汽车故障诊断技术（精选12篇）
汽车故障诊断技术 篇1
前言
自20世纪70年代以来, 由于传感器技术、微机技术、数据通信技术在汽车中的大量应用, 使得汽车结构日益复杂, 功能日趋先进, 但诊断、维修难度也大大增加, 诊断中需获取的信息量迅速膨胀。有资料表明, 现代汽车维修需要40%的精力查阅资料、30%的精力分析故障, 拆装零件的时间由过去的70%降到30%以下。面对如此庞大的信息量, 如何根据技术资料快速找出故障原因, 是今后汽车故障诊断中急待解决的问题。
1 汽车故障诊断技术的发展历程
汽车故障诊断技术起始于60年代的西方发达国家, 随着汽车结构的日益复杂, 必然要求有相应的诊断手段来满足其维护的需求, 因此, 汽车诊断技术在过去的几十年中取得了迅速的发展, 其发展经历了四个阶段。
人工检验阶段。早期的汽车诊断, 主要依靠有一定技术和经验的工人, 凭耳听、手摸的方法来了解汽车的技术状况, 再根据已掌握的实践经验进行故障诊断, 方法简单、经济, 但是准确性差, 很大程度上依赖于操作者的感觉和经验。
运用简单的仪器、仪表进行测量阶段。由于汽车结构的日趋复杂, 因此一些简单的测试仪器, 如万用表、真空仪、油压表等应用于故障诊断中, 从而使诊断技术从耳听手摸的定性阶段, 发展到仪器、仪表的定量测量阶段。该方法为汽车故障诊断提供了客观依据, 不足之处是仪器分散, 对故障缺乏综合的分析和判断。
利用专门设备进行综合诊断阶段。在汽车总成不解体的情况下, 用先进的仪器和设备对汽车各工作系统进行精密监测, 测出汽车有关数据, 通过电子计算机的处理, 就能显示汽车的技术状况或寻找出故障的原因。
人工智能诊断阶段。进入九十年代, 随着专家系统的发展和电子计算机智能化的提高, 用计算机储存专家知识, 建立汽车故障诊断专家系统, 把汽车故障诊断推向了更加智能化的阶段。
2 国内外汽车故障诊断技术研究现状
20世纪60年代发达国家就相继研制开发了各种独立于车辆的车外诊断设备。1972年德国大众汽车公司率先推出了他们研制的国民牌车外诊断装置, 随后, 美国和日本也开发出了类似装置。但因为当时技术水平有限, 这些车外诊断装置的诊断效果并不理想。为了克服车外诊断装置的局限性, 1979年, 美国通用公司在其所生产汽车的电控汽油喷射系统中, 正式采用了车载诊断系统, 也称随车诊断系统。随后几年, 欧、美、日等国的汽车厂商陆续在各自生产的汽车上配备了车载诊断系统。到了20世纪80年代末期, 专家系统、人工神经网络开始应用于故障诊断领域。1985年通用公司研制了发动机冷却系统专家诊断系统, 1986年日产公司推出了发动机电子集成控制系统的离线诊断专家系统, 1989年美国Venkat等首次将神经网络用于故障诊断中, 此后, Marko等把神经网络引入到柴油发动机的故障诊断中, Sharky等在对柴油发动机的故障推理进一步研究的基础上, 提出了多神经网络的诊断策略。
90年代末期, 具有诊断复杂故障能力的专家系统和汽车自诊断功能密切相连, 构成新的车外诊断系统。这些车外诊断系统采用微电子技术、计算机技术并结合人工智能, 将汽车的运行状态参数, 自诊断结果输出到车外诊断系统中, 维修人员在专家故障诊断系统上做出综合分析判断和处理, 得到故障检测排除的步骤和方法。此外维修中心的主机与维修点终端机相连, 相互交换信息, 可以方便地查询所需的资料。
我国汽车故障诊断技术的研究始于70年代后期, 1977年国家为了改变汽车维修技术落后的局面, 立项了“汽车不解体检验研究”的课题, 它标志着我国汽车故障诊断技术研究的开始。80年代, 一汽奥迪与北京切诺基率先在其电喷发动机中采用了车载诊断系统, 开始了车载诊断系统在我国的推广, 目前我国生产的各类轿车, 均需配备车载诊断系统。自90年代以来, 我国企业自行研制开发了车外诊断系统, 例如深圳元征计算机公司生产的“电眼睛”汽车电控系统检测仪, 适用于亚、欧、美各大车系2000多种车型的发动机、变速箱、防抱刹车、防撞气囊等系统的故障检测, 可进行数据流、故障码及发动机动态测试, 并具备直接打印以及与PC机联机打印等功能。此外还有深圳金德、北京金奔腾等企业。20世纪80年代末, 国内部分高校和科研机构对汽车故障诊断专家系统进行了研究, 如1988年解放军运输工程学院在PC机上用DBASE语言开发, 以Turbe-Prolog语言改写的汽车故障诊断专家系统;1990年华中理工大学开发的汽油发动机故障诊断专家系统。进入21世纪后, 国内研究进入了快速发展期, 许多高校做了大量的研究工作, 部分研究已达到国外同等水平。
3 汽车故障诊断技术的发展趋势
车载诊断的优点是:可以减少专业仪器的使用, 降低维修费用;查找故障及时, 有效地避免二次故障的产生, 应用广泛;缺点是:诊断范围有限, 精度不高, 对较复杂故障不能诊断, 适应性差, 车型不同或控制系统改动后需重新设计新的诊断系统。而车外诊断的优点是:诊断功能可以及时扩充, 提高了效率和精度, 扩大了诊断范围, 增强了适应性, 缩短了诊断设备和车辆的开发周期;缺点是:没有车载诊断系统那样及时、方便。可见, 只有把车载诊断和车外诊断结合起来, 才能达到既实用、又方便的诊断效果。
