Метою дослідження є розробка алгоритму пошуку несправностей автоматичної коробки перемикання передач на основі ходових випробувань, тому що існуючі алгоритми не дозволяють з найменшими витратами визначити несправність в автомобілі. Пропонується на основі аналізу змінити алгоритм діагностування автоматичної коробки передач автомобілів. В результаті ходових випробувань за допомогою приладу Consult III + виконані виміри ступеня натискання педалі акселератора, зміни швидкості руху автомобіля і частоти обертання колінчастого вала двигуна в залежності від часу, зміни ступеня відкриття дросельної заслінки і тиску в паливній магістралі високого тиску для виявлення несправного стану коробки перемикання передач. Час виміру кожного з показників не більше 30 секунд. розроблено алгоритм пошуку несправностей автоматичної коробки перемикання передач з використанням опитувальної частини.

Анотація наукової статті з механіки і машинобудування, автор наукової роботи - Іванов А.С., Лянденбурскій В.В., Фахрутдинов І.І., Екім П.М., Іванов В.А.


CONTROL OF TECHNICAL CONDITION OF THE AUTOMATIC TRANSMISSION

The aim of the study was to develop an automatic gearbox troubleshooting algorithm based on performance tests, as existing algorithms do not allow to determine a problem in a car at the lowest cost. Based on the analysis, it was proposed to change the algorithm for diagnosing an automatic transmission of cars. As a result of performance tests using the Consult III +, the measurements of the degree of depressing the accelerator pedal, changes in vehicle speed and engine speed depending on time, changes in the degree of throttle opening and pressure in the high-pressure fuel line to detect a faulty condition of a gearbox were made. The measurement time for each of the indicators was not more than 30 seconds. An automatic gearbox troubleshooting algorithm was developed using an interrogatory part.


Область наук:
  • Механіка і машинобудування
  • Рік видавництва: 2019
    Журнал: Нива Поволжя

    Наукова стаття на тему 'КОНТРОЛЬ ТЕХНІЧНОГО СТАНУ АВТОМАТИЧНОЇ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ'

    Текст наукової роботи на тему «КОНТРОЛЬ ТЕХНІЧНОГО СТАНУ АВТОМАТИЧНОЇ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ»

    ?ТЕХНІЧНІ НАУКИ

    05.20.00 Процеси і машини Агроінженерний систем

    УДК 6 621.865.8

    DOI: 10.36461 ^ .2019.52.3.018

    КОНТРОЛЬ ТЕХНІЧНОГО СТАНУ АВТОМАТИЧНОЇ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ

    А. С. Іванов *, канд. техн. наук, доцент; В. В. Лянденбурскій, канд. техн. наук, доцент; І. І. Фахрутдинов, студент; П. М. Екім, аспірант; В. А. Іванов *, канд. техн. наук; К. З. Кухмазов *, доктор техн. наук, професор

    * Федеральне державне бюджетне освітня установа вищої освіти «Пензенський державний аграрний університет», Росія, т. 8 (8412) 65-82-42, е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; Федеральне державне бюджетне освітня установа вищої освіти «Пензенський державний університет архітектури та будівництва», Росія

    Метою дослідження є розробка алгоритму пошуку несправностей автоматичної коробки перемикання передач на основі ходових випробувань, тому що існуючі алгоритми не дозволяють з найменшими витратами визначити несправність в автомобілі. Пропонується на основі аналізу змінити алгоритм діагностування автоматичної коробки передач автомобілів. В результаті ходових випробувань за допомогою приладу Consult III + виконані виміри ступеня натискання педалі акселератора, зміни швидкості руху автомобіля і частоти обертання колінчастого вала двигуна в залежності від часу, зміни ступеня відкриття дросельної заслінки і тиску в паливній магістралі високого тиску для виявлення несправного стану коробки перемикання передач . Час виміру кожного з показників не більше 30 секунд. Розроблено алгоритм пошуку несправностей автоматичної коробки перемикання передач з використанням опитувальної частини.

    Ключові слова: автомобіль, діагностування, автоматична коробка перемикання передач, алгоритм.

