Технические науки/4. Транспорт

Гончаров А.В., д.т.н., проф. Костоглотов А.А., к.т.н., проф. Решенкин А.С., к.т.н. Тихомиров А.Г.

Донской государственный технический университет, Россия

Диагностика конструкций кузова автомобиля

Существующие в настоящее время легковые автомобили имеют в своем большинстве кузова, выполненные в виде цельнометаллической безрамной сварной несущей конструкции. Как правило, кузов автомобиля состоит из стального корпуса, к которому прикрепляются двери, капот, крышка багажника, облицовка, передние крылья и декоративные детали. В процессе производства кузовные детали покрываются различного рода лакокрасочными и защитными покрытиями. Однако в процессе эксплуатации, не смотря на принимаемые меры, в результате воздействия различных внешних факторов детали кузова постепенно разрушаются. Этот факт требует своевременного принятия мер по обнаружению и оперативному устранению возникающих дефектов. Особенно актуально это в нашей стране где, в силу объективных причин, по дорогам разъезжают автомобили с «запредельными» сроками эксплуатации и погодные условия в большинстве регионов не способствуют сохранности кузовных деталей. Очень часто в нашу страну привозят автомобили со сравнительно небольшим сроком эксплуатации, но побывавшим в дорожно-транспортном происшествии и находящимся в аварийном состоянии. После восстановления на специализированных станциях технического обслуживания эти автомобили зачастую продаются на рынке. Причем новый владелец даже не подозревает, в каком состоянии находился его четырехколесный друг некоторое время ранее.

Все это говорит о необходимости применения соответствующих средств и методов для оценки состояния автомобиля. Такие средства и методы существуют и разрабатываются в рамках технической диагностики.

Если рассмотреть область, охватываемую технической диагностикой, то можно выделить три типа задач по определению состояния технических объектов (к которым относиться и автомобиль).

К первому типу относятся задачи по определению состояния, в котором находиться объект в настоящий момент времени. Это – задачи диагноза (от греческого «диагнозис»- распознавание, определение). Как правило, по отношению к автомобилю эти задачи решаются в процессе технического осмотра или обслуживания.

Задачами второго типа являются задачи по предсказанию состояния, в котором объект окажется в некоторый будущий момент времени. Это – задачи прогноза (от греческого «прогнозис» - предвидение, предсказание). Задачи второго типа непосредственно связаны с гарантийными обязательствами различных ремонтных органов.

К третьему типу относятся задачи определения состояния, в котором находился объект в некоторый момент времени в прошлом. Можно говорить, что это задачи генеза (от греческого «генезис» - происхождение, возникновение, процесс образования). Именно решение третьего типа задач технической диагностики позволяет получить ответ, в каком состоянии находился приобретаемый автомобиль в прошлом.

Конечно, получение полной информации о состоянии автомобиля требует значительных технических и временных затрат. Очень часто автовладельцы вынуждены довольствоваться информацией, так называемого, «знатока», что часто приводит к неоправданным финансовым затратам. Такие случаи случаются повсеместно. В первую очередь в связи с отменой лицензирования на услуги по авторемонту и безудержному росту частных мастерских зачастую просто не оборудованных современными средствами диагностирования.

Этого можно избежать, если использовать сравнительно недорогие отечественные приборы контроля состояния различных систем автомобиля.

В качестве примера можно привести один из вариантов использования устройства для магнитошумовой диагностики элементов кузова автомобилей [1].

В основе устройства лежит регистрация и анализ магнитных шумов возникающих в процессе взаимодействия переменного электромагнитного поля с ферромагнитным материалом кузова автомобиля. Устройство состоит из блока питания, блока преобразователей, представляющего собой проходные перемагничивающую и сигнальную катушки, измерительного канала, коммутационного устройства, индикатора, аналого-цифрового преобразователя , ЭВМ и формирователя сигнала, состоящего из задающего генератора и усилителя мощности. Измерительный канал состоит из блока усилителей высокой частоты , блока фильтров, детектора, выпрямителя.

Устройство работает следующим образом.

Блок преобразователей помещается на поверхность контролируемого элемента кузова и перемещается по ней. В материале накладной перемагничивающей катушкой возбуждается переменное магнитное поле, вызывающее появление магнитного шума, воздействующего на сигнальную катушку. Полученный сигнал усиливается блоком усилителей. Блок фильтров обеспечивает выделение магнитных шумов частотой 80-120 кГц. Первый усилитель обеспечивает усиление в 10⁴ раз, второй обеспечивает коэффициент усиления 10³. Таким образом суммарный сигнал усиливается до величины порядка 2-10 В. Далее продетектированный сигнал преобразуется выпрямителем в напряжение, поступающее посредством коммутационного устройства на стрелочный индикатор и на аналого-цифровой преобразователь и далее на ЭВМ. По уровню сигнала можно судить о наличии изменений в материале кузовных деталей.

Следует отметить, что наличие лакокрасочного покрытия снижает уровень сигнала, но в целом не сильно влияет на качество контроля.

По результатам контроля можно сделать вывод о существующей корреляции между зонами повреждений и уровнем измеренного сигнала.

Первый вариант применения устройства - качественный анализ состояния элементов кузова и обнаружение скрытых повреждений. Второй вариант получение количественной информации. Здесь необходимо вносить в память ЭВМ эталонные уровни сигналов, полученные в результате экспериментальных исследований. Однако, на наш взгляд, оперативная оценка в условиях авторемонтной мастерской не требует точного количественного значения измерений и может ограничиться только качественным анализом. Такой подход может значительно снизить время контрольных операций и затраты на подготовку персонала, работающего на установке.

Литература:

1. Патент на полезную модель № 38946 Устройство для магнитошумовой диагностики элементов кузова автомобилей, зарегистрировано в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации 10 июля 2004 г.