Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние вопроса и задачи исследования 11
1.1. Анализ статистики и причин отказов электрооборудования троллейбусов ^
1.2. Влияние технического диагностирования на поддержание работоспособности троллейбуса
1.3. Методы и средства диагностирования электрооборудования 3
1.4. Электрооборудование троллейбуса
как объект диагностики М
1.5. Конкретизация задач исследования №
1.6. Выводы 46
2. Выбор параметров характеризующих техническое состояние электрооборудования
2.1. Определение признаков состояния объектов диагностирования 42>
2.2. Выбор диагностических параметров 49
2.3. Контроль состояния блок-контактов электрических аппаратов системы управления
2.4. Определение допусков диагностических параметров по опытно-статистическим данным
2.5. В ы в о д ы /Об
3. Разработка алгоритмов диагностирования электрооборудования
3.1. Выбор алгоритмов диагностирования {Ob
3.2. Метод ускоренного поиска потери цепи в системе управления троллейбуса fjS
3.3. Выбор контрольных точек для целей диагностики ІЯ6
3.4. Выводы /2
4. Разработка и исследование аппаратуры для комплексного диагностирования электрооборудования троллейбусов /^3
4.1. Блок-схема линии комплексного диагностирования /23
4.2. динамический стенд комплексного диагностирования оборудования троллейбусов СДТ-М /$6
4.3. Устройства для общего и поэлементного диагностирования /4$
4.4. Дистанционное управление троллейбусом на стенде СДТ-М І8&
4.5. Вопросы организации диагностирования электрооборудования /РЗ
4.6. Адаптация электрической схемы троллейбуса для целей диагностики
4.7. Оценка экономической эффективности диагностирования
4.8. Выводы 2.07
Основные результаты работы
Литература
- Влияние технического диагностирования на поддержание работоспособности троллейбуса
- Контроль состояния блок-контактов электрических аппаратов системы управления
- Метод ускоренного поиска потери цепи в системе управления троллейбуса
- Устройства для общего и поэлементного диагностирования
Введение к работе
Жизнь и трудовая деятельность людей неразрывно связаны с транспортом, без которого был бы невозможен прогресс человеческого общества. Говоря о значении транспорта, Владимир Ильич Ленин называл его "одной из главнейших баз всей нашей экономики" [I].
Основными направлениями экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года предусматривается значительно улучшить транспортное обслуживание населения
Огромную роль в осуществлении грандиозных планов социально-экономического развития нашей страны играет городской пассажирский транспорт (ГИГ). Он является важным фактором, влияющим на весь уклад жизни городов, на их экономическое, культурное и социальное развитие. В настоящее время ГИГ имеется более чем в 2300 городах и поселках городского типа. В 158 крупных городах с населением более 250 тыс.человек транспортное обслуживание населения, как правило, осуществляется автобусом и электрическим транспортом.
В 1980 году всеми видами ГИГ было перевезено 65 млрд.пассажиров, из них 52$ автобусом, 19$ троллейбусом, 22$ трамваем, % метрополитеном. Парк подвижного состава (ПС) на I января 1980 года достиг по трамваю 20608, троллейбусу 23428, метрополитену 4338, автобусу II3000 единиц [з].
В соответствии с установкой ХХУІ съезда КПСС об уменьшении вредного воздействия транспорта на окружающую среду, а также в целях экономии дефицитного жидкого топлива, из всех видов наземного ГІТГ в перспективе предпочтение получат трамвай и троллейбус. Особенно быстрыми темпами будет развиваться троллейбусный транспорт, имеющий ряд существенных преимуществ перед трамваем. В связи с большой потребностью в троллейбусах, намечено увеличить их производство к 1985 г. на 20$ по сравнению с 1980 г.
Несмотря на то, что парк ПС троллейбуса ежегодно пополняется новыми машинами, в целом по РСФСР технико-экономические показатели работы троллейбуса за последние годы ухудшились. Так, коэффициент технического использования равен 0,755, а расчетный, определяемый действующей сейчас системой технического обслуживания (ТО) и ремонта с учетом резерва, составляет для троллейбуса 0,85-0,9. Потери линейного времени составляют до 20$ от запланированного времени в наряде [4J.
