1. FUNDAMENTELE TEORETICE ALE DIAGNOSTIC RII1.1 Generalit i Eficien a folosirii automobilelor este determinat ,n principal, de reducerea la minimum a cheltuielilor de ntre inere i reparare, de realizare a unui ct mai ridicat rulaj ntre c deri precum i de men inerea unor nal i parametri ecologici i de siguran a circula iei. Fire te, aceste condi ii sunt ntrunite numai atunci cnd starea tehnic a vehiculelor este men inut la nivel corespunz tor. Se tie ns c n timpul folosirii detaliile ma inilor sunt supuse proceselor de uzur normal i modific rii reglajelor ini iale, circumstan e care produc schimb ri ale m rimilor care caracterizeaz starea tehnic a automobilului, ce vor fi denumite parametri structurali. Readucerea acestor parametri n limitele impuse de func ionarea corect a ma inilor se face prin aplicarea tehnologiilor corespunz toare de ntre inere tehnic i reparare. Sunt cunoscute dou procedee principial diferite de aplicare a acestor tehnologii: unul profilactic, care ine seama numai de rulajul efectuat, i altul care folose te informa iile oferite de unele m rimi caracteristice de prognozare. Primul procedeu, care ine seama numai de rulaj, este folosit n cazurile n care siguran a circula iei constituie o cerin de prim ordin (ma ini de curse, ma ini de lupt , aparate de zbor etc.) sau cnd dispersia rulajului mediu pn la prima c dere este relativ mic . Aplicarea acestui procedeu este mai simpl , dar costurile sale se dovedesc ridicate mai ales n situa iile n care coeficientul de dispersie al rulajului mediu este mare, fapt care duce de multe ori la efectuarea inoportun a unor opera ii de ntre inere tehnic i de repara ii. ntr-adev r, dac se admite ca frecven a c derilor dP/ dl n func ie de rulajul lo lege de distribu ie oarecare (fig.1.1), atunci, aplicnd procedeul de ntre inere i repara ie dup o durat de rulaj fix lm, la care se realizeaz cea mai mare frecven a c derilor, se observ c dac pentru cea 70% din parcul de automobile aceast periodicitate este mare, pentru restul de 30% ea este prea mic , circumstan care afecteaz eficien a economic a procedeului. Aceast mprejurare face ca procedeul aplicat n func ie de rulajul mediu s nu fie aplicat practic dect pentru unele detalii ale1

autovehiculelor de care depinde intrinsec siguran a circula iei; restului organelor ma inii li se aplic cel de al doilea procedeu profilatic, adic atunci cnd parametrul de prognozare respectiv atinge nivelul critic, dep irea acestei valori putnd produce c derea (avaria). Pe aceast cale se evit cheltuielile legate de executarea unor opera iuni de prisos, folosirea vehiculului n continuare nefiind legat de un risc iminent de c dere. Procedeul descris presupune o atent i continu observare a func ion rii ma inilor, a st rii lor tehnice, i de aceea aplicarea sa trebuie s in seama de eficien a ob inut de la caz la caz, dup cum se va vedea. Este adev rat c teoria siguran ei ma inilor permite s se ob in date statistice cu privire la num rul de vehicule afectate tehnic n func ie de rulaj, n conformitate cu legea de distribu ie a c derilor i n acest fel mijloce te posibilitatea prevederii necesit ilor de ntre inere i reparare la nivelul unui parc oarecare; dar pe aceast cale nu pot fi individualizate vehiculele care au nevoie efectiv 60 de astfel de interven ii i nici nu poate fi precizat natura opera iunilor necesare la un vehicul; astfel nct datele ob inute pe cale statistic au un caracter de nedeterminare. nl turarea acestei nedetermin ri nu se poate face dect prin cercetarea individual a st rii tehnice a autovehiculelor, folosind mijloace tehnice i procedee corespunz toare din punct de vedere al scopului urm rit, al costului i al expeditivi ta ii. Implementarea unui sistem de diagnosticare trebuie f cut numai atunci cnd ante-calculele privind eficien a sa conduc c tre aceast solu ie.