    Вступ

    При транспортуванні людей і вантажів в сільському господарстві використовують сучасні транспортні засоби. Автоматична трансмісія на сьогоднішній день вже випереджає механічну за популярністю на світовому ринку [13, 14]. Це обумовлено тим, що такий тип коробки передач (КПП) набагато зручніше і комфортніше, ніж «механіка», особливо в умовах великих пробок на дорогах загального користування. Так само автоматична коробка перемикання передач в порівнянні з механічною КПП оберігає двигун і ходову частину від перевантажень [6, 7].

    Автоматична коробка передач (АКПП), як і будь-який інший хутра-

    нізм, може відмовляти. Всі відмови автоматичної коробки перемикання передач діляться на дві групи: відмови електронної частини і відмови гідравлічної та механічної систем.

    До відмов електронної системи відносяться: обрив, замикання і інші пошкодження електропроводки; поломки датчиків системи управління трансмісії і двигуна; поломки електронного блоку управління (ЕБУ); вихід з ладу виконавчих елементів.

    До відмов гідравлічної та механічної систем відносяться: забруднення продуктами зносу, порушення герметичності або пропускної здатності масляних каналів, перегрів, знос, порушення працездатності окремих деталей.

    Нива Поволжя № 4 (53) ноябрь 2019 121

    Крім того, неправильне регулювання дросельної заслінки у випадку з автоматичною коробкою перемикання передачі може привести до нестабільної роботи КПП. Виникають так звані ривки, що погіршує динаміку руху автомобіля.

    Існуюча система контролю технічного стану автомобіля виявляє не повний перелік несправностей. Для визначення виникають в процесі експлуатації транспортних засобів відмов необхідно розробити перелік заходів, що дозволяють з меншими витратами праці і коштів проводити роботи з діагностування автомобіля.

    Методи і матеріали

    Внаслідок невідповідності матеріально-технічної бази ремонтних майстерень господарств, експерименти по виявленню несправностей автоматичної коробки перемикання передачі проводилися з використанням обладнання дилерських центрів марки Nissan в м Пенза і м.Москва і матеріально-технічної бази дилерського центру марки Infiniti в м Самара.

    Так як виникнення несправностей і їх виявлення відбувається при русі автомобіля, то внаслідок характеру досліджуваних даних виникає доцільність проведення активного експерименту. Як інструменти дослідження були використані основні методи ходових випробувань, статистичного аналізу та логічного виявлення несправностей [1, 3, 4, 11, 12].

    Діагностичний комплекс Consult III + реалізований на базі портативного персонального комп'ютера, що має OBD II кабель для підключення до діагностичного роз'єму автомобіля.

    Основними функціями приладу є: читання, розшифровка і скидання кодів помилок DTC; моніторинг показань контрольно-вимірювальних приладів в реальному часі; програмування електронних блоків управління; програмування иммобилайзеров і Smart ключів.

    Апаратно-програмний комплекс Consult III + має широкий перелік функцій, а також доступ до всіх електронних блоків управління і контрольно-вимірювальних приладів сучасних автомобілів марки Nissan.

    Починають перевірку з датчика положення заслінки (ДПЗ). Дросельна заслінка необхідна для створення кута зазору, через який надходить повітряний потік для перетворення паливо-повітряної суміші в пропорції 14,7 частки повітря на

    одну частку палива. Щоб успішно регулювати подачу повітря електронного блоку управління необхідний датчик, який буде точно визначати і відправляти інформацію про роботу таких систем, як курсова стабільність, АБС, управління АКПП, круїз-контроль, антізанос.

    Якщо ЕБУ не отримує помітних сигналів, то реєструється несправність і включається контрольна лампа електронного приводу акселератора відключається привід дросельної заслінки, двигун починає працювати на підвищених обертах (1500 об / хв) і більше не реагує на педаль акселератора.

    Все вищесказане дозволяє зробити висновок про те, що якщо датчик (ДПЗ) має несправність, то в ЕБУ з'являється перелік помилок, що ведуть до нестабільної роботи не тільки двигуна, а й трансмісії, а іноді до повного їх відключення.

