Диагностика современных автомобилей

ДИАГНОСТИКА 
СОВРЕМЕННЫХ 
АВТОМОБИЛЕЙ

Н.А. КУЗЬМИН 
А.Д. КУСТИКОВ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Рекомендовано Межрегиональным учебно-методическим советом 

профессионального образования в качестве учебного пособия для студентов 

высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 

23.04.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов» 

(квалификация (степень) «магистр») (протокол № 10 от 12.10.2020)

Москва
ИНФРА-М

202

УДК 629.331(075.8)
ББК 39.33я73
 
К89
А в т о р ы :

Н.А. Кузьмин, доктор технических наук, профессор, заведующий 

кафедрой автомобильного транспорта Нижегородского государственного 
технического университета имени Р.Е. Алексеева (введение, главы 
1, 3, 5, 6);

А.Д. Кустиков, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры 

автомобильного транспорта Нижегородского государственного технического 
университета имени Р.Е. Алексеева (главы 2, 3, 4, 7, 8)

Р е ц е н з е н т :

Н.Н. Якунин, доктор технических наук

ISBN 978-5-16-016042-9 (print)
ISBN 978-5-16-108416-8 (online)

© Кузьмин Н.А., Кустиков А.Д., 

2021

Кузьмин Н.А.

К89  
Диагностика современных автомобилей : учебное пособие / 

Н.А. Кузьмин, А.Д. Кустиков. — Москва : ИНФРА-М, 2023. — 229 с. — 
(Высшее образование: Магистратура). — DOI 10.12737/1078766.

ISBN 978-5-16-016042-9 (print)
ISBN 978-5-16-108416-8 (online)
Учебное пособие содержит основные положения теории диагностики 

автомобилей, методы и характерные технологические процессы диаг-
ностирования автомобильных двигателей, конструкционных элемен тов 
трансмиссии, ходовой части, кузовов, систем активной безопасности. Тео-
ретический материал подкреплен описанием практических технологий 
проведения диагностирования систем современных автомобилей.

Соответствует требованиям федеральных государственных образова-

тельных стандартов высшего образования последнего поколения.

Рекомендовано для магистрантов и бакалавров всех форм обучения 

по направлениям подготовки 23.04.03 и 23.03.03 «Эксплуатация транспор-
тно-технологических машин и комплексов».

УДК 629.331(075.8)

ББК 39.33я73

Данная книга доступна в цветном  исполнении 
в электронно-библиотечной системе Znanium

Введение

С 1973 г. в конструкции серийных автомобилей появились ми-
кропроцессоры. На первых образцах электронные системы отве-
чали только за момент искрообразования в автомобильных дви-
гателях, далее, с повышением требований к экологической без-
опасности автомобилей — и за весь рабочий процесс двигателей. 
В конструкциях современных автомобилей насчитывается до 30 
микропроцессоров, которые осуществляют управление двигателем, 
трансмиссией, ходовой частью, системами безопасности, а также 
обеспечивают комфорт водителя и пассажиров.
В настоящее время, кроме всего прочего, многие производители 
предоставляют возможность индивидуальной спецификации ав-
томобиля с целью удовлетворения потребностей покупателей, что 
усложняет процессы диагностирования в случае возникновения 
отказов. Помимо этого, широкое распространение получил тюнинг 
автомобилей, т.е. изменения конструкции и настроек систем ав-
томобилей под стиль вождения владельца. Для диагностирования 
таких автомобилей должны использоваться новейшие технологии 
диагностирования и обслуживания.
Безусловно, производители стремятся обеспечивать своих ди-
леров необходимым оборудованием и навыками работы с ним. 
При этом по мере развития малого бизнеса в России с каждым 
днем открывается все больше мультимарочных станций техниче-
ского обслуживания автомобилей (СТОА), специалисты которых 
вынуждены самостоятельно разбираться во всех особенностях каждого 
автомобиля. В этой связи получение такого опыта неизбежно 
связано с ошибками в работе, цена которых порой слишком высока, 
чтобы рисковать.
Ежегодно увеличивается потребность специализированных 
автоцентров как в новейшем диагностическом оборудовании, так 
и в высококвалифицированных инженерах-диагностах, способных 
самостоятельно искать и анализировать необходимую информацию, 
правильно использовать на практике полученные сведения.
В данном пособии приведены основы курса «Современная 
диагностика автомобилей». В него вошли вопросы диагностики 
двигателей, трансмиссии, ходовой части и кузовов автомобилей. 
Авторами использован опыт преподавания курсов «Техническая 
эксплуатация автомобилей» и «Основы теории надежности и диагностики» 
в НГТУ им. Р.Е. Алексеева, НИУ РАНХиГС.

