CC BY
159
УДК 629.113
БОРТОВАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА МОТОРНОГО МАСЛА ДЛЯ ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН
А.В. Бажинов, профессор, д.т.н., А.С. Полянский, профессор, д.т.н., Е.А. Бажинов, аспирант, ХНАДУ
Аннотация. Обобщены методы и принципы информационного обеспечения при диагностировании параметров двигателя. Предложена система контроля сроков смены моторного масла. Полученные результаты могут быть использованы для разработки новых систем диагностирования технического состояния транспортных машин.
Ключевые слова: масло, транспортная машина, контроллер, система.
Введение
Большие материальные и трудовые затраты на техническое обслуживание автомобилей привели к появлению встроенных специализированных систем контроля, называемых бортовыми системами контроля (БСК). Эти системы ведут непрерывный сбор, учет, обработку, анализ и выдачу абонентам интегрированной и исходной информации об отказах и неисправностях, о неплановых трудозатратах на их устранение, об ущербе, вызванном техническими последствиями отказов, о среднестатистических и реальных показателях надежности техники.
Такие системы позволяют устанавливать неисправности и причины их возникновения не на стационарных стендах, а непосредственно в процессе эксплуатации транспортной машины.
Анализ публикаций
Проведенные ранее исследования [1, 2, 3] показали, что на сегодняшний день имеется огромное количество методов и принципов информационного обеспечения систем диагностики. Они различны по техническому исполнению, возможностям, принципу работы и т.д. Для выбора наиболее эффективной системы в каждой конкретной ситуации необходимо четкое представление об их потребностях и возможностях. Следует отметить, что на первых этапах создания бортовых систем контроля и измерения использовались исключительно простые контрольноизмерительные приборы. В состав простейших БСК входят датчики контролируемых параметров, устройства управления и средства отображения информации (индикаторы) [4, 5].
Цель и постановка задачи
Информационно-измерительные системы (ИИС), применяемые на транспортных машинах, обеспечивают контроль за состоянием силовых агрегатов транспортных машин. ИИС предназначены для измерения, накопления и выдачи на цифровой дисплей информации о параметрах движения и состояния автомобиля.
Цель работы - создание бортовой системы контроля качества моторного масла, связанной с измерением пройденного пути, времени и количества израсходованного топлива. Такие ИИС особенно эффективны в использовании на тяжелых грузовых автомобилях и тепловозах за счёт получения своевременной информации о сроках смены масла, а также установки неисправностей и причины их возникновения в двигателях.
Обоснование общих требований и структуры бортовой информационной системы контроля условий работы моторного масла
Информационно-измерительные системы контроля качества масла, по данным НАМИ [4], позволяют вдвое снизить вынужденный простой транспортных машин из-за неисправностей, увеличить межремонтную наработку двигателей до 40%, на 10-11% снизить затраты на текущий ремонт и замену запасных частей, а также уменьшить расход топлива и масла.
В зависимости от сложности дорожных условий, интенсивности эксплуатации дорожных машин (двигателей) сроки смены масла в силовых агрегатах в целом устанавливаются для их категорий условий эксплуатации, потребность в которых выявлена. Сроки смены масла в силовых агрега-
тах оцениваются по таким параметрам, которые определяют нагрузочно-скоростной режим работы транспортной машины; скорость движения автомобиля, расход топлива, полный вес автомобиля, конструктивные особенности двигателя и т.п. в зависимости от заданных условий эксплуатации. Однако число факторов, влияющих на срок смены масла в целом, весьма велико. Очевидно, пи оценке срока смены масла в силовых агрегатах следует учитывать такие показатели: капельная проба, кинематическая вязкость, содержание нерастворимого осадка, температура вспышки, содержание воды, диспергирующая способность, водородный показатель, содержание топливных фракций, содержание продуктов износа.
Для правильной интерпретации результатов оценки качества работающего масла большое значение имеют не абсолютные значения перечисленных выше показателей, а тенденция их изменения во времени относительно показателей свежего масла. Очень важно рассматривать показатели работавшего масла по обобщенному параметру, который имеет высокую корреляцию с остальными браковочными показателями. На наш взгляд, таким обобщающим показателем может быть вязкость масла (коэффициент корреляции
0,76-0,80).
