FUNDAMENTELE TEORETICE ALE DIAGNOSTICARII AUTOVEHICULUI

FUNDAMENTELE TEORETICE ALE DIAGNOSTICARII AUTOVEHICULUI

1.1 Generalitati

Eficienta folosirii automobilelor este determinata,in principal, de reducerea la minimum a cheltuielilor de intretinere si reparare, de realizare a unui cat mai ridicat rulaj intre caderi precum si de mentinerea unor inalti parametri ecologici si de sigu­ranta a circulatiei. Fireste, aceste conditii sunt intrunite numai atunci cand starea tehnica a vehiculelor este mentinuta la nivel corespunzator.

Se stie insa ca in timpul folosirii detaliile masinilor sunt supuse proceselor de uzura normala si modificarii reglajelor initiale, circumstante care produc schimbari ale marimilor care caracterizeaza starea tehnica a automobilului, ce vor fi denumite parametri structurali. Readucerea acestor parametri in limitele impuse de functio­narea corecta a masinilor se face prin aplicarea tehnologiilor corespunzatoare de intretinere tehnica si reparare.

Sunt cunoscute doua procedee principial diferite de aplicare a acestor tehnologii: unul profilactic, care tine seama numai de rulajul efectuat, si altul care foloseste infor­matiile oferite de unele marimi caracteristice de prognozare.

Primul procedeu, care tine seama numai de rulaj, este folosit in cazurile in care siguranta circulatiei constituie o cerinta de prim ordin (masini de curse, masini de lupta, aparate de zbor etc.) sau cand dispersia rulajului mediu pana la prima cadere este relativ mica. Aplicarea acestui procedeu este mai simpla, dar costurile sale se dovedesc ridicate mai ales in situatiile in care coeficientul de dispersie al rulajului mediu este mare, fapt care duce de multe ori la efectuarea inoportuna a unor operatii de intretinere tehnica si de reparatii. intr-adevar, daca se admite ca frecventa a caderilor dP/ dl in functie de rulajul lo lege de distributie oarecare (fig.1.1), atunci, aplicand procedeul de intretinere si reparatie dupa o durata de rulaj fixa l_m, la care se realizeaza cea mai mare frecventa a caderilor, se observa ca daca pentru cea 70% din parcul de automobile aceasta periodicitate este mare, pentru restul de 30% ea este prea mica, circumstanta care afecteaza eficienta economica a procedeului. Aceasta imprejurare face ca procedeul aplicat in functie de rulajul mediu sa nu fie aplicat practic decat pentru unele detalii ale autovehiculelor de care depinde in­trinsec siguranta circulatiei; restului organelor masinii li se aplica cel de al doilea procedeu profilatic, adica atunci cand parametrul de prognozare respectiv atinge nivelul critic, depasirea acestei valori putand produce caderea (avaria).

Pe aceasta cale se evita cheltuielile legate de executarea unor operatiuni de pri­sos, folosirea vehiculului in continuare nefiind legata de un risc iminent de cadere. Procedeul descris presupune o atenta si continua observare a functionarii masinilor, a starii lor tehnice, si de aceea aplicarea sa trebuie sa tina seama de eficienta obtinuta de la caz la caz, dupa cum se va vedea.

Este adevarat ca teoria sigurantei masi­nilor permite sa se obtina date statistice cu privire la numarul de vehicule afectate tehnic in functie de rulaj, in conformitate cu legea de distributie a caderilor si in acest fel mijlo­ceste posibilitatea prevederii necesitatilor de intretinere si reparare la nivelul unui parc oarecare; dar pe aceasta cale nu pot fi indi­vidualizate vehiculele care au nevoie efectiv 60 de astfel de interventii si nici nu poate fi precizata natura operatiunilor necesare la un vehicul; astfel incat datele obtinute pe cale statistica au un caracter de nedeterminare.

inlaturarea acestei nedeterminari nu se poate face decat prin cercetarea individuala a starii tehnice a autovehiculelor, folosind mijloace tehnice si procedee corespunzatoa­re din punct de vedere al scopului urmarit, al costului si al expeditivi tatii.

Implementarea unui sistem de diagnosti­care trebuie facuta numai atunci cand ante-calculele privind eficienta sa conduc catre aceasta solutie.

1.2 Determinarea eficientei diagnosticarii

Eficienta diagnosticarii in intreprinderile de transport auto este determinata de o sumedenie de factori, a caror analiza devine absolut obligatorie inainte de efec­tuarea investitiilor.

O modalitate de apreciere a introducerii diagnosticarii o mijloceste compararea cheltuielilor specifice (raponaie la un vehicul si la un kilometru de rulaj) pentru intretinere si reparatii in conditiile existente in unitatea respectiva inainte de folo­sirea procedeelor de diagnosticare C cu cele produse in cazul unei diagnosticari ideale C₂, cand nici un vehicul nu ajunge in situatia de cadere.

in cazul sistemului planificat in functie de rulajul lp se conteaza pe o rata proba­bilistica P de autovehicule care, pana la efectuarea rulajului planificat vor fi intre­tinute tehnic, restul autovehiculelor 1-P urmand a fi reparate.

Cheltuielile totale necesare in acest caz sunt:

Pi +(1-P)r

daca se noteaza cu i costul unitar al operatiunilor de intretinere tehnica si cu r cel al reparatiilor.

Pana la termenul l_p al rulajului planificat, vehiculele din parc au parcurs un rulaj total:

Primul membru al acestei relatii il reprezinta rulajul efectuat de vehiculele care nu au avut caderi iar al doilea de cele care au fost scoase din functiune datorita defectiunilor.

Prin urmare, cheltuielile specifice de intretinere si reparare in cazul sistemului preventiv in functie de rulaj sunt

in cazul unei diagnosticari ideale, deci cand nici un vehicul nu ajunge in situatie, de cadere, cheltuielile se rezuma numai la costul operatiunilor de intretinere tehni­ca. Admitand un rulaj mediu al parcului l_m, aceste cheltuieli sunt:

astfel incat eficienta introducerii diagnosticarii poate fi facuta raportand cheltuielile specifice din sistemul preventiv la cele necesare in cadrul aplicarii diagnosticarii; raportul rezultat este coeficientul de eficienta al diagnosticarii Ed

Daca se noteaza r/i= k si se observa ca paranteza numitorului acestei expresii raportata la numarul total de masini al parcului reprezinta tocmai rulajul mediu planificat l_mp , atunci expresia eficientei diagnosticarii devine:

Rezolvand aceasta ecuatie se obtine graficul din fig.1.2., in care v este coeficien­tul de variatie a rulajului (pentru v < 0,3 s-a considerat legea normala de distributie, iar pentru v > 4 s-a adoptat legea Weibull).

Se observa ca introducerea diagnosticarii intr-o intreprindere de transport auto este cu atat mai eficace, cu cat cheltuielile specifice de reparatie sunt mai mari decat cele de intretinere planificate (raportul k are valori mai mari), iar eficienta diagnos­ticarii este mai ridicata in acele intreprinderi care dispun de parcuri cu variatii mari ale ns'ajului inregistrat intre caderi (valori superioare ale coeficientului k).

Acest din urma parametru depinde, in primul rand, de calitatea productiei primare (fabricatia) si a celei secundare (reparatia capitala). Cum atat una cat si cealalta nu asigura o omogenitate ideala a produselor livrate de uzina constructoare sau de cea de reparati, viteza modificarilor structurale ale pieselor si agregatelor masinilor difera de la un vehicul la altul; de aceea mlajul dupa care se produc caderile variaza in limite largi, a caror repartij.ie se poate reprezenta printr-una din legile cunoscute: normals, exponentials, Weibull etc.