2

1.2 Determinarea eficien ei diagnostic rii Eficien a diagnostic rii n ntreprinderile de transport auto este determinat de o sumedenie de factori, a c ror analiz devine absolut obligatorie nainte de efectuarea investi iilor. O modalitate de apreciere a introducerii diagnostic rii o mijloce te compararea cheltuielilor specifice (raponaie la un vehicul i la un kilometru de rulaj) pentru ntre inere i repara ii n condi iile existente n unitatea respectiv

3

nainte de folosirea procedeelor de diagnosticare C1 cu cele produse n cazul unei diagnostic ri ideale C2, cnd nici un vehicul nu ajunge n situa ia de c dere. n cazul sistemului planificat n func ie de rulajul lp se conteaz pe o rat probabilistic P de autovehicule care, pn la efectuarea rulajului planificat vor fi ntre inute tehnic, restul autovehiculelor 1-P urmnd a fi reparate. Cheltuielile totale necesare n acest caz sunt: P i +(1-P )r dac se noteaz cu i costul unitar al opera iunilor de ntre inere tehnic repara iilor. i cu r cel al

Pn la termenul lp al rulajului planificat, vehiculele din parc au parcurs un rulaj total:l

Pl

p

dP0

p

/ dl

ldl

Primul membru al acestei rela ii l reprezint rulajul efectuat de vehiculele care nu au avut c deri iar al doilea de cele care au fost scoase din func iune datorit defec iunilor. Prin urmare, cheltuielile specifice de ntre inere sistemului preventiv n func ie de rulaj sunt i reparare n cazul

lp C1 ! ? i (1 P)rA/ Plp dP/ dl ldl P 0

n cazul unei diagnostic ri ideale, deci cnd nici un vehicul nu ajunge n situa ie, de c dere, cheltuielile se rezum numai la costul opera iunilor de ntre inere tehnic . Admi nd un rulaj mediu al parcului lm, aceste cheltuieli sunt:2

! i / lm4

astfel nct eficien a introducerii diagnostic rii poate fi f cut raportnd cheltuielile specifice din sistemul preventiv la cele necesare n cadrul aplic rii diagnostic rii; raportul rezultat este coeficientul de eficien al diagnostic rii Ed :

Ed !

1/

2

i

Dac se noteaz r/i= k i se observ c paranteza numitorului acestei expresii raportat la num rul total de ma ini al parcului reprezint tocmai rulajul mediu planificat lmp , atunci expresia eficien ei diagnostic rii devine:d

! ?P P A l p / lmp 1 k

Rezolvnd aceast ecua ie se ob ine graficul din fig.1.2., n care v este coeficientul de varia ie a rulajului (pentru v < 0,3 s-a considerat legea normala de distribu ie, iar pentru v > 4 s-a adoptat legea Weibull). Se observ c introducerea diagnostic rii ntr-o ntreprindere de transport auto este cu att mai eficace, cu ct cheltuielile specifice de repara ie sunt mai mari dect cele de ntre inere planificate (raportul k are valori mai mari), iar eficien a diagnostic rii este mai ridicat n acele ntreprinderi care dispun de parcuri cu varia ii mari ale ns'ajului nregistrat ntre c deri (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.5

! lm ?

1

r A/ l p

lp

d0

/ dl ldl i

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 ldo 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 ld. Derivand expresia gisita si anuland derivata se gaseste:2

0

In care este frecventa caderilor in intervalul ld, iar k este suma cheltuielilor specifice de diagnosticare si intretinere tehnica raportata la costul specific de reparare.6

?f l

d /

l d A l dl ln l d k ! 0

ld

Expresia de mai sus reprezinta conditia matematica a deierminarii duratei optime a perioadei de diagnosticare ldo 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 reparti iei Weibull, de exemplu,

P l ! e E lecuatia ia forma : EFE l F l d 1e dF

F

ld

e0

F E ld

F dl E l d k ! 0

Reprezentarea acestei expresii n func ie de coeficientul de optimizare al diagnostic rii kdk d ! ld 0 / lm

i avnd ca parametru coeficientul de form F al legii de reparti ie este redat n fig.1.3., din care se observ c , cu ct raportul cheltuielilor este mai mare, cu att coeficientul de optimizare este mai bun. Aceasta nseamn c efectuarea unor procese de diagnosticare i ntre inere mai complexe, deci inerent mai costisitoare, conduce la o m rire a intervalului dintre revizii i deci constituie un mijloc eficient de prevenire a c derilor. Graficul permite, prin urmare, determinarea perioadei de diagnosticare optime, dac se cunosc cheltuielile specifice de diagnosticare, ntre inere i repara ie, precum i parametrii legii de distribu ie. La acelea i concluzii se ajunge i n cazul n care distribu ia rulajului f r c deri este exponen ial sau normal . In realitate, n structura unui parc de vehicule intr ma ini cu rulaje diferite, deci cu st ri telinice diferite; de aceea, atunci cnd se determin perioada de diagnosticare optim , mul imea obiectelor existente trebuie s fie mp r it n cteva categorii n func ie de rulaj, urmnd ca pentru fiecare din submul imile rezultate s se determine cte o valoare separat a lui ldo.7