国内外的研究表明, 汽车故障的诊断方式已由车载诊断与车外诊断的相互独立走向相互结合, 将电控系统检测仪完善的数据通信功能与专家系统强大的分析判断功能相结合, 并充分运用现代计算机技术在人工智能、神经网络、模糊诊断以及基于决策数据库的最新成果, 将是新一代汽车诊断技术的发展方向。概括来说, 主要有以下几个方面:
车载诊断或使用故障诊断设备的诊断, 主要诊断电子控制系统的故障, 而且还有局限性, 不能对ECU存储的数据进行分析。开发既用于电控系统又适用于机械系统故障的诊断技术, 是现代汽车诊断技术的关键。随着人工智能技术的迅速发展, 新的故障诊断系统, 即专家系统被开发并逐步推向应用。
诊断推理方法多样化。诊断推理是以诊断特征参数为基础, 采用数学方法处理信号, 找出故障的内在联系, 对系统故障做定量分析。基于信号的处理, 由传统的傅立叶变换转换为小波分析, 为故障信号的预处理提供了有效途径;基于知识的处理, 由传统的基于逻辑的专家系统发展成为集成模糊理论和案例的专家系统, 解决了故障症状不确定性, 极大地提高了诊断速度和精度。
故障诊断信息网络化。汽车是机电一体化的高科技产品, 新车型和新功能层出不穷。在汽车故障诊断时, 专业人员对各种车型的技术资料掌握有限。而通过汽车检测维修专业网络, 可以传递诊断维修信息, 彻底打破信息传递时空上的限制, 实现资源共享, 而且能在线得到诊断专家系统的指导。
摘要：汽车故障诊断技术不断发展, 从上世纪60年代的车外诊断设备到具有诊断复杂故障能力的专家系统所构成的新车外诊断系统。目前, 汽车故障的诊断技术的发展趋势主要体现在故障诊断系统智能化、诊断推理方法多样化、故障诊断信息网络化等方面。
关键词：汽车,故障诊断,趋势
参考文献
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汽车故障诊断技术 篇2
《发动机电控技术》 教学教案 第1页 总18页
第十四讲
第四章 汽油机辅助控制系统(1/4)
【课 题】 §4-1汽油机排放控制系统及检修(1/2)【课程性质】 理论课与实验课相结合 【授课对象】 汽车检测与维修专业
【巩固上讲内容】 点火系统电器元件的故障诊断及维修 【教学目的与要求】 掌握排放控制系统电路的检修
了解排放控制系统工作原理
【教学重点】 排放控制系统电路的检修 【教学难点】 排放控制系统工作原理
【授课方法】 讲授法、多媒体教学法、现场教学法
【课时分布】 巩固上讲内容 5分钟
三元催化转换器的结构与检修 40分钟 氧传感器与闭环控制 40分钟 小结与答疑 5分钟
【作 业】如何检修氧传感器和活性碳罐？ 【教学内容】
§4-1汽油机排放控制系统及维修(1/2)一、三元催化转换器与空燃比反馈控制系统 1．三元催化转换器的功能
利用转换器中的三元催化剂，将发动机排出废气中的有害气体转变为无害气体。2．三元催化转换器的构造
三元催化剂一般为铂（或钯）与铑的混合物。3．影响三元催化转换器转换效率的因素
影响最大的是混合气的浓度和排气温度。
只有在理论空燃比14.7附近，三元催化转化器的转化效率最佳，一般都装有氧传感器检测废气中的氧的浓度，氧传感器信号输送给ECU，用来对空燃比进行反馈控制。
此外，发动机的排气温度过高（815℃以上），TWC转换效率将明显下降。4．氧传感器 北京城市学院
《发动机电控技术》 教学教案 第2页 总18页
（1）氧化锆氧传感器
在敏感元件氧化锆的内外表面覆盖一层铂，外侧与大气相同。
在400℃以上的高温时，若氧化锆内外表面处的气体中的氧的浓度有很大差别，在铂电极之间将会产生电压。当混合气稀时，排气中氧的含量高，传感器元件内外侧氧的浓度差小，氧化锆元件内外侧两极之间产生的电压很低（接近0V），反之，如排气中几乎没有氧，内外侧的之间电压高（约为1V）。在理论空燃比附近，氧传感器输出电压信号值有一个突变，如下图。（2）氧化钛氧传感器
主要由二氧化钛元件、导线、金属外壳和接线端子等组成。
氧化锆氧传感器及其输出特性 a）结构 b）输出特性
1—法兰2—铂电极3—氧化锆管4—铂电极5—加热器 6—涂层7—废气8—套管9—大气
当废气中的氧浓度高时，二氧化钛的电阻值增大；反之，废气中氧浓度较低时二氧化钛的电阻值减小，利用适当的电路对电阻变量进行处理，即转换成电压信号输送给ECU，用来确定实际的空燃比。（3）氧传感器控制电路
日本丰田LS400轿车氧传感器控制电路。北京城市学院
《发动机电控技术》 教学教案 第3页 总18页
氧传感器控制电路
闭环控制，当实际空燃比比理论空燃比小时，氧传感器向ECU输入的高电压信号（0.75～0.9V）。此时ECU减小喷油量，空燃比增大。当空燃比增大到理论空燃比时，氧传感器输出电压信号将突变下降至0.1 V左右，ECU立即控制增加喷油量，空燃比减小。如此反复，就能将空燃比精确地控制在理论空燃比附近一个极小的范围内。