Tocmai aceasta neomogenitate recomanda utilizarea diagnosticarii in procesul tehnologic de mentinere a unui inalt coeficient de stare tehnica a autovehiculelor.

Eficienta diagnosiicarii depinde in mare masura de stabilirea unui interval de testare, optimal din punct de vedere al economicitati si al starii tehnice. Marimea optima a perioadei de diagnosticare va fi aceea care conduce la obtinerea celui mai bun coeficient de stare tehnica si a celor mai mici costuri totale de diagnosticare, iniretinere si reparare. Cum, in general, luarea in considerare numai a costurilor mentionate este insotita si de obtinerea unui nivel satisfacator al starii tehnice, pentru determinarea perioadei optime de diagnosticare l_do se recurge numai la criteriul economic.

In acest scop se scriu cheltuielile efectuate pentru executarea operatiunilor de diagnosticare, intretinere si reparare, plecand de la o anumita lege de repartitie care reprezinta cel mai bine probabilitatea rulajului fara caderi in parcul respectiv P(l); suma gasita se raporteaza la rulajul total efectuat in timpul unel perioade de diagnosticare oarecare l_d.

Derivand expresia gisita si anuland derivata se gaseste:

In care este frecventa caderilor in intervalul l_d, iar k este suma cheltuielilor specifice de diagnosticare si intretinere tehnica raportata la costul specific de reparare.

Expresia de mai sus reprezinta conditia matematica a deierminarii duratei opti­me a perioadei de diagnosticare l_do si se rezolva, asa cum s-a mentionat, adoptand cea mai potrivita lege de repartitie a rulajului fara caderi pentru imreprinderea respectiva P(l).

In cazul repartitiei Weibull, de exemplu,

ecuatia ia forma :

Reprezentarea acestei expresii in functie de coeficientul de optimizare al diagnosticarii kd

si avand ca parametru coeficientul de forma al legii de repartitie este redata in fig.1.3., din care se observa ca, cu cat raportul cheltuielilor este mai mare, cu atat coeficientul de optimizare este mai bun. Aceasta inseamna ca efectuarea unor procese de diagnosticare si intretinere mai complexe, deci inerent mai costisitoare, conduce la o marire a intervalului dintre revizii si deci constituie un mijloc eficient de prevenire a caderilor.

Graficul permite, prin urmare, determinarea perioadei de diagnosticare optime, daca se cunosc cheltuielile specifice de diagnosticare, intretinere si reparatie, pre­cum si parametrii legii de distributie.

La aceleasi concluzii se ajunge si in cazul in care distributia rulajului fara caderi este exponentiala sau normala.

In realitate, in structura unui parc de vehicule intra masini cu rulaje diferite, deci cu stari telinice diferite; de aceea, atunci cand se determina perioada de diagnosticare optima, multimea obiectelor existente trebuie sa fie impartita in cateva categorii in functie de rulaj, urmand ca pentru fiecare din submultimile rezultate sa se determine cate o valoare separata a lui l_do.

De exemplu, se presupune un parc a carui curba de distributie in functie de rulajul l este reprezentata de linia continua din fig.1.4, limitata de rulajele minim lmin si maxim lmax; deoarece 'variatia parcursului este mare, parcul se imparte in trei grupe precizate de rulajele intermediare l' si l', obtinandu-se astfel trei submultimi de obiecte limitate de intervalele de rulaj l'- lmin ,l'-l' si lmax -l', in interiorul carora se vor putea construi curbele de distributie particulare I, II si III cu parametrii respectivi. Acestora li se va aplica tratamentul descris anterior, determinandu-se trei perioade optime l_d1,, l_d2 si ld3

Implementarea diagnosticarii in procesul de exploatare a unui parc impune elaborarea prealabila a unui sistem de diagnosticare in care intra obiectul diag­nosticarii (caracterizat de anumiti parametri de stare), parametrii de diagnosticare, mijloacele tehnice de diagnosticare precum si metodele si organizarea procesului tehnologic de diagnosticare.

Dupa calculele privitoare la oportunitatea aplicarii diagnosticarii intr-un caz particular, apreciata in functie de eficienta sa prin determinarea parametrului de eficienta Ed dupa metodologia prezentata mai sus, structurarea sistemului de diagnosticare, care presupune cunoasterea legilor de evolutie a starii tehnice a masinilor, deci modificarea parametrilor de stare ai acestora, urmeaza urmatoarea ordine: alegerea parametrilor de diagnosticare, stabilirea valorilor nominale si limita ale acestora iar, in final, determinarea mijloacelor si procedeelor tehnice de masurare a valorilor efective ale parametrilor de diagnosticare selectati.

1.3 Alegerea parametrilor de diagnosticare

Elementul cel mai important al unui sistem de diagnosticare il constituie parametrii de diagnosticare, deoarece el influenteaza intreaga structura a sistemului, determinand si caracteristicile celorlalte parti componente ale acestuia.

Dupa cum se stie, automobilul constituie un complex de piese organizate in substructuri, dispuse succesiv sau in paralel, a caror functionare depinde de interactiunea dintre ele sau cu mediul exterior. in timpul proceselor de lucru aceste substructuri sufera modificari continue sau discrete, trecand prin diverse stari care reprezinta abateri mai mult sau mai putin importante de la starea initiala. Astfel de modificari sunt de natura dimensionala si de forma, mecanica (densitate, elas­ticitate), de structura chimica, fizica, electrica sau complexa. Ele se pot exprima cantitativ prin schimbarea valorica a unor parametri care caracterizeaza starea organului sau structurii respective (sistem, instalatie, mecanism etc.) numiti parametri de stare. De cele mai multe ori insa determinarea valorica exacta a acestor parametri nu este posibila, ceea ce ingreuneaza sensibil- operatiunile de determinare a starii tehnice sau chiar le face imposibile. De aceea trebuie sa se recurga la un procedeu de stabilire indirecta a starii tehnice a masinilor prin aprecieri indirecte, operand cu alte marimi, dependente intr-un anumit fel de parametrii de stare dar masurabile pe o cale oarecare. Valoarea acestor parametri, numiti parametri de diagnosticare constituie exprimarea cantitativa a manifestarii exterioare a mutatiilor survenite in structura ansamblului masinii si deci a modi­ficarii parametrilor de stare ai acestuia.

Ca orice masina, automobilul, ca si subansamblele sale, constituie structuri func­tionale caracterizate de anumite procese de iesire, fundamentale sau auxiliare. De pilda, grupul piston-cilindru are ca proces functional de baza producerea de lucru mecanic util, dar pe langa aceasta mai apar si alte procese auxiliare parazite: incalzire, fum la evacuare, zgomote (batai), arderea uleiului din sistemul de ungere, modificarea presiunii de compresie, scapari de gaze in carter s.a.

