Формирование гибких технологий и ремонта системы питания газобаллонных автомобилей

В 2010 году
парк ГБА ГСН составил
17,4 млн. автомобилей
Ежегодный рост парка составляет 12-15%, а в некоторых странах более 30%
Аналогичными темпами увеличивается парк ГБА ГСН и в РФ
Основной рост происходит за счёт переоборудования находящихся в эксплуатации автомобилей
Газовые системы питания с электронным управлением
двух видов
Эжекционные
С распределённым впрыском газа
Парк газобаллонных автомобилей,
работающих на газе сжиженном нефтяном (ГСН), во всём мире устойчиво растёт
1
1. Актуальность
исследования
Использование газового топлива на автомобильном транспорте

1 – предохранители ГСП; 2 – ЭБУ подачей газа; 3 – газопровод низкого давления (от электрического дозатора до смесителя); 4 – эмулятор форсунок;
5 – электрический дозатор газа; 6 – переключатель вида топлива с индикацией; 7 – колодка диагностики ЭБУ подачей газа; 8 – редуктор-испаритель;
9 – электропроводка ГСП; 10 – газопровод высокого давления от ЭМК газа до редуктора-испарителя; 11 – электромагнитный клапан газа (ЭМК);
12 – электромагнитный клапан холостого хода; 13 – подогрев редуктора-испарителя; 14 – газопровод высокого давления; 15 – баллон с запорно-предохранительной арматурой; 16 – вентиляционная камера; 17 – выносное заправочное устройство; 18 – обратный клапан (хлопушка); 19 – смеситель;
20 – датчик положения дроссельной заслонки; 21 – датчик температуры охлаждающей жидкости; 22 – датчик концентрации кислорода (лямбда-зонд).
Газовая система питания эжекционного типа
с обратной связью и ЭСУД Bosch M1.5.4N
2

Nissan Almera
ВАЗ 2110
1- электронный блок управления газовой системы питания
2- смеситель с обратным клапаном
3- электронный
дозатор газа
1
2
3
1
2
3
4- редуктор-испаритель
Пример установки газовой системы питания с обратной связью и её элементы
3

Внутренняя
не герметичность
Внешняя
не герметичность
Отсутствие или задержка подачи топлива, задержка воздуха, неисправности датчиков и подсистем ЭСУД, неисправности ГРМ
2. Выход из строя мембраны
1-ой ступени
(обогащение ТВС)
Причины неисправностей в эжекционных газовых системах питания и их влияние на состав ОГ
3. Зависание якоря электромагнитного клапана газа (обогащение ТВС)
4. Залипание поршня электронного дозатора газа (обеднение или обогащение ТВС)
Отсутствие ГСН в баллоне (обеднение ТВС)
Закрытый расходный вентиль мультиклапана (обеднение ТВС)
Засорение магистрали подачи газа (обеднение ТВС)
Неисправность ЭМК газа и состояние его фильтрующего элемента (обеднение ТВС)
Состояние мембран редуктора (обеднение или обогащение ТВС)
Загрязнение фильтра винта регулировки ХХ редуктора (обеднение ТВС)
Положение регулировочных винтов редуктора (обеднение или обогащение ТВС)
Засорение газового провода от редуктора к смесителю (обеднение ТВС)
Загрязнение отверстий в смесителе (обеднение ТВС)
Положение регулировочного винта привода дроссельной заслонки (обеднение или обогащение ТВС)
Не герметичность ЭМК бензина (обогащение ТВС)
Неисправность эмулятора форсунок (обогащение ТВС)
Неисправность электронного дозатора (обеднение или обогащение ТВС)
Неисправность ЭБУ ГСП (не работает)
Состояние предохранителей (не работает)
Обрыв электропроводки (в зависимости от места может привести к выключению системы)
Засорение воздушного фильтра (обогащение ТВС)
Неисправность датчика ДПДЗ (обеднение или обогащение ТВС)
Неисправность датчика кислорода (ДК) (обеднение или обогащение ТВС)
Неисправность датчика массового расхода воздуха (ДМРВ)
Неисправности модуля зажигания (МЗ)
Неисправности клапанов газораспределительного механизма (ГРМ)
Неисправность нейтрализатора отработавших газов (обогащение ТВС)
5. Износ сальника системы холостого хода редуктора (обогащение ТВС)
7
1. Засорение клапана 1-ой ступени редуктора (обогащение ТВС)

Техническое состояние и настройка элементов газовой системы питания
Техническое состояние элементов системы зажигания
Токсичность ОГ ГБА
1
2
3
Техническое состояние элементов электронной системы управления двигателя (ЭСУД)
4
Общее техническое состояние двигателя и его механизмов (КШМ , ГРМ и др.)
Режимы и условия эксплуатации ГБА
5
Факторы, определяющие токсичность ОГ ГБА

Оценка показателей надёжности элементов ГСП с ЭБУ «Leonardo» и ЭСУД Bosch M1.5.4N ГБА ВАЗ
8

Закономерности распределения наработок на отказы и неисправности
элементов газовой системы питания и ЭСУД
Код 2 Регулировка винта ХХ
редуктора
Код 5 Замена мембран и клапанов редуктора
Код 6 Отказы и неисправности электрического дозатора газа
Код 13 Отказы и неисправности модуля зажигания
Код 9 Отказы и неисправности датчика массового расхода воздуха
Код 8 Отказы и неисправности датчика положения дроссельной заслонки
f(L) плотность распределения
вероятности возникновения отказов
R(L) вероятность безотказной работы.
- F(L) вероятность возникновения отказа;

