第九章 汽车诊断1

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,第九章 汽车诊断,一、汽车诊断概述,汽车诊断的目的，是为了确定在用车辆的技术状况是否正常、有无异常或故障。只有技术状况正常，汽车才能安全地行驶和经济可靠地工作，汽车技术状况异常或有故障，必须及时地进行保养或修理。,为使汽车的保修作业能够迅速、有效地实施和提高保修作业的竣工质量，在汽车保修作业之前，应该了解汽车外部和内部的技术状况和故障情况，并在汽车保修作业之后进行汽车性能检验。汽车的外部情况通过检视便可了解，而对汽车内部情况的判断则是一件复杂的工作，若将汽车、总成或机构拆散进行检查，工序复杂且费工费时，因此采用汽车诊断技术来确定汽车的技术状况（或故障情况）和鉴定汽车保修竣工后质量的方法，得到了迅速发展。,所谓汽车诊断，是指在不解体汽车或总成的条件下，运用科学的方法与手段，根据汽车工作的症状来判断汽车的技术状况，查明故障部位及原因的技术。在实践中，汽车诊断有两种不同的目的：一种是对故障已暴露的汽车，通过诊断来寻找故障的确切部位和发生的原因，从而确定排除故障的方法；另一种是对汽车技术状况进行全面检查，检查的目的并非是寻找某种具体故障，而是要确定汽车技术状况与标准相差的程度，从而确定汽车能否继续行驶或应采取何种措施。对汽车运行中故障的诊断和汽车保修作业前的诊断，属于前一种诊断；汽车保修作业后的竣工检验和为了保证汽车行驶安全及防止公害的检验，则属于后一种诊断。汽车诊断，是汽车运用全部过程中的一个组成环节。,9-1,汽车诊断的目的与方法,在汽车运用过程中，汽车连续诊断的各次诊断时机，可以参照汽车原来的保养或修理周期进行，如安排在汽车保养之前进行诊断。,图,9-1,在实际的汽车运用过程中，通过对在用车辆的诊断，不但可以了解在用车当时的技术状况，而且还可以得到汽车技术状况参数按使用情况（如时间或行驶里程）变化的规律，运用统计学中的内插法和外推法，还可以回归出汽车前一段时期的技术状况，和预测出汽车以后的技术状况。如图,9-1,所示，通过诊断，可以得出目前行驶里程为,L,2,时汽车的当前故障状况,Y,2,，根据汽车技术状况变化的规律，用内插法可以求出汽车当初行驶里程为,L,1,时的故障状况,Y,1,；也可以用外推法预测出以后汽车行驶里程为,L,3,时的故障状况,Y,3,。,二、汽车诊断方法（,FTA,法）,汽车在工作过程中，各种零件和总成都处于装配状态，无法对其零件进行直接测试，例如气缸的磨损量、曲轴轴承的间隙等，在发动机不解体的情况下是无法测量的。因此，对汽车进行诊断时都是采用间接测量，如通过振动、噪声、温度等物理量的测量，来间接诊断汽车的技术状况。由于采用间接测量方法进行判断，必然会带来一些,“,不准确性,”,，例如：发动机工作时，曲轴主轴承的工作状态可分为正常状态和不正常状态两种情况，如果采用机油温度作为判断轴承工作状态的特征，并将油温分为,“,正常,”,、,“,过高,”,两种情况则可能会产生误判。因为机油温度过高，固然可能是由于轴承运运失常所致，但也可能是其它原因（如机油粘度不合适、机油量不足、机油散热器不良等）造成机油温度上升。如果在判断中，同时使用几个特征参数（如机油温度、机油压力、振动、噪声等）来判断发动机曲轴的运动情况，虽然可提高判断准确性，但会使诊断设备更为复杂。由此可见，在汽车技术状况的诊断中，诊断方法是非常重要的。,“,树枝图,”,诊断分析方法是汽车诊断中常用的方法之一。,“,树树图,”,分析法亦称,“,故障树,”,（即,Fault Tree Analysis,，缩写为,FTA,）分析法，它是根据汽车的工作特征和技术状况之间的逻辑关系构成的树枝状图形，来对故障的发生原因进行定性分析，并能用逻辑代数运算对故障出现的条件和概率进行定量估计。这是一种可靠性分析技术，它普遍应用于汽车等复杂动态系统的分析。