Katedra Transportu Szynowego Politechnika Śląska Diagnostyka Pojazdów Szynowych

Transkrypt

1 Katedra Transportu Szynowego Politechnika Śląska Diagnostyka Pojazdów Szynowych Praktyczne aspekty diagnozowania maszyn i systemów amortyzatory, łożyska, pojazdy mechanicznych, diagnozowanie pojazdów samochodowe, szynowe, ANALOGIA BADAŃ SAMOCHODÓW I POJAZDÓW SZYNOWYCH KATEDRA TRANSPORTU SZYNOWEGO WYDZIAŁ TRANSPORTU POLITECHNIKA ŚLĄSKA W KATOWICACH Dr inż. Mańka Adam wersja_01 Katowice,

2 (Powielanie, kopiowanie i cytowanie bez pisemnej zgody niedozwolone) Adam.Manka@PolSl.pl

3 Układ konstrukcyjny współczesnego pojazdu: Własne źródło zasilania (silnik); Układ napędowy; Układ jezdny; Układ zawieszenia; Układ kierowniczy; Układ hamulcowy. Układ sterowania i diagnostyki (Powielanie, kopiowanie i cytowanie bez pisemnej zgody niedozwolone) Adam.Manka@PolSl.pl 3

4 Podstawowe układy (systemy) stosowane w nowoczesnych środkach transportu: Urządzenia przeciwblokujące (ABS); Urządzenia przeciwpoślizgowe (TC); Elektronicznie sterowany napęd na wszystkie koła (EC4WD); Elektroniczne sterowanie skrętem czterech kół (EC4WS); Aktywne zawieszenie (ASC); Elektroniczne sterowanie silnikiem (EFI); Automatyczne sterowanie przełożeniem skrzyni biegów (ATC); System utrzymania stałej prędkości (CCS); Elektroniczne wspomaganie układu kierowniczego (EAS) (Powielanie, kopiowanie i cytowanie bez pisemnej zgody niedozwolone) Adam.Manka@PolSl.pl 4

5 Rozmieszczenie urządzeń i czujników w samochodzie (Powielanie, kopiowanie i cytowanie bez pisemnej zgody niedozwolone) Adam.Manka@PolSl.pl 5

6 Diagnostyka pokładowa pojazdów mechanicznych umożliwia m.in.: Detekcję i lokalizację uszkodzeń; Ustalenie zakresu czynności niezbędnych do naprawy; Kontrolę wykonanej naprawy; Prognozowanie stanu technicznego i operacji związanych z utrzymaniem (np. wymiana oleju i innych środków); Okresowe badania techniczne sprawdzenie czy dany pojazd może być dopuszczony do ruchu z uwagi na jego stan techniczny (bezpieczeństwo, ochrona środowiska). Obejmuje: diagnostykę kompleksową (hamowania, charakterystyki dynamiczne i ekonomiczne na tej podstawie określa się zakres badań diagnostycznych jazda próbna, próba wybiegu, pomiary zużycia paliwa), diagnostykę silnika, diagnostykę układów podwozia, nadwozia i instalacji elektrycznej (Powielanie, kopiowanie i cytowanie bez pisemnej zgody niedozwolone) Adam.Manka@PolSl.pl 6

7 Zintegrowane linie diagnostyczne przeznaczone do badania samochodów osobowych i dostawczych obejmują: Tester do wstępnej oceny ustawienia kół jezdnych; Stanowisko do kontroli amortyzatorów zespolone z wagą; Urządzenia rolkowe lub płytowe do badania hamulców; Podnośnik (nożycowy); Obrotnice do pomiaru kątów skręcenia kół; Urządzenie do wymuszenia szarpnięć kołami jezdnymi; Przyrząd do sprawdzania i regulacji ustawienia świateł; Wieloskładnikowy analizator spalin; Dymomierz absorpcyjny; Centralny pulpit sterujący z wbudowanym komputerem, monitorem i drukarką (Powielanie, kopiowanie i cytowanie bez pisemnej zgody niedozwolone) Adam.Manka@PolSl.pl 7

8 Linia diagnostyczna Bosch (Powielanie, kopiowanie i cytowanie bez pisemnej zgody niedozwolone) Adam.Manka@PolSl.pl 8

9 Linia diagnostyczna Maha (Powielanie, kopiowanie i cytowanie bez pisemnej zgody niedozwolone) Adam.Manka@PolSl.pl 9

10 (Powielanie, kopiowanie i cytowanie bez pisemnej zgody niedozwolone) Adam.Manka@PolSl.pl 10

11 Przykładowy skład spalin silnika o zapłonie iskrowym (Powielanie, kopiowanie i cytowanie bez pisemnej zgody niedozwolone) Adam.Manka@PolSl.pl 11