    Найчастіша причина таких відмов -ізнос різних елементів, який веде до різних наслідків, таким як окислення контактів, забруднення і покриття їх іржею, руйнування напилення провідника, через що неможлива точна реєстрація напруги, вироблення ресурсу рухомого елемента механізму.

    Після виявлення причини відмови доцільності в їх усуненні немає, тому часто ці елементи підлягають заміні.

    результати

    Для конкретного прикладу несправності АКПП, а саме в НЕ перемиканні передачі при віджатої педалі газу, після проведення аналізу діагностичної інформації був сформований алгоритм для виявлення досліджуваних несправностей АКПП (рис. 1).

    На малюнку 1 позначені:

    Drive - параметр, що відслідковує перемикання селектора АКПП в положення «D»; Vehicle speed - параметр, що відображає поточну швидкість автомобіля; Gear ratio - параметр, що відображає поточну передачу автомобіля; Accsel sensor - параметр, що відображає ступінь натискання педалі акселератора; K / D Mode - параметр, що відображає включення режиму «kick -down»; Shift pattern - параметр, що відображає перемикання передач; Engine speed - кількість оборотів колінчастого вала двигуна; Throttle sensor position (TPS) - параметр, що відображає ступінь відкриття дросельної заслінки; MAF Sensor - параметр, що відображає кількість повітря, що надходить у впускний тракт ДВС; ERROR - наявність несправності;

    Мал. 1. Алгоритм діагностування системи управління двигуном і АКПП

    LOG - звіт, що містить деталізовану запис параметрів; CHECK GEARBOX - повідомлення про наявність несправності АКПП і необхідності її діагностування з урахуванням записаних параметрів.

    Послідовність роботи даного алгоритму полягає в спостереженні за показаннями контрольно-вимірювальних приладів і зіставленні їх з самого початку закладеними умовами.

    Після запуску двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ), важіль КПП ставиться в положення Drive для початку руху. При досягненні швидкості 85-90 км / год (4 передача) при повністю відкритій дросельної заслінки (D), водій скидає швидкість до 50-55, прибираючи ногу з педалі акселератора (рис. 2).

    При нормальній роботі АКПП, при віджатої педалі газу, режим Kick Down від-

    Нива Поволжя № 4 (53) ноябрь 2019 123

    д

    3.00

    6.75

    4 50

    2.25

    0.00 | _ ^ __ | _ | __

    -12 00 -6 00 -0.01 598 11 97 17 97

    Мал. 2. Графік натискання на педаль газу

    укладений, відповідно швидкість падає, в конкретному випадку до 55 км / ч. В такому випадку коробка автоматично прийме рішення знизити передачу для більш комфортного подальшого руху.

    При виконанні даних умов необхідно враховувати такі параметри, як швидкість автомобіля, v, км / год (рис. 3), число обертів ДВС, п, об / хв (рис. 4), ступінь відкриття дросельної заслінки, Д (рис. 5),

    Мал. 3. Гоафік зміни швидкості автомобіля

    11,00. ' хв

    7000

    Мал. 4. Гоафік зміни оборотів ДВС.

    ?гю

    Мал. 5. Гоафік, що відображає ступінь відкриття дросельної заслінки

    Мал. 6. Графік зміни перемикання передач залежно від часу

    Р. МПа

    -1

    1 .

    15

    10

    про

    12 00

    -6.00

    -0.01

    5 98

    11 97

    Мал. 7. Графік зміни тиску палива в залежності від часу

    процес зміни перемикання передач (рис. 6) і тиск у паливній магістралі високого тиску, Р, МПа (рис. 7).

    Наведений алгоритм призначений для визначення несправності АКПП. Він здійснює свою роботу шляхом порівняння фактичних показань контрольно-вимірювальних приладів автомобіля з показаннями, отриманими при проведенні експерименту [3, 4].