北京城市学院
《发动机电控技术》 教学教案 第4页 总18页
第十五讲
第四章 汽油机辅助控制系统(2/4)
【课 题】 §4-1汽油机排放控制系统及检修(2/2)【课程性质】 理论课与实验课相结合 【授课对象】 汽车检测与维修专业
【巩固上讲内容】 点火系统电器元件的故障诊断及维修 【教学目的与要求】 掌握排放控制系统电路的检修
了解排放控制系统工作原理
【教学重点】 排放控制系统电路的检修 【教学难点】 排放控制系统工作原理
【授课方法】 讲授法、多媒体教学法、现场教学法
【课时分布】 巩固上讲内容 5分钟
废气再循环的结构与检修 40分钟 燃油蒸气排放控制系统 40分钟 小结与答疑 5分钟
【作 业】如何检修氧传感器和活性碳罐？ 【教学内容】
§4-1汽油机排放控制系统及维修(2/2)
二、废气在循环控制系统（EGR）1．EGR控制系统功能
将适当的废气重新引入气缸参加燃烧，从而降低气缸的最高温度，以减少NOx的排放量。种类：开环控制EGR系统和闭环控制EGR系统。2．开环控制EGR系统
如图，主要由EGR阀和EGR电磁阀等组成。北京城市学院
《发动机电控技术》 教学教案 第5页 总18页
开环控制EGR系统
原理：EGR阀安装在废气再循环通道中，用以控制废气再循环量。EGR电磁阀安装在通向EGR真空通道中，ECU根据发动机冷却液温度、节气门开度、转速和起动等信号来控制电磁阀的通电或断电。ECU不给EGR电磁阀通电时，控制EGR阀的真空通道接通，EGR阀开启，进行废气再循环；ECU给EGR电磁阀通电时，控制EGR阀的真空度通道被切断，EGR阀关闭，停止废气在循环。
EGR率＝[EGR量／（进气量＋EGR量）]×100℅ 3．闭环控制EGR系统
闭环控制EGR系统，检测实际的EGR率或EGR阀开度作为反馈控制信号，其控制精度更高。与开环相比只是在EGR阀上增设一个EGR阀开度传感器，控制原理，EGR率传感器安装在进气总管中的稳压箱上，新鲜空气经节气门进入稳压箱，参与再循环的废气经EGR电磁阀进入稳压箱，传感器检测稳压箱内气体中的氧浓度，并转换成电信号送给ECU，ECU根据此反馈信号修正EGR电磁阀的开度，使EGR率保持在最佳值。4．EGR控制系统的检修
（1）一般检查：拆下EGR阀上的真空软管，发动机转速应无变化，用手触试真空软管应无真空吸力；发动机温度达到正常工作温度后，怠速时检查结果应与冷机时相同，若转速提高到2500 r/min左右，拆下真空软管，发动机转速有明显提高。
（2）EGR电磁阀的检查：冷态测量电磁阀电阻应为33～39Ω。电磁阀不通电时，从进气管侧吹入空气应畅通，从滤网处吹应不通；接上蓄电池电压时，应相反。
（3）EGR阀的检查：如图，用手动真空泵给EGR阀膜片上方施加约15KPa的真空度，EGR阀应能开启，不施加真空度，EGR阀应能完全关闭。北京城市学院
《发动机电控技术》 教学教案 第6页 总18页
EGR阀的检查
三、汽油蒸气排放（EVAP）控制系统 1．EVAP控制系统功能
收集汽油箱和浮子室内蒸气的汽油蒸气，并将汽油蒸气导入气缸参加燃烧，从而防止汽油蒸气直接排出大气而防止造成污染。同时，根据发动机工况，控制导入气缸参加燃烧的汽油蒸气量。2．EVAP控制系统的组成与工作原理
如图，油箱的燃油蒸气通过单向阀进入活性碳罐上部，空气从碳罐下部进入清洗活性碳，在碳罐右上方有一定量排放小孔及受真空控制的排放控制阀，排放控制阀内部的真空度由碳罐控制电磁阀控制。
EVAP控制系统
发动机工作时，ECU根据发动机转速、温度、空气流量等信号，控制碳罐电磁阀的开闭来控制排放控制阀上部的真空度，从而控制排放控制阀的开度。当排放控制阀打开时，燃油蒸气通过排放控制阀被吸入进气歧管。
在部分电控EVAP控制系统中，活性碳罐上不设真空控制阀，而将受ECU控制的电磁阀直接装在活性碳罐与进气管之间的吸气管中。如图韩国现代轿车装用的电控EVAP控制系统。北京城市学院
《发动机电控技术》 教学教案 第7页 总18页
韩国现代轿车EVAP系统
3．EVAP控制系统的检测
（1）一般维护：检查管路有无破损或漏气，碳罐壳体有无裂纹，每行驶
20000㎞应更换活性碳罐底部的进气滤心。
（2）真空控制阀的检查：拆下真空控制阀，用手动真空泵由真空管接头给真空控制阀施加约5KPa真空度时，从活性碳罐侧孔吹入空气应畅通，不施加真空度时，吹入空气则不通。（3）电磁阀的检查：拆开电磁阀进气管一侧的软管，用手动用真空泵由软管接头给控制电磁阀施加一定的真空度，电磁阀不通电时应能保持真空度，若接蓄电池电压，真空度应释放。测量电磁阀两端子间电阻应为36～44Ω。
北京城市学院
《发动机电控技术》 教学教案 第8页 总18页
第十六讲
第四章 汽油机辅助控制系统(3/4)
【课 题】 §4-2汽油机进气控制系统及检修 【课程性质】 理论课与实验课相结合 【授课对象】 汽车检测与维修专业
【巩固上讲内容】 汽油机排放控制系统及检修 【教学目的与要求】 掌握汽油机进气控制系统的检修
