10.3. Блок – схема проведения диагностических работ

Алгоритм есть разнесенная во времени некая последовательность действий или мероприятий, приводящая к желаемому (необходимому, требуемому) результату. Алгоритм может представляться в описательной форме, в так называемом эвристическом виде. Например, данное методическое пособие, правила безопасности движения автотранспорта, и правила технического обслуживания автомобиля – всё это может рассматриваться, как алгоритм, заданный описательной формой. Для представления алгоритма в графическом виде (в качестве рисунка) применяют блок-схемы, которые могут быть укрупненными или пооперационными. Пооперационная блок-схема это наиболее детальная последовательность неких действий или мероприятий, приводящих к желаемому результату. Такая блок-схема может быть достаточно протяженной, в результате чего теряется иллюстративный смысл, поэтому пооперационная блок-схема обычно используется для небольшого, наиболее ответственного фрагмента укрупненной блок-схемы. Задача последней состоит в изложении основной идеи (физического принципа), закладываемой в предполагаемое техническое решение задачи курсовой работы. Количество укрупненных и пооперационных блок-схем в записке определяет студент, выполняющий курсовую работу. Существуют нормативные документы [5,6,7], которые определяют правила оформления блок-схемы алгоритма на рисунке или на плакате.

Составление всякого алгоритма начинается с создания укрупненной блок-схемы (рис. 7). Покажем это на примере. Допустим, нам необходимо проконтролировать натяжение ремня вентилятора ДВС. Предполагаем, что ремень имеет трапецеидальное сечение. Отметим: ремень вентилятора связан с коленчатым валом двигателя и с валом вентилятора. Это означает, что частота вращения вала вентилятора и частота вращения коленвала при оптимальном натяжении ремня должны совпадать. Если совпадения нет, то, значит, имеет место проскальзывание ремня, т.е. его натяг недостаточен. По этой причине целесообразно с помощью тахометров одновременно измерять частоту вращения вала и частоту вращения вентилятора (блок 3), затем сравнивать эти показания тахометров (блок 4-5). Если разница показаний тахометров находится в пределах некоторого диапазона, величину которого также предстоит оценить, имеет место оптимальный натяг ремня (блок 5). Следует обратить внимание на следующее обстоятельство: натяг ремня следует контролировать спустя какое-то время после включения двигателя автомобиля (блок 2). За это время температура ДВС достигнет своего оптимума. В этом случае ремень также нагреется, в результате чего его длина увеличится, что приведет к изменению натяга. Таким образом контроль частот вращения вала вентилятора и коленвала ДВС следует начинать по достижении двигателем автомобиля некоторой температуры или по истечении некоторого временного интервала, в течении которого температура двигателя достигнет некоторой величины. Временной интервал может контролироваться с помощью электронного таймера. Следует отметить, что величина оптимальной температуры двигателя и величина временного интервала зависят от типа (карбюраторный, дизельный ит.д.) и марки (грузовой, легковой и т.д.) двигателя автомобиляонного 000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000. По этой причине перед контролем натяга ремня предполагаемую диагностическую систему следует настроить на конкретную марку автомобиля. Это обстоятельство в блок-схеме учитывается вводом перед работой в систему исходных данных: (блок 1) .

Блок-схема в этом случае будет выглядеть следующим образом:

№5 Документация

Рис. 7. Блок – схема контроля натяжение ремня вентилятора ДВС.

Блок № 1 соответствует вводу исходных данных: мин, , . Здесь мин. соответствует величине временного интервала, по истечении которого после начала работы ДВС следует начать измерение частот вращения вала вентилятора и коленвала двигателя автомобиля. t^oC – температура ДВС, по достижении которой от начала работы двигателя следует включить оба тахометра. - допустимые граница интервала рассогласования частот вращения вала вентилятора и коленчатого вала двигателя автомобиля. Кроме того этот блок подает сигнал на работу всей диагностической системы.

Блок №2 может быть обычным таймером. Основная его задача есть обеспечение нагрева ремня и ДВС до некоторой рабочей температуры. Временная задержка начала работы диагностической системы как раз обеспечивает гарантированный прогрев двигателя автомобиля и ремня.

Блок № 3 соответствует началу одновременной работы тахометров, измеряющих частоту вращения вала вентилятора и коленвала ДВС. После того, как замеры будут осуществлены, управление системой и результаты работы тахометров будут переданы на следующий блок.