    Після діагностування датчика положення дроселя і дросельної заслінки, обробка і виведення сигналу виконувався за допомогою бортової системи діагностування [2, 5, 8, 9, 12].

    Пропонована вбудована система діагностування призначена для використання водієм автомобіля або механіком автотранспортного підприємства і видачі даних про роботу і технічний стан автомобілів на зовнішнє засіб діагностування або ЕОМ [5, 15].

    У режимі опитування (рис. 8) дозволяє виявити абсолютну більшість можли-

    них несправностей автомобіля.

    На малюнку 8 наведено один з можливих питань, пропонованих системою користувачеві при пошуку несправності.

    Робота системи закінчується рекомендаціями щодо усунення несправності.

    висновок

    Погіршення технічного стану автотранспортних засобів є причиною дорожніх відмов. Більш частого проведення діагностування перешкоджають обмеження економічного і організаційного характеру. Крім того, сучасні автомобілі сільськогосподарських підприємств експлуатуються на значній відстані від сервісних центрів. Пропонований алгоритм пошуку несправностей з використанням опитувальної частини дозволить своєчасно виявляти виникли відмови і несправності автоматичних коробок передач автомобілів.

    Нива Поволжя № 4 (53) ноябрь 2019 125

    Головне меню Виберіть, до якого елементу автомобіля відноситься несправність • Двигун • Трансмісія • Ходова частина • Рульове управління • Електрообладнання • Гальмівна система Трансмісія Виберіть, якого типу КПП • Механічна • Автоматична

    а) Головне меню б) Вибір типу КПП

    Трансмісія Виберіть, до якої системи трансмісії відноситься несправність • Коробка передач • Шарнір рівних кутових швидкостей • Зчеплення • Головна передача • Диференціал • Карданний вал Трансмісія Виберіть, в якому вузлі КПП є несправність • Гидротрансформатор • Планетарний ряд • Гальмівна стрічка, передній і задній фрикціон • пристрій управління • ЕБУ

    в) Вибір системи автомобіля г) Вибір елемента АКПП

    Трансмісія Ознаки несправності • Утруднене перемикання передач • Чи не відбувається перемикання на знижену передачу при віджиманні педалі акселератора • Автомобіль не рухається при включенні задньої передачі • Пробуксовування автомобіля при русі з місця і розгоні Трансмісія Ймовірні причини несправності • Порушення регулювання • Пошкодження елементів (тяг і важелів) приводу дросельної заслінки • Несправність елементів механізму перемикання передач

    д) Характер несправності е) Причини несправності

    Трансмісія Рекомендація Провести візуальний огляд, виявити і замінити пошкоджені деталі, зробити правильну регулювання

    ж) Рекомендації

    Мал. 8. Вікна програми бортової системи діагностування

    література

    1. Олександрівська, Л. Н. Сучасні методи забезпечення безвідмовності складних технічних систем / Л. Н. Олександрівська, А. П. Афанасьєв, А. А. Лисов. - Москва: Логос, 2001. -208 с.

    2. Васильєв, В. І. Оцінка критеріїв діагностування автоматичних коробок передач на основі методу аналізу ієрархій / В. І. Васильєв, О. Г. Вершиніна, С. М. Алексєєв // Известия Тульського державного університету. Технічні науки ._- 2015 ._- № 5-1. - с. 14-22.

    3. ГОСТ 26-003-80 ЄССПІ. Система інтерфейсу для вимірювальних пристроїв з байт-послідовним і біт-паралельним обміном інформацією. - Москва: Изд-во стандартів. -1980. - 78 с.

    4. ГОСТ Р 51709-2001 «Автотранспортні засоби. Вимоги безпеки до технічного стану та умови перевірки ». Москва: Держстандарт Росії, - 2005. - 43 с.

    5. Кобзєв, А. А. Етапи діагностування та ремонту автоматичної коробки передач / А. А. Кобзєв, А. І. Волдохін // Автомобільна промисловість. - 2012. - № 4. - с. 25.

    6. Мадорский, Л. В. Діагностування автоматичних коробок передач за зовнішніми ознаками / Л. В. Мадорский // Автомобільна промисловість ._- 2017 ._- № 12. - с. 21-26.