В результате задержки движения народное хозяйство несет огромные социальные и экономические потери, оценить которые, в полной мере, количественно практически невозможно. Подсчитано, что только в зависимости от комфортности поездки пассажира его производительность на рабочем месте меняется в пределах от 3 до 11$ [5].
За последние 10 лет на городском электрическом транспорте (ГЭТ), в том числе и на троллейбусе, наблюдаются: систематичесішй рост убытков, снижение фондоотдачи, рост себестоимости перевозок [б]. Так, если в 1975 году убытки по троллейбусу составили 25 млн. руб., то в 1980 году они уже возросли до 81 млн.руб. Средняя себестоимость перевозки одного пассажира по троллейбусу возросла на 0,97 коп. С 1974 года троллейбус стал планово-убыточным. Однако следует отметить, что этот факт частично вызван рядом объективных факторов, причем они в той или иной степени будут действовать и в последующие годы.
Содержание огромного троллейбусного парка страны требует больших затрат, связанных с ТО и ремонтом. Эти затраты достигают в год 30-40$ балансной стоимости ПС.
Основными причинами снижения технико-экономических показателей работы троллейбуса являются: несовершенство конструкции ПС, отставание производственной базы для ТО и ремонта от темпов роста троллейбусного предприятия, несоблюдение технологии ТО и ремонта, недифференцированный ремонтно-обслуживающий цикл, субъективность в оценке технического состояния ПС.
Контроль технического состояния является одним из самых важных компонентов системы ТО и ремонта машин и механизмов. Поэтому субъективность в оценке технического состояния троллейбуса, вызванная слабой оснащенностью троллейбусных депо (парков) средствами контроля, особенно неблагоприятно влияет на его технико-эконо--мические показатели.
Техническое состояние троллейбуса, даже при работе в одних и тех же условиях, не определяется однозначно величиной пробега. Вот почему перед выполнением ТО или ремонта необходим индивидуальный контроль состояния деталей, узлов и агрегатов троллейбуса, позволяющий при помощи специальных стендов и приборов, без разборки троллейбуса, заблаговременно выявить скрытые неисправности и установить остаточный ресурс их работоспособности. Только в этом случае можно назначать то техническое обслуживание или ремонт, в котором троллейбус действительно нуждается на данном этапе эксплуатации. При этом будут исключены затраты труда и материальных средств на проведение ненужных работ, повысится надежность и безопасность движения, повысится качество ремонтных работ, снизится расход электроэнергии.
Изучением и установлением признаков неисправностей машин, а также остаточного ресурса их работоспособности занимается отрасль науки - техническая диагностика (ТД).
Техническое диагностирование является в настоящее время одним из основных направлений совершенствования ТО и ремонта машин и механизмов. Оно повышает их надежность в эксплуатации, т.е. способствует выявлению отказов случайного характера в межремонтные периоды.
Отечественный и зарубежный опыт внедрения ТД в смежных отраслях наглядно подтверждает, что своевременное и в полном объеме выполнение диагностических работ позволяет намного повысить эффективность и качество ТО и ремонта транспортных средств и увеличить сроки их службы.
Хотя теоретические основы ТД получили в настоящее время довольно таки глубокое развитие [7,8,9,10,11 и т.д._, практические разработки средств технического диагностирования (СТД) ещё отстают от развития теории, но, тем не менее, в таких наиболее близких к троллейбусу видах транспорта, как автомобильный и железнодорожный, накоплен определенный опыт по созданию СТД.
Проблема ТД включена в координационные планы Государственного Комитета по науке и технике при Совете Министров СССР.
Специфические условия работы троллейбуса настоятельно требуют не только обобщения опыта ТД в смежных отраслях и применения СТД смежных отраслей на троллейбусе, но и создания собственных методов и средств ТД.