В результате освоения материалов, изложенных в учебном пособии, 
студенты смогут получить набор важных профессиональных 
компетенций, а также будут:
 
• знать направления развития современной диагностики автомо-
билей;
 
• уметь критически оценивать достоинства и недостатки технологических 
процессов диагностирования автомобилей;
 
• владеть различными способами контроля работоспособности 
автомобилей.
Учебное пособие предназначено для студентов, магистрантов 
и аспирантов автомобильных специальностей, а также представляет 
интерес для специалистов, занятых в сфере эксплуатации автомобильного 
транспорта.

Глава 1. 
ПОНЯТИЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ 
АВТОМОБИЛЕЙ

Развитие современного автомобилестроения требует от инженера-
диагноста глубоких знаний, совокупность которых можно 
представить в виде пирамиды диагностики (рис. 1.1) [23, 36, 41].

Инженер-
диагност

Диагностическое 
оборудование

Система 
управления

Агрегат (двигатель)

Процесс (сгорание)

Рис. 1.1. Пирамида диагностики

Результат диагностирования зависит от компетентности специалиста, 
т.е. глубины знаний всех уровней пирамиды диагностики, которая 
включает в себя как физику процессов, конструкцию систем 
и оборудования, так и умение самостоятельно анализировать совокупность 
полученных сведений.
Современные автомобили насыщены электронными устрой-
ствами, предназначенными для информационного обмена и управления 
большим числом компонентов. При этом отдельные компоненты (
например, двигатель или трансмиссия) являются сложносоставными 
динамическими системами, и нарушение в работе 
одной из них влечет за собой невозможность эксплуатации автомобиля.

Нарушения в работе систем или отдельных компонентов являются 
следствием наличия дефектов — любого несоответствия того 

или иного изделия требованиям, установленным нормативно-технической 
документацией (согласно ГОСТ 15467–79).
Причины дефектов можно классифицировать следующим 
образом:
 
• конструкторская ошибка;
 
• нарушение технологии изготовления;
 
• низкое качество используемых материалов;
 
• нарушение правил эксплуатации;
 
• внешние факторы (акустические, климатические и т.п.).
Техническая диагностика согласно ГОСТ 15467–79 — отрасль 
научно-технических знаний, сущность ко торой составляют теория, 
методы и средства обнаружения и поиска дефектов объектов технической 
природы [2, 3, 16, 20, 23].
Объект диагностирования — изделие, техническое состояние 
которого подлежит определению [2, 4, 16, 19, 23].
Техническое состояние объекта — совокупность подверженных 
изменению свойств объекта, характеризующая степень его 
функциональной пригодности в заданных условиях целевого применения [
1, 2, 19, 23].
Вид технического состояния — такая его категория, которая 
характеризуется соответствием (или несоответствием) качества 
объекта определенным требованиям [2, 4, 16, 19, 23].
Различают следующие виды технического состо яния:
 
• исправность и неисправность;
 
• ра ботоспособность и неработоспособность;
 
• правильное функционирование и непра вильное функционирование.

Согласно ГОСТ Р 53480–2009 исправностью объекта называют 
такое его состояние, при котором он полностью удовлетворяет всем 
требованиям, установленным нормативно-технической документацией.

Работоспособностью объекта называют способность его выполнять 
заданные функции, сохраняя заданные параметры в пределах, 
установленных нормативно-технической документацией.
Отказ — событие, заключающееся в нарушении работоспособности.