    7. Мішин, С. В. Сучасні методи діагностування гидроблока автоматичної коробки передач / С. В. Мішин, В. В. Повтарев, П. В. Тихомиров // Актуальні напрями наукових досліджень XXI століття: теорія і практика., - 2015. т. 3 ._- № 5-3 (16-3). - с. 59-62.

    8. Ринкевич, С. А. Закономірності гідравлічних процесів в системах бортового діагностування гідромеханічних передач кар'єрних самоскидів та інших мобільних машин / С. А. Ринкевич // Вісник білорусько-російського університету., - 2011 ._- № 4 (33) ._ - с. 81-94.

    9. Федотов А. І. Діагностика автомобіля / А. І. Федотов // підручник для студентів вищих навчальних закладів за напрямом підготовки бакалаврів і магістрів «Експлуатація транспортно-технологічних машин і комплексів». Іркутський державний технічний університет. - Іркутськ, 2012. -289 с

    10. Федотов, А. І. Технологія і організація діагностики при сервісному супроводі / А. І. Федотов // підручник за напрямом підготовки бакалаврів «Експлуатація транспортно-технологічних машин і комплексів» /, - Москва, 2015., - 312 с.

    11. Евіев, В. А. Методологія підвищення ефективності функціонування тягових і тяго-по-приводних агрегатів за рахунок оптимізації експлуатаційних режимів [Текст]: авторефеферат дисертації на здобуття наукового ступеня д-ра техн. наук / В. А. Евіев - Санкт - Петербург, 2005. - 34 с.

    12. Експертні системи. Принципи роботи і приклади: пров. з англ. / А. Брукінг, П. Джонс, Ф. Кокс {и др.] .; під ред. Р. Форсайта. - Москва: Радио и связь, 1987. - 224 с.

    13. Smith, Tomas J. Effects of vision enhancement systems (VES) on older draivers ability to drive safely at night and inclement weather - Visual Human Factors Analisis of in-Vehicle Heads Up Displey (HUD) / Tomas J. Smith // University of Minnesota. - 2002. - № 27. - Р. 54.

    14. Tsang, A. H. З Strategic dimensions of maintenance management. Journal of Quality in Maintenance Engineering. - 2002. - V. 8. - № 1.- Р. 7-39.

    15. Wemberg, G. Investigating HUDs or the presentations of choice lists in car navigation systems / G. Wemberg, B. Harsham, Zeljko Medenica // Proc. of Driving Assessment. - 2011. - Р. 195-202.

    UDC 621.865.8

    DOI: 10.36461 / NP.2019.52.3.018

    CONTROL OF TECHNICAL CONDITION OF THE AUTOMATIC TRANSMISSION

    A. S. Ivanov *, Candidate of Technical sciences, assistant-professor; V. V. Lyandenburskiy, Candidate of Technical sciences, assistant-professor; I. I. Fakhrutdinov, student; P. M. Ekimov, post-graduate;

    V. A. Ivanov *, Candidate of Technical sciences; K. Z. Kukhmazov *, Doctor of Technical Sciences, professor

    * Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Penza State Agrarian University», Russia, t. 8 (8412) 65-82-42, е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.;

    Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Penza State University of Architecture and Construction», Russia

    The aim of the study was to develop an automatic gearbox troubleshooting algorithm based on performance tests, as existing algorithms do not allow to determine a problem in a car at the lowest cost. Based on the analysis, it was proposed to change the algorithm for diagnosing an automatic transmission of cars. As a result of performance tests using the Consult III +, the measurements of the degree of depressing the accelerator pedal, changes in vehicle speed and engine speed depending on time, changes in the degree of throttle opening and pressure in the high-pressure fuel line to detect a faulty condition of a gearbox were made. The measurement time for each of the indicators was not more than 30 seconds. An automatic gearbox troubleshooting algorithm was developed using an interrogatory part.

    Key words: car, diagnosis, automatic gearbox, algorithm.

