Диагностическая ценность технического состояния электронных систем управления двигателем автомобиля



В статье представлена диагностическая ценность технического состояния электронных систем управления двигателем автомобилей.

Keywords: электронная система управления двигателем, диагностическая ценность, экологические показатели

Введение

Разработка методики диагностирования электронных систем бензиновых двигателей — актуальное исследование в условиях Вьетнама. Теоретические и экспериментальные исследования, проведенные в [1,2,3], позволили осуществить:

‒ определение коэффициентов влияния технического состояния элементов х_1, х₂, х_3,... х₇ на выходные диагностические параметры (CO;CH;O₂;CO₂ и λ);

‒ выявить вероятности F(β_ij) проявления образов для каждого выходного параметра, т. е. оценить влияние работоспособности элементов на выходные параметры;

‒ определить массивы значений диагностической ценности обследования {D_ij} i — х рассматриваемых элементов электронных систем управления двигателем (ЭСУД) по j — м результирующим признакам.

‒ Получить оценки вероятностей «не влияния» P(β_ij) на выходные параметры состояния элементов ЭСУД.

Основная часть

Полученные результаты β_ij, F(β_ij), P(β_ij) и D_ij определялись при имитации отказов элементов ЭСУД в процессе испытания двигателя под нагрузкой и без нагрузки, согласно заданным условиям проведения эксперимента [1,2,3]. Графические и расчетные зависимости изменения диагностической ценности обследования D_ij и её теоретических значений [1,2,3], для случая, рассматривающего проведение испытаний двигателя под нагрузкой представлены на рис. 1.1÷1.5. Анализ полученных результатов показывает существенное влияние коэффициентов (по модулю) на диагностические ценности обследования D_ij технического состояния элементов для рассматриваемой совокупности параметров .

С этой целью, в исследованиях были определены приведенные значения диагностической ценности обследования E_ijr работоспособности i-x элементов по j-м признакам () с учетом вероятностей возникновения отказов на различные моменты проведения обслуживания и ремонта АТС, т. е. с учетом наработки L_ir i-x рассматриваемых элементов ЭСУД на r-е моменты обращения АТС на восстановление работоспособности.

Решение данной задачи базировалось на выполненных расчетах с использованием [1,2,3], а полученные результаты для выходных диагностических показателей и изменяемых пробегов автомобиля с шагом в 15 тыс. км (согласно периодичности обслуживания) представлены в [2,3] (для испытаний под нагрузкой и без нагрузки двигателя соответственно). В данных таблицах и являются расчетными значениями математических ожиданий коэффициентов влияния β_ij и безусловных вероятностей проявления образов (для задаваемых признаков), а F(L_ir) и F_c(L_r) — вероятностями возникновения отказов по i — м элементам ЭСУД и по всей их совокупности на накопленных пробегах автомобиля L_ir.

Учет изменения в процессе эксплуатации автомобилей вероятностей возникновения отказов F(L_ir) и F_c(L_r) для определения приведенных значений диагностических ценностей E_ijr основывался на результатах ранее проведенных исследований, выполненных Зенченко В.А и Григорьевым М.В [3,4] по оценке эксплуатационной надежности ЭСУД МИКАС.

Рис. 1.1. Изменение диагностической ценности обследования в зависимости от коэффициентов влияния β_ij технического состояния элементов ЭСУД на СО

Рис. 1.2. Изменение диагностической ценности обследования в зависимости от коэффициентов влияния β_ij технического состояния элементов ЭСУД на СН

Рис. 1.3. Изменение диагностической ценности обследования в зависимости от коэффициентов влияния β_ij технического состояния элементов ЭСУД на O₂

Рис. 1.4. Изменение диагностической ценности обследования в зависимости от коэффициентов влияния β_ij технического состояния элементов ЭСУД на CO₂

Рис. 1.5. Изменение диагностической ценности обследования в зависимости от коэффициентов влияния β_ij технического состояния элементов ЭСУД на λ

Таблица 1

Показатели надёжности выбранных элементов системы впрыска Микас 5.4 (согласно исследованиям [3,4])

Наименование элемента	Обозначение элемента		Средняя наработка на отказ	Коэф-фициент вариации,	Вид закона распределения
	Di	Xi
			, т.км	υ
Датчик массового расхода воздуха	Дмрв	Х1	35,01	0,174	Нормальный
Датчик положения дроссельной заслонки	Дпдз	Х2	27,24	0,898	Вейбулла
Датчик температуры воздуха	Двоз	Х3	74,5	0,419	Вейбулла
Датчик положения распределительного вала	Дпрв	Х4	52,55	0,734	Вейбулла
Регулятор добавочного воздуха	РДВ	Х5	46,88	1,198	Вейбулла
Датчик детонации	Ддет	Х6	81	1,0	Экспоненциальный
Датчик температуры охлаждающей жидкости	Дтож	Х7	66,98	0,577	Вейбулла
Все элементы			6,834	2,321	Вейбулла

На рис. 2.1 ÷ 2.4. в графическом виде представлено изменение значений приведенных диагностических ценностей E_ijr обследования состояния элементов ЭСУД в зависимости накопленных пробегов автомобиля L_ir (с шагом в 15 тыс. км) при имитации отказов элементов как под нагрузкой двигателя, так и без нагрузки (на режиме Х.Х при n_дв=1000 об/мин и n_дв=2500 об/мин). Полученные результаты говорят о существенном влиянии пробега АТС на точность постановки диагноза о техническом состоянии ЭСУД по составу отработавших газов, поскольку в процессе эксплуатации, как рассмотрено выше, меняются (ухудшаются) показатели надежности элементов и ЭСУД в целом. При этом при испытании двигателя под нагрузкой наибольшую ценность при обследовании технического состояния ЭСУД имеют выходные показатели λ,O₂,CO₂,CH, а без нагрузки (на режиме Х.Х) — CO,CO₂,O₂.