12 Według ADAC około 26% wszystkich uszkodzeń samochodów przypada na elementy silnika, pozostałe na układy silnika takie jak: układ paliwowy, wtryskowy, chłodzenia itp. W skład uszkodzeń silnika wchodzą awarie: Tłoków i korbowodu 24,1%; Wałów korbowych 18,5%; Tulei cylindrowych 16,1%; Łożysk 14,9%; Korpusu silnika 9,6%; Głowicy cylindrowej 7,6%; Elementów rozrządu 5,8%; Pozostałych 5,4% (Powielanie, kopiowanie i cytowanie bez pisemnej zgody niedozwolone) Adam.Manka@PolSl.pl 12

14 System diagnostyki pokładowej OBDII (OnBoard Diagnostic II), Norma USA 1996r. Świat 2000 r. (59) Schemat oznaczeń gniazda diagnostycznego OBDII / EOBD (Powielanie, kopiowanie i cytowanie bez pisemnej zgody niedozwolone) Adam.Manka@PolSl.pl 14

16 Skaner diagnostyczny (Powielanie, kopiowanie i cytowanie bez pisemnej zgody niedozwolone) Adam.Manka@PolSl.pl 16

17 (Powielanie, kopiowanie i cytowanie bez pisemnej zgody niedozwolone) Adam.Manka@PolSl.pl

18 DIAGNOSTYKA TECHNICZNA DEFINICJA DIAGNOSTYKA TECHNICZNA technika badawcza pozwalająca na określenie stanu technicznego urządzeń oraz lokalizacji ewentualnych nieprawidłowości dokonywana najczęściej w trakcie pracy urządzenia bez konieczności demontażu jego zespołów. DIAGNOSTYKA TECHNICZNA uznana dziedzina wiedzy o rozpoznawaniu stanów obiektów technicznych w teraźniejszości przyszłości i w przeszłości. Obiektem badań diagnostyki może być cały obiekt, zespół, podzespół, a nawet pojedyncza część, coraz częściej na kolejnych etapach ich istnienia [1] [2] (Powielanie, kopiowanie i cytowanie bez pisemnej zgody niedozwolone) Adam.Manka@PolSl.pl 18

19 Termin diagnostyka pochodzi z języka greckiego, gdzie diagnosis oznacza rozpoznanie, rozróżnianie, osądzanie, a diagnostike techne oznacza sztukę rozróżniania, stawiania diagnozy. [3] Proces badań diagnostycznych obiektu technicznego: OBIEKT TECHNICZNY MODEL DIAGNOSTYCZNY ZBIÓR SYGNAŁÓW DIAGNOSTYCZNYCH ALGORYTM DIAGNOZOWANIA 19 [1]

20 RODZAJE BADAŃ DIAGNOSTYCZNYCH: Monitorowanie Genezowanie, Diagnozowanie, Prognozowanie. [4] GŁÓWNE ZADANIE DIAGNOSTYKI TECHNICZNEJ: Badania i ocena stanów, Ustalenie przyczyn zaistniałych stanów, Przewidywanie rozwoju zmian stanów, [2] 20

21 CELE DIAGNOSTYKI SĄ OSIĄGANE POPRZEZ: poznanie natury procesów fizycznochemicznych wykorzystywanych jako nośniki informacji o zmieniającym się stanie obiektów; badania procesów fizycznochemicznych umożliwiających ustalenie zbioru parametrów diagnostycznych (symptomów stanu); ustalenie zbiorów niezależnych i zupełnych cech stanu (liczba stanów) i parametrów diagnostycznych; poszukiwania modelu diagnostycznego przedmiotu diagnozy dla określonych podzbiorów cech stanu i parametrów diagnostycznych, model diagnostyczny ustala algorytmy tzn. porządkuje zbiory sprawdzeń: diagnozowania, prognozowania i genezowania stanów; 21

22 CELE DIAGNOSTYKI SĄ OSIĄGANE POPRZEZ C.D.: algorytmy: diagnozowania, prognozowania i genezowania stanów wymuszają odpowiednią podatność diagnostyczną obiektu technicznego (podatność diagnostyczna to: diagnozowalność [model, metoda, skuteczność] i technologiczność diagnostyczna [punkty, dostęp, wygoda]); opracowywanie zasadnych metod i urządzeń diagnostycznych; opracowywanie procesów technologicznych, czyli postępowania praktycznego w badaniach i ocenie stanów obiektów technicznych; wymienione elementy i diagności tworzą podsystem diagnostyczny usprawniający funkcjonowanie maszyn, pod warunkiem. że zostały określone: funkcja i sposób wykorzystania DT; wdrożone systemy diagnostyczne podlegają ocenie w aspekcie: efektywności ekonomicznej, niezawodności i bezpieczeństwa funkcjonowania systemów działania. 22 [2]

