборник задач по курсу «Экономика автомобильного транспорта»: Учеб. пособие / под ред. СЛ. Голованенко. М.: Высш. школа, 1980. - 278 с.

70. Соркин И. М. Основы радиоизмерительной техники. Изд. 2-е перераб. и доп. М., «Энергия», 1976 312 с

71. Топливная экономичность двигателей с бензиновыми двигателями. Под ред. Д. Хилларда, Дж. Спрингера. Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1989. - 508с.

72. Федоров В.В.,Теория оптимального эксперимента, монография, Главная редакция физ.-мат. литературы изд-ва «Наука», 1971.

73. Хрулев А.Э. Ремонт двигателей зарубежных автомобилей. -М.: Издательство ""За рулем", 1999.-440с., ил., табл.

74. Харазов A.M. и др. Современные средства диагностирования тягово-экономических показателей автомобилей. М.: Высшая школа, 1990.-64с.

75. Чистяков В.П. Курс теории вероятностей. 4-е издание -М.: АГАР, 1996.-256с.

76. Эксплуатация дорожных машин : Учебник для вузов / A.M. Шейнин, Б.И. Филиппов, В. А. Зорин и др.; Под ред. A.M. Шейнина. М.: Транспорт, 1992. -328 с.

77. Ю. Якубовский Автомобильный транспорт и защита окружающей среды: П