De notat ca, de cele mai multe ori, astfel de procese insotitoare nu apar in cazul sistemelor cu stare tehnica buna sau se produc cu o intensitate neglijabila, accentuandu-se numai in cazul producerii defectiunilor. in multe cazuri aparitia lor nu este legata implicit de inrautatirea parametrilor tehnici de exploatare ai masinii, dar constituie indiciul sigur al existentei defectiunilor. Intensitatea desfasurarii acestor procese este determinata de starea tehnica a pieselor care constituie acest grup: pistonul, segmentii si cilindrul, adica de parametrii sai de stare: jocul dintre piston si cilindru, jocul axial al segmentilor in canale, fanta segmentilor, elasticitatea si integritatea lor. Aceste ma­rimi nu pot fi masurate direct din exterior fara demontarea motorului. Dar intensitatea proceselor fundamentale si auxiliare poate fi apreciata cantitativ indirect prin urmatoa­rele marimi: puterea, consumul de combustibil si de lubrifiant, densitatea de fum in gazele de evacuare, concentratia de particule metalice in ulei, debitul si presiunea gazelor scapate in carter, presiunea in cilindru la finele compresiei, scaparile de aer, intensitatea si natura zgomotelor marimi masurabile fara demontarea motorului si care constituie parametrii de diagnosticare ai grupului piston-cilindru.

Asadar, parametrii de diagnosticare pot fi impartiti in trei clase. Parametrii care tin de procesele de lucru fundamentale si care determina funtionabilitatea obiectului diagnosticarii; pentru automobile astfel de parametri sunt: puterea motorului, consumul de combustibil, spatiul de franare, gradul de patinare al ambreiajului, temperatura lichidului in sistemul de racire etc. Acesti parametri dau informatii globale asupra starii tehnice generale a automobilului sau a unora din ansamblurile sale; de aceea ei servesc pentru asa-numitul proces de diagnosticare generala a masinii in care se urmareste determinarea starii generale a masinii fara localizarea exacta a defectelor. Diagnosticul in decursul unor asemenea teste este de tipul "corespunzator-necorespunzator' pentru exploatare.

De regula, diagnosticarea generala da verdicte de functionabilitate a automobi­lelor sub raportul cerintelor privind economia de carburant si lubrifiant, securitatea circulatiei si normele ecologice de poluare complexa (chimica, optica si acustica).

O a doua grupa de parametri de diagnosticare deriva din fenomenele care insotesc procesele fundamentale, de exemplu: vibratii, zgomote, modificari chimice etc. Aceas­ta categorie da informatii mai inguste, dar capabile sa restranga aria de investigatie precizand locul defectiunii. De aceea ea este folosita in cercetarea amanuntita a ansamblurilor si pieselor vehiculului in procesul denumit diagnosticarea pe elemente.

Diagnosticarea pe elemente o succede, de regula, pe cea generala, atunci cand diagnosticul acesteia a fost "necorespunzator' si urmareste sa determine exact starea tehnica a ansamblurilor (motor, transmisie, frane etc), subansamblurilor sau chiar a organelor masinii, precizand si necesitatea de intretinere si reparatii.

Acelasi caracter il au si parametrii geometrici, care constituie a treia grupa, de parametri de diagnosticare, din randul lor facand parte cursa libera, jocul axial, jocul radial, coaxilitatea, paralelismul, diferite unghiuri etc. Parametrii geometrici dau informatii foarte limitate, dar concrete, asupra starii tehnice a organelor aflate in conlucrare (interactiune).

Alegerea parametrilor de diagnosticare, element fundamental in cadrul unui sistem de. diagnosticare, se face in functie de caracteristicile lor care exprima lega­turile dintre ei si parametrii de stare. Aceste particularitati conexiale sunt urmatoa­rele: univocitatea, sensibilitatea, in formati vitatea, (repetabilitatea) si economicita­tea - ultima caracteristica tinand seama de aspectul tehnico-economic al oportuni­tatii masurarii parametrului respectiv.

Univocilatea exprima caracterul legaturii dintre parametrii de stare si cei de diagnosticare. Legatura este univoca, atunci cand unei valori a unui parametru de stare S ii corespunde o singura valoare a parametrului de diagnosticare D in toata plaja de variatie a primei marimi: S_n. S (liniile 1 si 2, fig 1.5.).

Univocitatea se traduce prin conditia matematica a cresterii sau descresterii monotone a parametrului de diagnosticare, tara extreme:

in intervalul S_n . S in caz contrar, unei valori a parametrului de diagnosticare D ii corespund mai multe stari tehnice S S , S dintre care unele pot iesi din domeniul limita admisibil in exploatare, fara ca factorul de diagnosticare sa sem­naleze aceasta (curba 3, fig. 1.5). Se intelege ca importanta unui astfel de parametru de diagnosticare este scazuta.

Sensibilitatea unui parametru de diagnosticare arata variatia sa specifica atunci cand valoarea parametrului de stare respectiv s-a modificat elementar si este data de valoarea absoluta a raportului:

Dupa cum se vede in fig. 1.5., sensibili tarea factorului de diagnosticare D este mai mare decat cea a lui D₂, deoarece:

Informalivitatea parametrului de diag­nosticare exprima probabilitatea stabilirii diagnosticului tehnic exact, prin folosirea acestui parametru.

Informati vitatea este expresia comple­xitatii legaturilor dintre parametrii de stare si cei de diagnosticare; ea este maxima in cazul legaturilor simple, cand valoarea unui parametru de diagnosticare D este determinanta de un singur parametru de stare S [D =f (S)} - cum este cazul celor mai simple sisteme:

ca si atunci cand acelasi parametru de stare S determina valorile mai multor parametri de diagnosticare D ,D₂ ,D₃ [D₁= f (S); D₂ = f₂(S); D₃= f₃(S)]:

Gradul de informativitate este redus atunci cand mai multi parametri de stare S , S₂, S influenteaza acelasi parametru de diagnosticare D [D=f(S ,S₂ ,S₃)]

sau valorile mai multora D , D ca de exemplu : D =f (S ,S ,S ) ; D =f (S ,S ,S

Astfel de legaturi, care caracterizeaza parametrii de diagnosticare cu informa­tivitate slaba, sunt proprii ansamblurilor cu structuri complexe, care se pot gasi in mai multe stari rele, adica pot incerca diferite defecte caracteristice. in acest caz, gradul cel mai inalt de informativitate il va avea parametrul de diagnosticare care atinge nivelul limita admisibil D corespunzator valorii limita S a unui parametru de stare in cazul unei singure defectiuni probabile, iar cea mai mica informativitate o va avea acel parametru de diagnosticare care atinge aceasta valoare in cazul tuturor defectiunilor posibile.

Astfel, informativitatea reprezinta, de fapt, probabilitatea stabilirii corecte a diag­nosticului prin utilizarea parametrului de diagnosticare respectiv.

Stabilitatea (repetabilitatea) parametrului de diagnosticare este determinata de abaterea maxima a marimii acestuia fata de valoarea sa medie in cazul repetarii probelor in aceleasi conditii de testare; un parametru de diagnosticare este cu atat mai valoros, cu cat repetabilitatea este mai mare, deci cu cat valorile obtinute sunt mai grupate.

Exista si alte caracteristici ale parametrilor de diagnosticare cu influenta directa asupra sistemului de diagnosticare respectiv; acestea sunt cheltuielile specifice impu­se de masurarea parametrului de diagnosticare, tehnologicitatea determinarii parametrului respectiv - care este determinata de gradul de tehnicitate al utilajelor necesare -, expeditivitatea s.a.

Alegerea parametrilor de diagnosticare din totalitatea parametrilor disponibili se face folosind criteriile enumerate mai sus.

Stabilirea numarului total de parametri de diagnosticare ai unui sistem are loc pe baza unei scheme in care sunt figurate legaturile dintre sisiem si marimile fizice, cu ajutorul carora se pot face aprecieri cantitative asupra proceselor principale si auxiliare. Iata, de pilda, in cazul perechii fus- lagar (fig. 1.6), ales ca sistem structural, parametrii care caracterizeaza starea tehnica sunt jocul radial si diametrul fusului.

Defectele posibile sunt uzura fusului sau uzura (griparea) lagarului. Procesele caracteristice de iesire sunt, in principal, mentinerea rusului in stare de sustentape, concomitent cu rotirea sa usoara si lina in lagar; pe langa acestea mai pot aparea si alte procese auxiliare ca: zgomote (batai) in lagar, deplasarea radiala obiectionabila a fusului in lagar, incalzirea fusului, prezenta in ulei a materialului din lagar.

Intensitatea acestor procese poate fi masurata din exterior cu ajutorul urmatoarelor marimi: intensitatea si caracterul batailor, spectrul de amplitudine si frecventa al vibra­tiilor, temperatura lagarului, presiunea uleiului, prezenta particulelor metalice de o anumita compozitie in ulei. Ele constituie totalitatea parametrilor de diagnosticare din care apoi se selectioneaza pentru sistemul ce urmeaza sa fie creat, parametrii univoci, cei mai informativi, cei mai sensibili etc.

1.4 Valorile caracteristice ale parametrilor de diagnosticare

Fiecare din agregatele care compun automobilul este caracterizat de o structura determinata de forma si dimensiunile pieselor componente, natura legaturilor (imbinarilor) dintre ele, dispunerea lor in cadrul ansamblului si interactiunea dintre aceste piese.

in timpul exploatarii structura agregatului este afectata, in general, doar de componentele de structura care se modifica, adica de toate elementele sale cu exceptia dispunerii generale. Astfel, de exemplu, structura ambreiajului este deter­minata in primul rand de forma si dimensiunile placii de presiune, discului de frictiune, parghiei de debreiere, rulmentului de presiune etc; in al doilea rand, ea este caracterizata de legaturile dintre arborele primar al cutiei de viteze si discul de frictiune (caneluri), dintre parghia de debreiere si placa de presiune (rulment) s.a.; in al treilea rand, structura ambreiajului este caracterizata de dispunerea pieselor componente unele fata de celelalte si, in ultimul rand, de felul in care ele actioneaza unele asupra celorlalte. in timpul exploatarii nu apar modificari de structura privind pozitionarea reciproca a pieselor, dar se modifica forma si dimensiunile unora dintre aceste piese (grosimea garniturii discurilor de frictiune, forma arcurilor), pot aparea modificari ale legaturilor determinate de uzura canelurilor, a rulmentului de presiune, fapt care afecteaza interactiunea normala dintre aceste piese. in ansamblu, toate aceste modificari se traduc prin schimbarea starii tehnice a agregatului respectiv.

Starea tehnica a acestuia se poate aprecia dupa valorile parametrilor sai de stare, care in timpul exploatarii sufera modificari permanente, continue sau discrete. Variatiile continue sunt determinate de uzura normala, de imbatranirea materialelor, de coroziune etc. si urmeaza o evolutie corespunzatoare modului propriu de desfa­surare a acestor procese, dupa cum rezulta din fig.1.7. Folosind instrumentajul statistic, teoria fiabilitatii incadreaza modificarea parametrilor de stare in legi pro­babilistice cu ajutorul carora se poate opera folosind metode matematice, clasice sau combinate cu aparatura electronica de calcul.

Modificarile discrete ale parametrilor de stare ai masinilor sunt provocate fie de actiunea distructiva prilejuita de unele conditii de exploatare neglijenta (cum sunt socurile, izbirile), fie de existenta unor defecte ascunse de fabricatie sau reparatie. Caderile provocate de astfel de cauze nu respecta o lege determinata si de aceea evolutia lor nu poate fi exprimata matematic, motiv pentru care ele ies de sub incidenta diagnosticarii.

Exploatarea si intretinerea necorespunzatoare ale masinii (folosirea unor mate­riale de intretinere si reparare improprii, nerespectarea periodicitatii operatiunilor de intretinere tehnica si de reparatii curente, reglaje defectoase, regimuri termice si de solicitare mecanica exagerat de inalte etc.) imprima o uzura accelerata a pieselor si agregatelor masinii, dar cu caracteristici evolutive generale asemanatoare proceselor de uzura normala.

Asadar, in cazul uzurii, fie normala, fie fortata, un parametru de stare oarecare are o variatie continua, in timpul careia el ia diferite valori. in multimea acestora se disting trei niveluri care corespund la trei stari caracteristice ale autovehiculului. Prima dintre acestea este proprie masinilor (subansamblu, piesa) noi sau iesite din reparatie capitala; valorile parametrilor de stare corespunzatoare acestui nivel se incadreaza in limitele de tolerante ale proceselor respective de fabricatie sau reparatie prevazute in documentatia tehnica. Aceste valori se numesc nominale sau initiale (S_n) si se stabilesc, de regula, dupa terminarea perioadei de rodaj al autovehiculului.

Dupa un timp de exploatare oarecare, parametrii de stare sufera modificari care, fara a produce caderea vehiculului, afecteaza obiectionabil starea sa tehnica si provoaca aparitia unor efecte simptomatice secundare cum ar fi: zgomote, fum la evacuare, cresterea concentratiei de agenti poluanti sau a temperaturii, scaderea puterii, majorarea consumului de combustibil etc.

Vehiculul poate fi exploatat in continuare chiar in prezenta acestor manifestari, pana la urmatoarea intretinere tehnica planificata, dar starea sa tehnica nu mai poate fi considerata ca fiind buna. Valoarea parametrului de diagnosticare care limiteaza exploatarea vehiculului se numeste admisibila (S_a) si se realizeaza dupa un rulaj l_a.

Exploatarea vehiculelor dupa atingerea acestei situatii este legata de cresterea riscului de producere a avariilor, a caror probabilitate creste cu rulajul si atinge nivelul maxim dupa parcurgerea rulajului l, cand parametrul de diagnosticare se situeaza la nivelul limita Sl

Acesta situatie corespunde scoaterii din functiune a piesei, agregatului sau masi­nii in ansamblu, adica piesa lor in afara domeniului de functionabilitate.

Prin urmare, o masina, un subansamblu sau o piesa pot sa se afle in trei grupuri caracteristice de stari: buna si in stare de functionabilitate (I); rea si in stare de functionabilitate (II); rea si in stare de nefunctionabilitate (III) - fig. 1.8.

Multimea starilor din primul grup (I) ocupa primul interval de folosire a vehicu­lului, adica pana la parcurgerea rulajului l_a la care se atinge valoarea admisibila S_a a parametrului de diagnosticare respectiv; in aceasta perioada producerea defectiunilor sau caderilor are un caracter cu totul incidental.

A doua categorie de stari (II) se intalneste pe parcursul rulajului ll l_o, timp in care in timpul exploa­tarii pot apare unele defectiuni (dereglari, uzuri normale etc), dar riscul caderilor este foarte mic.

Acestea din urma apar cu o foarte mare probabilitate in a treia perioada (III) de exploatare, adica dupa depasirea rulajului ll

in concluzie, starea tehnica rea a unui autovehicul este provocata de producerea unor defectiuni de genuri si intensitati diferite la unul sau mai multe din subansamblurile sau piesele sale. Uneori o defectiune nu face ca masina sa devina nefunctionabila, dar neremedierea ei operativa poate sfarsi cu producerea unei caderi (rupere, gripare, spargeri), adica un eveniment tehnic care duce la imobilizarea vehiculului.

Nu intoideauna vehiculul devine ne functionabil doar din cauza caderii sale. Exista si defectiuni, impuse de reglementari oficiale, care, afectand siguranta circulatiei si emisia de noxe pot conduce Ia interdictia de folosire a autovehiculului.

Valorilor nominale, admisibila si limita ale parametrilor de stare le corespund aceleasi niveluri ale parametrilor de diagnosticare, care stau fata de parametri de stare in raporturile prezentate in paragraful precedent. Una din principalele probleme ale realizarii unui sistem de diagnosticare consta tocmai in determinarea acestor valori ale parametrilor de diagnosticare pentru vehiculul in ansamblu, ca si pentru subansamble-le sale si piesele acestora, tinand seama de faptul ca nu toate acestea au aceeasi limita de cadere.

Valorile nominale a! parametrilor de diagnosticare sunt stabilite de uzinele con­structoare, pe baza documentatiei tehnice, a cercetarilor de laborator sau de exploatare. Ele pot fi supuse corecturilor care tin seama de regimul exploatarii autovehicului (de exemplu se accepta o valoare initiala mai mare a consumului de combustibil daca vehiculul este exploatat in conditii grele ori se accepta o putere mai mica daca rulajul se efectueaza la altitudini ridicate); astfel de corectii sunt prevazute, de regula. in normative uzinale sau departamentale.

Determinarea valorilor limita ale parametrilor de diagnosticare se efectueaza pe baze statistice printr-un procedeu relativ laborios, plecand de la masurarea efectiva a valorii unui parametru de diagnosticare intr-un parc de masini cu diferite stari tehnice. Multimea valorilor stabilite va reprezenta toate starile masinilor, sarcina cercetatorului fiind de a stabili nivelul valoric al parametrului de diagnosticare care reprezinta limita unde se realizeaza starile cu iminenta de cadere.

Practic se procedeaza in felul urmator: se supune incercarii un numar oarecare de obiecte, operatie din care vor rezulta tot atatea valori ale parametrului de diagnosticare cercetat. Acestea se aranjeaza in ordine crescatoare iar sirul rezultat se limiteaza intre doua valori, maxima D_max si minima D_min intre care trebuie sa se gaseasca si valoarea nominala D_n - aceasta in cazul in care parametrul de diagnosticare admite o limitare bilaterala; in caz contrar, cand multimea parametrilor de diagnosticare admite o singura limita, plaja sa de variatie va fi D_n - D_min sau D_max - D_n dupa caz.

Limitele se fixeaza arbitrar, astfel incat ele sa cuprinda atat valorile masurate care apar cu cele mai ridicate frecvente, a caror suma este N, cat si vaioarea nominala.

Apoi se construieste histograma de distributie, folosind ca interval marimea D, calculata cu formula lui Stegers:

Se alege o lege de distributie in functie de aspectul histogramei si se calculeaza parametrii distributiei: valoarea medie D_m si dispersia D_D, dupa care se determina legea probabila de distributie si criteriul Pearson. In functie de acestea se gaseste factorul de conformitate C_c al legii astfel determinate cu histograma experimentala in domeniul D_min. D_max. Rezultatele calculelor se considera satisfacatoare atunci cand factorul de conformitate C_c are valoarea minima 0,3. in caz contrar, calculul se reface cu o alta lege de distributie, limitele de selectie a rezultatelor experimentale putand fi largite, restranse sau deplasate {translatate), cu conditia ca ele sa includa in continuare, valoarea nominala D_n.

Daca in urma catorva incercari nu se reuseste sa se obtina o valoare a factorului de conformitate mai mare de 0,3, atunci trebuie sa se renunte la folosirea parametrului de diagnosticare ales, datorita slabei sale stabilitati, selectandu-se un altul.

Odata legea de distributie determinata (fig. 1.9), se pune problema stabilirii valorii limita a parametrului de diagnosticare respectiv. Pentru aceasta se va tine seama de concluzia rezultata experimental ca, in cazul unei limitari superioare a distributiei parametrului de diagnosticare, toate obiectele care corespund limitei de probabilitate P0,85 au o stare tehnica buna iar cele care corespund valorilor parametrului de diagnostica­re plasate dincolo de limita P0,95 au stare tehnica rea. Prin urmare, in cazul impunerii primului criteriu drept valoare limita a parametrului
de diagnosticare, probabilitatea de trecere prin filtrul testarilor a unor obiecte defecte dar diagnosticate drept bune este minima, in timp cc in domeniul P0,95 minima este probabilitatea scaparii unor obiecte bune cu apreciere rea.

Asadar, in cazul subansamblelor importante din punct de vedere al sigurantei circularei, de exemplu, domeniul de apreciere a valorilor limita pentru parametrul de diagnosticare aperativ va fi limitat la o imprastiere de 85%, in timp ce pentru celelalte parti ale masinii domeniul de imprastiere poate fi extins pana la 95%.

in cazul limiiarii bilaterale a distributiei, limitele parametrilor de diagnosticare, in cazul imprastierii de 85%, se calculeaza cu relatia:

iar pentru imprastierea de 95% cu relatia:

unde Dm este valoarea medie a parametrului de diagnosticare iar D_D este factorul de dispersie, marimi care se determina din legea de distributie stabilita, asa dupa cum s-a aratat mai inainte.

In cazul unei limitari unice superioare, limita se determina cu expresiile:

- pentru 85%

- pentru 95%

De remarcat ca aceste relatii dau valori mai exacte in cazul legii de distributie normale si sunt mai putin recomandabile pentru distributia gamma; in acest ultim caz, rezultate mai bune se obtin operand cu functia de probabilitate a acestei legi.

Pentru a ilustra metodica desfasurarii calculului de determinare a valorii limita a unui parametru de diagnosticare, in anexa nr.l se prezinta un astfel de exemplu pentru determinarea valorilor limita ale viscozitatii uleiului de motor.

Valoarea admisibila a parame­trilor de diagnosticare se determina cu urmatoarea relatie:

in care Dz este valoarea parame­trului respectiv masurata la ultima diagnosticare dinaintea caderii pro­babile (fig.1.10.), Dn este valoarea sa nominala, iar Z reprezinta numa­rul de testari din cadrul procesului de diagnosticare efectuate pana la atingerea valorii Dz

Se observa ca relatia a fost scrisa in ipoteza variatiei liniare a parametrilor de diagnosticare cu rulajul l si ca scaderea admisibila obtinuta depin­de de periodicitatea ld a operatiunilor de diagnosticare.

Se va retine insa ca metoda prezentata da rezultate corecte numai in cazul mecanismelor simple. La o masina complexa, cum este autovehiculul, fiecare an­samblu are propriile sale valori limita sau admisibile pentru parametrii de diagnos­ticare specifici; de aceea obtinerea cu exactitate a unei valori admisibile pentru intreg ansamblul autovehiculului (care sa garanteze buna functionare in intervalul ld si cu pierderi minime de rulaj) nu este posibila.

Determinarea intervalului optim de diagnosticare precum si a valorilor admisibila si limita ale parametrilor de diagnosticare constituie bazele prognozarii exploatarii masinilor, adica a stabilirii duratei de functionare normala pana la producerea starii tehnice limita, deci a determinarii rezervei de rulaj a autovehiculului.