Вопросами разработки и внедрения СТД оборудования троллейбусов занимается ряд организаций, основными из которых являются: МЭИ, НИКИТ IX МЇЇКК УССР, АКХ им.К.Д.Памфилова, производственное объединение "Росремэлектротранс", а также некоторые трамвайно--троллейбусные управления.
Значительный эффект от внедрения диагностики может быть получен только тогда, когда система диагностирования охватывает весь объект в целом.
Современный троллейбус является сложным комплексом, состоящим из различных видов оборудования (механического, электрического, шевматического и гидравлического), каждое из которых требует своей локальной системы диагностики. Поэтому практическое внедрение общей системы диагностирования оборудования троллейбуса должно осуществляться поэтапно, путем введения в действие отдельных локальных систем диагностики, но делаться это должно в плане общей постановки задачи о реализации общей системы диагностирования как конечной цели.
Анализ отказов оборудования троллейбуса показывает, что отказы электрооборудования, в целом по РСФСР, составляют 50-70% от общего числа отказов, причем около 50% из них приходится на долю электрических аппаратов системы управления.
Одна из основных причин отказов электрооборудования троллейбуса - некачественное выполнение ТО или ремонта. Отказы, связанные с некачественным выполнением ТО им ремонта, уже длительное время держатся на уровне 60-70% от общего числа отказов электрооборудования.
Величина отказов электрооборудования, основная причина их вызывающая и серьёзность последствий, к которым они приводят, говорят об актуальности задачи создания СТД для этого вида оборудования троллейбуса.
Одна из первых работ в области ТД электрооборудования троллейбуса принадлежит М.Л.І бенко [12/. Посвященная разработке специализированной автоматизированной системы контроля (АСК), она охватывает достаточно широкий круг вопросов. Однако некоторые, весьма важные, вопросы ТД не нашли отражения в работе.
Данная работа посвящена разработке СТД для комплексного общего диагностирования электрооборудования троллейбуса, а также поэлементного - его системы управления. Она является частью большой работы, проводимой кафедрой ЭТ МЭИ под руководством д.т;н., профессора И;С. Ефремова по созданию автоматизированной системы определения технического состояния ПС ГЭТ, которая должна составить часть комплексной системы управления качеством на городском электрическом транспорте JJE3 }.
Работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка используемой литературы и двух приложений.
В первой главе предложена графическая модель, показывающая а качественно, степень влияния диагностирования на поддержание работоспособности оборудования троллейбуса, сделан подробный анализ состояния вопроса и сформулированы задачи исследования.
Во второй главе определены характерные признаки технического состояния электрооборудования троллейбуса, выбраны параметры диагностирования. Кроме того, предложена методика диагностирования блок-контактов электрических аппаратов системы управления троллейбуса и определены допуски на диагностические параметры статистическими методами,
В третьей главе разработаны алгоритмы диагностирования электрооборудования, предложен метод ускоренного поиска потери цепи в системе управления троллейбуса, на основе разработанной логической схемы цепей управления, а также сделан выбор контрольных точек в этих цепях.
В четвертой главе приведено описание разработанной линии комплексного диагностирования оборудования троллейбусов, ее основного элемента - динамического стенда комплексного функционального диагностирования СДІ-М и разработанных СТД электрооборудования. Разработано устройство дистанционного управления троллейбуса на стенде СДТ-М, с целью повышения объективности диагностирования и, в дальнейшем, его автоматизации 10 Определено место разработанной линии и отдельных СТД в технологическом процессе ТО и ремонта. Рекомендованы мероприятия, позволяющие довысить контролепригодность электрической схемы существующего троллейбуса Определен экономический эффект от внедрения разработанных СТД,1
В первом приложении приведены образцы программ расчетов, выполненных на ЭВМ, а во втором - материалы, подтверждающие внедрение разработанных СТДЇ
Влияние технического диагностирования на поддержание работоспособности троллейбуса
Совершенствование конструкции троллейбуса привело к увеличению разнообразия входящего в него оборудования, отличающегося по характеру используемых физико-химических процессов, характеру и степени нагрузок и, как следствие, уровнем работоспособности. По данным [l8j фактическая и предполагаемая работоспособность элементов ПС может отличаться друг от друга на - 20-80$.