了解汽油机进气电控系统的工作原理
【教学重点】 汽油机进气控制系统的检修 【教学难点】 汽油机进气电控系统的工作原理 【授课方法】 讲授法、多媒体教学法、现场教学法
【课时分布】 巩固上讲内容 5分钟
汽油机进气控制系统的检修 40分钟 汽油机进气电控系统的工作原理 40分钟 小结与答疑 5分钟
【作 业】如何检修可变气门正时和升程？ 【教学内容】
§4-2汽油机进气控制系统及维修
一、谐波增压控制系统（ACIS）
谐波增压控制系统是利用进气流惯性产生的压力波提高进气效率。1．压力波的产生
当气体高速流向进气门时，如进气门突然关闭，进气门附近气流流动突然停止，但由于惯性，进气管仍在进气，于是将进气门附近气体被压缩，压力上升。当气体的惯性过后，被压缩的气体开始膨胀，向进气气流相反方向流动，压力下降。膨胀气体的波传到进气管口时又被反射回来，形成压力波。
2．压力波的利用方法
一般而言，进气管长度长时，压力波长，可使发动机中低转速区功率增大；进气管长度短时，压力波波长短，可使发动机高速区功率增大。3．波长可变的谐波进气增压控制系统 北京城市学院
《发动机电控技术》 教学教案 第9页 总18页
丰田皇冠车型2JZ—GE发动机采用在进气管增设一个大容量的空气室和电控真空阀，以实现压力波传播路线长度的改变，从而兼顾低速和高速的进气增压效果。
系统工作原理如图，ECU根据转速信号控制电磁真空通道阀的开闭。低速时，电磁真空孔道阀电路不通，真空通道关闭，真空罐的真空度不能进入真空气室，受真空气室控制的进气增压控制阀处于关闭状态。此时进气管长度长，压力波长大，以适应低速区域形成气体动力增压效果。高速时，ECU接通电磁真空道阀的电路，真空通道打开，真空罐的真空度进入真空气室，吸动膜片，从而将进气增压控制阀打开，由于大容量空气室的参与，缩短了压力波的传播距离，使发动机在高速区域也得到较好的气体动力增压效果。
ACIS系统工作原理
1—喷油器2—过气道3—空气滤清器 4—过气室 5—涡流控制气门 6—进气控制阀 7—节气门 8—真空驱动器 维修时检查空气真空电磁阀的电阻为38.5～44.5Ω。
二、动力阀控制系统
功用：根据发动机不同的负荷，改变进气流量去改善发动机的动力性能。
工作原理：受真空控制的动力阀在进气管上，控制进气管空气通道的大小。发动机小负荷运转时，受ECU控制的真空电磁阀关闭，真空室的真空度不能进入动力阀上部的真空室，动力阀关闭，进气通道变小，发动机输出小功率。当发动机负荷增大时，ECU根据转速、温度、空气流量信号将真空电磁阀电路接通，真空电磁阀打开，真空室的真空度进入动力阀，将动力阀打开，进气通道变大，发动机输出大的扭矩和功率。
维修时主要检查真空罐、真空气室、和真空管路有无漏气，真空电磁阀电路有无短路或断路。
三、可变配气相位控制系统（VTEC）
1．对配气相位的要求
要求配气相位随着发动机转速的变化，适当的改变进、排气门的提前或推迟开启角和迟后关闭角。北京城市学院
《发动机电控技术》 教学教案 第10页 总18页
2．VTEC机构的组成
同一缸有主进气门和次进气门，主摇臂驱动主进气门，次摇臂驱动次进气门，中间摇臂在主次之间，不与任何气门直接接触。
VTEC配气机构与普通配气机构相比较，主要区别是：凸轮轴上的凸轮较多，且升程不等，结构复杂。
3．VTEC机构的工作原理
功能：根据发动机转速、负荷等变化来控制VTEC机构工作，改变驱动同一气缸两进气门工作的凸轮，以调整进气门的配气相位及升程，并实现单进气门工作和双进气门工作的切换。工作原理：发动机低速运转时，电磁阀不通电使油道关闭，此时，三个摇臂彼此分离，主凸轮通过摇臂驱动主进气门，中间凸轮驱动中间摇臂空摆；次凸轮的升程非常小，通过次摇臂驱动次进气门微量关闭。配气机构处于单进、双排气门工作状态，单进气门由主凸轮轴驱动。当发动机高速运转，电脑向VTEC电磁阀供电，使电磁阀开启，来自润滑油道的机油压力作用在正时活塞一侧，此时两个活塞分别将主摇臂和次摇臂与中间摇臂接成一体，成为一个组合摇臂。此时，中间凸轮升程最大，组合摇臂受中间凸轮驱动，两个进气门同步工作。
当发动机转速下降到设定值，电脑切断电磁阀电流，正时活塞一侧油压下降，各摇臂油缸孔内的活塞在回位弹簧作用下，三个摇臂彼此分离而独立工作。4．VTEC系统电路 5．VTEC系统的检测
发动机不工作时，拆下气门室罩，转动曲轴分别使各缸处于压缩上止点位置，用手按压中间摇臂，应能与主摇臂和次摇臂分离单独运动。
在使用中，本田车系若有故障21，说明VTEC电磁阀或电路有故障，按以下进行检查： ①清除故障码，在重新调取故障码。
②关闭点火开关，拆开VTEC电磁阀线束，测电磁阀线圈电阻应为14～30Ω。③检查VTEC电磁阀与电脑之间的接线。
④起动发动机，当工作温度正常时，检查发动机转速分别为1000r/min、2000 r/min和4000 r/min时的机油压力。
⑤用换件法检查电脑是否有故障。
四、巡航控制系统及电控节气门系统
（一）巡航控制系统