Блок № 4 представляет из себя простейший вычислитель (контроллер), который определяет величину рассогласования показаний тахометров, вычитая одно показание из другого, и сравнивает эту величину с .

Блок № 5 документирует результат сравнения, полученный в блоке № 3. Это означает, что результат сравнения может быть выведен на печать, на экран монитора или подан на другое фиксирующее информацию устройство.

По результатам работы блоков 4-5 оператор, работающий с системой решает что делать дальше: увеличить натяг или оставить его без изменений. Данную блок-схему можно усложнить, если предположить, что возможна ситуация, когда натяг ремня чрезмерен. В этом случае ремень будет греться больше обычного. Это означает, что в диагностической системе должен будет присутствовать специальный датчик температуры. Если ремень изношен, то имеет место характерный свист. В этом случае для контроля износа ремня в систему диагностики целесообразно ввести акустический датчик. Рассматриваемую систему диагностики можно совершенствовать и далее. Это касается любой разрабатываемой диагностической системы

Если потребуется более надежная информация о натяге ремня, то измерения могут быть несколько раз повторены, затем статистически обработаны. Это можно сделать вручную, а можно доверить системе. В этом случае в первый блок блок-схемы необходимо будет ввести параметр N, характеризующий количество измерений. Кроме этого в блок-схеме необходимо будет организовать итерационный цикл, который позволит провести последовательно N измерений с последующей их обработкой. Рассмотрим пример такой блок схемы (рис. 8)

Рис. 8. Контроля натяжение ремня вентилятора ДВС с использованием статистической обработки.

Здесь в 1-ый блок добавлен ввод величины N, соответствующая количеству измерений. Если заранее известно, что большое количество измерений невозможно в силу разнообразных причин, то в этом случае в 1-ый блок может быть введена величина, например, коэффициента Стьюдента. Вообще говоря, это необязательно, окончательная обработка результатов измерений может быть осуществлена вручную, если эта обработка нетрудоемкая.

Блок 4 здесь статистически обрабатывает получаемые результаты измерений. Речь идет прежде всего о среднем (m), дисперсии (D), разбросе (), надежности и т.д. В рамках методического указания мы не будем останавливаться на статических формулах.

Блок 5 организует работу счетчика, который определяет завершение цикла N измерений. С завершением каждого цикла измерений величина N уменьшается на 1.

Блок 6 следит за величиной N. Если после очередного цикла измерений N больше 0 то, управление передается вновь на блок 2 и далее продолжается работа блоков вплоть до 6, который вновь решает продолжить измерения или перейти к блоку 7. Переход к блоку 7 возможен, если N меньше 0.

Блок 7 документирует результаты статистической обработки N измерений. По этим данным оператор делает вывод о состоянии натяжения ремня.

Сразу отметим, что данная укрупненная блок-схема может рассматриваться, как одна из многих. Например, может меняться схема статистической обработки, метод документации, результаты статистической обработки могут рассматриваться, как управляющие сигналы некоторых исполнительных механизмов и т.д. Каждое из перечисленных нововведений может существенно изменить вид блок схемы на рис. 2.

Рассмотренная блок-схема не является образцовой или обязательной. Она одна из многих возможных блок-схем. Если, например, диагностируется размер отверстия форсунки или жиклера, то в целом блок-схема на рисунках 1 и 2 может не изменится при условии, что контроль пропускной способности отверстия осуществляется с помощью закона Бернулли. В случае, когда размер отверстия контролируется с помощью, например, калибра, блок-схема изменится, поскольку такого рода контроль осуществляется вручную, это значит, что и статистическая обработка будет осуществляться вручную. Таких примеров может быть масса.

Главная задача укрупненной блок-схемы показать, как с помощью использования определенного физического закона и определенной последовательности действий и мероприятий определить годен или нет к дальнейшей эксплуатации узел, агрегат или деталь автомобиля.

В данном разделе курсовой работы студент должен показать знание физических процессов, происходящих в различных узлах автомобиля и в записке своей курсовой работы обнаружить понимание того, что разработанный им алгоритм может быть использован для разработки и изготовления реального диагностического устройства или системы.

Изготовлению диагностического средства предшествует выбор измерительных средств. Рассмотрим в качестве примера техническую реализацию предложенной блок – схемы.