Следует отметить, что многие из дефектов, хотя и не нарушают 
работоспособности объекта в рассматриваемый момент времени, 
снижают его безотказность, а потому подлежат устранению по мере 
их выявления (например, коррозия некоторых элемен тов может 
стать причиной отказа автобуса лишь через долгосрочный период 
эксплуатации) [2, 4, 16, 19, 20, 23, 36, 41].

Состояние правильного функционирования — состояние, 
при котором применяемый по назначению объект в целом или его 
составная часть выполняют в текущий момент времени предпи-
санные им алгоритмы функционирования со значениями пара-
метров, соответствующими установленным требованиям.
Контроль технического состояния объекта — определение 
вида его технического состояния.
Поиск дефектов относится к зада чам технического диагности-
рования, которое согласно ГОСТ 20911–75 считается составной 
частью процесса контроля технического состояния объекта.
Поиск дефекта — опре деление его места с заданной глубиной.
Глубина поиска — составные части объекта, с точностью до ко-
торых необходимо опре делить место дефекта.
Тех нический диагноз — заключение о техническом состоянии 
объекта с указа нием (при необходимости) места, вида и причины 
дефекта(дефектов).
Таким образом, задачами диаг ностирования являются
проверка исправности, работоспособности и пра вильности функ-
ционирования объекта, а также поиск дефектов, нару шающих ис-
правность, работоспособность или правильность функциониро-
вания [2, 4, 16, 19, 20, 23, 36, 41].
Диагностирование технического сос тояния любого объекта осу-
ществляется средствами диагности рования.
Система технического диагностирова ния — совокупность 
средств и объекта диагно стирования и (при необходимости) 
испол нителей, подготовленных к диагностирова нию или осуще-
ствляющих его по прави лам, установленным нормативно-техниче-
ской документацией.
Системы диагностирования могут быть тестовыми и функцио-
нальными. В системах тестового диагностирования на объект по-
даются специально организуе мые тестовые воздействия, а в си-
стемах функционального диагностирования — только рабочие воз-
действия, предусмотренные его алго ритмом функционирования.
В системах обоих видов средства диагностирования восприни-
мают и анализируют ответы объекта на тестовые или ра бочие 
воздействия и выдают результат диагностирования, т.е. ставят ди-
агноз — объект исправен или неисправен, рабо тоспособен или нера-
ботоспособен, функ ционирует правильно или неправильно, имеет 
дефект и т.п. [36].
Возможность непосредственного измерения в процессе эксплу-
атации структурных параметров (износов, зазоров) сопряжений 
ме ханизмов автомобиля без их разборки весьма ограничена. В этой 

связи при диагностировании систем автомобилей чаще пользуются 
косвенными признаками, отражающими техническое состояние 
объектов на основе данных по диагностическим параметрам.
Диагностические параметры — пригодные для измерения 
физические величины, связанные с пара метрами технического со-
стояния автомобиля и несущие инфор мацию о его состоянии. Диа-
гностическими параметрами могут быть параметры рабочих (мощ-
ности, тормозного пути, расхода топлива и др.) и сопутствующих 
процессов (вибраций, шума и т.п.), а также геометрические вели-
чины (зазоры, люфты, свободные ходы, биения и др.) [2, 16, 19, 20, 
23].
Для обеспечения надлежащей достоверности и экономичности 
диагностирования диагностические параметры должны быть чувст-
вительны, однозначны, стабильны и информативны. Эти признаки 
называют свойствами диагностических параметров.
Чувствительность Kr диагностического параметра П — при-
ращение dП при изменении структурного параметра технического 
состо яния dИ:

 
П
И

r
d
K
d
=
.  
(1.1)

Однозначность диагностического параметра означает 
отсутст вие экстремума в диапазоне от начального значения пара-
метра технического состо яния Ин до пре дельного Ип значения па-
раметра технического состояния.
Стабильность диагностическо го параметра определяется вари-
ацией его значений при мно гократном (n) измерении на объек тах, 
имеющих одну и ту же величину соответствующего структурного 
параметра. Ее оце нивают с помощью среднего квад ратического от-
клонения

 

2

1
(
)
П И

( ( )
( ))
П И
П И

1

п

п

−

σ
=
−
∑

.  
(1.2)

Нестабильность диагностиче ского параметра снижает его фак-
тическую чувствительность. Поэтому для оценки свя зи диагности-
ческого параметра со структурным используют от ношение

 
=
′
σП

r
r
K
K
.  
(1.3)

Информативность является одним из важнейших свойств ди-
агностического параметра. Она характеризует достоверность ди-
агноза, получаемого в результате измерения значений параметра 
(рис. 1.2).