23 OBSERWACJA STANU MASZYNY X ZA POMOCĄ SYMPTOMÓW S [2] 23

24 TABLICA OBSERWACJI SYMPTOMÓW Sm DLA WYBRANYCH CECH STANU OBIEKTU Xn [2] 24

25 KOLEJNOŚĆ POSTĘPOWANIA PODCZAS DIAGNOZOWANIA MASZYNY Operator A, wiążący cechy stanu obiektu X i jego symptomy S po zidentyfikowaniu, pozwala na bazie pomierzonych symptomów S wnioskowa o stanie X. 25 [2]

26 Głównym problemem w analizie zmieniającego się stanu maszyny jest więc wyznaczenie sygnału wyjściowego S na podstawie historii sygnału na wejściu X oraz własności układu maszyny A, co można zapisać zależnością: X = A S W badaniach systemowych ten problem znany jest jako problem odwrotny analizy systemów, gdzie przy danej historii zachowania się obiektu na wejściu i na wyjściu należy wyznaczy model przyczynowoskutkowy zaistniałego stanu. Rozwiązując zatem zagadnienie odwrotne w liniowym przybliżeniu trzeba zidentyfikować najpierw A, później mierząc S wnioskować o stanie X, co 26 zapisuje się [2]

27 Szansa oceny stanu technicznego maszyn podczas konstruowania, wytwarzania lub eksploatacji, często bez potrzeby wyłączania ich z ruchu a nawet w sposób bezkontaktowy, umożliwia udzielenie odpowiedzi na podstawowe pytania: jaka jest maszyna (element, zespół) podczas konstruowania? jaka jest maszyna po jej wytworzeniu? jaka jest maszyna w czasie użytkowania i / lub obsługiwania? jak przebiega proces technologiczny realizowany przez [2] maszyn? 27

28 Odpowiedzi na te pytania uzyskać można z opracowanych procedur diagnostycznych, zawierających szczegółowe algorytmy badania diagnostycznego, dających odpowiedzi na pytania użytkowników: co mierzy? (jaki proces, dlaczego ten, w którym miejscu); jak mierzy? (sposób akwizycji sygnału, jakie parametry procesu, jakie cechy stanu, jak często); czym mierzy? (oprzyrządowanie, przygotowanie sygnału, sposób przetwarzania); jak wnioskowa? (modele, stany graniczne, decyzje). [2] 28

29 Każda maszyna przechodzi cztery fazy swego istnienia (rys.3.5): wartościowanie (C), projektowanie (P), wytwarzanie (W) i eksploatacja (E). Coraz większe wymagania stawiane maszynom określiły szereg kryteriów, które są badane na każdym z etapów. Metody i środki dające taką możliwość kontroli "jakości" maszyn spełniania stawianych kryteriów są zakresem zainteresowań diagnostyki technicznej. W każdym z etapów istnienia obiektów (C K W E) występują działania diagnostyczne o różnym charakterze, odpowiednio do zadań, jakie mają być zrealizowane, przy czym zaangażowanie diagnostyki jest zauważalne wyraźnie w każdym z tych etapów. Uwzględnienie przedstawionych kryteriów stawianych [2] obiektom w poszczególnych fazach ich istnienia: C K W 29 E, daje podstawę oceny spełniania potrzeb, a także

30 PODZIAŁ DIAGNOSTYKI 1). Ze względu na stan techniczny eksploatowanej maszyny: diagnostyka profilaktyczna maszyn, diagnostyka przedremontowa maszyn, diagnostyka poremontowa maszyn. 2). Ze względu na rodzaj zjawisk wykorzystywanych do pomiarów, zjawisk mierzonych oraz rodzaju stosowanych czujników: cieplna, emisyjna, rentgenotelewizyjna, ultradźwiękowa, magnetyczna, wibroakustyczna, 30 [1]

31 Modele diagnostyczne są podstawą określenia algorytmów diagnozowania obiektu, za pomocą których ustala się jego stany. Ustalenie stanu obiektu technicznego jest możliwe tylko w wyniku przeprowadzenia jego badań diagnostycznych. Proces badań diagnostycznych obiektu polega na wykonaniu określonego zbioru sprawdzeń i analizie uzyskanych wyników. Uporządkowany zbiór sprawdzeń diagnostycznych nazywamy algorytmem diagnozowania. Wynikiem procesu bada diagnostycznych obiektu technicznego powinna by wiarygodna diagnoza. W badaniach i ocenie stanu obiektów technicznych wyróżnia się dwie fazy: kontrolę stanu i lokalizację uszkodzeń. Diagnostyka techniczna, oprócz tribologii, niezawodności, teorii bezpieczeństwa i teorii eksploatacji, jest jedną z podstawowych 31 nauk o [2]

32 ŹRÓDŁO [1] Wykład [2] [3] [4] 32