Техническая реализация предполагает выбор датчиков, используемых в предполагаемой диагностической системе, контроллеров, которые участвуют в обработке результатов измерений, средств документации или визуализации результатов измерений и т.д.. Во главу угла при выборе технических средств ставится принцип достаточности, т.е. выбираются те технические средства, возможности которых оптимально соответствуют решаемой технической задаче. Достаточно часто при выборе техсредств решающую роль играет их стоимость. Вместе с этим необходимо помнить, что выбираемые датчики, котроллеры, средства документации и т.д. должны иметь одинаковые частотные свойства, они должны быть соизмеримы по входным и выходным сигналам и по другим условиям. Задача выбора технических средств является достаточно специфичной и сложной, однако, учитывая большое количество предложений на рынке, она может быть решена.

Далее идет конструкция корпуса диагностической системы. Эта конструкция определяется характером эксплуатации разрабатываемой диагностической системы. Речь идет, прежде всего о том – является диагностическая система стационарной или переносной. Если система переносная, то где она установлена, например, под капотом или в салоне автомобиля. В случае установки под капотом корпус системы должен быть пыле - влагозащищенный, также стойким к абразивному воздействию. Если система стационарная, то для работы её в условиях автосервиса, возможно, необходимы дополнительные приспособления, подъёмник, мойка и другие. Конструкция корпуса диагностической ситемы зависит и от того, как часто используют систему для диагностирования.

При выборе мерительного инструмента необходимо прежде всего определиться с той точностью, которая необходима для успешной работы диагностической системы. Например, выбор внешнего диаметра уплотнительных колец блока цилиндров определяющим образом зависит от предварительного износа поверхности цилиндров, поэтому предстоит решить чем будет измеряться износ. Если измерение износа осуществлять с помощью штангеля, то в этом случае возможная точность измерения колеблется в пределах 0,1-0,05 мм. Если измерения производить с помощью нутро-мера, использующего стрелочный индикатор, то точность измерения будет в пределах 0,01 мм. При этом необходимо учитывать возможные погрешности измерений, связанные с попаданием в зону измерений микростружки, с перекосами положения мерительного инструмента относительно базы измерений и т.д. Все это говорит о необходимости проведения нескольких измерений с последующей их статистической обработкой.

Точность используемого датчика в цифровом исполнении определяется разрядной сеткой, которую он использует. Если датчик на выходе имеет аналоговый сигнал, то в этом случае точность измерений обычно указывается в его техническом паспорте. Следует также помнить, что датчики в цифровом исполнении являются, как правило, более помехозащищенными. Избыточная точность мерительного инструмента приводит к лишним материальным затратам и скажется в последствии на себестоимости разрабатываемой системы.

Следует отметить, что в системе могут и не использоваться датчики. Если диагностируется состояние рессор, то как правило диагностика ограничивается визуальным осмотром. Однако и в этом случае возможно использование датчиков вибраций, если использовать для диагностики рессор резонансные методы. Целесообразное использование датчиков в диагностической системе курсовой работы украсит последнюю.

В случае, когда в разрабатываемой диагностической системе используется прибор, назначение и использование которого широко известно не только при диагностике состояния автомобиля, необходимо в записке курсовой работы привести последовательность действий и операций предшествующих настройке и подготовке прибора к работе. В качестве примера такого рода прибора можно рассмотреть частотомер, осциллограф или генератор сигналов и т.д. Подготовка прибора к измерениям или работе в записке курсовой работы желательно оформить в виде пооперационной блок – схемы.

Если для диагностики состояния автомобиля или для облегчения его диагностике разработаны какие-то приспособления, то в курсовой работе должны быть приведены чертежи, показывающие работу предлагаемого приспособления. Обязательно должен присутствовать сборочный чертеж с указанием наиболее важных размеров, и деталировочные чертежи наиболее ответственных и оригинальных деталей. Речь может идти о устройстве правки рессор, о подъёмнике автомобиля, с помощью которого возможна ручная регулировка окончательной высоты подъёма автомобиля или устройство позволяющее опрокидывать автомобиль и т.д.

Курсовую работу несомненно украсит обсуждение вопроса механического изготовление отдельных деталей или всего приспособления, хотя это требование не является обязательным.