Обзор и анализ способов диагностики сельскохозяйственных тракторов

Для увеличения надежности работы сельскохозяйственных тракторов ведутся работы по совершенствованию технических средств для ремонта на основе инновационных разработок [1, 2, 4, 8, 11], разработке новых технологий для преобразования возобновляемых источников энергии в моторное топливо [3, 6], работы по созданию новых самосмазывающих материалов для увеличения надежности работы сельскохозяйственных тракторов. [5, 9]. Также имеет большое значение мониторинг оснащенности средствами механизации аграрного сектора [12]. Исследования по улучшения качественных показателей работы автотракторной техники ведутся по направлению увеличения надежности топливной аппаратуры тракторов [13 - 20], по снижению износа двигателя автотракторной техники [23, 24], по увеличению надежности бортовой электронной аппаратуры [22], по разработке новых средств и методов диагностики сельскохозяйственных тракторов, а также разработке новых методов поиска неисправностей автотракторной техники. Диагностика технического состояния этих машин и, соответственно, устранение выявленных неисправностей оказывают существенное влияние на их производительность, в том числе на безопасность эксплуатации. Технические средства диагностики, применяемые в настоящее время, разнообразны и включают в себя как традиционные методы, так и современные цифровые технологии. Однако, несмотря на наличие различных диагностических приборов, существует ряд проблем, связанных с их эффективностью, точностью и удобством использования. В условиях бурного развития технологий и увеличения сложности конструкций автотракторной техники необходимо не только анализировать существующие средства диагностики, но и разрабатывать новые, более эффективные подходы, которые позволят повысить качество диагностики и, следовательно, увеличить срок службы техники.

Цель исследования – осуществить обзор и анализ методов диагностики сельскохозяйственных тракторов как основу для разработки более совершенных методов.

Материалы и методы исследования

При проведении исследований использовали такой метод, как обзор источников информации по современным методам диагностики автотракторной техники. Анализ особенностей их применения: выявление положительных и отрицательных сторон с задачей перспективы совершенствования.

Результаты исследования и их обсуждение

Исследование существующих технических средств диагностики и сравнительный анализ различных методов диагностики являются актуальными аспектами в области совершенствования систем управления автотракторной техники [7, 21, 25 - 35]. В современных условиях, когда требования к надежности и эффективности функционирования техники постоянно растут, необходимость в высококачественной диагностике приобретает особую важность как для перспективных научных изысканий, так и в практическом использовании [10].

Комплекс приборов, оборудования и способов, применяемых для установления, оценки и исключения неполадок в системах управления автотракторных машин, является техническими средствми диагностики (ТСР) [36, 47].

ТСР состоят из достаточно большого набора технических средств, включая конструктивно несложные приборы механического действия, в том числе современные электронные системы с применением перспективных информационных технологий и алгоритмов.

В настоящее время используются различные способы диагностики, которые структурируются на целый ряд категорий в корреляции с принципами функционирования, в том числе условиями применения, а также конструктивных особенностей. Визуальный осмотр, включая измерение физических параметров, и, кроме того, различные механические и электрические тесты представляют собой общепринятый способ. Как правило, обычный визуальный осмотр дает возможность оперативно установить наглядные неисправности или повреждения компонентов различных механизмов и устройств, что является начальной ступенью в диагностике. В то же время этот способ не лишен существенных недостатков. Он не дает возможность определить скрытые дефекты, которые могут обнаружить себя лишь в особых условиях эксплуатации [37-40, 44-48].

Измерение, в частности, таких физических параметров, как напряжение, ток, а также температура и давление, является более точным способом. Он дает возможность получить больше информации о реальном техническом состоянии используемой системы. Такая информация позволяет сделать более полный анализ, что повышает качество проведенной диагностики. Издержки описанного способа - необходимость специализированного измерительного оборудования, которое находятся в более высоком ценовом диапазоне, и, кроме того, необходимы умения, а также знания и навыки для корректной интерпретации полученных результатов и, в том числе, хорошей квалификации обслуживающего персонала. Необходимо подчеркнуть, что распространенные способы диагностики активно интегрируются с новыми технологиями, например такими, как диагностика с использованием компьютерных технологий, что ведет к существенному повышению точности, включая высокую оперативность выявления возможных поломок [41 - 43, 49].

Инновационные способы диагностики, например такие, как диагностика с применением компьютерных технологий, а также специальных диагностических сканеров, являются органической составляющей технического обслуживания автотракторной техники. Эти методы дают возможность реализовать более информативный и точный анализ технического состояния систем управления, установить ошибки и поломки на начальных фазах их появления, что имеет очень важное практическое значение.