Интенсивность расходования фактического ресурса работоспособности троллейбуса или его оборудования носит случайный характер и меняется в широких пределах в зависимости от разнообразия условий эксплуатации: режимов работы, продолжительности работы, организации и качества ТО и ремонта, климатических условий. Для полного использования ресурса работоспособности необходимо точно установить техническое состояние троллейбуса или его оборудования. Осуществить это можно с помощью технической диагностики, позволяющей сделать это инструментальными методами достаточно объективно с минимальными затратами времени и, что особенно важно, без разборки ПС. ражает действительные процессы происходящие в ней. Так, например, из графика видно, что величина реальной работоспособности машины Рр ,гр ,Гр в процессе диагностирования (моменты времени /, t2,t3 » каждый раз оказывается в середине области вероятного разброса работоспособности. На самом деле она может находиться в любой точке интервала л т.к. интенсивность расходования ресурса работоспособности машины, как уже отмечалось, носит случайный характер.
На графике не отражен рост падения ресурса работоспособности машины с увеличением времени работы, имеющий место на практике. Вызван он тем, что при ТО или ремонте ремонтируются не все элементы машины и поэтому в них могут накапливаться постепенные изменения, которые уменьшают вероятность её безотказной работы.
Нельзя также согласиться с утверждением автора о том, что величина реальной работоспособности машины Г р , Гр, Гр обеспечивает сужение вероятной зоны дальнейшего снижения работоспособности. Это обеспечивается мероприятиями технического характера при ТО или ремонте на основании достоверных данных о техническом состоянии машины, полученных в процессе диагностирования.
Предлагаемый график (1.2), показывающий,качественно,степень влияния диагностирования на работоспособность троллейбуса, лишен вышеуказанных недостатков. На нем прямыми Д/ПАЛИМ7Р бзнатзены соответственно номинальный и предельный уровни работоспособности троллейбуса. Первый обеспечивается заводом-изготовителем, а второй соответствует полной потере работоспособности, либо такому снижению технико-эксплуатационных свойств троллейбуса, при котором дальнейшая его эксплуатация становится недопустимой по техническим и экономическим соображениям.
Вероятная зона снижения уровня работоспособности, в функции пробега L , на графике будет ограничена прямыми JQ и Гщ . На пробеге Lj,L,n,Lx вероятный разброс снижения работоспособности А Г4, А Г2 7& 3 Удет лежать в пределах между координатами точек Pnj и РніуРор и V/7 53 И //3 прос5ега // можно записать следующее выражение: A ljj і ВІТ tl Fl Очевидно разброс л Pjj будет тем больше А //, А г2 , A /j чем пробег / больше пробега L],L,2 І—Ч Фи пробеге превышающем /-77/?/ может наступить отказ троллейбуса.
Диагностирование троллейбуса, осуществленное после пробега I_,J позволит установить величину его истинной работоспособности, а своевременно проведенный комплекс технических мероприятий, восстановить её до значения PQI . Это обеспечит сужение вероятной зоны дальнейшего снижения работоспособности троллейбуса в пределах области ограниченной прямыми Го и /н и позволит уменьшить к пробегу LJ2 вероятный разброс работоспособности с АГ2 до А Г2
Каждое последующее диагностирование и восстановление работоспособности троллейбуса обеспечит сужение вероятной зоны дальнейшего снижения работоспособности и уменьшит, к очередному пробегу, вероятный разброс работоспособности. Так, например, к пробегуШТ уменьшится с А Г-j до л Г j , а к пробегу L/j с A i/j до А Гц
Как видно из графика, диагностирование обеспечит увеличение продолжительности безотказной работы троллейбуса соответственно с L/jpf AoL/jp2 , с Lf]p2&o Ьррз и т.д. Результаты внедрения диагностики на автомобильном и железнодорожном транспорте (наиболее близкие к троллейбусу) наглядно показали её эффективность.
