Метод дифференциальной диагностики гидравлических систем тракторных трансмиссий

Наиболее полное использование индивидуальных возможностей тракторов и обеспечение на этой основе высокой эффективности подвижного состава в процессе эксплуатации могут быть осуществлены за счет широкого внедрения в технологический процесс технического обслуживания (ТО) и ремонта диагностирования технического состояния тракторов. Техническое диагностирование способствует повышению надежности тракторов за счет своевременного назначения воздействий ТО или ремонта и предупреждения возникновения отказов и неисправностей; повышению долговечности агрегатов, узлов за счет сокращения количества частичных разборок; уменьшению расхода запасных частей, эксплуатационных материалов и трудовых затрат на ТО и ремонт за счет проведения последних по потребности на основании данных диагностирования, проводимого, как правило, планово.

Доля эксплуатационных отказов по гидромеханическим передачам (ГМП) достигает 28% от общего количества отказов, а время простоя при текущем ремонте ГМП 30% от общего времени простоя в текущем ремонте. До 30% отказов по самой ГМП приходится на гидравлические системы: износ насоса, гидравлических линий, предохранительных и перепускных клапанов, и гидрораспределителей. Качество сборки новых и отремонтированных коробок передач, а также существующие методы и средства контроля качества сборки остаются пока на низком уровне.

Проанализировав существующие методы диагностирования ГМП, можно сказать, что у них высокая трудоемкость и они определяют только общее техническое состояние с использованием сложных и дорогостоящих стендов, что делает невозможным использование данных методов диагностирования у подавляющего большинства предприятий. Наиболее перспективным в настоящее время является направление, основанное на анализе характеристик переходного процесса во время переключения передач.

При разработке нового метода рабочей гипотезой являлось предположение о том, что дифференциальное диагностирование гидравлических систем тракторов возможно выполнять на основе анализа изменения давления в гидросистеме при переключении передач, и что его временная характеристика образует области локальных диагнозов (рис. 1).

За объект исследований взята ГМП трактора К-700А, так как в агропромышленном комплексе нашей страны тракторы семейства «Кировец» являются наиболее распространенными энергонасыщенными тракторами.

Рис. 1. Характеристика изменения давления при переключении передач:

а Д1 область локального диагноза, характеризующая величину загрязненности сетчатого фильтра; б Д2 область локального диагноза, характеризующая величину износа торцевых поверхностей шестерен насоса; в Д3 область локального диагноза, характеризующая износ зубьев шестерен насоса; г Д4 область локального диагноза, характеризующая пропускную способность подводящих каналов

Разработанная математическая модель процесса функционирования исправного и неисправного состояний гидравлических систем тракторных трансмиссий как объекта диагностирования позволяет устанавливать функциональные связи между диагностическими признаками на областях локальных диагнозов и параметрами технического состояния гидравлических систем тракторных трансмиссий.

Для проверки математической модели было произведено измерение давления в главной магистрали ГМП во время переключения передач при помощи экспериментальной установки, разработанной и изготовленной на кафедре «Автомобили» ВСГУТУ. Для вывода данных, идущих с датчика, использовалась система сбора данных LTR-U-1-4. Программа «LGraph 2» позволяет отображать как весь график эксперимента, так и необходимую его область с автоматической настройкой масштаба. Также все данные и графики можно сохранять в ПК.

Средняя погрешность математической модели составила не более 1,5%. В результате проведенного анализа влияния параметров технического состояния гидравлических систем тракторных трансмиссий на характеристики давления главной магистрали ГМП было выявлено, что данные области локальных диагнозов характеризуются рядом диагностических признаков, чувствительных к изменениям некоторых параметров технического состояния.

а

Рис. 2. Экспериментальная и расчетная характеристики: а гидравлической системы, не имеющей эксплуатационных изменений; б гидравлической системы

б

Вргыл. с

с изношенным насосом

Для установления связи параметров технического состояния с соответствующими диагностическими признаками получены функциональные зависимости, которые частично представлены на рисунке 3.

Рис. 3. Функциональные зависимости: а нарастания давления от загрязненности сетчатого фильтра; б времени от износа торцевых поверхностей шестерен насоса; в времени от величины амплитуды давления; г количества заглушенных каналов от давления в гидравлической системе

На основе проведенного нормирования диагностических признаков сформирована диагностическая матрица состояний гидравлической системы ГМП (табл.). Диагностическая матрица представляет собой набор кодов диагностических признаков, постолбцовое сочетание которых определяет диагноз.

Таблица

Диагностическая матрица

ДП ПТС	К1	К2	К3	К4
Исправное состояние	0	0	0	0
Превышенный износ зубьев шестерен насоса	1	0	0	0
Недопустимое количество подводящих каналов	0	1	-1	-1
Недопустимая величина износа торцевых поверхностей шестерен насоса	0	0	1	1
Недопустимая величина пропускной способности сетчатого фильтра	0	0	-1	1

Реализация разработанного метода дифференциального диагностирования гидравлических систем тракторных трансмиссий осуществляется на основе алгоритма (рис. 4). Алгоритм представляет собой пошаговую последовательность действий обеспечивающих проверку технического состояния гидравлической системы ГМП в стендовых условиях.

Рис. 4. Алгоритм дифференциального диагностирования гидравлических систем тракторных трансмиссий в стендовых условиях (начало)

Рис. 5. Алгоритм дифференциального диагностирования гидравлических систем тракторных трансмиссий в стендовых условиях (конец)