Системы диагностики, использующие компьютерные технологии, могут подключаться к электронным блокам управления (ЭБУ) и, следовательно, считывать коды ошибок, которые аккумулируются в памяти устройства. Это дает возможность выявлять возникшие неисправности и получать наиболее полную и оперативную информацию о действительном состоянии различных систем. В частности, инновационные системы диагностики способны с высокой скоростью анализировать полученную информацию с различных датчиков, что дает возможность значительно более точно и четко и, что немаловажно, своевременно оценивать корректное функционирование всей используемой системы в целом [50].

Осуществленный сравнительный анализ различных способов диагностики демонстрирует, что каждый из них наделен как положительными, так и отрицательными сторонами. Обычные широко распространенные способы, такие как визуальный осмотр, а также измерение параметров эффективны в случаях выявления простых неисправностей и не нуждаются в использовании конструктивно сложного, в том числе высокого ценового, диапазона приборов. Существенным недостатком этих способов является низкая способность выявить сложные или же скрытые дефекты, что может стать причиной серьезных неисправностей в процессе практической эксплуатации мобильных технических средств.

Перспективные способы, такие как диагностика с применением компьютерных технологий, обеспечивают более высокий уровень точности и позволяют установить проблемы на начальных стадиях, но в то же время они нуждаются в наличии специальных приборов и оборудования, в том числе технологий, а также хорошо подготовленного, технически грамотного обслуживающего персонала.

Экономическая целесообразность представляет собой один из приоритетных факторов выбора способа диагностики. В случае применения традиционного способа ценовой аспект гораздо ниже по причине того, что он не нуждается в значительных вложениях в используемое оборудование. В то же время в ближайшем будущем использование инновационных систем диагностики будет выигрышным по причине улучшения показателей в сфере материальных затрат и потерь времени на осуществление ремонта. В частности, более оперативное установление неисправностей является причиной значительного сокращения продолжительности простоя технических средств, в том числе заметно уменьшает риск возникновения существенных поломок, что в результате экономит средства.

Кроме того, необходимо брать во внимание фактор квалификации обслуживающего персонала, с которым тесно коррелирует эффективность используемого способа. Наличие обученных специалистов с высокой квалификацией, обладающих инновационными способами и технологиями, – гарантия успешного определения и исключения поломок. Непрерывное совершенствования технологий, а также разработка перспективных систем управления автотракторной техникой, обучение и повышение квалификации технических работников должны функционировать на постоянной основе. Эти аспекты являются существенным фактором всего процесса диагностики.

Тренд настоящего времени – интеграционные процессы различных способов друг с другом с образованием единых систем диагностики. Как вариант заметного повышения эффективности инновационных систем диагностики – грамотное сочетание традиционных способов с технологиями, использующие компьютерные программы. Эти диагностические комплексы осуществляют автоматический анализ информации, полученной с различных датчиков с последующим предоставлением оператору необходимых рекомендаций по исключению установленных проблем. Это способствует повышению оперативности осуществляемого процесса диагностики, а также снижению степени совершения ошибок, обусловленных человеческим фактором.

Сравнительный анализ существующих способов диагностики демонстрирует, что в корреляции с типом применяемой техники, включая реальные условия эксплуатации, могут быть более приемлемые способы. В частности, для тяжелой строительной техники, функционирующей в сложных непрерывно меняющихся условиях, лучше использовать системы, оснащенные повышенной защитой от внешних воздействий и способных выполнять свои задачи в условиях повышенной запыленности или варьирования значения влажности. Тогда как для легкой сельскохозяйственной техники, применяемой в аграрном производстве, могут подойти более простые конструктивные решения.

Весьма актуальным как в настоящее время, так и в перспективе является аспект развития технологий диагностики как части наукоемких технологий. В последние годы наблюдается бурное внедрение технологий искусственного интеллекта, а также машинного обучения в процессы диагностики. Эти технологии позволяют создавать системы, которые способны самостоятельно обучаться на основе анализа больших объемов данных и, кроме того, предсказывать возможные неисправности на основе исторических данных. Такие системы могут значительно повысить точность, включая оперативность диагностики, а также значительно снизить затраты на выполнение технического обслуживания.

Заключение

В заключение необходимо отметить, что анализ существующих технических средств диагностики, в том числе сравнительный анализ различных способов диагностики, является важным и актуальным шагом на пути к совершенствованию систем управления автотракторной техники. Современные способы диагностики, такие как диагностика с применением компьютерных технологий, включая использование инновационных диагностических сканеров, способствуют более высокой степени точности и, кроме того, дают возможность установить проблемы на начальных стадиях. Однако это не умаляет важную роль традиционных методов, которые могут быть эффективно использованы в интеграции с современными технологиями. Важно учитывать не только экономическую целесообразность применения конкретных методов и их эффективность, но и квалификацию технического персонала, осуществляющего диагностику, и, кроме того, развитие технологий, которые могут значительно модернизировать подходы к диагностике в ближайшей перспективе.