а

б

в

П

П

П

f1(П)

f1(П)

f1(П)

f2(П)

f2(П)

f2(П)

f(П)

f(П)

f(П)

Рис. 1.2. Схема сравнительной информативности параметров:
а — информативного П; б — малоинформативного П’; 
в — неинформативного П; f1 и f2 — функции распределения параметров 
соответственно исправных и неисправных объектов

Оче видно (см. рис. 1.2), чем меньше степень «пе рекрытия» рас-
пределений оценок, тем меньше ошибок будет при ис пользовании 
для постановки ди агноза данного параметра, т.е. тем он информа-
тивнее. Так, показанный на рис. 1.2 параметр П достаточно инфор-
мативен, параметр П является неинформативным (распределе ния 
оценок практически неотличимы); параметр П занимает промежу-
точное положение.
Для количественного опреде ления информативности диагно-
стического параметра в рас сматриваемом случае необходимо под-
считать величину «площади перекрытия», т.е. вероятность ошибки 
диагноза. Эта величина будет тем меньше, чем сильнее отличаются 
средние значения параметра П1 и П2 для исправного и неисправ-
ного состояний объекта и чем меньше разброс значе ний параметра 
для каждого состояния. Поэтому для оценки ин формативности 
можно использовать зависимость

1
2

1
2

П
П
( )
П
I
−
≈ σ + σ
. 
(1.4)

При общем диагностировании, когда выявляется неисправ ность 
объекта в целом, информативность определяют из совмест ного ана-
лиза плотностей распределения значений параметра f1(П) и f2(П), 
соответствующих за ведомо исправным и неисправ ным объектам.
Чтобы определить техническое состояние автомобиля, надо те-
кущие значения диагностических параметров, изме ренных при по-
мощи внешних или встроенных средств диагности рования, сопо-
ставить с нормативными значениями [2, 16, 19, 20].
Диагностические нормативы служат для количественной 
оцен ки технического состояния автомобиля. Они устанавли-
ваются ГОСТами, другими стандартами и руководящими техни-
ческими материалами. К диагно стическим нормативам относятся 
начальное Пн, предельное Пп и допустимое Пд значения норматива.
Начальное значение норматива Пн (начальный норматив) соот-
ветствует величине диагностического параметра новых, технически 
исправных объектов. В эксплу атации Пн используют как величину, 
до которой необходимо дове сти измеренное значение параметра 
путем восстановительных и регулировочных операций. Начальный 
диагностический норматив задается технической документацией.
Для некоторых механизмов автомобиля, приборов систем зажи-
гания, питания, электронного управления начальное значение Пн 
подбирают индивидуально по максимуму эко номичности в про-
цессе диагностирования. Практически это означает, что, используя 
в качестве норматива индивидуальное значение Пн, можно по-
высить мощность и топливную экономичность автомобиля.
Предельное значение норматива Пп (предельный норматив) соот-
ветствует такому состоянию объекта, при котором его дальнейшая 
эксплуатация становится невозможной или нецелесообразной 
по технико-экономическим соображениям. Предельный норматив 
диагностического параметра задают требованиями нормативно-
технической документации или определяют установленными ме-
тодиками. В эксплуатации предельный норматив Пп используют 
для прогнозирования ресурса конкретных объектов и в случае 
встроен ного, непрерывного диагностирования.
Допустимое значение норматива Пд (допустимый норматив) 
является основным диагностическим нормативом при периоди-
ческом диагностировании, проводимом в рамках планово-преду-
предительной системы технического обслуживания автомобилей.