De exemplu, se presupune un parc a c rui curb de distribu ie n func ie de rulajul l este reprezentat de linia continu din fig.1.4, limitat de rulajele minim lmin i maxim lmax; deoarece "varia ia parcursului este mare, parcul se mparte n trei grupe precizate de rulajele intermediare l' i l", ob inndu-se astfel trei submul imi de obiecte limitate de intervalele de rulaj l'- lmin ,l'-l" i lmax -l", n interiorul c rora se vor putea construi curbele de distribu ie particulare I, II i III cu parametrii respectivi. Acestora li se va aplica tratamentul descris anterior, determinndu-se trei perioade optime ld1,, ld2 i ld3 . Implementarea diagnostic rii n procesul de exploatare a unui parc impune elaborarea prealabil a unui sistem de diagnosticare n care intr obiectul diagnostic rii (caracterizat de anumi i parametri de stare), parametrii de diagnosticare, mijloacele tehnice de diagnosticare precum i metodele i organizarea procesului tehnologic de diagnosticare. Dup calculele privitoare la oportunitatea aplic rii diagnostic rii ntr-un caz particular, apreciat n func ie de eficien a sa prin determinarea parametrului de eficien Ed dup metodologia prezentat mai sus, structurarea sistemului de diagnosticare, care presupune cunoa terea legilor de evolu ie a st rii tehnice a8

ma inilor, deci modificarea parametrilor de stare ai acestora, urmeaz urm toarea ordine: alegerea parametrilor de diagnosticare, stabilirea valorilor nominale i limit ale acestora iar, n final, determinarea mijloacelor i procedeelor tehnice de m surare a valorilor efective ale parametrilor de diagnosticare selecta i. 1.3 Alegerea parametrilor de diagnosticare Elementul cel mai important al unui sistem de diagnosticare l constituie parametrii de diagnosticare, deoarece el influen eaz ntreaga structur a sistemului, determinnd i caracteristicile celorlalte p r i componente ale acestuia. Dup cum se tie, automobilul constituie un complex de piese organizate n substructuri, dispuse succesiv sau n paralel, a c ror func ionare depinde de interac iunea dintre ele sau cu mediul exterior. n timpul proceselor de lucru aceste substructuri sufer modific ri continue sau discrete, trecnd prin diverse st ri care reprezint abateri mai mult sau mai pu in importante de la starea ini ial . Astfel de modific ri sunt de natur dimensional i de form , mecanic (densitate, elasticitate), de structur chimic , fizic , electric sau complex . Ele se pot exprima cantitativ prin schimbarea valoric a unor parametri care caracterizeaz starea organului sau structurii respective (sistem, instala ie, mecanism etc.) numi i parametri de stare. De cele mai multe ori ns determinarea valoric exact a acestor parametri nu este posibil , ceea ce ngreuneaz sensibil- opera iunile de determinare a st rii tehnice sau chiar le face imposibile. De aceea trebuie s se recurg la un procedeu de stabilire indirect a st rii tehnice a ma inilor prin aprecieri indirecte, opernd cu alte m rimi, dependente ntr-un anumit fel de parametrii de stare dar m surabile pe o cale oarecare. Valoarea acestor parametri, numi i parametri de diagnosticare constituie exprimarea cantitativ a manifest rii exterioare a muta iilor survenite n structura ansamblului ma inii i deci a modific rii parametrilor de stare ai acestuia. Ca orice ma in , automobilul, ca i subansamblele sale, constituie structuri func ionale caracterizate de anumite procese de ie ire, fundamentale sau auxiliare. De pild , grupul piston-cilindru are ca proces func ional de baz producerea de lucru mecanic util, dar pe lng aceasta mai apar i alte procese auxiliare parazite: nc lzire, fum la evacuare, zgomote (b t i), arderea uleiului din9