Контроль состояния блок-контактов электрических аппаратов системы управления
Приведенный выше обзор состояния вопроса позволяет сделать вывод о том, что к настоящему времени в нашей стране и за рубежом накоплен значительный опыт использования СТД при эксплуатащш, ТО и ремонте электрооборудования автомобилей, вагонов метрополитена и ПС железнодорожного транспорта. Этот опыт убедительно подтверждает основные преимущества объективных методов диагностики по сравнению с существующим контролем. Причем максимальный эффект получают от внедрения комплексных автоматизированных диагностических линий или станций, позволяющих за короткое время произвести большое число измерений и всесторонне оценить состояние объекта диагностирования.
Что касается ТД электрооборудования троллейбуса, то здесь основное усилие было направлено на создание СТД для контроля отдельных параметров электрических машин и аппаратов. Причем необходимо отметить: СТД, предназначенные для этого, промышленностью почти не выпускаются, а большая часть из них, разработанная и изготовленная силами ряда транспортных предприятий и организаций, из-за технического несовершенства или по экономическим соображениям не может быть рекомендована для широкого внедрения.
Одна из первых работ в области комплексного ТД электрооборудования троллейбуса принадлежит М.Л.іубенко [l2_]. Она охватывает достаточно широкий круг вопросов. Однако некоторые, весьма важные, вопросы ТД не нашли отражения в работе, а часть принятых решений недостаточно обоснована или вызывает сомнение.
Так в работе ничего не говорится о выборе объектов диагностирования и глубине их контроля, а ведь от этого, в первую очередь, зависит сложность и стоимость диагностического оборудования. Кроме этого, из работы неясно как решена проблема выбора контрольных точек в электрической схеме троллейбуса и каким образом к ним подключается АСК.
Автор утверждает о том, что каждый элемент контролируемой схемы может находиться в трех состояниях: исправном, короткозамк нутом и разорванном. Это неверно, т.к. ТД четко определяет состояние объекта контроля: "исправно-неисправно". Последнее состояние может быть следствием короткого замыкания, обрыва и т.д.
Нельзя согласиться с предложением автора диагностировать систему управления троллейбуса путем диагностирования силовой цепи.. Такое диагностирование позволяет проверить только функционирование системы управления, а не её работоспособность, которая зависит от многих факторов, в том числе не связанных с состоянием элементов силовой цепи.
В работе fl2J также отсутствуют рекомендации об использовании разработанных устройств и АСК в технологическом процессе ТО и ремонта троллейбусов. фактическое внедрение ТД электрооборудования троллейбуса, с учетом его особенностей как объекта диагностирования, целесообразно начинать с введения двукратного диагностирования Общего - по основным параметрам работоспособности электрооборудования и поэлементного - сопровождающегося последовательным устранением неисправностей, если они имеются, или прогнозированием остаточного ресурса работоспособности элементов электрооборудования. Однако прогнозирование может быть осуществлено только на основе достоверной статистической информации о динамике изменения диагностических параметров в зависимости от пробега ПС. Получить её можно лишь в результате длительного использования СТД в технологическом процессе ТО и ремонта троллейбуса.
С учетом вышеизложенного была поставлена задача создать, на первом этапе, СТД для комплексного общего .диагностирования электрооборудования троллейбуса, а также поэлементного диагностирования системы управления и оснастить ими, разработанную кафедрой ЭТ ШИ, станцию комплексного общего диагностирования оборудования троллейбуса.
Выбор системы управления троллейбуса в качестве первоочередного объекта поэлементного диагностирования вызван: статистикой отказов, приходящихся на неё; значительными затратами времени на поиск отказавшего элемента; функциональным назначением, особенно для обеспечения безопасности пассажироперевозок.
Для успешного решения поставленной задачи необходимо: выбрать диагностические параметры и их допуски; разработать алгоритмы диагностирования; выбрать или разработать и создать средства диагностирования; повысить контролепригодность электрической схемы существующего троллейбуса; определить место разработанной станции и отдельным СТД в технологическом процессе ТО и ремонта троллейбуса.