1．巡航控制系统的功能（1）匀速控制功能 北京城市学院
《发动机电控技术》 教学教案 第11页 总18页
（2）巡航控制车速设定功能（3）滑行功能（4）加速功能（5）恢复功能（6）车速下限控制功能（7）车速上限控制功能（8）手动解除功能（9）自动解除功能（10）自动变速器控制功能（11）快速修正巡航控制车速功能（12）自诊断功能 2．巡航控制系统的组成
主要由操纵开关、安全开关、传感器、巡航控制ECU和执行元件组成。3．电动机式巡航控制执行元件
主要执行元件有电动机、电磁离合器、位置传感器和安全开关。4．气动膜片式巡航控制执行元件
主要有真空输送阀、真空输送电磁阀、真空释放阀、膜片气室和膜片拉杆等组成。5．巡航控制使用注意事项
（1）在天气恶劣条件下不要使用。
（2）在解除巡航控制模式后，应关闭巡航控制系统的控制开关。（3）在坡道较大或较多的道路上行驶时不要使用。（4）若巡航指示灯闪亮时，说明有故障，请勿使用。
（5）ECU是巡航控制系统的中枢，对电磁环境、湿度及机械振动有较高的要求。6．巡航控制系统的使用方法（1）设定巡航速度（2）解除巡航控制模式（3）提高巡航控制车速（4）降低巡航控制车速 7．巡航控制系统的检修
系统工作时，如果ECU在预定的时间内收不到车速信号，或由于操纵开关或执行元件故障而自动解除巡航控制模式，系统指示灯闪烁5次，说明巡航控制系统有故障。北京城市学院
《发动机电控技术》 教学教案 第12页 总18页
（二）电控节气门系统
1．电控节气门系统的功能（1）非线性控制（2）怠速控制（3）减小换档冲击控制（4）驱动力控制（TRC）（5）稳定性控制（VSC）（6）巡航控制
2．电控节气门系统结构与工作原理
结构如图所示，为LS400轿车节气门电控系统。
电控节气门系统
1— 电磁离合器2—加速踏板位置传感器3—节气门控制杆 2— 4—节气门5—节气门位置传感器6—节气门控制电动机
工作原理如图所示，发动机ECU根据各传感器输入信号确定最佳的节气门开度，并通过对控制电动机和电磁离合器的控制改变节气门开度。3．电控节气门系统的检测
发生故障时，系统自动停止工作，指示灯“CHECK ENGING”亮，调取故障码，并按故障提示诊断和排除故障。
五、废气涡轮增压控制
（一）增压控制系统功能
根据发动机进气压力的大小，控制增压装置的工作，以达到控制进气压力、提高发动机动力性和经济性的目的。北京城市学院
《发动机电控技术》 教学教案 第13页 总18页
（二）废气涡轮增压原理
当ECU检测到进气压力在0.098MPa以下时，受ECU控制的释压电磁阀的搭铁回路断开，释压电磁阀关闭。此时涡轮增压器出口引入的压力空气，经释压阀进入驱动空气室，克服气室弹簧的压力推动切换阀将废气进入涡轮室的通道打开，同时将排气旁通道口关闭，此时废气流经涡轮室使增压器工作。当ECU检测到的进气压力高于0.098MPa时，ECU将释压电磁阀的搭铁回路接通，释压电磁阀打开，通往驱动器室的压力空气被切断，在气室弹簧弹力的作用下，驱动切换阀，关闭进入涡轮室的通道，同时将排气旁通道口打开，废气不经涡轮室直接排出，增压器停止工作，进气压力下降，只到进气压力降至规定的压力时，ECU又将释压阀关闭，切换阀又将进入涡轮室的通道口打开，废气涡轮增压器又开始工作。
废气涡轮增压原理图
北京城市学院
《发动机电控技术》 教学教案 第14页 总18页
第十七讲
第四章 汽油机辅助控制系统(4/4)
【课 题】 §4-3故障自诊断系统、§4-4失效保护和备用系统 【课程性质】 理论课与实验课相结合 【授课对象】 汽车检测与维修专业
【巩固上讲内容】 汽油机进气控制系统及检修
【教学目的与要求】 掌握故障码的读取与清除和失效保护功能
了解故障自诊断功能的工作原理
【教学重点】 故障码的读取与清除 【教学难点】 故障自诊断功能的工作原理 【授课方法】 讲授法、多媒体教学法、现场教学法
【课时分布】 巩固上讲内容 5分钟
故障自诊断功能的工作原理 40钟 故障码的读取与清除和失效保护功能 40分钟 小结与答疑 5分钟
【作 业】如何读取丰田车系的故障码？ 【教学内容】
§4-3故障自诊断功能
一、故障自诊断系统的功能
1．通过自诊断测试判断电控系有无故障，有故障时，指示灯发出警报，并将故障码存储。2．在维修时，通过一定操作程序可将故障码调出，进行有针对性的检查。3．当传感器或其电路发生故障时，自动起动失效保护功能。
4．当发生故障导致车辆无法行驶时，自动起动应急备用系统，以保证汽车可以继续行驶。
二、自诊断系统工作原理
1、传感器的故障自诊断
系统正常工作进，传感器输送给ECU的各种信号的电平都是在规定范围内变化，当某一电路出现超出规定范围的信号，或ECU在一段时间里收不到某一传感器的输入信号，或输入信号在一段时间内不发生变化时，故障自诊断功能就判定为该电路信号出现故障。如水温传感器（THW）正北京城市学院
《发动机电控技术》 教学教案 第15页 总18页
常工作时，其输出电压信号在 0.1~4.8V范围内变化。如果水温传感器输出电压低于0.1V（相当于水温高于139℃）或高于4.8V（相当于水温低于-50℃）时，ECU即判断为故障信号，并将设定的故障并存入存储器内.发动机工作中，如果偶然出现一次不正常信号，ECU自诊断不会判断为故障。只有当不正常信号持续一定时间或多次出现时，ECU才能判定为故障。如发动机转速在1000r/min时，转速信号（Ne信号）丢失3～4个脉冲信号，ECU不会判定为转速信号故障，“检查发动机”警示灯也不会亮，转速信号的故障码也不会存入存储器内。
2、执行器的故障自诊断
对执行器的故障进行诊断，一般需增加专用电路来监测。丰田汽车电子控制点火系统中点火器（有的车型将点火器与ECU做成一件）的故障自诊断电路中，其中IGT为点火信号，IGF为点火监控信号。当点火电路中控制点火线圈一次线圈通断的功率三极管不能正常工作时，点火监控电路就不能得到功率三极管正常工作（不断地交替导通和截止）的信号，它就不能把点火监控信号IGF反馈给ECU。ECU只要收不到该反馈信号，就判定点火系统发生故障。与此同时，ECU立即切断喷油脉冲信号，使喷油器停止喷射燃油。
如果由于某种原因，偶尔出现一次不正常信号，如上所述，ECU并不会判定为故障。一般，需点火器6次没有点火监控信号反馈给ECU，才判定点火系统发生故障。
3、配线电路的故障自诊断
故障信号的出现不只是与传感器或执行本身发生故障有关，而且还与相应的配线电路故障有关。当水温传感器与ECU间的配线开路时，其输出的电压信号就会高于4.8V，ECU也会判定为水温传感器故障。同理，当水温传感器与ECU之间的配线短路搭铁时，其输出的电压信号就会低于0.1V，ECU也会判定为水温传感器发生故障。
三、自诊断形式
1）连续诊断方式。在车辆正常运行工况，ECU自动地、连续地执行此方式的自诊断流程。2）KOEO方式（Key On，Engine off），即打开点火开关，但不起发动机的方式。此时，ECU需要由电控系统的诊断接口收到相应的命令后才会进入此方式的自诊断流程。
3）ER方式（Engine Running），即打开点火开关并起动发动机的方式。此时，ECU也需要由诊断接口收到相应的命令都会进入此方式的自诊断流程。
由于自诊断是按事先设置好的流程进行，当执行KOEO和ER诊断方式时，如果某个故障在流程之前发生，但在流程进行中恰好消失，该保障就会漏检。为了克服这种情况，一些系统专门设置了“晃动检查”，ECU将连续监测指定的信号。此时，可对待检查的传感器或接头进行摇动、轻敲等，往往能查出不明显的接触不良、锈蚀、脱焊等故障。北京城市学院
《发动机电控技术》 教学教案 第16页 总18页
四、第二代随车诊断系统OBD—Ⅱ简介
OBD是ON一BOARD DIAGNOSITICS的缩写，其由美国汽车工程学会（SAE）提出，经环保机构（EPA）和加州资源协会（CABR）认证通过。OBD—Ⅱ随车诊断系统具有以下特点：
1）按照SAE标准，提供统一的16脚诊断座，安装于驾驶室仪表板下方。
如图：
2）OBD—Ⅱ诊断模式采用高效率的明码编码方式以及压缩数据包方式传递信息，读取和消除故障码可在瞬间利用仪器完成。
3）OBD—Ⅱ诊断座仍保留了通过跨接诊断的引脚从故障指示灯或LED灯、电压表上读取故障码的功能。
4）OBD—Ⅱ资料传输线有两个标准：①ISO—k和ISO—l国际统一标准7#、15#脚；②SAE—J1850美国统一标准2#、10#脚。
5）各种车辆相同故障码代号及故障码意义统一。OBD—Ⅱ故障码由5个字组成。6）具有行车记录功能，能记录车辆行驶过程的有关数据资料。7）具有重新显示记忆故障功能，由仪器直接消除故障码功能。
五、故障码的读取和消除方法
（一）故障信息的显示方法大致有以下几种：
1）由“检查发动机”（CHECK ENGINE）警示灯闪烁故障码，或由ECU上的指示灯指示。2）在组合仪表的信息显示屏上出现故障码。
3）通过诊断座上的故障诊断输出端子输出故障信息资料，并跨接显示灯闪烁读出故障码，或跨接检测仪器如百分率表、闭角表、电脑检测仪等直接读取故障信息资料。
几种常见车型故障码的读取方法：
（1）通用车系 跨接OBD—Ⅱ诊断座的6#、5#端子，由“CHECK ENGINE”灯闪烁读码。（2）福特车系 跨接16针诊断座的13#、15#端子，由“CHECK ENGINE”灯读取故障码。（3）克莱斯勒车系 将点火开关打开等约5~10s后，由“CHECK ENGINE”灯读故障码。北京城市学院
《发动机电控技术》 教学教案 第17页 总18页
（4）奔驰车系 无法由OBD—Ⅱ诊断座利用跨接试灯方式读取故障码，但可由38针诊断座中第4孔读取HFM发动机电脑故障码，或由38针诊断座第19#孔读取DM电脑故障码。
（5）沃尔沃车系 在OBD—Ⅱ诊断座3#孔与16#跨孔之间接上跨接灯（由一个LED灯和330电阻串联组成），同时3#孔搭铁5s，读出发动机系统故障码。
（6）丰田车系 将OBD—Ⅱ16针诊断座5#与6#跨接或将TE1与E1端子跨接，由仪表板上“CHECK ENGINE”灯闪烁读出。
（7）三菱车系 三菱车系可由OBD—Ⅱ诊断座中读出下列5个系统的故障码：发动机故障码读取可将OBD—Ⅱ诊断座1#端子搭铁，由“CHECK ENGINE”灯闪烁显示。自动变速器故障码可用显示灯跨接OBD—Ⅱ诊断座的6#、4#端子，由跨接灯闪烁读出。ABS故障参政可用显示灯跨接OBD—Ⅱ诊断座的8#、4#端子，由跨接灯闪烁读出。SRS故障码可用显示灯跨接OBD—Ⅱ诊断座的12#、4#端子，由跨接灯闪烁读出。定速故障码可用显示灯跨接OBD—Ⅱ诊断座13#、4#端子，由跨接灯闪烁读出。
（二）故障码的清除
1、用故障诊断仪清除故障码。
2、把汽车蓄电池负极电缆或通往发动机电控系统的电源线或熔丝拔掉约30s清除掉ECU中存储的故障代码。
注意：使用拔掉蓄电池负极电缆的方法清除故障码，将会使汽车上石英钟和音响等装置内存中的内容一起清除掉。
在清除故障码后，应起动发动机，看“CHECK ENGINE”灯是否又闪亮。若又闪亮，说明系统仍存在故障，需进一步诊断。
§4-4失效保护和备用系统一、失效保护系统
失效保护功能主要有：
1）空气流量计或进气压力传感器断路或短路时，ECU按节气门位置传感器的信号，以三种固定的喷油量控制喷油。当节气门位置传感器内的怠速开关闭合时，以固定的怠速喷油量喷油；当怠速开关断开而节气门尚未全开时，以固定的小负荷喷油量喷油；当节气门开开或接近全开时，以固定的大负荷喷油量喷油。
2）水温传感器断路或短路时，ECU按水温为80℃的状态控制喷油。3）进气温度传感器断路或短路时，ECU按进气温度为20℃的状态控制喷油。
4）节气门位置传感器（线性输出式）信号电路故障。当线性输出式节气门位置传感器产生断路或短路故障时，ECU将检测到节气们处于全开或完全关闭状态信号，此时安全保险功能将采用正常运北京城市学院
《发动机电控技术》 教学教案 第18页 总18页 转值（标准值），通常按节气门开度为0或25值控制发动机工作。
5）大气压力传感器断路或短路时，ECU按101.13kPa控制喷油或进入备用系统工作状态。6）氧传感器输出电压保持不变或变化过于缓慢进，ECU将取消反馈控制，并以开环控制方式控制喷油。
7）曲轴位置传感器（G1和G2）信号电路故障。由于G信号用于识别气缸和确定曲轴基准角，当出现开路或短路时，发动机无法控制，将造成发动机不能起动或失速。如果仍能收到G1或G2信号，则曲轴在基准角还能由保留的G信号判别。
8）点火确认信号故障。如果点火系统中产生故障造成不能点火，ECU检测不到由点火控制器返回的点火认定信号。此时，ECU安全保险功能立即停止燃油喷射，以防止大量燃油进入气缸而不能点火工作。
9）爆震传感器（KNK）信号或爆震控制系统故障。当爆震传感器信号电路开路或短路，或ECU内爆震控制系统出现故障，无论是否产生爆震，点火提前角控制将无法由爆震控制系统控制执行，这将导致发动机损坏，此时安全保险功能将点火提前角固定在一适当值。
二、备用系统
当电控系统发生某些故障时，将无法控制发动机运转，此时ECU中的备用系统会接通备用集成电路（IC）。用固定的信号控制燃油喷射和点火正时，控制发动机进入强制运转，使发动机仍能维持运转，以便驾驶员能将车辆开到修理厂进行检修。
当遇到下列情况之一时，ECU自动接至备用系统工作状态： 1）微处理器停止输出点火正时控制信号（IGT）时。
2）进气压力传感器信号电路出现开路或短路（只适于D型EFI系统）时。3）曲轴位置传感器信号电路开路或短路时
浅谈汽车常见电路故障的诊断技术 篇3
摘 要：科学技术成果渗入到汽车生产中，随着科学技术的升级，汽车的各种电器配件使用量加大，使得电路故障越来越多，而且维修难度也较大。本论文针对汽车常见的电路故障进行分析，并具有针对性地提出诊断技术。
关键词：汽车；维修技术；电路故障；诊断技术
中图分类号： U46 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）10-184-2
0 引言
汽车所安装的电器配件越来越多，相应的电路故障发生率也会越来越高。目前汽车电路的常见故障中，以主要线路的故障为主，主要表现为线路短路、线路出现漏电、线路出现断路现象，或者接线松动而脱落。由于环境因素而导致的电路故障包括线路受潮以及因此而产生腐蚀，就会造成线路的绝缘被破坏，或者线路接触不良。下面主要针对汽车电路的短路故障、断路故障以及线路的漏电现象进行介绍，并提出诊断方案。
1 汽车常见电路故障
1.1 汽车电路的短路故障
当汽车电路出现短路故障，是由于电源的正极导线和电源的负级导线连接在一起，使得导线电流过高而发热。此时，连接线路的保险丝就会因电路短路而熔断，线路上所连接的电气设备因停电而停止运转。当电路出现短路而熔断的短暂时间内，电路会瞬间处于高压状态，很容易导致电气设备损坏。线路的短路多是由于绝缘层的破损而导致的正极导线与负级导线接触[1]。如果正极导线与负级导线经常相互摩擦，就会造成导线的磨损，当正极导线与负级导线触碰后，就会出现线路短路的现象。此外，在对汽车电路接线的时候，如果不经意间使得正级线头与负级线头之间接触，或者在正极线头处接触到了可以导电的金属，就会导致汽车电路的短路故障。图1为汽车电路原理图。
