Методы технической диагностики автомобилей

МЕТОДЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ 

ДИАГНОСТИКИ АВТОМОБИЛЕЙ

В.Д. Мигаль, В.П. Мигаль

Рекомендовано в качестве учебного пособия для студентов

высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 

23.03.01 «Технологии транспортных процессов»

(квалификация (степень) «бакалавр»)

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Москва 

ИД «ФОРУМ» — ИНФРА-М

2022

УДК  629.3.082(075.8) 
ББК 30.82я73
 
М57

Мигаль В.Д.

М57  
Методы технической диагностики автомобилей : учебное пособие / В.Д. Мигаль, 

В.П. Мигаль. — Москва : ИД «ФОРУМ» : ИНФРА-М, 2022. — 417 с. — (Высшее образование: Бакалавриат).

ISBN 978-5-8199-0804-4 (ИД «ФОРУМ») 
ISBN 978-5-16-014182-4 (ИНФРА-М, print) 
ISBN 978-5-16-100107-3 (ИНФРА-М, online)

Представлена классификация методов оценки диагностической информации на теорети
ческом, эвристическом и эмпирическом уровнях. Рассмотрены интеллектуальные системы 
методов тестового и функционального диагностирования. Освещены методы определения 
технического состояния автомобилей по эталонам, маскам, составу отработавших газов и 
нормативным диагностическим параметрам. Описаны виброакустические методы контроля 
состояния технических систем, программные, логические и автоматизированные методы. 
Изложены методы контроля состояния электрических и электронных систем автомобилей, 
гидроприводов, трущихся деталей и смазочной способности масел.

Для докторантов, аспирантов, преподавателей, студентов автомобильного, механическо
го, электронного и экологического профилей, подготовки специалистов по диагностированию машин, инженерно-технических работников, занятых проектированием, диагностическим обеспечением, эксплуатацией, обслуживанием и ремонтом автомобильного транспорта.

УДК 629.3.082(075.8) 

ББК 30.82я73

Р е ц е н з е н т ы:

Е.Е. Александров, д-р техн. наук, профессор Национального технического университе
та «Харьковский политехнический институт»;

А.Т. Лебедев, д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой «Тракторы и автомобили» Харь
ковского национального технического университета сельского хозяйства им. П. Василенко;

А.В. Бажинов, д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой «Автомобильная электро
ника» Харьковского национального автодорожного университета; 

В.Н. Торлин, д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой «Автомобильный транспорт» 

Севастопольского национального университета 

ISBN 978-5-8199-0804-4 (ИД «ФОРУМ») 
ISBN 978-5-16-014182-4 (ИНФРА-М, print) 
ISBN 978-5-16-100107-3 (ИНФРА-М, online)

© Мигаль В.Д., 

Мигаль В.П., 2014

© ИД «ФОРУМ», 2014

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ
ИНФОРМАЦИИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

1.1. Методы исследований и диагностики машин на эвристическом
 
и теоретическом уровнях. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

1.2. Методы исследования и диагностирования на эмпирическом уровне . . . . . . . 16
1.3. Классификация методов диагностирования по виду контролируемых
 
физических процессов и способу получения информации. . . . . . . . . . . . . . . . . 18

1.4. Виды диагностирования по организационным признакам. . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Контрольные вопросы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

2. ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ МЕТОДОВ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ
АВТОМОБИЛЯ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

2.1. Структура человеческих и технических систем диагностирования . . . . . . . . . . 30
2.2. Достоинства человеческих систем диагностирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.3. Диагностические и физиологические характеристики органов
 
чувств человека . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.4. Экспертные методы диагностирования  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.5. Логическая алгоритмизация выбора диагностических параметров
 
и поиска неисправностей  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

2.6. Структурно-следственные и функционально-структурные модели
 
определения технического состояния объектов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

2.7. Логические модели диагностирования   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
Контрольные вопросы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

3. МЕТОДЫ ТЕСТОВОГО И ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ. . . . 128

3.1. Методы тестового диагностирования. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
3.2. Методы диагностирования по функциональным параметрам. . . . . . . . . . . . . . 131
Контрольные вопросы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

4. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПО ЭТАЛОНАМ,
МАСКАМ И НОРМАТИВНЫМ ПАРАМЕТРАМ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136

4.1. Метод сравнения с эталоном  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
4.2. Метод совмещения с эталоном  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
4.3. Методы контроля по нормативным значениям диагностических параметров  . . . . . . . 138
4.4. Статистические значения нормативных параметров систем автомобилей  . . . . . . . . . . 142
4.5. Методы нормирования номинальных и предельных значений диагностических
 
параметров по данным реализаций  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143

4.6. Методы теоретического определения предельных значений диагностического
 
параметра от наработки объекта   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146

4.7. Количественная оценка технического состояния по нормативным значениям  . . . . . . 148
Контрольные вопросы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149

5. ТЕПЛОВОЙ И ОПТИЧЕСКИЙ МЕТОДЫ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ . . . . . . . . . . . . 150

5.1. Тепловые методы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
5.2. Оптические методы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
Контрольные вопросы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156

6. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ИЗНОСА ТРУЩИХСЯ ДЕТАЛЕЙ И СМАЗОЧНОЙ
СПОСОБНОСТИ МАСЕЛ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157

6.1. Классификация методов контроля изнашивания деталей  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
6.2. Диагностирование износов деталей механизмов методами спектрального
 
анализа смазочных масел. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160

Содержание

6.3. Методы определения продолжительности работы моторного масла. . . . . . . . . . . . . . . . 174
6.4. Диагностические показатели состояния масла, характеризующие 
 
их работоспособность   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179

6.5. Оценочные показатели изнашивания моторных масел . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
6.6. Расчет оценочных показателей продолжительности работы масла . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
6.7. Восстановление свойств моторного масла методом регенерации  . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
6.8. Восстановление смазочных свойств масел добавлением присадок . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
6.9. Взаимозаменяемость моторных масел  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
Контрольные вопросы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194

7. ВИБРОАКУСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИРОВАНИЯ 
ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195

7.1. Виброакустические диагностические параметры  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
7.2. Источники вибрации машин и их диагностические признаки. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
7.3. Свойства вибрационных сигналов и их связь с динамическим
 
состоянием механизмов машин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211

7.4. Диагностирование методами спектрального анализа вибрации  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
7.5. Метод разделения фазовых соотношений сигналов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
7.6. Амплитудно-временной анализ сигналов вибрации  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
7.7. Кепстральный анализ вибрации. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
7.8. Корреляционный анализ спектра вибрации  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
7.9. Статистические методы оценки технического состояния объекта
 
диагностирования. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236

7.10. Метод пик-фактора  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
7.11. Метод определения акустической эмиссии. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
7.12. Методы вибрационного диагностирования с использованием опорных
 
спектров-масок. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247

7.13. Методы определения динамических характеристик конструкции машин  . . . . . . . . . 250
7.14. Методы определения и устранения резонансной вибрации. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
7.15. Методы распознавания дефектов конструкциии неисправностей машин  . . . . . . . . . 268
7.16. Связь между вибрацией и шумом и методы их разделения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
Контрольные вопросы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277

8. МЕТОДЫ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ПО ЭНЕРГИЧЕСКИМ, ГИДРАВЛИЧЕСКИМ 
ПАРАМЕТРАМ, УГЛОВОЙ СКОРОСТИ ВАЛОВ И РАБОЧИМ ПРОЦЕССАМ. . . . . 279

8.1. Методы управления техническим состоянием систем двигатель—трансмиссия  . . . . . 279
8.2. Области использования динамических методов диагностирования систем
 
двигатель—трансмиссия  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284

8.3. Методы диагностирования по индикаторному и механическому КПД . . . . . . . . . . . . . 286
8.4. Способ определения неравномерности работы цилиндров ДВС. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
8.5. Методы определения эффективной мощности ДВС  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
8.6. Методы диагностирования по рабочим процессам и колебаниям угловой
 
скорости коленчатого вала  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296

8.7. Метод определения мощности механических потерь ДВС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
8.8. Оценка компрессионных свойств цилиндров двигателя по изменению
 
угловой скорости коленчатого вала . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305

8.9. Метод диагностирования одноименных элементов ДВСи трансмиссии
 
по внутрицикловым изменениям угловой скорости коленчатого вала . . . . . . . . . . . . . . 308

8.10. Методы диагностирования систем топливной аппаратуры двигателей . . . . . . . . . . . . 310
Контрольные вопросы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323

 
Содержание 
5

9. ДОРОЖНЫЕ И СТЕНДОВЫЕ МЕТОДЫ И ПАРАМЕТРЫ
ДИАГНОСТИРОВАНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324

9.1. Дорожное и стендовое диагностирование тормозной системы  . . . . . . . . . . . . 324
9.2. Дорожное диагностирование систем электрооборудования . . . . . . . . . . . . . . . 335
Контрольные вопросы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347

10. ПРОГРАММНЫЕ, ЛОГИЧЕСКИЕ И АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ МЕТОДЫ 
КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИРОВАНИЯ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348

10.1. Классификация программных методов диагностики
 
технических систем  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348

10.2. Алгоритмы и программы диагностирования механических систем  . . . . . . . 353
10.3. Системы автоматического контроля и диагностирования  . . . . . . . . . . . . . . . 354
10.4. Разработка программного диагностического обеспечения. . . . . . . . . . . . . . . 358
10.5. Логические и сигнатурные методы диагностирования компонентов
 
информационных систем
х
  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360

Контрольные вопросы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363

11. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ
УПРАВЛЕНИЯ АВТОМОБИЛЕМ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364

11.1. Объекты и методы распознавания неисправностей отдельных
 
элементов и блоков системы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364

11.2. Выбор методов и контролируемых параметров. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369
11.3. Классификация системы контроля и диагностирования  . . . . . . . . . . . . . . . . 370
11.4. Виды диагностики технических систем  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372
11.5. Методы диагностики технических систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374
11.6. Аппаратные методы диагностики технических систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374
Контрольные вопросы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379

12. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ГИДРОПРИВОДОВ  . . . . . . . 380

Контрольные вопросы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390

13. ГАЗОАНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО
СОСТОЯНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ ПО СОСТАВУ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ . . . . . . . . 391

13.1. Связь неисправностей систем двигателя с составом отработавших газов  . . 391
13.2. Причины повышенного выделения несгоревших углеводородов (НС)  . . . . 392
13.3. Оценка неисправностей электронных систем управления двигателем
 
по концентрации СО в ОГ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394

13.4. Оценка состава смеси в цилиндре двигателя по концентрации CO2, CO

и Cn
C Hm
H  в отработавших газах  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
х
395

13.5. Оценка неисправности системы рециркуляции отработавших газов . . . . . . 398
13.6. Оценка неисправностей системы зажигания по содержанию СН в ОГ  . . . . 400
13.7. Оценка эффективности сгорания топлива по содержанию кислорода
 
(О2) и двуокиси углерода (СО2) в ОГ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402

13.8. Примеры диагностирования двигателя по составу отработавших газов. . . . 405
13.9. Оценка перегрева двигателя и состава смеси по содержанию NOх
 
в отработавших газах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
х
406

13.10. Методы и средства контроля состава отработавших газов двигателями
 
автомобилей  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407

Контрольные вопросы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413

Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414

ПРЕДИСЛОВИЕ

От того, какие транспортные машины созданы, какие показатели их харак
теризуют, как машина взаимодействует с людьми и окружающей средой, зависит
эффективность многих отраслей человеческой деятельности. При создании новых и использовании существующих машин идет постоянный поиск обеспечения высокого уровня экологической и технической надежности автомобилей.
Наука, реагируя на эти запросы практики, привлекает различные области знаний, модернизирует существующие теории, методы и положения.

Достижение названных качеств транспортных машин может обеспечить тех
ническая диагностика, которая позволяет получить необходимую информацию
о техническом состоянии машин для оптимизации ее параметров при проектировании и доводке, контролировать и диагностировать транспортные машины в
эксплуатации.

Современная теория и практика создания транспортных машин требует ре
шать вопросы диагностического обеспечения всего жизненного цикла на стадии
проектирования. Целью технической диагностики на стадии проектирования
является создание машин заданной технической и экологической надежности,
ресурса и конкурентоспособности, обеспечения технологической надежности
стадии изготовления, контроля и диагностирования заданных проектных параметров машин на стадии эксплуатации. При диагностическом обеспечении всех 
стадий жизненного цикла в первую очередь решаются задачи определения необходимого перечня контролируемых дефектов и неисправностей их диагностических параметров, методов и средств диагностирования.

Технический уровень проектируемых машин определяется уровнем диагнос
тического обеспечения качества проектирования, изготовления, производственной и эксплуатационной доводки динамических, механических, гидро-, газо-,
аэродинамических, электронных и диагностических систем. Такой подход позволяет обеспечить высокую проектную надежность и ресурс всех систем машины. Диагностика позволяет оптимизировать и значительно сократить объем и
трудоемкость доводки проектируемых машин до заданного технического уровня. Своевременное обнаружение и устранение дефектов и неисправностей на
стадии доводки объектов диагностирования позволяет увеличить периодичность
и минимизировать объем технического обслуживания машин в эксплуатации.

Однако проблема проектного диагностического обеспечения многих транс
портных машин в такой системной постановке еще не решена. Важную роль в
решении вопросов диагностического обеспечения транспортных машин играет
наличие соответствующих пособий по методам диагностирования. Уровень знаний методов диагностирования по всем системам транспортных машин определяет квалификацию специалистов, конструкторов, технологов и эксплуатационников. Но фактически в существующих пособиях по профессиональному обучению специалистов автомобильного хозяйства такая информация не предоставляется или крайне ограничена некоторыми стандартными терминами. Именно
эти обстоятельства заставили авторов создать базу знаний по методам технической диагностики автомобилей.

Нашей целью является создание базы знаний, которая обеспечивает глубо
кое освоение студентами методов контроля и диагностирования качества проек

 
Предисловие
7

тирования, изготовления и эксплуатации автомобилей, а инженеру и научному 
работнику создает возможность критически оценивать представленный в справочном пособии материал и решать конкретные практические задачи технической диагностики в жизненном цикле автомобилей.

В предложенном впервые справочном пособии «Методы технической диа
гностики автомобилей» приведена классификация методов оценки диагностической информации. В отдельных разделах рассмотрены интеллектуальные диагностические системы человека, методы тестового и функционального диагностирования, методы определения технического состояния объектов по эталонам,
маскам и нормативным параметрам, тепловые и оптические методы диагностирования, газоаналитические методы, методы контроля износа трущихся поверхностей и смазочной способности масел, виброакустические методы.

В разделе диагностирования двигателей внутреннего сгорания рассмотрены

методы управления техническим состоянием систем «двигатель—трансмиссия»;
оценка технического состояния по индикаторному и механическому КПД, путем определения неравномерности работы цилиндров, эффективной мощности,
колебаниям угловой скорости коленчатого вала, компрессионным свойствам
цилиндров; методы диагностирования топливной системы.

В отдельных разделах описаны программные, логические и автоматизиро
ванные методы контроля и диагностирования систем автомобиля, методы контроля электрических и электронных систем управления автомобилем, методы обработки и оценки диагностической информации.

Эти знания необходимы как основная и дополнительная литература для ос
воения базовых знаний учебных планов, как необходимый справочный аппарат
для разработки бортовых и внешних диагностических систем, разработки курсовых работ, проведения квалификационных исследований в выпускных работах 
на уровне бакалавра, специалиста и магистра, а инженерам — в практической
деятельности быстро и квалифицированно выбирать методы оценки технического состояния в жизненном цикле автомобилей.

Авторы

1. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ
ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

1.1. Методы исследований и диагностики машин на эвристическом 
и теоретическом уровнях

В процессе любой творческой деятельности человеку приходится совершать

определенные виды мыслительной работы, пользоваться теми или иными канонами логики, использовать методы и приемы системного анализа, оценивать и
измерять полученные результаты, сравнивать их с ранее полученными результатами, сопоставлять с известными аналогами и прототипами.

Дедуктивные рассуждения, индукция, основанная на воображении и интуи
ции, позволяют осуществлять великие завоевания логической мысли, которые
лежат в основе всех больших достижений науки и практики, разработки и диагностического обеспечения машин. Беглость и гибкость мысли, вариативность
точек зрения, целостность восприятия объекта диагностирования — это те
свойства человека, которые хорошо соотносятся с правополушарным мышлением. Многие авторы сводят интуицию к рождению аналогии из цепи ассоциаций.
Когда мера общности между чем-то и чем-то превосходит некий порог, человек 
ощущает изменение своего эмоционального состояния и воспринимает это изменение как предчувствие решения — намек [1].

Любая классификация основывается на классификационных признаках 

свойств получаемой информации.

Основными методами теоретического и эвристического анализа (исследования)

диагностической информации являются:

мысленный эксперимент;
•

идеализация;
•

метод восхождения от абстрактного к конкретному;
•

аксиоматический метод;
•

гипотезо-дедуктивный метод;
•

методы математической статистики (корреляционного, регрессивного, ко•

вариационного анализа) и др. (рис. 1.1, 1.2) [1, 2].

Эвристический метод базируется на знании причинно-следственных связей

между основным функциональным звеном и их обобщенными диагностическими параметрами. Минимальной необходимой информацией при этом является
описание функциональной модели объекта диагностирования и логическая алгоритмизация процесса распознавания.

Эвристическими считаются методы решения особо сложных задач диагностики

(исследований), для которых нельзя точно очертить границы применимости и
оценить возможные ошибки. Эвристика обычно используется для сокращения
перебора вариантов решения, активизации и синхронизации знаний и операций
поиска дефектов и неисправностей, направления и регулирования поиска решения. Эвристические операции являются разновидностью мышления.

Эвристика — это некоторые правила, стратегия, методы упрощения, которые

значительно уменьшают объем пространства решений [1]. Понятно, что человек 

 
1.1. Методы исследований и диагностики машин ... 
9

Основные элементы возможных

исследований
Методы

Теоретического
уровня

Объяснение сущности связей в исследуемом объекте. 
Раскрытие внешних и внутренних явлений и процессов
с целью разработки теории, гипотезы, концепции.

Анализ
Расчленение процесса на составные части. Системный
подход и системный анализ.

Синтез

Исследование явления и процесса в целом на основе
объединения взаимосвязанных элементов системы
в единственное целое.

Дедукция
Новые знания выводятся на основе знаний более общих
правил (от общего к частичному).

Индукция

Обобщения наблюдений и эксперимента на основе
данных прошлого опыта, от фактов к гипотезе, от опыта
к теории.

Аналогия
Выявление подобия предметов, явлений, процессов
в какихлибо свойствах.

Абстрагирование

Выделение наиболее существенных свойств и признаков
объекта, которые отображают основное в сложном. Абстракция типов: изолирующая, отождествления, обобщения, идеализирующая, конструктивизации, актуальной
неоконченности, потенциального объяснения.

Моделирование

Исследование объектов познания на их моделях концептуальных, математических, абстрактных, аналитических,
структурных, физических, имитационных.

Формализация
Отображение структуры объектов, процессов и явлений
языком математики.

Аргументация

Рациональный способ убеждения путем обоснования
и оценивания доказательств на защиту определенного
тезиса.

Конкретизация

Движение от абстрактного к конкретному с целью отделения функциональных связей между составляющими
изучаемого процесса или явления.

Интерпретация
Раскрытие содержания явлений (процесса), текста или
знаковой формы, которая способствует их пониманию.

Ранжирование

Усиление основных и ослабление второстепенных факторов, то есть размещение их по определенным правилам в ниспадающей или растущей последовательности.

Системный
подход

В этом случае объект процесса рассматривается как система, которая объединяет определенное множественное
число взаимодействующих элементов, ее составляющих.

Методы экспериментально теоретического уровня

Рис. 1.1. Общенаучные методы теоретических исследований

1. Классификация методов оценки диагностической информации
0

Рис. 1.1. Продолжение

Мнимый
эксперимент

Многостепенное, разветвленное логическое деление
по распределению на группы объектов одного класса
по определенным критериям.

Метод познания исследуемых объектов, процессов
и явлений в контролируемых естественных или искусственно созданных заданных условиях для выявления 
необходимых свойств.

Процесс установки подобных или отмеченных признаков предметов, процессов и явлений, а также наличие 
общего, свойственного двум или нескольким объектам.

Классификация

Эксперимент

Сравнение

Идеализация

Познавательный прием теоретического мышления, суть 
которого состоит в том, что с помощью одного лишь 
воображения объект исследования рассматривается
в «чистом виде», независимо от его взаимодействия
с окружающей средой.

Представление (мнимое) реальных предметов, процессов и явлений упрощенными схемами с целью более 
эффективного использования методов и средств их 
исследования.

Определение общего понятия, в котором находит
объяснение главное, основное, которое характеризует 
объекты данного класса для создания новых научных 
понятий, законов и процессов.

Воссоздание в заданной последовательности заданных 
режимов в заданных условиях и измерение реакции 
объекта на эти влияния с регистрацией этих реакций.

Построение научной теории, по которой некоторые 
утверждения (аксиомы) принимают без доказательств.

Исследование, возникновение, формулировка и развитие процессов и событий в хронологической последовательности с целью обнаружить внутренние и внешние 
связки, закономерности и противоречия.

Обобщение

Испытание

Аксиоматический

Исторический

Гипотетический

Включает разработку научной гипотезы на основе
физической, химической и другой сущности исследуемого явления (процесса) с помощью изложенного ранее 
способа познания.

Метод систематического исследования всех возможных 
вариантов анализируемого объекта, которые выплывают 
из закономерностей его построения (то есть морфология).

Морфологический анализ

Методы экспериментально теоретического уровня

 
1.1. Методы исследований и диагностики машин ...
11

Направляющие

Ограничивающие

Относительные

Абсолютные

Дельфи

Синектики (личной и фантастической аналогии)

Контральных
вопросов

Эвристические правила
и вопросы

Ассоциации, аналогии,
метафоры, гирлянды случаев

Правила организации
коллективного творчества

Правила анализа и синтеза

Ассоциативные
(фокальных объектов и гирлянд
случаев)

Мозговой штурм

Морфологический анализ.
Выявление причинноследственных связей

Экспертные методы и системы 
(коллективная
и индивидуальная 
работа экспертов, 
тесты, эталонные 
факторы, база 
знаний и типа 
задач (экспертных 
систем)

Приемы ТРИЗ
(теория решения
изобретательских задач)

Экспертная оценка (рекомендации) по выбору возможного действия в условиях альтернативного поиска, сформулированная на основе практических знаний экспертов [1].
Интеллектуальные компьютерные программы знаний и 
процедуры вывода для решения задач, которые являются 
достаточно трудными и нуждаются в привлечении 
экспертов [1].
Априорное ранжирование (набор факторов — интервью, 
опрос, анкетирование, коллективное обсуждение событий или объектов) результатов аналитических и многотуровых экспертных оценок, выявление причинноследственных связей.

Направлены на организацию творческого мышления человека [1, 2, 3]. Основная 
идея эвристических методов заключается в том, чтобы объединить, с одной 
стороны, организованное мышление человека, которое дает гарантированный 
результат, а с другой стороны, интуитивные, спонтанные понимания, которые 
дают неординарное решение проблемы.

Группы методов [1]

Контроля мышления

Управление стратегией мышления

Активизация ассоциативного мышления

Активизация коллективного мышления

Методы, которые
базируются на системном подходе

Проявления закономерностей развития технических 
систем, уточнение и преодоление в процессе рашения 
слабо структурированных изобретательских задач

Применяются для решения задач, в которых отсутствует 
алгоритм, гарнтирующий нахождение правильного решения.
Оставляют широкую свободу для проявления творческой 
активности человека.
Не гарантируют получения оптимального «положительного результата», но позволяют получить результат лучше, 
чем результат без их использования.

Эвристические правила [1]

Эвристические

методы

Рис. 1.2. Методы эвристических исследований

1. Классификация методов оценки диагностической информации
2

не сможет воспользоваться эвристикой, если у него отсутствуют знания предметной области, к которой относится решаемая задача, и опыт решения аналогичных задач. Для того чтобы эффективно решать сложные задачи, необходимо
иметь опыт и экспертные знания.

На теоретическом уровне используют логические методы подобности, отлич
ности, сопутствующих изменений, логический анализ собранных фактов, выработки понятия, предположения, делают выводы. Осознанное (правильное) использование приведенных на рис. 1.2 методов необходимо рассматривать как 
основное условие получения новых знаний и успешное решение проблемы. Эти
методы не могут, например, заменять творческую мысль человека (исследователя), его способность анализировать, делать выводы и допущения. Но использование правильных методов направляет движение мысли человека, открывает перед ними кратчайший путь для достижения цели и обеспечивает таким образом
возможность рационально расходовать энергию и время.

Теоретические исследования включают в себя:

анализ физической сущности процессов и явлений;
•

разработку физической модели;
•

проведение математического исследования;
•

анализ теоретических решений.
•
На их основе выводятся практические следствия и определяются способы их 

реализации, разрабатываются алгоритмы и программы, оценивается полезный
эффект.

В процессе теоретических исследований приходится непрерывно ставить и

решать разнообразные по типам и сложности формальные задачи. Логика не
приводит к открытиям. Но логика абсолютно необходима при проверке самых 
блестящих озарений и опровержении чужих мнений, формальной проработке и
описании результатов, а поэтому должна входить в арсенал каждого ученого,
каждого диагноста.

Учиться логическому мышлению можно по следующим рекомендациям [3, 4]:
1. После построения математической модели процесса (устройства) необхо
димо обязательно исследовать и оптимизировать ее формальными (синтаксическими) методами. Все такие методы работают со структурными свойствами
систем знаков, правилами их формирования и преобразования, отвлекаясь от
интерпретации (истолкования). Занимаясь лишь комбинацией знаков, слов или
математических выражений, нельзя достичь творческого результата. Ответ о значении в значительной степени дается подсознанием.

2. Необходимо преодолевать профессиональные стереотипы, мешающие

восприятию нового.

3. Закон или принцип, сформулированные изобретателем, фокусируя его

способности, в то же время ограничивают зону поиска. Предпринимайте попытки
выйти за рамки данной системы, законов, науки. Невозможно то, что исключено в
их рамках. А вне этих рамок? Получить действительно новое решение помогает не
наука, а творческий подход, позволяющий выйти за пределы стереотипов.

Необходимо расширять свой кругозор: идеи и сведения могут быть найдены

в сферах, весьма далеких от предметной и даже от традиционных научных подходов к явлениям мира. Исследователь должен сравнивать новые идеи не с опы

 
1.1. Методы исследований и диагностики машин ... 
13

том, а с другими идеями и пытаться улучшить потерпевшие поражение концепции, не отбрасывая их.

Необходимо ставить себе и другим неожиданные вопросы. Следует разнооб
разить постановку задачи. Каждая новая форма, новый ракурс ее рассмотрения
вовлекает в поиски решения свежую информацию.

Учитесь видеть диссонансы. Сопоставление разных словесных формулировок 

найденного диссонанса позволяет выделить ядро задачи в зоне их пересечения. На
начальных этапах целесообразна «нежесткая» постановка задачи: рано наложенные ограничения сужают спектр аналогий. Изменяйте ценностные критерии —
это трансформирует логический анализ и позволяет построить иную цепь рассуждений. Периодически отстраняйтесь от задачи в пространстве и времени.

4. Хаос в проблемной области надо воспринимать как прямой призыв к 

структуризации знаний, поиску объединяющих принципов и построению теории. Пытайтесь строить теорию по неполным данным, любое ценное умозаключение формулируется по неполной информации.

Упражняйтесь в рекомбинации имеющихся сведений. Не критикуйте свою

идею, когда она только что появилась; дайте возможность ей развиться.

5. Не переживайте, если не можете получить новые факты, для открытия

иногда достаточно новыми глазами посмотреть на старые. Не гонитесь за умножением подтверждающих фактов, они укрепляют уверенность, но не доказывают. Напротив, один опровергающий факт может похоронить концепцию или
теорию. Поэтому обнаруженный опровергающий факт надо тщательно и не один
раз проверить.

Необходимо свободно комбинировать и систематизировать известные фак
ты. Пробуйте разные принципы упорядочения, пытайтесь применить их к существенно неоднородным объектам.

6. Всегда исходите из того, что решение существует — надо только найти его

и сформулировать. Смотрите в задаче на неиспользованные пока данные — все
должно идти в дело. Не спешите воспользоваться знакомым алгоритмом — ищите решение простое и неожиданное. Прикиньте для себя обратную задачу, возможные обобщения и следствия.

Наберитесь терпения, если продвигаетесь слишком медленно. Отброшенные

варианты, новые постановки, уточнение условий, осознанные новые ограничения, частные методы — это тоже результаты, не забывайте их фиксировать. Не
смотрите на неудачу как на следствие дефицита таланта, докажите себе и другим,
что это временное явление.

7. Не смущайтесь отрицательным отношением окружающих к избранной за
даче: оно может явиться следствием опережения вами своего времени. Их сугубо
научные аргументы могут опираться на устаревшие знания. Однако в таком случае удвойте бдительность, приготовьтесь к трудной защите и запаситесь максимумом аргументов в поддержку своих результатов.

Все эвристические принципы исследования проявляются в трех формах

мышления человека: наглядно-действующем, понятийно-логическом и чувствительно-образном [1, 2]. В этом плане можно сформулировать основы, которые
отражают тот или иной преимущественно-ориентированный подход действующего человека до разрешения вопросов.