Метод ускоренного поиска потери цепи в системе управления троллейбуса
Система аппаратов защиты. Эта система является чисто условной, т.к. выделена из электрооборудования троллейбуса с целью выявления элементов непосредственно влияющих на нормальное функционирование ПС. Поэтому для неё нельзя выбрать обобщенные параметры, которые бы характеризовали её техническое состояние в целом. Но с другой стороны, все элементы аппаратов защиты входят в системы управления, тягового и высоковольтного вспомогательного оборудования, что позволяет оценивать их техническое состояние по некоторым обобщенным параметрам этих систем: току утечки, падению напряжения.
Анализ обобщенных параметров, выбранных для диагностирования электрооборудования троллейбуса, с точки зрения полноты контроля, позволяет подразделить их на основные и дополнительные (рис.2.6).
К основным обобщенным параметрам относятся: ток утечки 1уг , напряжения источников питания І/ДБ » ХР нометрическое время вращения группового реостатного контроллера txp , пуско-тормозной ток 1рт , статическое давление токоприемников на контактный провод IQJ .
К дополнительным обобщенным параметрам относятся: напряжение срабатывания электрического аппарата UQP , напряжения аккумулятор-ной батареи под нагрузкой и без нают UAK , уровень электролита ІІ, плотность электролита і і , зарядный ток генератора 1 , температура нагрева tC , уровень шума и вибрации VV, потребляемая Г и отдаваемая I о мощности, падение напряжения ипн » сила светаЛД, направление светового потока Л . Кроме перечисленных, к дополнительным параметрам в ряде случаев относят также ток утечки і у - . диагностирование электрооборудования троллейбуса по обобщенным параметрам позволяет установить факт исправности или неисправности диагностируемой системы или её основных элементов, но не позволяет быстро локализовать неисправность. Затраты же времени на поиск неисправности или отказа, особенно в системе управления, могут быть значительными. Ускорить процесс поиска неисправности или отказа электрооборудования можно путем введения поэлементного (углубленного) диагностирования. Здесь, как и при общем диагностировании, в первую очередь необходимо выбрать диагностические параметры.
Работоспособность электрических аппаратов системы управления троллейбуса во многом зависит от технического состояния индивидуальных и групповых контактных аппаратов. В таблице 2.1 приведены основные неисправности этих аппаратов. Как видно из таблицы, к числу наиболее характерных из них относятся: износы и подгары контактов (для контакторов и реле они составляют до 40% от всех их отказов) ; изломы или изменения характеристик пружин (контактных, возвратных, притирающих); обрывы и к.з.витков втягивающей катушки контактора или реле (до 20% от всех их отказов); износы втулок и осей кулачковых элементов, а также кулачковых шайб групповых аппаратов.
Непосредственное измерение параметров контактов, пружин и т.д. при большом их количестве представляет весьма трудоемкую задачу и требует сложной измерительной аппаратуры. Поэтому для диагностирования аппаратов системы управления троллейбуса необходимо выбрать такие косвенные параметры, которые бы достаточно полно могли охарактеризовать техническое состояние того или иного аппарата и в то же время их измерение не вызывало особых трудностей. К числу таких параметров, для диагностирования контакторов системы управления, можно отнести напряжение срабатывания и отпускания.
Проверка иср и (/0777 производится для определения исправности втягивающей катушки, правильности установки пружин, свободного хода подвижных частей и правильности зазоров [ПО/. Минимальное напряжение, при котором контакторы должны четко срабатывать в холодном состоянии, не должно превышать 0,6 (/ . У электрических аппаратов, находящихся длительное время в эксплуатации, а также вышедших из ремонта, из-за повышенных люфтов и перекосов могут быть заедания и неправильные перекаты контактов, что приводит к увеличению напряжения срабатывания. В табл.2.З в качестве примера приведены данные испытания контактора КПИ-ІІЗ при его нормальной работе и механическом заедании подвижного контакта в дугогасительнои камере.
Как видно из таб.2.3, при заедании контактора резко возрастает значение минимального напряжения срабатывания.
Хотя напряжение отпускания для контактора и не лимитируется, оно должно быть замерено, т.к. характеризует остаточный немагнитный зазор, конечное нажатие пружин, свободный ход якоря. Контактор не должен оставаться во включенном состоянии при напряжении на его втягивающей катушке меньшим U,l (_//? .
Зная величины Ucp и иотп » можно определить коэффициент возврата 1 и запаса Кз. Первый характеризует быстродействие электрического аппарата, а второй - его надежность. Из таблицы 2.3 видно, что при заедании контактора оба коэффициенты резко снижаются.
Для реле системы управления, помимо и с р , важным диагностическим параметром является время отпускания, которое зависит от характеристики регулированной пружины и толщины немагнитной прокладки [по].
Устройства для общего и поэлементного диагностирования
Основной недостаток этого метода заключается в том,что при проверке цепи любого аппарата значительное время тратится на определение по схеме очередного проверяемого элемента и выяснения места расположения данного элемента.
Метод замены. Применяется этот метод в том случае, когда аппарат, в котором предполагается наличие неисправности, можно заменить на другой - исправный. Однако большого распространения этот метод не получил, т.к. в большинстве случаев на устранение неисправности требуется меньше времени, чем на снятие неисправного аппарата и постановку нового исправного. Однако разработка нового ПС с блочной аппаратурой делает этот метод перспективншл.
Кроме рассмотренных методов, для облегчения поиска отказов в электрических цепях троллейбуса ЗиУ 9Б, большее распространение получили различного вида таблицы характерных неисправностей fl04j . Несмотря на очевидные достоинства, эти таблицы, как уже было отмечено во Еторой главе, обладают существенными недостатками .
Учитывая вышеизложенное, предлагается метод ускоренного поиска неисправностей в цепях управления троллейбуса ЗиУ-9Б \lI6J с использованием специально составленной для этого логической схемы [117] .
Эта схема, систематизируя расположение проводов и электричес HP
ких аппаратов, дает полное представление о той или иной цепи управления. Для удобства работы логическая схема выполнена отдельно для тягового и тормозного режимов и представлена соответственно на рис.3.5 и рис.3.6. Электрические аппараты на предлагаемой схеме расположены слева направо в порядке прохождения сигнала, причем аппараты в верхней цепи срабатывают раньше чем в низшей. Все аппараты показаны в неработающем состоянии, т.е. в соответствии с принципиальной электрической схемой цепеії управления троллейбуса ЗиУ-ЭБ. Хорошо прослеживаемая взаимосвязь между элементами электрических аппаратов на логической схеме позволяет установить границы неисправной цепи.
Процесс определения неисправности, с использоаванием логической схемы, осуществляется в два этапа. На первом этапе определяется аппарат, в цепи которого отказал элемент, на втором - отказавший элемент.
Этап I. Из логической схемы цепей управления троллейбуса видно, что каждая операция управления осуществляется ощэеделенными аппаратами, срабатывающий в строго определенной последовательности. Следовательно, для быстрого определения аппарата, в цепи которого возник отказ, необходимо осуществлять осмотр аппаратов в соответствии с порядком их срабатывания. Если же очеред -ность осмотра не будет совпадать с последовательностью их срабатывания, то в таком случае затраты времени на поиск отказавшего элемента значительно увеличатся.
Этап 2. После того как определен аппарат, в цепи которого возник отказ, приступают к поиску отказавшего элемента. Цепи аппаратов управления троллейбуса ЗиУ-9Б имеют последовательную структуру, т.е. потенциал от аккумуляторной батареи последовательно передается от одного элемента цепи управления к другому, пока не достигнет катушки или обмотки аппарата. Таким образом, все элементы, входящие в цепь аппарата,между собой связаны и проверка любых из них несет определенную информацию о состоянии других.