Структурная схема БСК качества моторного масла представлена на рис. 1. Как видно из схемы, она строится как многоканальная система с временным разделением каналов, централизованной обработкой информации и центральным многофункциональным индикатором-дисплеем. В данной системе применяется способ представления информации по требованию водителя (механика).
В состав системы входят устройства измерения, включающие в себя датчик температуры масла Д1, датчик давления масла Др в главной магистрали двигателя и датчик скорости вращения коленчатого вала Дпкв для восприятия состояния и оценки качества моторного масла, информацион-
ные преобразователи ИнП для формирования сигналов и измерительные преобразователи ИП, устройство обработки информации на базе микропроцессора МП, часы для отсчета реального времени и временных интервалов, клавиатуру, дисплей и резервное ОЗУ.
Устройство измерения подключается к микропроцессору через канал связи (порт) КС1, а клавиатура и дисплей - через каналы связи КС2, КС3. Датчики температуры, давления и скорости вращения коленвала преобразуют физическую величину, воспринимаемую их чувствительным элементом, в унитарный код (число импульсов). Информационные преобразователи ИнП формируют выходные сигналы с датчиков так, чтобы они соответствовали требованиям к входным сигналам микропроцессора. В измерительных преобразователях ИП осуществляется измерение физических величин, характеризующих качество масла в период эксплуатации автомобиля.
Обработка получаемой информации ведется по программе, заложенной в память МП. Включение системы в работу осуществляется через выключатель замка зажигания. Резервное ОЗУ постоянно подключено к сети питания, чем обеспечивается сохранение необходимой информации при выключении замка зажигания.
Основная идея бортовых систем заключается в наблюдении и проверке соответствия уровня сигналов их эталонным аналогам, заложенным в память. Если уровень сигнала выходит за допустимые пределы, система трактует это как неисправность и заносит в память специальное сообщение. Эти сообщения могут быть вызваны из памяти в виде «кода неисправности». После извлечения эти коды дают важную информацию для диагностики.
Стандартизация бортовой диагностики позволила установить три основных критерия, которым должна удовлетворять информационная система:
Микропроцессор
КС2
Рис.1. Структурная схема бортовой системы контроля качества масла
Рис. 2. Функциональная схема бортового компьютера на примере силового агрегата транспортной машины
1. Установленная на автомобиль система должна быть унифицированной.
2. О возникновении любых неисправностей, которые могут вызвать ухудшение работы, оператор (водитель) должен быть извещен сигнальной лампочкой на приборной панели.
3. Информация о неисправности должна быть зафиксирована и сохранена в памяти системы с возможностью ее извлечения с помощью считывателя кодов или приспособления с мигающей лампочкой.
Недостатком бортовых диагностических систем является то, что они еще не достигли такого идеального состояния, при котором можно было бы полностью положиться на их информацию. Ведь код не может появиться в тех случаях, когда для каких-либо датчиков или состояний программным обеспечением не предусмотрена соответствующая обработка информации.
Выводы
Предложенная бортовая система контроля качества моторного масла двигателя транспортной машины позволяет повысить точность определения срока его замены.
Информационное обеспечение и диагностирование силовых агрегатов предложенной системы поможет водителю (механику) обосновать рекомендации для принятия решения об объемах профилактических воздействий.
Литература
1. Говорущенко Н.Я., Туренко А.Н. Системотех-
ника транспорта (на примере автомобильного транспорта) // В двух частях. Ч. 1. - Харьков: РИО ХГАДТУ, 1998. - 255 с.
2. Обслуживание сельскохозяйственной техники
фирмами и дилерами США / ГОСНИТИ. -М., 1977. - 34 с.
3. Смирнов Н.Н., Ицкович А.А. Методы обслу-
живания и ремонта машин по техническому состоянию. - М.: Знание, 1973. - 256 с.
4. Бажинов А.В. Прогнозирование остаточного
ресурса автомобильного двигателя. - Харьков, ХГАДТУ, 2001. - 95 с.
5. Резников В.Д., Мещерин Е.М. Анализ масла
как средство диагностики двигателя / Автомобильный транспорт. - №4. - 1997. -С. 22-25.
Рецензент: В.Н. Варфоломеев, профессор, д. т. н., ХНАДУ.
Статья поступила в редакцию 17 апреля 2006 г.