Код 2 Регулировка винта ХХ
редуктора
Код 6 Отказы и неисправности электрического дозатора газа
Код 5 Замена мембран и клапанов редуктора
Код 8 Отказы и неисправности датчика положения дроссельной заслонки
Код 9 Отказы и неисправности датчика массового расхода воздуха
Код 13 Отказы и неисправности модуля зажигания
Ωj(Lг) – ведущая функция потока отказов на пробеге Lг
– верхняя граница для заданной вероятности γ=0,9
– верхняя граница для заданной вероятности γ=0,95
Асимптотические зависимости для ведущей функции потока отказов и ее доверительных границ

4. Токсичность ОГ ВАЗ-21113 при испытании по ездовому
циклу ГОСТ Р 41.83 -1999
Автомобиль соответствует требованиям ГОСТа на бензине и не соответствует на газе.
По сравнению с бензином выбросы СО на газе меньше в 5 раз, а по сумме СН и NOX больше в 2 раза, а не наоборот, как принято считать.

1-й этап
Схема процесса формирования оптимальных планов поиска и устранения отказов и неисправностей
9
2-й этап
3-й этап

Вероятности возникновения неисправностей и отказов на интервале пробега (∆L)
Аналитические зависимости формирования оптимальных планов поиска и устранения отказов и неисправностей
10
где r – индекс очередного обращения ГБА на обслуживание или ремонт
где
- оценка математического ожидания множества значений
- оценка среднеквадратичного отклонения
- нормированная случайная величина для заданной доверительной вероятности α;
m – общее число кодов работ
1-й этап
Пороговое значение для выявления наиболее значимых работ с заданной вероятностью α (нижняя доверительная граница)
на интервале пробега (∆L)

Изменения вероятностей возникновения отказов Fj (∆L) на интервале пробега ΔL
8, 2, 9, 1, 10, 11, 6
4, 13, 11, 1, 2, 3, 5
Группа приоритетных
кодов по Fj (∆L)
на интервале
L = 0-10 т.км
Группа приоритетных
кодов по Fj (∆L)
на интервале
L = 20-30 т.км
11
Интервал межсервисного пробега
Интервал межсервисного пробега
нижняя доверительная граница

Диагностическая ценность обследования
Интегральная оценка учета диагностической ценности
и удельных затрат
Аналитические зависимости формирования оптимальных планов поиска и устранения отказов и неисправностей
- для средних значений удельных затрат,
- для верхних толерантных границ удельных затрат
12
2-й этап
- вероятность возникновения отказов для всей совокупности объектов по газовой системе питания и элементам ЭСУД на интервале пробега ∆L;
- вероятностей безотказной работы элементов газовой системы питания и элементов ЭСУД с j-ми кодами на интервале пробега ∆L;
- средние удельные затраты

Диагностическая ценность обследования технического состояния
ГСП и ЭСУД на разных пробегах ГБА
.

Интегральная оценка диагностической
ценности обследования технического состояния Yj(∆L) и удельных затраты Sудj на разных пробегах ГБА
2, 8, 9, 10
5, 8, 9, 13
Группа приоритетных кодов по
на интервале L = 0-10 т.км
13
- математическая оценка диагностической ценности обследования
Группа приоритетных кодов по
на интервале L = 20-30 т.км

Схема приоритетности выполнения групп работ по обслуживанию и ремонту
ГСП и ЭСУД
Классификация кодов работ
на основе нормировки затрат
и диагностической ценности
.
Классификация кодов работ на основе нормировки удельных затрат Sудj и диагностической ценности Dj (∆L)
14
3-й этап

.
Классификация исходного множества кодов работ на основе нормировки значений затрат Sудj и диагностической ценности
Dj(∆L) на разных пробегах ГБА
15
1-й класс
2-й класс
3-й класс
4-й класс
2-й класс
1-й класс
4-й класс
3-й класс

Формирование оптимальных планов поиска и устранения отказов и неисправностей элементов ГСП и ЭСУД ГБА

Формирование оптимальных планов поиска и устранения отказов и неисправностей элементов ГСП и ЭСУД ГБА

Формирование оптимальных планов поиска и устранения отказов и неисправностей элементов ГСП и ЭСУД ГБА

Формирование оптимальных планов поиска и устранения отказов и неисправностей элементов ГСП и ЭСУД ГБА
16
Порядок диагностирования классов:
№2, №1, №4, №3
Порядок диагностирования классов:
№2, №4, №3, №1
Порядок
выполнения работ внутри классов
Направление диагностирования
Направление диагностирования

Технология диагностирования и ремонта
системы питания и ЭСУД ГБА
17

Предварительный этап технологии диагностирования
18

Технология диагностирования
19
Проверить газовую систему питания и систему ЭСУД по кодам работ вызывающих
«богатую» смесь:
1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11
Система
отрегулирована
Проверить газовую систему питания, системы ЭСУД и зажигания по кодам работ вызывающих «бедную» смесь:
2, 4, 5, 6, 7, 8, 11, 12, 13
Поверить
систему
выпуска ОГ