,树枝图分析法用于汽车诊断，不仅可以分析由单一缺欠所导致的系统故障，而且还可以分析两个以上零件同时发生故障时才发生的系统故障，并且还能分析系统组成中除硬件以外的其它成份，例如可以考虑汽车保修质量或人员因素的影响。,下面通过发动机冷却系水温过高故障，来说明,“,树枝图,”,分析法。,绘制故障分析树枝图时，首先把分析目标即故障事件扼要地写在矩形框内，置于树枝图的最上端，称为顶事件或最终事件，并用,“,T,”,字表示（如图,9-2,中的,“,发动机冷却系水温过高,”,T,”,）作为树枝图的第一级；在顶事件下，通过分析写出引起顶事件直接原因的中间事件，用,“,A,”,表示（如图,9-2,中的,A,1,、,A,2,）作为树枝图的第二级；以下继续分析还可列出第三级、第四级,，直到列出最基本原因的初始条件为止，并用,“,X,”,表示，于是形成了故障分析的树枝图。树枝图中每下一级故障都是上一级故障的直接原因；而上一级故障是下一级故障引起的事件。上、下级故障之间有着,“,或,”,、,“,与,”,关系，用逻辑门符号联接。,图,9-2,树枝图中常用的符合分为两大类，即：代表故障事件（初始事件、中间事件、顶端事件等）的符合；联系事件之间关系的逻辑门符合（见表,9-1,）。汽车故障的发生带有随机性，属于偶然事件，如若建立树枝图，并用它来分析故障，则有助于弄清楚故障发生的机理，除可进行定性分析外，还可以根据树枝图中影响故障发生因素的出现概率，定量的预测出故障发生的可能性（即故障发生的概率）。,为计算故障发生的概率，需用逻辑代数（即布尔代数）把故障中的逻辑关系列成算式。逻辑代数是研究集合的一种逻辑运算方法，所谓“集合”就是指具有某种属性的事件的全体，在树枝图分析中，每一个基本事件的发生都构成一个集合。树枝图分析法的实质，就是在研究这些集合如何组成新的集合，并分析它们之间的逻辑关系，进行运算并建立数学模型，这就是树枝图分析法的实质。,下面用表,9-1,、表,9-2,将树枝图定量分析中最常用的逻辑代数知识简要列出。,树枝图中常用的逻辑运算和逻辑关系 表,9-1,A,B,集合包括,A,集合与,B,集合共有的成员,A,B,（或,AB,）,阴影部分,A+B,集合既包括,A,集合的成员，又包含,B,集合成员,A+B,（或,AB,）,阴影部分,说 明,逻辑运算,树枝图中常用逻辑运算的基本性质 表,9-2,因为,A,B,集合包含在,A,集合之内，所以,A,集合与,A,B,集合的逻辑是仍为,A,集合，这是简化逻辑运算的重要公式,A+A,B=A,A,（,A+B,）,=A,吸收律,所有,A,集合的成员都具有公共的属性，所以仍是,A,集合,A,A,=A,乘法重叠律,（逻辑积）,所有,A,集合的成员都具有,A,集合的属性，所以得到的仍是,A,成员的集合,A+A+,=A,加法重叠律,（逻辑和）,说 明,公 式,名 称,在用树枝图进行定量分析时，如果发现同一树枝图中有两处（或两处以上）的同一基本事件，则须化简后再计算，下面以图,9-3,进行说明。,图,9-3,根据图,9-3,的逻辑关系，可以列出事件,“,T,”,的关系式：,A,A=A,（参看表,9-2,）,令,则,又 （参看表,9-2,）,原令 故,由上述逻辑关系可以看出，图,9-3,中,T,事故发生的必要条件是 同时发生。从图中还可以看出，如果 发生，不论 是否发生，都必须发生。以上是应用逻辑代数的基本运算法则，将树枝图中含有两个以上同一事件的情况加以化简的过程。各种树枝图化简形式如图,9-4,所示，其中,a,图就是图,9-3,的化简形式。,在用树枝图分析故障的过程中，故障最基本原因的初始条件，大多是独立事件（即一个基本事件的发生与否，和其它基本事件无关）。假如初始事件,所发生的概率分别为,，则顶事件（分析目标）发生的概率可按下法计算。,当逻辑关系为,“,与,”,联接时，用,n,个独立事件逻辑积的概率公式计算：,当逻辑关系为,“,或,”,联接时，用,n,个独立事件逻辑和的概率公式计算：,图,9-4,根据上式，利用树枝图中影响故障发生因素的出现概率，即可定量的计算出故障发生的概率。,树枝图的最大特点是能把故障事件与直接原因之间的关系，系统的表示出来，它的优点是：,（,1,）能够把故障原因直观、全面的表现出来，便于定性、定量分析。,（,2,）把具体情况通过整理后，可以发现原来没有发现的问题，从而能发现潜在故障。,（,3,）运用范围广泛。,（,4,）表现方法是逐级的，层次清楚。,（,5,）能为消除和防止故障提供资料。,树枝图也有如下缺点：,（,1,）因为是平面图，所以无法表现出时间概念。,（,2,）绘制树枝图，需要对故障事件有足够的知识。,（,3,）同一故障内容，不同的人分析方法亦不同，可能绘制出不同形式的 树枝图。,（,4,）事件与原因之间，只限于,“,或,”,、,“,与,”,的关系。,尽管树枝图存在上述缺点，但在进行汽车故障分析时，它仍不失为一种较好的分析方法。,9-2,汽车诊断参数,一、诊断参数概述,如上所述汽车运用过程中，一些结构参数（如磨损量、间隙等）的变化，是无法直接跟踪测量的。因此，在进行汽车诊断时，需要采用一些能够反映出汽车技术状况的间接标志，通过对它们的测量，来了解汽车的技术状况。这些标志就叫做,“,汽车诊断参数,”,，它们是一些能够反映汽车状况的可测物理量或化学量。汽车诊断数包括有：工作过程参数（如发动机功率、油耗、汽车制动距离等）；过程伴随参数（如振动、噪声等）；几何尺寸参数（如间隙、自由行程等）。常用汽车诊断参数如表,9-3,所列。,汽车在使用过程中，诊断参数值的变化规律与汽车技术状况变化规律之间有一定的关系。,为保证汽车诊断的可靠性和经济性，要求诊断参数必须具有灵敏性、稳定性、单值性和能够提供信息的性能（图,9-5,）。,气门热间隙，,mm,气门行程，,mm,配气相位，度,气门间隙情况,配气,机构,主油道机油压力，,MPa,主轴承间隙（按油压脉冲测量），,mm,连杆轴承间隙（按振动信号测量），,mm,连杆大、小头轴承间隙,连杆,组,曲柄,曲轴箱窜气量，,L/min,曲轴箱气体压力，,kPa,气缸间隙（按振动信号测量），,mm,气缸压力，,Mpa,气缸活塞组综合情况,气,缸,活,塞,组,功率，,kW,曲轴角加速度，,rad/s,2,单缸断火时功率下降率，,%,油耗，,L/h,曲轴最高转速，,r/min,排 量,发,动,机,总,体,诊 断 参 数,结构参数,诊断,对象,汽车常用诊断参数 表,9-3,燃油泵清洗前的油压，,MPa,燃油泵清洗后的油压，,MPa,空气滤清器进口压力，,MPa,涡轮压气机的压力，,Pa,涡轮增压器润滑系油压，,Mpa,燃油泵供油能力,空气滤清器堵塞情况,涡轮增压器轴承磨损,供油,系及,滤清,器,喷油提前角（按油管脉动压力测量），度,单缸柱塞供油延续时间,(,按油管脉动压力测量,),，度,各缸供油均匀度，,%,每一工作循环供油量，,mL/,工作循环,高压油管中压力波增长时间，曲轴转角,度,按喷油脉冲相位测定喷油提前角的不均匀度，曲轴转角,度,喷油嘴初始喷射压力，,MPa,曲轴最小和最大转速，,r/min,燃油细滤器出口压力，,Mpa,供油时刻,各缸供油均匀性,供油量,喷油泵柱塞与套筒间隙,喷油嘴磨损,滤清器情况,柴,油,机,供,油,系,冷却液工作温度，,散热器入口与出口温差，,风扇皮带张力，,kgf/mm,曲轴与发电机轴转速差，,%,散热器工作情况,风扇情况,冷,却,系,润滑系机油压力，,MPa,曲轴箱机油温度，,机油含铁（或铜、铬等）量,机油泵工作能力与润滑情况,机油散热器情况,润,滑,系,制动距离，,m,制动力，,N,制动减速度，,m/s,2,跑偏，左右轮制动力差值，,N,制动滞后时间，,s,制动释放时间，,s,制动系工作能力,制动力不平衡,制动力增长速度,制动器拖滞,制,动,系,底盘测功（或牵引力），,kW,滑行距离，,m,传动系噪声，,dB,传动系效率,传动系磨损,传,动,系,在制动状态下，起动机电流，,A,、电压，,V,蓄电池在有负荷状态下的电压，,V,振动特性，,m/s,2,起动机