    References:

    1. Alexandrovskaya, L. N. Modern methods for ensuring the reliability of complex technical systems / L. N. Alexandrovskaya, A. P. Afanasyev, A. A. Lisov. - Moscow: Logos, 2001. .-- 208 p.

    2. Vasiliev, V. I. Evaluation of diagnostic criteria for automatic transmissions based on the hierarchy analysis method / V. I. Vasiliev, O. G. Vershinina, S. M. Alekseev // Bulletin of Tula State University. Technical science. - 2015. - No. 5-1. - p. 14-22.

    3. GOST 26-003-80 ESSP. Interface system for measuring devices with byte-serial and bit-parallel information exchange. - Moscow: Publishing house of standards. - 1980. - 78 p.

    4. GOST R 51709-2001 «Motor vehicles. Safety requirements for the technical condition and inspection conditions. » Moscow: Gosstandart of Russia, - 2005. - 43 p.

    5. Kobzev, A. A. Stages of diagnosis and repair of an automatic transmission / A. A. Kobzev, A. I. Voldokhin // Avtomobilnaya Promyshlennost. - 2012. - No. 4. - P. 25.

    Нива Поволжя № 4 (53) ноябрь 2019 127

    6. Madorsky, L. V. Diagnosis of automatic transmissions by external signs / L. V. Madorsky // Avto-mobilnaya Promyshlennost. - 2017. - No. 12. - p. 21-26.

    7. Mishin, S. V. Modern methods for diagnosing the valve body of an automatic transmission / S. V. Mishin, V. V. Povtarev, P. V. Tikhomirov // Actual directions of scientific research of the XXI century: theory and practice. - 2015. Vol. 3. - No. 5-3 (16-3). - p. 59-62.

    8. Rynkevich, S. A. Patterns of hydraulic processes in on-board diagnostics systems for hydrome-chanical gears of mining dump trucks and other mobile machines / S. A. Rynkevich // Bulletin of the Bel-arusian-Russian University. - 2011. - No. 4 (33). - p. 81-94.

    9. Fedotov A. I. Car Diagnostics / A. I. Fedotov // textbook for university students in the direction of training bachelors and masters «Operation of transport-technological machines and complexes.» Irkutsk State Technical University. - Irkutsk, 2012 .-- 289 p.

    10. Fedotov, A. I. Technology and organization of diagnostics during service support / A. I. Fedotov // textbook in the direction of bachelor training «Operation of transport-technological machines and complexes» / - Moscow, 2015. - 312 p.

    11. Eviev, V. A. Methodology of increasing the efficiency of the operation of traction and traction drive units due to the optimization of operating modes [Text]: dissertation abstract for the degree of Doctor of Tech. sciences / V. A. Eviev - St. Petersburg, 2005 .-- 34 p.

    12. Expert systems. Principles of work and examples: Translation from English / A. Brooking, P. Jones, F. Cox {et al.] .; under the editorship of R. Foresight. - Moscow: Radio and communications, 1987 .-- 224 p.

    13. Smith, Tomas J. Effects of vision enhancement systems (VES) on older draivers ability to drive safely at night and inclement weather - Visual Human Factors Analisis of in-Vehicle Heads Up Displey (HUD) / Tomas J. Smith // University of Minnesota. - 2002. - № 27. - P. 54.

    14. Tsang, A. H. C Strategic dimensions of maintenance management. Journal of Quality in Maintenance Engineering. - 2002. - V. 8. - № 1.- P. 7-39.

    15. Wemberg, G. Investigating HUDs or the presentations of choice lists in car navigation systems / G. Wemberg, B. Harsham, Zeljko Medenica // Proc. of Driving Assessment. - 2011. - P. 195-202.


    Ключові слова: АВТОМОБІЛЬ / ДІАГНОСТУВАННЯ / АВТОМАТИЧНА КОРОБКА ПЕРЕМИКАННЯ ПЕРЕДАЧ / АЛГОРИТМ / CAR / DIAGNOSIS / AUTOMATIC GEARBOX / ALGORITHM

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити