汽车故障诊断分析方法综合研究

汽车故障诊断分析方法研究汽车故障诊断分析方法研究汽车故障诊断分析方法研究汽车故障诊断分析方法研究1 汽车机械故障诊断汽车机械故障诊断2 汽车电器与电子控制系统故障诊断汽车电器与电子控制系统故障诊断3 汽车复杂故障诊断分析方法汽车复杂故障诊断分析方法汽车机械故障诊断汽车机械故障诊断11 汽车机械故障的特点汽车机械故障的特点12 汽车机械故障诊断参数汽车机械故障诊断参数13 汽车机械故障诊断信息获取汽车机械故障诊断信息获取1.4 汽车机械故障分析方法汽车机械故障分析方法11 汽车机械故障的特点汽车机械系统的故障具有如下特点：汽车机械系统的故障具有如下特点：n n机械运行过程是动态过程，就其本质而言是随机械运行过程是动态过程，就其本质而言是随机过程机过程。机械系统不同时刻观察的数据通常是不。机械系统不同时刻观察的数据通常是不重复的，不同时刻观察值不一致，只能从统计意重复的，不同时刻观察值不一致，只能从统计意义上比较它们的差异。义上比较它们的差异。n n从系统特性上看，汽车机械系统故障除了如从系统特性上看，汽车机械系统故障除了如连连续性、离散性、间歇性、缓变性、突发性、随机续性、离散性、间歇性、缓变性、突发性、随机性、趋势性和模糊性性、趋势性和模糊性等一般特性外，零部件间相等一般特性外，零部件间相互耦合，决定了汽车各总成故障的互耦合，决定了汽车各总成故障的多层次性多层次性，一，一种故障由多层次故障原因所构成。故障现象与故种故障由多层次故障原因所构成。故障现象与故障原因之间没有一一对应关系，很难从一个侧面障原因之间没有一一对应关系，很难从一个侧面或某个检测信息的分析结果作出正确的决策。或某个检测信息的分析结果作出正确的决策。12 汽车机械故障诊断参数汽车机械故障诊断参数（1）状态参数与结构参数的关系状态参数与结构参数的关系 渐增曲线。状态参数随结构参数增大而增渐增曲线。状态参数随结构参数增大而增大；大；非单值变化曲线。状态参数在结构参数变非单值变化曲线。状态参数在结构参数变化允许范围内出现极值；化允许范围内出现极值；渐减曲线。状态参数随结构参数增大而减渐减曲线。状态参数随结构参数增大而减小。小。图图1 1 状态参数状态参数Z Z随结构参数随结构参数Y Y的变化规律的变化规律Y1Y1、Y2Y2初始及极限结构参数初始及极限结构参数1 1、2 2、3.3.渐增曲线；渐增曲线；4.4.非单值变化曲线；非单值变化曲线；5 5、6.6.渐减曲线渐减曲线（2）汽车机械故障诊断参数的选择方法与原则汽车机械故障诊断参数的选择方法与原则w 诊断参数反映灵敏性。w 诊断参数的单值性。w 诊断参数稳定性。w 诊断参数的可达性和方便性。（3）汽车机械故障诊断参数第一类是伴随工作过程状态参数，如热、声、振动等。第二类是由前一类状态参数派生出来的诊断参数。取这些物理量对时间的一阶或二阶导数。第三类诊断参数是几何参数，如气门脚间隙、制动蹄与蹄片间隙等。（4）诊断标准）诊断标准l l绝对诊断标准。l l相对诊断标准。l l 类比标准。（4）诊断标准）诊断标准l l绝对诊断标准。l l相对诊断标准。l l 类比标准。它是评价结构参数变化的量化标准，现场测试时最好采用此标准 诊断参数概率密度函数分布 D1 D1正常状态下参数分布规律；正常状态下参数分布规律；D2D2故障状态下参数分布规律故障状态下参数分布规律 A-A-在一定误判率条件下的诊断标准值在一定误判率条件下的诊断标准值（4）诊断标准）诊断标准l l绝对诊断标准。l l相对诊断标准。l l 类比标准。对某正常部件进行测试后，确定一基准值，再用一个系数乘上基准值，即得到相对标准。（4）诊断标准）诊断标准l l绝对诊断标准。l l相对诊断标准。l l 类比标准。通常采用类比的方法来确定。对于类似结构、类似使用条件，借鉴以往的使用经验来确定一些不太重要零件的诊断标准。13 汽车机械故障诊断信息获取汽车机械故障诊断信息获取l l（1）直接观察）直接观察l l（2）磨损残余物测定法）磨损残余物测定法l l（3）温度测定法）温度测定法l l（4）压力测量法）压力测量法l l（5）振动测试法）振动测试法13 汽车机械故障诊断信息获取汽车机械故障诊断信息获取（1）直接观察）直接观察（2）磨损残余物测定法）磨损残余物测定法（3）温度测定法）温度测定法（4）压力测量法）压力测量法（5）振动测试法）振动测试法 通过人的感官观察和简单器具测量获取诊断对象的信息。将直接观察的情况进行记录并存档是十分有效的手段，特别是需要分析零部件在一段时间的变化趋势，历史的记录对于现场的判断是十分有帮助的 13 汽车机械故障诊断信息获取汽车机械故障诊断信息获取（1）直接观察）直接观察（2）磨损残余物测定法）磨损残余物测定法（3）温度测定法）温度测定法（4）压力测量法）压力测量法（5）振动测试法）振动测试法 第一种是直接检查残余物，测定油膜间隙内电容或电感的变化、润滑油混浊度的变化等方法迅速获得零部件失效的信息。第二种是收集残余物，判断其形态。第三种方法是油样分析，采用光谱、铁谱分析方法可以确定汽车运动机械配合副状况13 汽车机械故障诊断信息获取汽车机械故障诊断信息获取（1）直接观察）直接观察（2）磨损残余物测定法）磨损残余物测定法（3）温度测定法）温度测定法（4）压力测量法）压力测量法（5）振动测试法）振动测试法温度的升高或降低某些机件工作状态发生变化。发动机排气管温度高可能是点火晚或混合气过浓过稀。发动机温度过高过低是冷却系故障。电路板局部温度过高可能存在短路故障。测量温度有两种方法：接触法和非接触法。13 汽车机械故障诊断信息获取汽车机械故障诊断信息获取（1）直接观察）直接观察（2）磨损残余物测定法）磨损残余物测定法（3）温度测定法）温度测定法（4）压力测量法）压力测量法（5）振动测试法）振动测试法 汽车各总成中需要检测的压力参数有：机油压力、发动机气缸压力、进气管真空度、燃料系供油压力、各种助力装置产生的压力等。一般的方法是将压力信号转换成电信号后，输入控制器进行处理，13 汽车机械故障诊断信息获取汽车机械故障诊断信息获取（1）直接观察）直接观察（2）磨损残余物测定法）磨损残余物测定法（3）温度测定法）温度测定法（4）压力测量法）压力测量法（5）振动测试法）振动测试法 汽车振动信号信息量十分丰富，所有的运动部件技术状况信息都包含在振动信号之中。只需要一只传感器，就能将其拾取。表达振动信号特性的基本参数是位移、速度、加速度、频率和相位，它们都可以作为旋转件和往复运动件的特征信号。1.4 汽车机械故障分析方法汽车机械故障分析方法 第一种是理论分析方法，它主要用于分析发动机机械故障。如活塞敲缸响，活塞销子响，连杆轴承响，曲轴轴承响等。通过理论计算，可以确定某一配合副最响振动转速、最大振动部位、特征频带、最大振动相位等。第二种是振动分析方法，通过传感器测取信号进行分析。汽车发动机异响理论分析汽车发动机异响理论分析 研究发动机异响的理论方法是计算运行轨迹。所谓运行轨迹是指运动件在运转过程中，把每一瞬时的负荷当作大小、方向已知的稳定载荷，计算运动件的平衡位置。当运动件所受的负荷变化时，便会有新的平衡位置，这样由一系列平衡位置便得出了运行轨迹。由于运动件负荷的周期变化性，这一系列平衡位置将形成封闭曲线，称之为运行轨迹曲线。（1）汽车发动机异响理论分析汽车发动机异响理论分析 活塞销子响活塞销子响 活塞敲缸响活塞敲缸响 连杆轴承响连杆轴承响 曲轴轴承响曲轴轴承响活塞销子响活塞销子响正常间隙时，不论断火与否活塞销均不产生冲击，但在异常配合间隙下，活塞销运动轨迹明显变化。诊断故障时，传感器位置应设置在故障缸缸盖上，此处可感受最大冲击。诊断活塞销子异响的最佳转速应为怠速或高速。在怠速时，故障缸不工作能感受到第二次冲击，在高速时，随着间隙增大，不论故障缸工作与否，均能感受到明显二次冲击。活塞销子响最明显的二次冲击时刻为该缸作功行程上止点后120附近。当出现异响时，若利用示波器观察，能看到此时的二次明显冲击。经验诊断活塞销子响时，故障缸不工作后异响更明显，其原因是由于销子受力后产生的二次冲击引起的。（a a）配合间隙配合间隙0.01mm (b)0.01mm (b)配合间隙配合间隙0.15mm 0.15mm 500r/min 500r/min，发动机点火时活塞销运行轨迹，发动机点火时活塞销运行轨迹 （a a）间隙）间隙0.01mm 0.01mm （b b）间隙）间隙0.12mm 0.12mm （c c）间隙）间隙0.15mm0.15mm 500r/min 500r/min，发动机断火时活塞销运行轨迹发动机断火时活塞销运行轨迹 (a)(a)间隙间隙0.01mm 0.01mm （b b）间隙）间隙 0.12mm (c)0.12mm (c)间隙间隙 0.15mm 0.15mm 2400r/min 2400r/min，发动机点火时活塞销运行轨迹发动机点火时活塞销运行轨迹 (a)(a)间隙间隙0.01mm 0.01mm （b b）间隙）间隙 0.12mm (c)0.12mm (c)间隙间隙 0.15mm 0.15mm 2400r/min 2400r/min，发动机断火时活塞销运行轨迹发动机断火时活塞销运行轨迹 500r/min 500r/min时活塞销偏心率时活塞销偏心率曲轴转角曲线曲轴转角曲线虚线为该缸不时曲线；实线为该缸工作时曲线虚线为该缸不时曲线；实线为该缸工作时曲线 2400r/min 2400r/min时活塞偏心率时活塞偏心率曲轴转角曲线曲轴转角曲线 虚线为该缸不工作时曲线；实线为该缸工作时曲线虚线为该缸不工作时曲线；实线为该缸工作时曲线活塞敲缸响活塞敲缸响活塞与气缸壁的间隙大小是影响活塞敲缸响的一个最重活塞与气缸壁的间隙大小是影响活塞敲缸响的一个最重要的原因。间隙越大，活塞敲缸响越明显；要的原因。间隙越大，活塞敲缸响越明显；诊断活塞敲缸响的最佳转速应为诊断活塞敲缸响的最佳转速应为500-1200r/min500-1200r/min之间，在之间，在此转速范围内用传感器能够感受到最大的活塞侧向冲击力；此转速范围内用传感器能够感受到最大的活塞侧向冲击力；用仪器诊断活塞敲缸响时，传感器应安放在气缸上部即用仪器诊断活塞敲缸响时，传感器应安放在气缸上部即压缩行程上止点压缩行程上止点360360附近的位置，这个位置上可以认为是诊附近的位置，这个位置上可以认为是诊断活塞敲缸响的最佳部位；断活塞敲缸响的最佳部位；用经验法诊断活塞敲缸时，断火故障缸后异响消失或减用经验法诊断活塞敲缸时，断火故障缸后异响消失或减弱，其原因是因为气缸内燃气压力降低，活塞所受到的侧向弱，其原因是因为气缸内燃气压力降低，活塞所受到的侧向力减小；力减小；改善润滑条件，提高机油压力，相对提高润滑油的动力改善润滑条件，提高机油压力，相对提高润滑油的动力粘度，能够减轻活塞敲缸响。