Рис. 2.1. Изменение приведенных диагностической ценностей обследования состояния элементов в зависимости от накопленного пробега АТС (испытания под нагрузкой)

Рис. 2.2. Изменение приведенных диагностической ценностей обследования состояния элементов в зависимости от накопленного пробега АТС (испытания под нагрузкой)

Рис. 2.3. Изменение приведенных диагностической ценностей обследования состояния элементов в зависимости от накопленного пробега АТС (испытания без нагрузки)

Рис. 2.4. Изменение приведенных диагностической ценностей обследования E_ijr состояния элементов РДВ (х₅),Д_дет(х₆),Д_тож(х₇) в зависимости от накопленного пробега АТС (испытания без нагрузки)

Таким образом, проведенные исследования позволили целенаправленно подойти к решению вопроса о приоритетах (M) и последовательности контроля технического состояния рассматриваемых i — х элементов ЭСУД по j — м результирующим признакам (, , O₂, ,) на различных пробегах автомобиля .

Оценка приоритетов контроля i — x элементов по j — му признаку для пробега автомобиля осуществлялась на основе использования выражения (2.28) с учетом текущих и максимальных значений приведенных диагностических ценностей обследования технического состояния элементов ЭСУД.

На рис.3.1 ÷ 3.3 в графическом виде отражено процентное изменение приоритетов контроля технического состояния элементов ЭСУД по показателям в зависимости от накопленных пробегов автомобиля в условиях испытания двигателя под нагрузкой (рис. 4.10 ÷ 4.11) и без нагрузки (рис. 4.12 ÷ 4.13). Как и для результаты по указывают на существенное влияние надежности элементов на приоритеты и, соответственно, на формирование последовательности контроля отработавших газов с целью оценки состояния ЭСУД.

Выполненные исследования, отмеченные в данном разделе в основу разработки технологий контроля технического состояния ЭСУД по показателям ОГ.

Рис. 3.1. Изменение приоритетов контроля технического состояния элементов в зависимости от накопленного пробега АТС (испытания под нагрузкой)

Рис. 3.2. Изменение приоритетов контроля технического состояния элементов в зависимости от накопленного пробега АТС (испытания под нагрузкой)

Рис. 3.3. Изменение приоритетов контроля технического состояния элементов в зависимости от накопленного пробега АТС (испытания без нагрузки)

Рис. 3.4. Изменение приоритетов контроля технического состояния элементов в зависимости от накопленного пробега АТС (испытания без нагрузки)

Заключение

‒ Проведен анализ объекта исследований и условия его функционирования. Выделены элементы ЭСУД подлежащие оценке технического состояния и его влияния на работоспособность системы управления и экологические показатели.

‒ Сформированы совокупности входных и выходных параметров, задаваемых и получаемых в процессе проведения стендовых экспериментальных исследований в условиях имитации отказов элементов ЭСУД под нагрузкой и без нагрузки (в режиме холостого хода).

‒ Полученные предварительные результаты имитации отказов элементов позволили получить однофакторные модели корреляционно-регрессионных зависимостей результирующих признаков (выбросов ОГ) и коэффициентов избытка воздуха. Установлено, что наибольшее влияние на выбросы оказывает техническое состояние Дмрв(Х₁), Дпдз(Х₂), Двоз(Х₃) на СО, СН и СО₂.

Литература:

1. Ременцов А. Н., Зенченко В. А., Нгуен Минь Тиен. Альтернативный подход к оценке технического состояния электронных систем управления двигателем// Вестник МАДИ(ГТУ). — М., 2010. — № 4(23). — С 27–30.
2. Ременцов А. Н., Зенченко В. А., Нгуен Минь Тиен. Алгоритм контроля технического состояния электронных систем управления двигателем легковых автомобилей//АТП. — М., 2011. — № 8. — С 43–46.
3. Зенченко В. А., Григорьев М. В. Проведение качественной оценки показателей надежности электронных систем управления двигателем, устанавливаемых на легковых автомобилях российского производства. /Техническая эксплуатация автомобилей и автосервис: Сборник научн. тр. — М.: МАДИ (ГТУ), 2003. — с. 34–44.
4. Оценка показателей надежности электронных систем управления двигателем автомобиля семейства ВАЗ и ГАЗ. / Зенченко В. А., Григорьев М. В. Московский автомобильно-дорожный институт (государственный технический университет). — М., 2002г. — 11 с., ил., Библ.4, — Рус., — Деп. в ВИНИТИ РАН 04.07.02, № 1242-В2002.