Кибернетические методы диагностирования позволяют составить наиболее целесообразную последовательность проверок для отыскания любого отказа с наименьшей затратой времени. Оптимальную или близкую к ней последовательность проверок можноп получить, используя теорию информации Гпб] .
При этом нужно исходить из наличия з системе, в которой произошел отказ, какой-то начальной неопределенности. Такая неопределенность, именуемая в теории информации энтропией, является следствием того,что наличие одного из возможных отказов в системе представляет собой случайное событие.
Количественную сценку начальной неопределенности можно задать соотношением
Задача поиска отказа с точки зрения теории информации состоит в максимальном уменьшении неопределенности. Этого можно до стигнуть при таком выборе пзрвой и последующих проверок, когда контролируемая цепь делится этой проверкой на две части с равными суммарными вероятностями состояний. Из рис.3.7 видно, что максимальная убыль энтропии наблюдается при Р=0,5.
В результате каждой проверки будет получена одна двоичная единица информации, а начальная неопределенность утленьшается на одну единицу информации.
Вторая проверка выбирается в подмножестве, которое в соответствии с результатом предыдущей проверки содержит отказавший элемент. Это подмножество имеет в своем составе уже 7f элементов. После второй проверки неопределенность щ » существо вавшая перед ее началом, также утленьшается на одну двоичную еди В общем виде убыль энтропии в результате одной проверки можно подсчитать по формуле АШ= -Ро Р-(1-Р) од (і-Р), (3.3) где А /// - убыль энтропии в результате данной проверки; г - вероятность положительного результата проверки. Процесс деления остающихся элементов цепи продолжается до тех пор, пока последняя \-Я проверка не сведет неопределенность к нулю, т.е. проверка заканчивается на некотором К-м ,этапе, численное значение которого определяется из выражения Нк-0 или togz т -/Г= о №5 Откуда /Г = log т, где К - число проверок, которые необходимо провести,чтобы обнаружить любой отказавший элемент. Количество проверок точно равно LO02P7 только при соблюдении равенства /77 = , а в тех случаях, когда количество элементов П7 2 имеет место следующее соотношение: Log rn К оат+/ Для того,чтобы любой отказавший элемент был обнаружен за минимальное время, необходимо.чтобы каждая из проверок удовлет -Еоряла двум условиям: 1. Величина дМ дляп проверки должна быть как можно большей. 2. Время Т, затрачиваемое на проведение проверки, должно быть как можно меньшим, тогда эффективность каждой проверки характери зуется отношением Q- йШ. (3.4)
Предложенный метод поиска отказавшего элемента в системе управления троллейбуса универсален и гарантирует быстрый конечный результат - максимум три-четыре проверки для любой цепи. Однако для реализации его на практике необходима сложная аппаратура, работающая пс гибкой программе. На первом этапе внедрения диагностики целесообразно поиск отказавшего элемента в цепях системы управления организовать по жесткой программе. Ее используют тогда, когда на время, потребное на контроль, не наложено жестких ограничений и когда выполнение операций поиска отказа по жесткой программе связано со значительным упрощением диагностического оборудования flI9j.
При жесткой программе - поиск отказавшего элемента в системе управления троллейбуса осуществляется с использованием логической схемы цепей управления в соответствии с порядком срабатывания электрического аппарата, начиная с маневровой позиции контроллера водится и кончая, при необходимости, третьей ходовой. Аналогично осуществляется поиск отказавшего элемента в цепях обеспечивающих тормозной решил.
Максимальное время контроля не превышает одной минуты.
Работоспособность электрооборудования троллейбуса мошю в некоторой степени оценить путем измерения параметров в отдельных точках его электрической схемы. Максимальную информацию о состоянии электрооборудования можно получить при контроле всех его элементов. Однако, увеличение количества контрольных точек приведет к значительному усложнению диагностической аппаратуры и существенно снизит надешїость электрооборудования за в счет усложнения его схемы.
Таким образом, задача состоит в том,чтобы определить минимальное количество контрольных точек,измерение параметров которых позволит не только определить техническое состояние электрооборудования, но и указать,при необходимости,место неисправности или отказа.