sistemul de ungere, modificarea presiunii de compresie, sc p ri de gaze n carter .a. De notat c , de cele mai multe ori, astfel de procese nso itoare nu apar n cazul sistemelor cu stare tehnic bun sau se produc cu o intensitate neglijabil , accentundu-se numai n cazul producerii defec iunilor. n multe cazuri apari ia lor nu este legat implicit de nr ut irea parametrilor tehnici de exploatare ai ma inii, dar constituie indiciul sigur al existen ei defec iunilor. Intensitatea desf ur rii acestor procese este determinat de starea tehnic a pieselor care constituie acest grup: pistonul, segmen ii i cilindrul, adic de parametrii s i de stare: jocul dintre piston i cilindru, jocul axial al segmen ilor n canale, fanta segmen ilor, elasticitatea i integritatea lor. Aceste m rimi nu pot fi m surate direct din exterior f r demontarea motorului. Dar intensitatea proceselor fundamentale i auxiliare poate fi apreciat cantitativ indirect prin urm toarele m rimi: puterea, consumul de combustibil i de lubrifiant, densitatea de fum n gazele de evacuare, concentra ia de particule metalice n ulei, debitul i presiunea gazelor sc pate n carter, presiunea n cilindru la finele compresiei, sc p rile de aer, intensitatea i natura zgomotelor m rimi m surabile f r demontarea motorului i care constituie parametrii de diagnosticare ai grupului piston-cilindru. A adar, parametrii de diagnosticare pot fi mp r i i n trei clase. Parametrii care in de procesele de lucru fundamentale i care determin fun ionabilitatea obiectului diagnostic rii; pentru automobile astfel de parametri sunt: puterea motorului, consumul de combustibil, spa iul de frnare, gradul de patinare al ambreiajului, temperatura lichidului n sistemul de r cire etc. Ace ti parametri dau informa ii globale asupra st rii tehnice generale a automobilului sau a unora din ansamblurile sale; de aceea ei servesc pentru a anumitul proces de diagnosticare general a ma inii n care se urm re te determinarea st rii generale a ma inii f r localizarea exact a defectelor. Diagnosticul n decursul unor asemenea teste este de tipul corespunz tornecorespunz tor" pentru exploatare. De regul , diagnosticarea general d verdicte de func ionabilitate a automobilelor sub raportul cerin elor privind economia de carburant i lubrifiant,

10

securitatea circula iei i normele ecologice de poluare complex (chimic , optic acustic ).

i

O a doua grup de parametri de diagnosticare deriv din fenomenele care nso esc procesele fundamentale, de exemplu: vibra ii, zgomote, modific ri chimice etc. Aceast categorie d informa ii mai nguste, dar capabile s restrng aria de investiga ie preciznd locul defec iunii. De aceea ea este folosit n cercetarea am nun it a ansamblurilor i pieselor vehiculului n procesul denumit diagnosticarea pe elemente. Diagnosticarea pe elemente o succede, de regul , pe cea general , atunci cnd diagnosticul acesteia a fost necorespunz tor" i urm re te s determine exact starea tehnic a ansamblurilor (motor, transmisie, frne etc), subansamblurilor sau chiar a organelor ma inii, preciznd i necesitatea de ntre inere i repara ii. Acela i caracter l au i parametrii geometrici, care constituie a treia grup , de parametri de diagnosticare, din rndul lor f cnd parte cursa liber , jocul axial, jocul radial, coaxilitatea, paralelismul, diferite unghiuri etc. Parametrii geometrici dau informa ii foarte limitate, dar concrete, asupra st rii tehnice a organelor aflate n conlucrare (interac iune). Alegerea parametrilor de diagnosticare, element fundamental n cadrul unui sistem de. diagnosticare, se face n func ie de caracteristicile lor care exprim leg turile dintre ei i parametrii de stare. Aceste particularit i conexiale sunt urm toarele: univocitatea, sensibilitatea, in forma i vitatea, (repetabilitatea) i economicitatea - ultima caracteristic innd seama de aspectul tehnico-economic al oportunit ii m sur rii parametrului respectiv.

Univocilatea exprim caracterul leg turii dintre parametrii de stare i cei de diagnosticare. Leg tura este univoc , atunci cnd unei valori a unui parametru de stare S i corespunde o singur valoare a parametrului de diagnosticare D1 n toat plaja de varia ie a primei m rimi: Sn.... S1 (liniile 1 i 2, fig 1.5.).

11

Univocitatea se traduce prin condi ia matematic a cre terii sau descre terii monotone a parametrului de diagnosticare, tar extreme:

dD / dS { 0

n intervalul Sn .... S1. n caz contrar, unei valori a parametrului de diagnosticare D i corespund mai multe st ri tehnice S1, S2 , S3 dintre care unele pot ie i din domeniul limit admisibil n exploatare, f r ca factorul de diagnosticare s semnaleze aceasta (curba 3, fig. 1.5). Se n elege c importan a unui astfel de parametru de diagnosticare este sc zut . Sensibilitatea unui parametru de diagnosticare arat varia ia sa specific atunci cnd valoarea parametrului de stare respectiv s-a modificat elementar i este dat de valoarea absolut a raportului:

(

Dup cum se vede n fig. 1.5., sensibili tarea factorului de diagnosticare D1, este mai mare dect cea a lui D2, deoarece:(1

/ (S " (

Informalivitatea parametrului de diagnosticare exprim probabilitatea stabilirii diagnosticului tehnic exact, prin folosirea acestui parametru. Informa i vitatea este expresia complexit ii leg turilor dintre parametrii de stare i cei de diagnosticare; ea este maxim n cazul leg turilor simple, cnd valoarea unui parametru de diagnosticare D este determinant de un singur parametru de stare S [D =f (S)} - cum este cazul celor mai simple sisteme:12