1.5 Stabilirea starii tehnice

Stabilirea starii tehnice a autovehiculului in ansamblu si a agregatelor sale consta, de fapt, in stabilirea diagnosticului si are rolul de a preciza daca obiectul investigat mai poate functiona normal pana la urmatoarea intretinere tehnica sau are nevoie de unele interventii.

in cazul obiectelor ai caror parametri de stare au o variatie discreta sunt posibile doua stari,precizate de raportul dintre valoarea limita a parametrului de diagnosti­care Dl si valoarea efectiva D. Daca D < Dl , obiectul este bun si deci poate functiona pana la viitoarea intretinere tehnica planificata, iar daca D> Dl obiectul se afla in stare tehnica rea.

Cand variatia parametrilor de stare este continua sunt posibile trei situatii. Daca D > Dl agregatul este defect si necesita o reparatie; cand D_a< D <Dl obiectul diagnosticarii trebuie supus unei intretineri tehnice preventive; daca D< D_a pana la viitorul control de diagnosticare nu este nevoie de nici un fel de interventie tehnica.

Punerea dignosticului si stabilirea masurilor necesare de intretinere sunt mai dificile in cazul mecanismelor complexe, a caror stare depinde de mai multi parametri de stare si care se pot afla in numeroase stari tehnice. in acest caz modul concret de stabilire a starii tehnice a masinilor si a necesitatilor de interventie tehnica depinde de numarul starilor posibile ale obiectului de diagnosticare. in general, o stare tehnica X_i este determinata de valorile cunoscute (efective) ale parametrilor de stare Sj de care depinde.

La randul lor, acestia din urma confera anumite valori parametrilor de diagnosticare D_k , astfel incat:

X_i=f (D_k

prin urmare, multimea starilor tehnice posibile ale unui obiect poate fi reprezentata printr-un sistem de n ecuatii cu m variabile:

in care n este numarul de parametri de stare ai obiectului iar m - numarul parame­trilor de diagnosticare folositi.

Stabilirea acestor ecuatii se face pe baza analizei tehnice a obiectului cercetat, asa cum s-a exemplificat in schema din figura 1.6, din care rezulta parametrii de diagnosticare disponibili si legaturile lor cu parametrii de stare. Din totalitatea para­metrilor de diagnosticare disponibili se selecteaza, asa cum s-a aratat, aceia care prezinta cele mai inalte calitati de informativitate, sensibilitate si repetabilitate.

Rezolvarea cea mai comoda a sistemului de ecuatii care reprezinta starea curenta (efectiva) a unui obiect complex se face pe cale matriciala, folosind sistemul de reprezentare liniar; acesta ofera avantajul posibilitatii de tratare a diagnosticarii cu ajutorul tehnicii electronice de calcul sau cu dispozitive electronice de tipul "trece - nu trece' (cu diode sau circuite bistabile, de exemplu). In acest scop nivelului parametrilor de diagnosticare care este inferior valorii limita Dl i se asociaza cifra unu iar celeilalte zero. Se poate intocmi in acest fel o matrice ale carei coloane reprezinta parametrii de stare iar pe linii se introduc valorile citite ale parametrilor de diagnosticare utilizati (tabelul 1.1).

Tabelul 1.1. Matricea de diagnosticare

In figura 1.11 se prezinta schema unui dispozitiv electronic constituit dupa matricea de diagnosticare din tabelul precedent. In componenta dispozitivului intra blocurile de memorie (triger) M, elementele de coicidenta C - care determina combinatiile parametrilor de diagnosticare O pentru care sunt posibile defectiunile respective S semnalizate de lampile L - si comutatorul de anulare A.

Daca intensitatea semnalului de intrare este insuficienta, ceea ce corespunde unei valori a parametrilor de diagnosticare aflata sub nivelul limita Dl semnalul nu poate trece prin triger; in caz contrar semnalul se aplica pe elementele de coinci­denta la care are acces prin reteaua schemei.

Fig.l.ll.

Cand informativitatea parametrilor de diagnosticare este mica (deci cand acesta furnizeaza informatii privitoare la mai multe defectiuni posibile), se face apel la un parametru de diagnosticare suplimentar, sporind astfel doza de informatie furnizata dispozitivului. Numai atunci cand informatia devine univoca, dispozitivul permite aprinderea becului corespunzator defectiunii a carei existenta este certa. Iata, daca, de pilda, se aplica blocului de memorie M₃ un semnal a carui intensitate depaseste pragul corespunzator valorii limila a parametrului de diagnosticare D din matricea de diagnosticare rezulta ca sunt trei defectiuni: S₂, S₄ si S₅. In aceasta situatie nu se aprinde nici un bec, ceea ce inseamna ca informatiile introduse de parametrul de diagnosticare D , sunt insuficiente pentru localizarea defectiunii. De aceea trebuie sa se majoreze numarul informatiilor de intrare, aplicand, de exemplu, un semnal suplimentar D₆. in acest caz clementul de coincidenta C₂ devine activ, permitand aprinderea becului care semnalizeaza existenta defectiunii S

Asadar algoritmul functional al semnalizarii defectiunii S este:

Prin urmare, intregul aparat va functiona dupa urmatorul algoritm, cores­punzator matricei de diagnosticare dupa care a fost construit (tabelul 1.1).

Dispozitivul prezentat poate fi adaptat si la o alta matrice de diagnosticare cores­punzatoare testarii altor ansambluri ale vehiculului, prin modificarea contactelor interioare. In sfarsit, dupa terminarea operatiei de diagnosticare, citirile se anuleaza prin actionarea intrerupatorului A.

O alta posibilitate de modelare electrica a matricei o ofera folosirea diodelor, asa cum se exemplifica in figura 1.12. pentru un dispozitiv care functioneaza dupa principiul inmultirii logice, construit tot pe baza matricei de diagnosticare din tabelul 1,1, dupa urmatoarea schema logica:

Dispozitivul se compune din lam­pile de neon L, la care tensiunea con­tinua a bateriei B se aplica pe comu­tatoarele D; o lampa se va aprinde daca in paralel cu ea nu se gasesle montata in circuit o dioda si invers. Cum diodele se afla in locurile in care pe matricea de diagnosticare este inscrisa cifra zero, rezulta ca la apasarea pe un contact se vor aprinde acele lampi care corespund posibili­tatii de existenta a unei defectiuni. in momentul in care operatorul primes­te o informatie privitoare la un para­metru de diagnosticare, el o compara cu nivelul limita si daca valoarea pri- mita este egala sau mai mare decat cel limita, atunci el actioneaza comutatorul parametrului respectiv.

in cazul in care informativitatea parametrului este mica (deci se vor aprinde mai multe lampi), va fi necesara o noua doza de informatie, adica actionarea unui con­tact suplimentar, operatiunea repetandu-se pana cand pe tablou ramane aprins un singur bec, cel corespunzator defectiunii cautate.

De exemplu, actionand contactul corespunzator parametrului D₃, se vor aprinde becurile L₂, L si L , ceea ce inseamna ca pentru localizarea defectiunii trebuie sporita cantitatea de informatie. Daca se introduce in aparat un nou semnal D , de exemplu, va ramane aprins numai becul L₅, care corespunde defectiunii S₅, precizandu-se astfel locul defectiunii. Aceasta schema este semiautomata, deoarece ea necesita aprecierea prealabila a operatorului asupra necesitatii de introducere a unui nou semnal, in momentul in care constata ca acesta depaseste nivelul limita al parametrului de diagnosticare respectiv.

Folosirea matricelor de diagnosticare si modelarea lor electronica creeaza largi posibilitati de automatizare a proceselor de diagnosticare, de transmitere centra­lizata la distanta a datelor si de stabilire rapida a diagnosticului precum si a con­cluziilor tehnice corespunzatoare, mai ales in cazul maririi susceptibilitatii de diag­nosticare a autovehiculelor prin montarea, inca din fabricatie, a senzorilor necesari desfasurarii unui proces de diagnosticare prestabilit.

1.6. Organizarea activitatii de diagnosticare

1.6.1. Diagnosticarea pe stand

Diagnosticarea automobilelor pe stand a cunoscut in ultimii ani o evolutie com­plexa, orientata pe mai multe directii: tehnici, echipamente, organizare. Avand in vedere faptul ca in prezent se afla in utilizare automobile cu date de fabricare si, implicit, niveluri de evolutie mult diferite, activitatea de diagnosticare la stand trebuie sa faca fata tuturor situatiilor.

In general, pentru automobilele care nu dispun de sisteme electronice de control si autotestare, procesul de diagnosticare decurge in etape succesive (fig.1.13).

intr-o prima faza se executa o verificare a starii tehnice generale a sistemului testat. Raspunsul este de tip binar: "corespunzator' sau "necorespunzator'. in primul caz, automobilul nu mai este retinut, el putandu-se intoarce la activitatile de transport. in a doua situatie, actiunea de diagnosticare continua cu refacerea componentelor sistemului in scopul localizarii si identificarii defectiunii. O astfel de organizare a activitatii de diagnosticare reduce la minim timpul de imobilizare a automobilului, permitand totodata depistarea eventualelor defectiuni.

Aparatura utilizata la astfel de verificari este, de regula, prevazuta cu sisteme de masura cuplate la un microprocesor. Acesta prelucreaza informatiile primite de la traductoare si senzori si conduce actiunile necesare procesului de diagnosticare.

in acest fel se creeaza posibilitatea configurarii unui sistem expert de diag-nosticare. Principalul avantaj pe care il aduce un astfel de sistem consta in modul corespunzator, uniform si eficient de aplicare a criteriilor de decizie sau a strate-giilor de rezolvare a unor probleme.

Sistemul de diagnosticare primeste informatii atat de la sistemul testat prin lantuire de masura, cat si de la operatorul uman prin tastatura calculatorului. Sistemul prelucreaza in mod logic datele unui program de control in concordanta cu setul de reguli stocate in memoria sa interna. Rezultatul final al diagnosticarii consta intr-o evaluare a problemelor si a procedurilor de reparare.

Sistemul este dotat cu cunostintele pe care trebuie sa le aiba specialistii in proiectarea, cercetarea, dezvoltarea si intrelinerea automobilului. Pentru a incheia achizitia de cunostinte sunt necesare mai multe iteratii, dialogul cu specialistii fiind astfel continuu.

Domeniul general de diagnosticare la care este aplicabil un sistem expert este acela la care procedurile utilizate de specialisti pot fi exprimate printr-un set de reguli sau relatii logice, activitatea de diagnosticare a automobilelor fiind un astfel de domeniu.

Cu titlu de exemplu se considera cazul particular al imposibilitatii punerii in functiune a motorului. Conceptul fundamental care sustine acest exemplu este ideea perechilor conditie - actiune concretizate in forma regulilor DACA - ATUNCI.

In cazul analizat, sistemul expert consta din trei elemente: o baza de reguli de tip DACA - ATUNCI, o baza de date si un mecanism de control.

Fiecare regula din baza de reguli este de forma "daca A este adevarat, trebuie sa fie intreprinsa actiunea B'.

Componenta DACA contine conditii care trebuie sa fie satisfacute daca regula este aplicabila. Componenta ATUNCI formuleaza actiunea ce trebuie efectuata atunci cand regula este activata.

Baza de date contine toate faptele sau informatiile care sunt considerate adeva­rate in privinta problemei ce urmeaza a fi diagnosticata.

Mecanismul de control determina ce actiuni trebuie sa fie intreprinse si cand anume. Operatiunea urmareste patru etape:

1.Compararea regulilor cu data de baze pentru a determina care reguli au componenta DACA satisfacuta si pot fi executate. Acest grup este cunoscut ca set de conflict in limbajul inteligentei artificiale;

2.Daca setul de conflict contine mai mult decat o singura regula, se rezolva conflictul prin regula cu cea mai ridicata prioritate . Daca in setul de conflict nu exista nici o regula, se opreste procedura.

3.Se executa regula selectata prin intreprinderea actiunilor specificate in com­ponenta ATUNCI si apoi se modifica data de baze in mod corespunzator.

4.Se intoarce la pasul 1 si se repeta procesul pana cand setul de conflict nu va mai contine nici o regula.

Pentru exemplul analizat, baza de reguli din tabelul 1.2. de la Rl la R7 prezinta privind problema respectiva, iar regula Rl identifica zonele ce trebuie sa fie investigate.

Cifrele inscrise reprezinta nivelul de incredere pentru ca regula respectiva sa fie adevarata in conditiile specificate.

Se considera in continuare ca faptele cunoscute ca fiind adevarate sunt cele prezentate in tabelul 1.3.

Mecanismul de control urmareste pasul 1 mai sus mentionat si gaseste ca numai regula Rl se afla in setul de conflict. Aceasta regula este executata obtinand ca fapte suplimentare la parcurgerea pasilor 2 si 3:

posibilitatea de a nu se declansa scanteia la bujie;

posibilitatea ca sa ajunga prea mult combustibil la motor.

De la pasul 4 sistemul se intoarce la pasul 1 si invata ca setul de conflict include Rl, R4 si R6. Deoarece Rl a fost executata, ea este scoasa din setul de conflict.

in cazul exemplului luat in discutie se poate admite rezolvarea conflictului prin selectarea celui mai mic numar al regulii (R4 in acest caz).

R4 accepta, dupa parcurgerea pasilor 2 si 3, faptul ca exista pierderi in conducta de combustibil (0,65). Valoarea 0,65 precizeaza nivelul de incredere in aceasta concluzie.

Procedura este repetata avand ca rezultat setul de conflict R6. Dupa executarea lui R6 sistemul se intoarce la pasul 1 si, negasind reguli aplicabile, se opreste. Setul final al evenimentelor este prezentat in tabelul 1.4.

Se observa ca aceasta procedura de diagnostic a gasit doua defecte potentiale: pierderi de combusiibil din conducta de combustibil (nivel de incredere 0,65) si amestec prea bogal (nivel de incredere 0,70).

Dupa conectarea sistemului electronic de control la terminal operatiunile de diagnosticare pot incepe. Terminalul poate solicita tehnicianului sa indeplineasca anumite manevre care sunt cerute in desfasurarea testarii, ca, de exemplu, pornirea, oprirea sau accelerarea motorului. Sistemul expert este astfel un sistem interactiv, oferind un numar larg de facilitati.

De exemplu, cand sistemul expert cere tehnicianului sa efectueze o anumita operatie, mecanicul poate intreba sistemul de ce trebuie facuta operatia sau de ce i se pune respectiva intrebare, la care sistemul va explica motivele cerute in acelasi mod in care ar fi facut-o un expert uman.

Se poate afirma, in concluzie, ca directia pe care vor evolua echipamentele de diagnosticare a automobilelor la stand este aceea a creerii unor sisteme expert avansate, capabile sa ofere o gama cat mai larga de verificari.

1.6.2. Diagnosticarea la bord

Cele mai bune rezultate in depistarea defectiunilor imediat dupa aparitia lor o constituie supravegherea permanenta a functionarii sistemelor automobilului, ceea ce presupune dezvoltarea unor tehnici ti echipamente de diagnosticare la bord. Evolutia acestora a fost si este strans legata de evolutia constructiei automobilului. Astfel, aparitia sistemelor comandate de microprocesoare a permis o largire considerabila a numarului de obiective urmarite si a numarului de parametri inregistrati ti analizati.

Sistemele electronice ale motorului (aprindere, injectie, distributie, racire), transmisiile automate cu supraveghere si comanda electronice, sistemele moto-propulsoare de evitare a patinarii rotilor aflate in regim de tractiune, sistemele de franare cu evitarea blocarii rotilor, sistemele de directie si suspensiile asistate de microprocesoare sunt prevazute cu propriile sisteme de supraveghere si control necesare functionarii algoritmilor de autoreglare, dar care pot fi utilizate si pentru a semnaliza aparitia vreunei defectiuni, chiar in faza sa incipienta. Informatiile captate de lanturile de masura respective sunt prelucrate si stocate in memoria calculatorului de bord care, in cazul depasirii valorilor normale ale parametrilor masurati, avertizeaza conducatorul automobilului asupra defectiunii.

Verificarile pot fi executate si la cererea expresa a soferului sau a tehnicianului de intretinere, ori de cate ori se doreste.

Controlul cel mai amplu si detaliat al tuturor sistemelor si subsistemelor auto­mobilului ramane in continuare a fi realizat in cadrul statiilor de mentenanta preventiva a automobilelor, unde se poate utiliza o gama mult mai larga si mai com­plexa de sisteme de masura si verificari decat o pot permite conditiile de la bord.

Sistemele de control si reglare asistate de microprocesor Ia bordul automobilului ofera posibilitatea efectuarii unor operatiuni de diagnosticare, in perioadele inter­mitente in care microprocesorul nu este complet ocupat cu rezolvarea calculelor necesare functionarii propriu-zise a sistemului respectiv.

Schema de principiu a acestei activitati este prezentata in figura 1.14.

Dispozitivul de comanda se verifica singur, de exemplu prin memoria care are un model de test inmagazinat si care se citeste periodic. La memoriile de program se face o comparatie prin intermediul sumei de control care verifica datele si programele; concomitent se verifica si bus-ul de date si de adrese. La senzori se verifica daca semnalele se incadreaza in limitele normale ale valorilor lor si se pun in evidenta scurtcircuitele si intreruperile. Verificarea elementelor de actionare se poate face prin intermediu! valorii maxime a curentului in timpul comenzii.

Atunci cand este delectata o defectiune, informatia este stocata in memorie sub forma unui numar corespunzator codului de defectiuni conceput de constructor. in acelasi timp, la tabloul de bord este activat un avertizor optic sau sonor si este afisata defectiunea produsa. Functiunile de diagnosticare la bord pot fi activate si manual prin comanda transmisa controlerului de a intra in modul de diagnosticare.

Atunci cand se produce o defectiune (semnalizata prin codul corespunzator ei) rebuie urmarita o anumita procedura pentru a o localiza, procedura prezentata de regula sub forma unei organigrame in canea de diagnosticare a automobilului.

Cu titlu de exemplu, se considera ca sistemul de diagnosticare semnalizeaza o defectiune cu cod X care arata ca senzorul de oxigen al sistemului de injectie isi mentine permanent tensiunea de 0,5 V, caracteristica situatiei in care senzorul nu a ajuns la regimul termic normal si deci nu este inca pregatit sa lucreze. Cauzele posibile sunt: senzorul de oxigen nu functioneaza corect; conductori sau conexiuni defecte; unitatea de control nu proceseaza semnalul provenit de la sonda. Sunt deci necesare investigatii ulterioare pentru identificarea defectiunii.

in acest scop se masoara tensiunea de iesire din senzorul de oxigen: daca ea este mai mica decat 0,37V sau mai mare decat O,57V, trebuie sa fie verificate cablurile. Daca tensiunea se incadreaza intre cele doua valori, trebuie sa se verifice daca defectul se situeaza la nivelul senzorului de oxigen sau la unitatea de comanda. Pentru aceasta se cupleaza conductorii ce vin de la sonda la intrarea in dispozitivul de comanda, simulandu-se un scurtcircuit al senzorului si se masoara din nou tensiunea.

Daca ea este mai mica decat V, defectiunea se situeaza la nivelul senzorului, iar in caz contrar dispozitivul de control este defect si trebuie inlocuit.

Schema logica a defectiunilor de diagnosticare este prezentata in figura 1.15.

Subsistemele de contra! electronic, care echipeaza in numar tot mai mare auto­mobilele moderne, operau pana de curand cu precadere in mod independent. Avand insa in vedere ca toate aceste subsisteme sunt cuplate prin intermediul automobilu­lui insusi, activitatile de control dintr-un sistem de control oarecare pot genera inter­ferente nedorite in celelalte subsisteme. Pentru a evita astfel de efecle trebuie intro­dus suplimentar un element de optimizare a controlului care sa opereze impreuna cu subsistemele existente. Se ajunge astfei la un sistem cuprinzand mai multe micro-computere distribuite in diferite zone ale structurii automobilului.

Exista tipuri de legaturi de comunicatie care permit nu numai comunicarea intre subsistemele electronice de control, dar sustin si prelucrarea informatiilor in paralel de catre controlerii distribuiti io structura automobilului. Ele ofera mecanismele de baza pentru sincronizarea proceselor si manipularea corecta a datelor. Pentru fiecare mesaj este creat un obiect de comunicare care cuprinde urmatoare:

- identificatorul, precizand numele si ruta mesajului;

- segmentul de control, continand toata informatia de control;
segmentul de date, numarand de la 0 la 8 bytes.

in figura 1.16 este prezentata amplasarea unui astfel de retele in structura unui autoturism.

Componentelor care asigura functionarea dupa criterii de optimizare a siste­melor automobilului, li se alatura elementul de control al diagnosticarii. Pentru a vedea cum functioneaza o astfel de retea, se considera cazul mai simplu al grupului moto-propulsor prevazut cu trei subsisteme electronice separate:

- pentru controlul motorului;   

- pentru controlul transmisiei;

- pentru controlul operatiunilor de diagnosticare (figura 1.17).

Aceste subsisteme comunica intre ele prin intermediul magistralei CAN-bus care primeste :

- informatii privind regimul de deplasare a automobilului si rapoartele de transmitere utilizate, presiuni in sistemele de actionare, turatie, temperaturi etc. (de la controlul transmisiei);

- informatii privind sarcina si turatia motorului, temeperaturi, presiuni, debite, curenti, tensiuni etc. (de la controlul motorului);

- semnale standard de testare (de la-controlul diagnosticarii).

Fiecare subsistem de control isi culege informatiile de care are nevoie din magistrala comuna, conform unui protocol de prioritati, la momentele disponibile si le prelucreaza oferind rezultatele, tot prin intermediul CAN, celorlalte subsisteme de control ce ar putea fi interesate.

Avantajul principal al unui astfel de sistem de control descentralizat consta intr-o disponibilitate superioara a intregului sistem in cazul aparitiei unor defecte. De exemplu, in cazul defectarii calculatorului care controleaza transmisia, aceasta va fi cuplata automat in treapta superioara. Automobilul ramane operational, desi cu o functionalitate degradata. Contrar situatiei unui sistem centralizat, controlul moto­rului nu va fi cu nimic afectat.