粘度，能够减轻活塞敲缸响。间隙间隙0.08mm0.08mm，转速，转速500r/min 500r/min 间隙间隙0.08mm0.08mm，转速，转速1200r/min1200r/min 间隙0.08mm，转速1600r/min 间隙0.08mm，转速2400r/min 实线和虚线分别表示活塞裙底部和顶部的偏心率 正常间隙时各转速下的活塞运行轨迹曲线 间隙间隙0.24mm0.24mm，转速，转速500r/min 500r/min 间隙间隙0.24mm0.24mm，转速，转速1200r/min1200r/min 间隙0.24mm，转速1600r/min 间隙0.24mm，转速2400r/min 实线和虚线分别表示活塞裙底部和顶部的偏心率 配合间隙为0.24mm时各转速下活塞运行轨迹的曲线连杆轴承响连杆轴承响连杆轴颈运行轨迹在连杆轴颈运行轨迹在500500、800800、20002000和和2400 r/min2400 r/min时，轴时，轴心轨迹无明显突变，即不产生明显敲击响。心轨迹无明显突变，即不产生明显敲击响。当转速为当转速为1200r/min1200r/min或者或者1600r/min1600r/min时，随着间隙增大，油膜时，随着间隙增大，油膜厚度变薄，冲击加大。厚度变薄，冲击加大。连杆轴承异响的相位起始于发动机压缩行程上止点附近，在连杆轴承异响的相位起始于发动机压缩行程上止点附近，在上止点后上止点后2525 3030 各种力作用达到平衡，随着转速提高，点火各种力作用达到平衡，随着转速提高，点火提前角变大，连杆轴承异响发生相位也提前。此时连杆处于作提前角变大，连杆轴承异响发生相位也提前。此时连杆处于作功行程，传感器位于发动机右下侧可测取连杆轴承最大振动信功行程，传感器位于发动机右下侧可测取连杆轴承最大振动信号。号。若故障缸不工作，连杆轴颈对轴承的冲击明显减弱，轨迹曲若故障缸不工作，连杆轴颈对轴承的冲击明显减弱，轨迹曲线比较平缓。说明发动机负荷对连杆轴承异响产生很大影响。线比较平缓。说明发动机负荷对连杆轴承异响产生很大影响。500r/min 500r/min时发动机连杆轴颈运行轨迹时发动机连杆轴颈运行轨迹 转速为转速为500r/min500r/min，连杆轴颈偏心率，连杆轴颈偏心率 （从下向上，配合间隙依次为（从下向上，配合间隙依次为0.08mm,0.16mm,0.32mm0.08mm,0.16mm,0.32mm）1200r/min1200r/min时连杆轴颈运行轨迹时连杆轴颈运行轨迹 （a a）0.08mm 0.08mm间隙间隙 （b b）0.16mm0.16mm间隙间隙 1200r/min发动机连杆轴颈轨迹展开图曲轴轴承响曲轴轴承响曲轴轴承异响最佳诊断转速为1600r/min以上。在该转速范围，相邻缸不工作时，冲击强度明显减弱，其他转速变化不明显。最佳诊断部位为缸体下部曲轴轴承处或油底处。（2）汽车发动机故障振动分析汽车发动机故障振动分析每一种敲击声都相应于一每一种敲击声都相应于一特定的频带特定的频带，其中总有一，其中总有一组区别于其他敲击声的信息频率称为特征频率。组区别于其他敲击声的信息频率称为特征频率。振动的振动的振幅随冲击强度增强而变大振幅随冲击强度增强而变大，而冲击强度与，而冲击强度与配合副的间隙成正比。配合副的间隙成正比。发动机结构常常决定了发动机发出声响的部位。响发动机结构常常决定了发动机发出声响的部位。响声的能量随着离开声的能量随着离开振动部位振动部位距离的增加而减弱。距离的增加而减弱。发动机不同机构的运动学不同，决定了出现机械敲发动机不同机构的运动学不同，决定了出现机械敲击响声的时刻不同，即击响声的时刻不同，即相位相位不同。不同。转速2300rpm、传感器位于发动机缸体右侧下振动信号小波包-AR谱(a)(a)曲轴轴承正常间隙；曲轴轴承正常间隙；(b)(b)曲轴轴承配合间隙曲轴轴承配合间隙0.20mm0.20mm；(c)(c)曲轴轴承配合间隙曲轴轴承配合间隙0.40mm 0.40mm l转速1300rpm、传感器位于发动机缸体右侧下振动信号小波包-AR谱（3）汽车传动系机械故障振动诊断汽车传动系机械故障振动诊断汽车传动系中变速器、传动轴、前后桥主要运动部汽车传动系中变速器、传动轴、前后桥主要运动部件由齿轮、轴和轴承组成。件由齿轮、轴和轴承组成。齿轮故障主要与齿轮故障主要与啮合频率啮合频率有关。当齿轮技术状况变有关。当齿轮技术状况变差时，齿轮啮合频率的幅值明显增大差时，齿轮啮合频率的幅值明显增大 。汽车传动轴不平衡、弯曲时，轴的汽车传动轴不平衡、弯曲时，轴的旋转频率旋转频率对应的对应的幅值对传动轴的不平衡度最为敏感，幅值对传动轴的不平衡度最为敏感，轴频的二次谐轴频的二次谐波波对传动轴松旷故障最敏感。对传动轴松旷故障最敏感。可用可用特征频率特征频率的幅值来评价汽车传动系轴承故障。的幅值来评价汽车传动系轴承故障。汽车传动轴后桥处测量轴频基波幅值图汽车传动轴后桥处测量轴频基波幅值图00方向上；方向上；90 90方向上；方向上；180180方向上；方向上；270 270方向上方向上后桥处测量，十字轴磨损松旷各间隙条件下谱阵图后桥处测量，十字轴磨损松旷各间隙条件下谱阵图 2 汽车电器与电子控制系统故障诊断汽车电器与电子控制系统故障诊断2.1 汽车电子控制系统故障诊断基础知识汽车电子控制系统故障诊断基础知识2.2 汽车电子控制系统故障检测诊断方法汽车电子控制系统故障检测诊断方法2.3 汽车电子控制系统故障诊断共同原理与应用汽车电子控制系统故障诊断共同原理与应用2.4 电子控制自诊断系统的诊断范围与发展电子控制自诊断系统的诊断范围与发展2.1 汽车电子控制系统故障诊断基础知识汽车电子控制系统故障诊断基础知识（1 1）诊断汽车电子控制系统必须具备的基本条件）诊断汽车电子控制系统必须具备的基本条件）诊断汽车电子控制系统必须具备的基本条件）诊断汽车电子控制系统必须具备的基本条件 （2）检测电子控制系统的注意事项）检测电子控制系统的注意事项（3）汽车电子控制系统检测程序汽车电子控制系统检测程序（4）间断性故障诊断时的模拟方法）间断性故障诊断时的模拟方法2.2 汽车电子控制系统故障检测诊断方法汽车电子控制系统故障检测诊断方法（1 1）汽车电子控制系统常用测试方法）汽车电子控制系统常用测试方法）汽车电子控制系统常用测试方法）汽车电子控制系统常用测试方法 （2 2）使用汽车仪表诊断电子控制系统故障）使用汽车仪表诊断电子控制系统故障）使用汽车仪表诊断电子控制系统故障）使用汽车仪表诊断电子控制系统故障（3 3）使用数字式万用表诊断电子控制系统故障）使用数字式万用表诊断电子控制系统故障）使用数字式万用表诊断电子控制系统故障）使用数字式万用表诊断电子控制系统故障（4 4）使用汽车示波器诊断电子控制系统故障）使用汽车示波器诊断电子控制系统故障）使用汽车示波器诊断电子控制系统故障）使用汽车示波器诊断电子控制系统故障（5 5）使用数据流分析技术诊断电子控制系统故障）使用数据流分析技术诊断电子控制系统故障）使用数据流分析技术诊断电子控制系统故障）使用数据流分析技术诊断电子控制系统故障（1）汽车电子控制系统常用测试方法）汽车电子控制系统常用测试方法直接检查法。拆线法。搭铁法。短接法（电源法）。置换法。条件改变法。跟踪法。分段查找法。（1）汽车电子控制系统常用测试方法）汽车电子控制系统常用测试方法 直接检查法。直接检查法。拆线法。拆线法。搭铁法。搭铁法。短接法（电源法）。短接法（电源法）。置换法。置换法。条件改变法。条件改变法。跟踪法。跟踪法。分段查找法。分段查找法。用万用表、示波器等仪器直接检查怀疑的故障部位（1）汽车电子控制系统常用测试方法）汽车电子控制系统常用测试方法 直接检查法。直接检查法。拆线法。拆线法。搭铁法。搭铁法。短接法（电源法）。短接法（电源法）。置换法。置换法。条件改变法。条件改变法。跟踪法。跟踪法。分段查找法。分段查找法。当故障码显示某一子系统有故障时，通过分析，推断可能是传感器、执行器或某一段线路有搭铁故障时，常采用拆线法进行检查。（1）汽车电子控制系统常用测试方法）汽车电子控制系统常用测试方法 直接检查法。直接检查法。拆线法。拆线法。搭铁法。搭铁法。短接法（电源法）。短接法（电源法）。置换法。置换法。条件改变法。条件改变法。跟踪法。跟踪法。分段查找法。分段查找法。当故障码显示某一子系统有故障时，通过分析，推断可能是传感器、执行器搭铁不良或某段线路存在断路故障时，常采用搭铁法进行检查。（1）汽车电子控制系统常用测试方法）汽车电子控制系统常用测试方法 直接检查法。直接检查法。拆线法。拆线法。搭铁法。搭铁法。短接法（电源法）。短接法（电源法）。置换法。置换法。条件改变法。条件改变法。跟踪法。跟踪法。分段查找法。分段查找法。在一些串联电路中，有于某一器件存在故障而使其后续器件不能正常工作，可分析其原理，采用短接方法进行检查。即用导线直接向某些部件提供电源，查看其是否正常工作。（1）汽车电子控制系统常用测试方法）汽车电子控制系统常用测试方法 直接检查法。直接检查法。拆线法。拆线法。搭铁法。搭铁法。短接法（电源法）。短接法（电源法）。置换法。置换法。条件改变法。条件改变法。跟踪法。跟踪法。分段查找法。分段查找法。置换法就是将认为损坏的部件从系统中拆下，换上一个质量合格件代替怀疑部件进行工作，来判断机件是否有故障（1）汽车电子控制系统常用测试方法）汽车电子控制系统常用测试方法 直接检查法。直接检查法。拆线法。拆线法。搭铁法。搭铁法。短接法（电源法）。短接法（电源法）。置换法。置换法。条件改变法。条件改变法。跟踪法。跟踪法。分段查找法。分段查找法。条件改变法包括条件附加法和条件去除法。条件附加法是指在一些条件下，故障不明显，而此时，诊断该机件是否有故障必须加上一些条件。条件除去法则正相反，正因为有这些条件，故障现象不明显，必须设法将该条件除去。（1）汽车电子控制系统常用测试方法）汽车电子控制系统常用测试方法 直接检查法。直接检查法。拆线法。拆线法。搭铁法。搭铁法。短接法（电源法）。短接法（电源法）。置换法。置换法。条件改变法。条件改变法。跟踪法。跟踪法。分段查找法。分段查找法。在电器系统故障诊断中，通过仔细观察和综合分析，往往能跟踪故障，一步一步地逼近故障的真实部位。（1）汽车电子控制系统常用测试方法）汽车电子控制系统常用测试方法直接检查法。拆线法。搭铁法。短接法（电源法）。置换法。条件改变法。跟踪法。分段查找法。分段查找法是把一个系统根据结构关系分成几段。然后，在各段的输出点进行测量，可以迅速确定某一段是否存在故障。（2）使用汽车仪表诊断电子控制系统故障）使用汽车仪表诊断电子控制系统故障 传感器检测。连接器的检查。个别仪表故障诊断。显示器故障诊断。使用电子仪表判断仪表线路中的搭铁或短路故障。电器仪表显示不正确时，可采用置换法（对比法）进行判断。（2）使用汽车仪表诊断电子控制系统故障）使用汽车仪表诊断电子控制系统故障 传感器检测。连接器的检查。个别仪表故障诊断。显示器故障诊断。使用电子仪表判断仪表线路中的搭铁或短路故障。电器仪表显示不正确时，可采用置换法（对比法）进行判断。将传感器的电路断开或拆下，可用置换法或用万用表检查传感器技术状况。（2）使用汽车仪表诊断电子控制系统故障）使用汽车仪表诊断电子控制系统故障 传感器检测。连接器的检查。个别仪表故障诊断。显示器故障诊断。使用电子仪表判断仪表线路中的搭铁或短路故障。电器仪表显示不正确时，可采用置换法（对比法）进行判断。检查连接器可用眼看、手摸的方法，连接器装置要齐全、完好，插头、插座应可靠、无锈蚀。仪表电路工作时，用手摸连接器，应没有明显的温度变化感觉。若温度过高，说明连接器工作不良。（2）使用汽车仪表诊断电子控制系统故障）使用汽车仪表诊断电子控制系统故障 传感器检测。连接器的检查。个别仪表故障诊断。显示器故障诊断。使用电子仪表判断仪表线路中的搭铁或短路故障。电器仪表显示不正确时，可采用置换法（对比法）进行判断。首先检查各导线的连接情况，包括各连接器的接触状况，线路是否破损、搭铁、短路或断路等。必要时，可采用检测仪器进行检查。（2）使用汽车仪表诊断电子控制系统故障）使用汽车仪表诊断电子控制系统故障 传感器检测。连接器的检查。个别仪表故障诊断。显示器故障诊断。使用电子仪表判断仪表线路中的搭铁或短路故障。电器仪表显示不正确时，可采用置换法（对比法）进行判断。若电子仪表板上的显示器部分笔划、线路出现故障，应将仪表板上的显示器件调整到静态显示状态，仔细观察是否还有别的故障。（2）使用汽车仪表诊断电子控制系统故障）使用汽车仪表诊断电子控制系统故障 传感器检测。连接器的检查。个别仪表故障诊断。显示器故障诊断。使用电子仪表判断仪表线路中的搭铁或短路故障。电器仪表显示不正确时，可采用置换法（对比法）进行判断。使用电子仪表判断仪表线路中的搭铁或短路故障。使用电子仪表判断仪表线路中的搭铁或短路故障。例如，例如，在电磁式燃油表电路中，当传感器内部搭铁或浮子损在电磁式燃油表电路中，当传感器内部搭铁或浮子损坏，以及传感器与燃油表间导线搭铁时，无论油箱内油量有坏，以及传感器与燃油表间导线搭铁时，无论油箱内油量有多少，接通点火开关后，燃油表指示总是为多少，接通点火开关后，燃油表指示总是为“0”“0”，此时可采，此时可采用拆线法进行检查。用拆线法进行检查。首先，拆下传感器上的导线，若此时燃油表指针向首先，拆下传感器上的导线，若此时燃油表指针向“I”“I”处移动，处移动，则为传感器内部搭铁或浮子损坏；则为传感器内部搭铁或浮子损坏；若指针仍指为若指针仍指为“0”“0”，则拆下燃油表上的传感器接线柱导线，则拆下燃油表上的传感器接线柱导线，若仪表指针向若仪表指针向“I”“I”处移动，为燃油表至传感器导线搭铁；处移动，为燃油表至传感器导线搭铁；若指针仍不动，则可能是燃油表内部损坏或电源线断路。若指针仍不动，则可能是燃油表内部损坏或电源线断路。返 回（2）使用汽车仪表诊断电子控制系统故障）使用汽车仪表诊断电子控制系统故障 传感器检测。连接器的检查。个别仪表故障诊断。显示器故障诊断。使用电子仪表判断仪表线路中的搭铁或短路故障。电器仪表显示不正确时，可采用置换法（对比法）进行判断。检验汽车电流表时，可将被试电流表与标准电流表及可变电阻串联在一起，接通蓄电池，逐渐调小可变电阻，比较两个电流表的读数，若相差超过20%，则为电流表存在故障。（3）使用数字式万用表诊断电子控制系统故障）使用数字式万用表诊断电子控制系统故障用万用表测试时的注意事项用万用表测试用万用表测试ECUECU各端子电压之前，最好先检查一下熔断各端子电压之前，最好先检查一下熔断器、易熔器和各接地端子的连接状态，如发现故障应及时器、易熔器和各接地端子的连接状态，如发现故障应及时排除。排除。检查时，可拔下检查时，可拔下ECUECU的接头，松开卡夹，以便测针插入。的接头，松开卡夹，以便测针插入。在测量电压时，必须装好上述插头，接通点火开关，且蓄在测量电压时，必须装好上述插头，接通点火开关，且蓄电池的电压不应小于电池的电压不应小于11V11V。测试用的万用表内阻不得小于。测试用的万用表内阻不得小于10M10M。电控单元电压的检查（3）使用数字式万用表诊断电子控制系统故障）使用数字式万用表诊断电子控制系统故障用万用表测试时的注意事项用万用表测试用万用表测试ECUECU各端子电压之前，最好先检查一下熔断各端子电压之前，最好先检查一下熔断器、易熔器和各接地端子的连接状态，如发现故障应及时器、易熔器和各接地端子的连接状态，如发现故障应及时排除。排除。检查时，可拔下检查时，可拔下ECUECU的接头，松开卡夹，以便测针插入。的接头，松开卡夹，以便测针插入。在测量电压时，必须装好上述插头，接通点火开关，且蓄在测量电压时，必须装好上述插头，接通点火开关，且蓄电池的电压不应小于电池的电压不应小于11V11V。测试用的万用表内阻不得小于。测试用的万用表内阻不得小于10M10M。电控单元电压的检查 例子：爆震传感器的检查发动机动转时，连接好传感器导线，缓慢提高转速，同时用万用表电压档测量，如果电压值随之升高，则表明传感器可能有故障（4）使用汽车示波器诊断电子控制）使用汽车示波器诊断电子控制系统故障系统故障整个系统运行状态分析，用于确定整个系统工作状况；某个电器或电路故障分析，确定在整个系统运行正常情况下某个电器和某段电路情况。（4）使用汽车示波器诊断电子控制）使用汽车示波器诊断电子控制系统故障系统故障整个系统运行状态分析，用于确定整个系统工作状况；某个电器或电路故障分析，确定在整个系统运行正常情况下某个电器和某段电路情况。用汽车示波器，可有效地监视氧传感器工作情况，若氧传感器输出正常的波形，就能反映整个系统，包括发动机和电子控制系统工作正常。（4）使用汽车示波器诊断电子控制）使用汽车示波器诊断电子控制系统故障系统故障整个系统运行状态分析，用于确定整个系统工作状况；某个电器或电路故障分析，确定在整个系统运行正常情况下某个电器和某段电路情况。汽车电子控制系统所有可能的测试点，都可用示波器观察其输入输出波形。幅值；频率；形状；脉宽；阵列。通过波形分析，可以分析某一电子器件出现了故障。（5）使用数据流分析技术诊断电子）使用数据流分析技术诊断电子控制系统故障控制系统故障所谓电控系统数据流，就是电控发动机在运行过程中，反映传感器、执行器工况的一系列数据所组成的数据块或数据系列。所谓数据流分析技术，就是将发动机故障诊断仪接入车上的OBD-II的16端子诊断接口上，使用其“读取数据流”功能读取数据，然后进行分析比较、判断。使用数据流分析技术使用数据流分析技术汽车电控系统在运行中共产生汽车电控系统在运行中共产生5 5种信号：直流信号、种信号：直流信号、交流信号、频率调制信号、脉冲宽度信号和多路交流信号、频率调制信号、脉冲宽度信号和多路串行数据信号。串行数据信号。这这5 5种类型的电信号是各器件间的一个互相通讯的种类型的电信号是各器件间的一个互相通讯的语言。任何一点障碍或缺损都可能导致其语言。任何一点障碍或缺损都可能导致其“信号变信号变异异”，甚至通讯中断，反映在汽车运行过程中就是，甚至通讯中断，反映在汽车运行过程中就是故障。故障。对于这些因电信号轻微变化所引起的电控系统故对于这些因电信号轻微变化所引起的电控系统故障，对其进行数据流分析、或采用汽车示波器进障，对其进行数据流分析、或采用汽车示波器进行波形分析，就能准确诊断出故障。行波形分析，就能准确诊断出故障。一个例子l l如一辆如一辆19981998年款的尼桑风度汽车，当车速行驶到年款的尼桑风度汽车，当车速行驶到4545 60 60 km/hkm/h，有时会发生座车现象。这时踩加速踏板，感觉加不，有时会发生座车现象。这时踩加速踏板，感觉加不上油。反复踏踩几次加速踏板，故障现象消失，没有故障上油。反复踏踩几次加速踏板，故障现象消失，没有故障代码。代码。l l这一故障先后在几家汽车修理厂反复检修，故障依旧。于这一故障先后在几家汽车修理厂反复检修，故障依旧。于是借助于数据流分析，发现故障发生时，燃油脉冲宽度过是借助于数据流分析，发现故障发生时，燃油脉冲宽度过窄，混合比低。再往下读取数据，发现这时怠速开关处于窄，混合比低。再往下读取数据，发现这时怠速开关处于“ON”“ON”状态，反复踏踩几次加速踏板，诊断仪显示怠速开关状态，反复踏踩几次加速踏板，诊断仪显示怠速开关断开。这时其它各项数据全部恢复正常值，车辆故障现象断开。这时其它各项数据全部恢复正常值，车辆故障现象消失。因此，判明节气门位置传感器中的怠速开关机械故消失。因此，判明节气门位置传感器中的怠速开关机械故障。更换新节气门位置传感器后，故障排除。障。更换新节气门位置传感器后，故障排除。23 汽车电子控制系统故障诊断共汽车电子控制系统故障诊断共同原理与应用同原理与应用l l（1）汽车电子控制系统基本组成与作用）汽车电子控制系统基本组成与作用l l（2）传感器子系统故障共同诊断原理）传感器子系统故障共同诊断原理l l（3）执行器子系统故障共同诊断原理）执行器子系统故障共同诊断原理l l（4）ECU工作电源和搭铁检查工作电源和搭铁检查（1）汽车电子控制系统基本组成与作用）汽车电子控制系统基本组成与作用系统组成系统组成汽车电子控制系统的组成基本上是相同的，即传感器、电子控制器（ECU）、执行器3部分组成。为了便于分析，按其功能可以进一步细分为传感器、电子控制器、执行器、线路、电源和搭铁6个部分。（1）汽车电子控制系统基本组成与作用）汽车电子控制系统基本组成与作用 各部分的作用各部分的作用各部分的作用各部分的作用传感器是测量元件，其作用都是直接或间接地提传感器是测量元件，其作用都是直接或间接地提取被测对象的有关信息，然后向电子控制系统传取被测对象的有关信息，然后向电子控制系统传递。递。ECUECU是汽车电子控制系统的核心，其作用是接受是汽车电子控制系统的核心，其作用是接受传感器送来的信息，经处理后向执行器发出控制传感器送来的信息，经处理后向执行器发出控制指令。指令。执行器的种类比较多，但它们都是使被控制对象，执行器的种类比较多，但它们都是使被控制对象，按按ECUECU的指令要求进行动作的器件，其作用是将的指令要求进行动作的器件，其作用是将电能转化成其它的能量形式。电能转化成其它的能量形式。（2）传感器子系统故障共同诊断原理）传感器子系统故障共同诊断原理传感器子系统的故障通常发生在传感器、传感器与传感器子系统的故障通常发生在传感器、传感器与ECUECU之之间的各种连线、间的各种连线、ECUECU、传感器检测对象和传感器搭铁线、传感器检测对象和传感器搭铁线5 5个部分。个部分。确认传感器子系统存在故障。检测传感器检测连接线路判断ECU故障检测对象的影响（2）传感器子系统故障共同诊断原理）传感器子系统故障共同诊断原理传感器子系统的故障通常发生在传感器、传感器与传感器子系统的故障通常发生在传感器、传感器与ECUECU之之间的各种连线、间的各种连线、ECUECU、传感器检测对象和传感器搭铁线、传感器检测对象和传感器搭铁线5 5个部分。个部分。确认传感器子系统存在故障。检测传感器检测连接线路判断ECU故障检测对象的影响 检测传感器的输出信号，就可以快速确定传感器子系统是否正常。在ECU插口处，将汽车示波器与传感器信号线并联。起动发动机，调整传感器检测对象（如改变节气门大小），观察其信号值是否正常。（2）传感器子系统故障共同诊断原理）传感器子系统故障共同诊断原理传感器子系统的故障通常发生在传感器、传感器与传感器子系统的故障通常发生在传感器、传感器与ECUECU之之间的各种连线、间的各种连线、ECUECU、传感器检测对象和传感器搭铁线、传感器检测对象和传感器搭铁线5 5个部分。个部分。确认传感器子系统存在故障。检测传感器检测连接线路判断ECU故障检测对象的影响 可以使用数字式万用表（或换件法）进行精确测量。（2）传感器子系统故障共同诊断原理）传感器子系统故障共同诊断原理传感器子系统的故障通常发生在传感器、传感器与传感器子系统的故障通常发生在传感器、传感器与ECUECU之之间的各种连线、间的各种连线、ECUECU、传感器检测对象和传感器搭铁线、传感器检测对象和传感器搭铁线5 5个部分。个部分。确认传感器子系统存在故障。检测传感器检测连接线路判断ECU故障检测对象的影响检测传感器电源线电压值是检测传感器电源线电压值是否符合要求否符合要求 检测传感器负极线负极线电检测传感器负极线负极线电阻一般不大于阻一般不大于0.5 用万用表、示波器检测传感用万用表、示波器检测传感器信号线是否正常器信号线是否正常（2）传感器子系统故障共同诊断原理）传感器子系统故障共同诊断原理传感器子系统的故障通常发生在传感器、传感器与传感器子系统的故障通常发生在传感器、传感器与ECUECU之之间的各种连线、间的各种连线、ECUECU、传感器检测对象和传感器搭铁线、传感器检测对象和传感器搭铁线5 5个部分。个部分。确认传感器子系统存在故障。检测传感器检测连接线路判断ECU故障检测对象的影响 采用逻辑推理方法，当确认传感器、各连接线路、传感器搭铁线和传感器检测对象均为正常时，可十分准确地得出ECU有故障的结论（2）传感器子系统故障共同诊断原理）传感器子系统故障共同诊断原理传感器子系统的故障通常发生在传感器、传感器与传感器子系统的故障通常发生在传感器、传感器与ECUECU之之间的各种连线、间的各种连线、ECUECU、传感器检测对象和传感器搭铁线、传感器检测对象和传感器搭铁线5 5个部分。个部分。确认传感器子系统存在故障。检测传感器检测连接线路判断ECU故障检测对象的影响 当传感器和检测对象之间失去原来的正常关系时，会导致传感器信号失真。例如，当曲轴转角传感器与信号转子之间的间隙超标时，将会导致信号发生误差（3）执行器子系统故障共同诊断原理）执行器子系统故障共同诊断原理n n执行器不仅与执行器、执行器不仅与执行器、ECUECU、连接线路有关，同时，还与、连接线路有关，同时，还与传感器子系统有密切关系。传感器子系统有密切关系。n n执行器的两种控制方式n n确认执行器子系统存在故障 n n检测执行器n n检测ECU（3）执行器子系统故障共同诊断原理）执行器子系统故障共同诊断原理n n执行器不仅与执行器、执行器不仅与执行器、ECUECU、连接线路有关，同时，还与、连接线路有关，同时，还与传感器子系统有密切关系。传感器子系统有密切关系。n n执行器的两种控制方式n n确认执行器子系统存在故障 n n检测执行器n n检测ECU ECU间接控制执行器间接控制执行器。工作频率较低的执行器，ECU般用低电压直接控制继电器，这类执行器有电动油泵、电控冷却风扇电动机、电控空调系统等。（3）执行器子系统故障共同诊断原理）执行器子系统故障共同诊断原理n n执行器不仅与执行器、执行器不仅与执行器、ECUECU、连接线路有关，同时，还与、连接线路有关，同时，还与传感器子系统有密切关系。传感器子系统有密切关系。n n执行器的两种控制方式n n确认执行器子系统存在故障 n n检测执行器n n检测ECU ECU直接控制执行器。直接控制执行器。工作频率较高的执行机构，ECU通过内部的大功率三极管的通断，控制负极线路，提高电路的通断频率。这类执行器有发动机喷油器、点火电子组件、故障灯等。（3）执行器子系统故障共同诊断原理）执行器子系统故障共同诊断原理n n执行器不仅与执行器、执行器不仅与执行器、ECUECU、连接线路有关，同时，还与、连接线路有关，同时，还与传感器子系统有密切关系。传感器子系统有密切关系。n n执行器的两种控制方式n n确认执行器子系统存在故障 n n检测执行器n n检测ECU 由于没有工作状态反馈信号，执行器子系统出现故障时，电子控制系统不能以故障灯进行示警。当怀疑某执行器存在故障时，首先要确认该子系统是否存在故障。不同的子系统有不同的方法。（3）执行器子系统故障共同诊断原理）执行器子系统故障共同诊断原理n n执行器不仅与执行器、执行器不仅与执行器、ECUECU、连接线路有关，同时，还与、连接线路有关，同时，还与传感器子系统有密切关系。传感器子系统有密切关系。n n执行器的两种控制方式n n确认执行器子系统存在故障 n n检测执行器n n检测ECU用万用表直接测量。置换法。搭铁法。短接法（电源法）。（3）执行器子系统故障共同诊断原理）执行器子系统故障共同诊断原理n n执行器不仅与执行器、执行器不仅与执行器、ECUECU、连接线路有关，同时，还与、连接线路有关，同时，还与传感器子系统有密切关系。传感器子系统有密切关系。n n执行器的两种控制方式n n确认执行器子系统存在故障 n n检测执行器n n检测ECU 在搭铁法和短接法中，若确认执行器负极线、执行器搭铁线、ECU的指令线路、继电器和继电器的直接负极线均正常，那么很可能是ECU和传感器子系统出现了故障。显然，只有明确确定传感器子系统正常，才能推知ECU损坏一个例子冷却水温变化直接影响怠速阀对发动机怠速的控冷却水温变化直接影响怠速阀对发动机怠速的控制。可以使用信号发生器代替产生一个水温传感制。可以使用信号发生器代替产生一个水温传感器信号送给器信号送给ECUECU。脱开水温传感器插接口，将发。脱开水温传感器插接口，将发生器信号端与传感器信号端相连，调整替代信号生器信号端与传感器信号端相连，调整替代信号值的大小，观察发动机怠速成是否有变化。值的大小，观察发动机怠速成是否有变化。若发动机怠速有相应的变化，说明若发动机怠速有相应的变化，说明ECUECU能根据传能根据传感器子系统提供的参数变化来控制怠速阀，感器子系统提供的参数变化来控制怠速阀，ECUECU内部工作正常，故障存在于传感器子系统。否则内部工作正常，故障存在于传感器子系统。否则需要进一步检查需要进一步检查ECUECU是否存在故障。是否存在故障。（4）ECU工作电源和搭铁检查工作电源和搭铁检查确定ECU工作电源和搭铁是否正常的方法：当接通点火开关未起动发动机时，电子控制系统通常要进行一次自检，并通过故障灯表达自检结果。故障灯是系统的执行器之一，系统从自检到故障灯显示，已经说明了控制系统按照ECU预定的程序正常地工作，这个过程能诊断出ECU工作电源和搭铁正常（不包括线路接触不良故障）。24 电子控制自诊断系统的诊断范围与发展电子控制自诊断系统的诊断范围与发展（1）电子控制系统故障码的记录过程电子控制系统故障码的记录过程（2）电子控制系统诊断故障的局限性）电子控制系统诊断故障的局限性（3）电子控制自诊断系统的发展）电子控制自诊断系统的发展24 电子控制自诊断系统的诊断范围与发展电子控制自诊断系统的诊断范围与发展（1）电子控制系统故障码的记录过程电子控制系统故障码的记录过程（2）电子控制系统诊断故障的局限性）电子控制系统诊断故障的局限性（3）电子控制自诊断系统的发展）电子控制自诊断系统的发展 系统内部的信息传递是靠电压的高系统内部的信息传递是靠电压的高低和变化来完成的。若某传感器传递给低和变化来完成的。若某传感器传递给ECUECU的电压值超过了预先设定的范围，的电压值超过了预先设定的范围，ECUECU便记录一个故障码便记录一个故障码（2）电子控制系统诊断故障的局限性）电子控制系统诊断故障的局限性ECU判定不出设定范围内电信号是否正确有此开关信号和没有安装传感器的电器部件均不能检查 ECU对下列情况不能进行正确的监测与诊断：燃油压力燃油压力 ；喷油器滴漏或积碳喷油器滴漏或积碳 ；火花塞点火能火花塞点火能量不足量不足 ；空气滤清器脏污堵塞空气滤清器脏污堵塞 ；节流阀体脏污；节流阀体脏污；三元催化器脏堵三元催化器脏堵 。（3）电子控制自诊断系统的发展）电子控制自诊断系统的发展目前的电子控制自诊断系统的功能是有限的，但目前的电子控制自诊断系统的功能是有限的，但下一步电子控制系统自诊断向如下两方面发展：下一步电子控制系统自诊断向如下两方面发展：远程通讯功能。当本机自诊断系统诊断出故障后，远程通讯功能。当本机自诊断系统诊断出故障后，立即将有关信息传送给维修车间的更大计算机，立即将有关信息传送给维修车间的更大计算机，以便对在用车辆进行及时修复和管理。以便对在用车辆进行及时修复和管理。自我修复功能。对于有些故障，只要不是器件损自我修复功能。对于有些故障，只要不是器件损坏故障，自诊断系统能进行自我调整和修复。坏故障，自诊断系统能进行自我调整和修复。3 汽车复杂故障诊断分析方法汽车复杂故障诊断分析方法功能分析法；因果图法；故障树分析法；表格近似分类法。汽车故障诊断分析方法研究汽车故障诊断分析方法研究（总结）（总结）1 汽车机械故障诊断汽车机械故障诊断2 汽车电器与电子控制系统故障诊断汽车电器与电子控制系统故障诊断3 汽车复杂故障诊断分析方法汽车复杂故障诊断分析方法