/ ( S

2

/ (S

DpS

ca i atunci cnd acela i parametru de stare S determin valorile mai multor parametri de diagnosticare D1 ,D2 ,D3 [D1= f1(S); D2 = f2(S); D3= f3(S)]:

Gradul de informativitate este redus atunci cnd mai mul i parametri de stare S1, S2, S3 influen eaz acela i parametru de diagnosticare D [D=f(S1,S2 ,S3)]:

sau valorile mai multora D1, D2 ca de exemplu : D1=f1(S1 ,S2 ,S3) ; D2=f2(S1 ,S2 ,S3)

13

Astfel de leg turi, care caracterizeaz parametrii de diagnosticare cu informativitate slab , sunt proprii ansamblurilor cu structuri complexe, care se pot g si n mai multe st ri rele, adic pot ncerca diferite defecte caracteristice. n acest caz, gradul cel mai nalt de informativitate l va avea parametrul de diagnosticare care atinge nivelul limit admisibil D1, corespunz tor valorii limit S1 a unui parametru de stare n cazul unei singure defec iuni probabile, iar cea mai mic informativitate o va avea acel parametru de diagnosticare care atinge aceast valoare n cazul tuturor defec iunilor posibile. Astfel, informativitatea reprezint , de fapt, probabilitatea stabilirii corecte a diagnosticului prin utilizarea parametrului de diagnosticare respectiv. Stabilitatea (repetabilitatea) parametrului de diagnosticare este determinat de abaterea maxim a m rimii acestuia fa de valoarea sa medie n cazul repet rii probelor n acelea i condi ii de testare; un parametru de diagnosticare este cu att mai valoros, cu ct repetabilitatea este mai mare, deci cu ct valorile ob inute sunt mai grupate. Exist i alte caracteristici ale parametrilor de diagnosticare cu influen direct asupra sistemului de diagnosticare respectiv; acestea sunt cheltuielile specifice impuse de m surarea parametrului de diagnosticare, tehnologicitatea determin rii parametrului respectiv - care este determinat de gradul de tehnicitate al utilajelor necesare -, expeditivitatea .a. Alegerea parametrilor de diagnosticare din totalitatea parametrilor disponibili se face folosind criteriile enumerate mai sus. Stabilirea num rului total de parametri de diagnosticare ai unui sistem are loc pe baza unei scheme n care sunt figurate leg turile dintre sisiem i m rimile fizice, cu ajutorul carora se pot face aprecieri cantitative asupra proceselor principale si auxiliare. Iat , de pild , in cazul perechii fus- lagar (fig. 1.6), ales ca14

sistem structural, parametrii care caracterizeaz starea tehnic sunt jocul radial i diametrul fusului. Defectele posibile sunt uzura fusului sau uzura (griparea) lag rului. Procesele caracteristice de ie ire sunt, n principal, men inerea rusului n stare de sustentape, concomitent cu rotirea sa u oar i lin n lag r; pe lng acestea mai pot ap rea i alte procese auxiliare ca: zgomote (b t i) n lag r, deplasarea radial obiectionabil a fusului in lag r, nc lzirea fusului, prezen a n ulei a materialului din lag r.

Intensitatea acestor procese poate fi m surat din exterior cu ajutorul urm toarelor m rimi: intensitatea i caracterul b t ilor, spectrul de amplitudine i frecven al vibra iilor, temperatura lag rului, presiunea uleiului, prezen a particulelor metalice de o anumit compozi ie n ulei. Ele constituie totalitatea parametrilor de diagnosticare din care apoi se selec ioneaz pentru sistemul ce urmeaz s fie creat, parametrii univoci, cei mai informativi, cei mai sensibili etc.

15

1.4 Valorile caracteristice ale parametrilor de diagnosticare

Fiecare din agregatele care compun automobilul este caracterizat de o structur determinat de forma i dimensiunile pieselor componente, natura leg turilor (mbin rilor) dintre ele, dispunerea lor n cadrul ansamblului i interac iunea dintre aceste piese. n timpul exploat rii structura agregatului este afectat , n general, doar de componentele de structur care se modific , adic de toate elementele sale cu excep ia dispunerii generale. Astfel, de exemplu, structura ambreiajului este determinat n primul rnd de forma i dimensiunile pl cii de presiune, discului de fric iune, prghiei de debreiere, rulmentului de16

presiune etc; n al doilea rnd, ea este caracterizat de leg turile dintre arborele primar al cutiei de viteze i discul de fric iune (caneluri), dintre prghia de debreiere i placa de presiune (rulment) .a.; n al treilea rnd, structura ambreiajului este caracterizat de dispunerea pieselor componente unele fa de celelalte i, n ultimul rnd, de felul n care ele ac ioneaz unele asupra celorlalte. n timpul exploat rii nu apar modific ri de structur privind pozi ionarea reciproc a pieselor, dar se modific forma i dimensiunile unora dintre aceste piese (grosimea garniturii discurilor de fric iune, forma arcurilor), pot ap rea modific ri ale leg turilor determinate de uzura canelurilor, a rulmentului de presiune, fapt care afecteaz interac iunea normal dintre aceste piese. n ansamblu, toate aceste modific ri se traduc prin schimbarea st rii tehnice a agregatului respectiv. Starea tehnic a acestuia se poate aprecia dup valorile parametrilor s i de stare, care n timpul exploat rii sufer modific ri permanente, continue sau discrete. Varia iile continue sunt determinate de uzura normal , de mb trnirea materialelor, de coroziune etc. i urmeaz o evolu ie corespunz toare modului propriu de desf urare a acestor procese, dup cum rezult din fig.1.7. Folosind instrumentajul statistic, teoria fiabilit ii ncadreaz modificarea parametrilor de stare n legi probabilistice cu ajutorul c rora se poate opera folosind metode matematice, clasice sau combinate cu aparatura electronic de calcul.

17

Modific rile discrete ale parametrilor de stare ai ma inilor sunt provocate fie de ac iunea distructiv prilejuit de unele condi ii de exploatare neglijent (cum sunt ocurile, izbirile), fie de existen a unor defecte ascunse de fabrica ie sau repara ie. C derile provocate de astfel de cauze nu respect o lege determinat i de aceea evolu ia lor nu poate fi exprimat matematic, motiv pentru care ele ies de sub inciden a diagnostic rii. Exploatarea i ntre inerea necorespunz toare ale ma inii (folosirea unor materiale de ntre inere i reparare improprii, nerespectarea periodicit ii opera iunilor de ntre inere tehnic i de repara ii curente, reglaje defectoase, regimuri termice i de solicitare mecanic exagerat de nalte etc.) imprim o uzur accelerat a pieselor i agregatelor ma inii, dar cu caracteristici evolutive generale asem n toare proceselor de uzur normal . A adar, n cazul uzurii, fie normal , fie for at , un parametru de stare oarecare are o varia ie continu , n timpul c reia el ia diferite valori. n mul imea acestora se disting trei niveluri care corespund la trei st ri caracteristice ale autovehiculului. Prima dintre acestea este proprie ma inilor (subansamblu, pies ) noi sau ie ite din repara ie capital ; valorile parametrilor de stare corespunz toare acestui nivel se ncadreaz n limitele de toleran e ale proceselor respective de fabrica ie sau repara ie prev zute n documenta ia tehnic . Aceste valori se numesc nominale sau ini iale (Sn) i se stabilesc, de regul , dup terminarea perioadei de rodaj al autovehiculului. Dup un timp de exploatare oarecare, parametrii de stare sufer modific ri care, f r a produce c derea vehiculului, afecteaz obiec ionabil starea sa tehnic i provoac apari ia unor efecte simptomatice secundare cum ar fi: zgomote, fum la evacuare, cre terea concentra iei de agen i poluan i sau a temperaturii, sc derea puterii, majorarea consumului de combustibil etc. Vehiculul poate fi exploatat n continuare chiar n prezen a acestor manifest ri, pn la urm toarea ntre inere tehnic planificat , dar starea sa tehnic nu mai poate fi considerat ca fiind bun . Valoarea parametrului de diagnosticare care limiteaz exploatarea vehiculului se nume te admisibil (Sa) i se realizeaz dup un rulaj la.18

Exploatarea vehiculelor dup atingerea acestei situa ii este legat de cre terea riscului de producere a avariilor, a c ror probabilitate cre te cu rulajul i atinge nivelul maxim dup parcurgerea rulajului l, cnd parametrul de diagnosticare se situeaz la nivelul limit Sl. Acesta situa ie corespunde scoaterii din func iune a piesei, agregatului sau ma inii n ansamblu, adic piesa lor n afara domeniului de func ionabilitate. Prin urmare, o ma in , un subansamblu sau o pies pot s se afle n trei grupuri caracteristice de st ri: bun i n stare de func ionabilitate (I); rea i n stare de func ionabilitate (II); rea i n stare de nefunc ionabilitate (III) - fig. 1.8. Mul imea st rilor din primul grup (I) ocup primul interval de folosire a vehiculului, adic pn la parcurgerea rulajului la la care se atinge valoarea admisibil Sa a parametrului de diagnosticare respectiv; n aceast perioad producerea defec iunilor sau c derilor are un caracter cu totul incidental. A doua categorie de st ri (II) se ntlne te pe parcursul rulajului ll -lo, timp n care n timpul exploat rii pot apare unele defec iuni (deregl ri, uzuri normale etc), dar riscul c derilor este foarte mic. Acestea din urm apar cu o foarte mare probabilitate n a treia perioad (III) de exploatare, adic dup dep irea rulajului ll. n concluzie, starea tehnic rea a unui autovehicul este provocat de producerea unor defec iuni de genuri i intensit i diferite la unul sau mai multe din subansamblurile sau piesele sale. Uneori o defec iune nu face ca ma ina s devin nefunc ionabil , dar neremedierea ei operativ poate sfr i cu producerea unei c deri (rupere, gripare, spargeri), adic un eveniment tehnic care duce la imobilizarea vehiculului.

19

Nu ntoideauna vehiculul devine ne func ionabil doar din cauza c derii sale. Exist i defec iuni, impuse de reglement ri oficiale, care, afectnd siguran a circula iei i emisia de noxe pot conduce Ia interdic ia de folosire a autovehiculului. Valorilor nominale, admisibil i limit ale parametrilor de stare le corespund acelea i niveluri ale parametrilor de diagnosticare, care stau fa de parametri de stare n raporturile prezentate n paragraful precedent. Una din principalele probleme ale realiz rii unui sistem de diagnosticare const tocmai n determinarea acestor valori ale parametrilor de diagnosticare pentru vehiculul n ansamblu, ca i pentru subansamble-le sale i piesele acestora, innd seama de faptul c nu toate acestea au aceea i limit de c dere. Valorile nominale a! parametrilor de diagnosticare sunt stabilite de uzinele constructoare, pe baza documenta iei tehnice, a cercet rilor de laborator sau de exploatare. Ele pot fi supuse corecturilor care in seama de regimul exploat rii autovehicului (de exemplu se accept o valoare ini ial mai mare a consumului de combustibil dac vehiculul este exploatat n condi ii grele ori se accept o putere mai mic dac rulajul se efectueaz la altitudini ridicate); astfel de corec ii sunt prev zute, de regul . n normative uzinale sau departamentale. Determinarea valorilor limit ale parametrilor de diagnosticare se efectueaz pe baze statistice printr-un procedeu relativ laborios, plecnd de la m surarea efectiv a valorii unui parametru de diagnosticare ntr-un parc de ma ini cu diferite st ri tehnice. Mul imea valorilor stabilite va reprezenta toate st rile ma inilor,20

sarcina cercet torului fiind de a stabili nivelul valoric al parametrului de diagnosticare care reprezint limita unde se realizeaz st rile cu iminen de c dere. Practic se procedeaz in felul urm tor: se supune ncerc rii un num r oarecare de obiecte, opera ie din care vor rezulta tot attea valori ale parametrului de diagnosticare cercetat. Acestea se aranjeaz n ordine cresc toare iar irul rezultat se limiteaz ntre dou valori, maxim Dmax i minim Dmin ntre care trebuie s se g seasc i valoarea nominal Dn - aceasta n cazul n care parametrul de diagnosticare admite o limitare bilateral ; n caz contrar, cnd mul imea parametrilor de diagnosticare admite o singur limit , plaja sa de varia ie va fi Dn - Dmin sau Dmax - Dn dup caz. Limitele se fixeaz arbitrar, astfel nct ele s cuprind att valorile m surate care apar cu cele mai ridicate frecven e, a c ror sum este N , ct i vaioarea nominal . Apoi se construie te histograma de distribu ie, folosind ca interval m rimea ( D, calculat cu formula lui Stegers:(D ! Dmax Dmin 1 3,3 lg N

Se alege o lege de distribu ie n func ie de aspectul histogramei i se calculeaz parametrii distribu iei: valoarea medie Dm i dispersia DD, dup care se determin legea probabil de distribu ie i criteriul Pearson. In func ie de acestea se g se te factorul de conformitate Cc al legii astfel determinate cu histograma experimental n domeniul Dmin.... Dmax. Rezultatele calculelor se consider satisf c toare atunci cnd factorul de conformitate Cc are valoarea minim 0,3. n caz contrar, calculul se reface cu o alt lege de distribu ie, limitele de selec ie a rezultatelor experimentale putnd fi l rgite, restrnse sau deplasate {translatate), cu condi ia ca ele s includ n continuare, valoarea nominal Dn. Dac n urma ctorva ncerc ri nu se reu e te s se ob in o valoare a factorului de conformitate mai mare de 0,3, atunci trebuie s se renun e la folosirea parametrului de diagnosticare ales, datorit slabei sale stabilit i, selectndu-se un altul.21

Odat legea de distribu ie determinat (fig. 1.9), se pune problema stabilirii valorii limit a parametrului de diagnosticare respectiv. Pentru aceasta se va ine seama de concluzia rezultat experimental c , n cazul unei limit ri superioare a distribu iei parametrului de diagnosticare, toate obiectele care corespund limitei de probabilitate P e 0,85 au o stare tehnic bun iar cele care corespund valorilor parametrului de diagnosticare plasate dincolo de limita P u 0,95 au stare tehnic rea. Prin urmare, n cazul impunerii primului criteriu drept valoare limit a parametrului de diagnosticare, probabilitatea de trecere prin filtrul test rilor a unor obiecte defecte dar diagnosticate drept bune este minim , n timp cc n domeniul P u 0,95 minim este probabilitatea sc p rii unor obiecte bune cu apreciere rea.

A adar, n c zul subansamblelor importante din punct de vedere al siguran ei circularei, de exemplu, domeniul de apreciere a valorilor limit pentru parametrul de diagnosticare aperativ va fi limitat la o mpr tiere de 85%, n timp ce pentru celelalte p r i ale ma inii domeniul de mpr tiere poate fi extins pn la 95%. n cazul limii rii bilaterale a distribu iei, limitele parametrilor de diagnosticare, n cazul mpr stierii de 85%, se calculeaz cu rela ia:D1 ! Dm s 1,5 DD

iar pentru impr tierea de 95% cu rela ia:22

D1 ! Dm s 2 DD

unde Dm este valoarea medie a parametrului de diagnosticare iar DD este factorul de dispersie, m rimi care se determin din legea de distribu ie stabilit , a a dup cum s-a ar tat mai nainte. In cazul unei limit ri unice superioare, limita se determin cu expresiile:D1 ! Dm s D D - pentru 85% D1 ! Dm s 1,7 DD - pentru 95%

De remarcat c aceste rela ii dau valori mai exacte n cazul legii de distribu ie normale i sunt mai pu in recomandabile pentru distribu ia gamma; n acest ultim caz, rezultate mai bune se ob in opernd cu func ia de probabilitate a acestei legi. Pentru a ilustra metodica desf ur rii calculului de determinare a valorii limit a unui parametru de diagnosticare, n anexa nr.l se prezint un astfel de exemplu pentru determinarea valorilor limit ale viscozit ii uleiului de motor. Valoarea admisibil urm toarea rela ie: a parametrilor de diagnosticare se determinD z Dn Z

cu

Da ! Dl

n care Dz este valoarea parametrului respectiv m surat la ultima diagnosticare dinaintea c derii probabile (fig.1.10.), Dn este valoarea sa nominal , iar Z reprezint num rul de test ri din cadrul procesului de diagnosticare efectuate pn la atingerea valorii Dz .

23

Se observ c rela ia a fost scris n ipoteza varia iei liniare a parametrilor de diagnosticare cu rulajul l i c sc derea admisibil ob inut depinde de periodicitatea ld a opera iunilor de diagnosticare. Se va re ine ns c metoda prezentat d rezultate corecte numai n cazul mecanismelor simple. La o ma in complex , cum este autovehiculul, fiecare ansamblu are propriile sale valori limit sau admisibile pentru parametrii de diagnosticare specifici; de aceea ob inerea cu exactitate a unei valori admisibile pentru ntreg ansamblul autovehiculului (care s garanteze buna func ionare n intervalul ld i cu pierderi minime de rulaj) nu este posibil . Determinarea intervalului optim de diagnosticare precum i a valorilor admisibil i limit ale parametrilor de diagnosticare constituie bazele prognoz rii exploat rii ma inilor, adic a stabilirii duratei de func ionare normal pn la producerea st rii tehnice limit , deci a determin rii rezervei de rulaj a autovehiculului.

24

1.5 Stabilirea st rii tehnice

Stabilirea st rii tehnice a autovehiculului n ansamblu i a agregatelor sale const , de fapt, n stabilirea diagnosticului i are rolul de a preciza dac obiectul investigat mai poate func iona normal pn la urm toarea ntre inere tehnic sau are nevoie de unele interven ii. n cazul obiectelor ai c ror parametri de stare au o varia ie discret sunt posibile dou st ri,precizate de raportul dintre valoarea limit a parametrului de diagnosticare Dl i valoarea efectiv D. Dac D < Dl , obiectul este bun i deci poate func iona pn la viitoarea ntre inere tehnic planificat , iar dac D> Dl, obiectul se afl n stare tehnic rea. Cnd varia ia parametrilor de stare este continu sunt posibile trei situa ii. Dac D > Dl agregatul este defect i necesit o repara ie; cnd Da< D