1.2 汽车电路的断路故障
汽车电路产生断路故障，主要体现为汽车的照明设备无法使用，汽车的电动机不能够正常运转，或者在接触点处由于线路过热而产生烧蚀现象而使得线路无法导电。当汽车电路断路后，汽车电路就无法传输电流，使得电气设备无法工作。导致汽车电路的断路故障的主要因素为三个方面，即导线连接不够紧密、导线接触不良或者发生了折断，都会导致汽车电路的断路故障。
1.3 汽车电路的线路漏电现象
当汽车电路出现漏电现象，就会增加电量的消耗量而导致导线传输的电流量增大，使得导线过热而产生漏电。汽车电路的线路漏电现象产生的原因在于，汽车设备没有采取必要的绝缘措施，或者设备的绝缘性能无法满足技术要求，电路导线由于长期过热而产生老化现象而使得绝缘破损，电路受潮而在潮湿处产生导电现象。
2 汽车电路常见故障的诊断思路
对汽车电路实施检修之间，要对汽车电路图以充分了解，查找出故障电路，对故障的症状以及故障所造成的后果进行分析。要对故障以有效解决，查明电路故障的原因是非常必要的。在对线路故障进行检查的时候，结合整车的电路对故障点进行分析，将故障影响的范围确定下来[2]。故障检修的过程中，要尽量不拆卸零件，首先对故障发生率较高的部件进行检查，之后对不容易检查的部件进行检查，然后对故障发生率较低的部件进行检查。这对可以修复的电气部件，可以采取修复措施，如果部件的损坏程度严重而无法修复，就要更换电气部件。
3 汽车电路常见故障的诊断技术
3.1 汽车电路常见故障的直观诊断技术
汽车的电路出现故障时，如果电路有火花，伴随着浓烟冒出，并且能够闻到烧焦的味道，就意味着电路由于发热而出现故障。这对汽车电路故障的外在现象进行判断，就可以查找到故障点。通过对故障点进一步分析而对故障的原因做出判断。采用这种直观的故障诊断技术，就是运用人的感官对电路的故障做出判断，并针对故障采取必要的解决措施。汽车电路常见故障的直观诊断技术适应于电路的小故障。如果是较为复杂的故障，则需要针对经验丰富的诊断技术人员进行故障诊断。
3.2 汽车电路常见故障的数字式万用表检测法
对汽车电路常见故障进行诊断，使用数字式万用表检测法，就是对检测线路的直流电压情况使用万用表进行测量。测量的过程中，万用表电压会通过指针指示出来，技术人员可以据此而对电路是否产生故障做出判断[3]。如果万用表上显示电压正常，就意味着电路没有出现故障，而是处于正常的连接状态。如果汽车电路出现短路，就会导致线路的局部电压升高，此时，万用表的指针就会偏移，由此而判断汽车电路出现了断路。
3.3 汽车电路常见故障的车上显示装置法
在汽车的仪表板上都安装有显示装置，包括各种仪表、报警装置以及各种图像和符号。通过观察这些装置的指示变化，就会对汽车的工作状况有所了解。如果汽车的显示装置上显示汽车有故障，此时，自诊断报警系统就会启动。通过显示装置判断电路的故障，主要观察报警灯是否启动。观察燃油表、机油压力表的报警灯，就可以对汽车的燃油、机油状况做出判断。比如，发动机的开关闭合之后，如果水温表的位置没有动，就说明水温表传感器发生了故障。
3.4 汽车电路常见故障车上的专用仪器检测
如果汽车的电气设备比较多，就需要使用专用仪器进行检测。比如，对发动机电子控制系統的检测，可以使用OTC 故障诊断仪[4]。OTC 故障诊断仪不仅能够对汽车底盘以及其他系统的故障做出准确判断，还能够将所获得的数据资料储存起来。使用专用检测设备，可以将电路故障快速而准确地判断出来。
4 总结
综上所述，随着汽车技术的快速发展，汽车安装越来越多的电气配件，电路故障也会时有发生。这就需要驾驶员具备科学地诊断电路故障的技术。汽车故障诊断需要采用技术方法，配合相应的故障检测仪器，就可以对电路故障以及发生故障的原因以准确判断。
参 考 文 献
[1] 聂永涛.排除汽车电路故障的小窍门[J].汽车工程师，2011（01）：60-60.
[2] 龙河.试论汽车常见电路故障的诊断技巧[J].科技风，2011（09）：226-226.
[3] 郭杏莉，王小飞.汽车常见电路故障的诊断技巧[J].科技信息，2011（17）：635，676.
浅析汽车故障的诊断技术 篇4
1 传统汽车故障诊断技术
1.1 人工经验诊断。
早期的汽车诊断如同中医看病一般, 靠的是技术工人的望, 闻、问、切来了解汽车的技术状况.再根据已掌握的实践经验对汽车的故障进行判断。这种诊断方法不仅费时、费力, 而且诊断的准确性不高, 对故障原因和部位的判断难免失误。
1.2 简单仪表检测诊断。
将一些简单的测试仪表, 如机油压力表、真空表、万用表、示波器等应用于汽车诊断工作中, 从而使汽车诊断从耳听、手摸的定性阶段, 逐步转变为仪表测量的定量诊断阶段。而且随着汽车诊断技术的不断进步和发展, 一些技术性能先进的检测仪器和设备将得到广泛的应用。但这些测试仪器和设备常常是单项、分散地在汽车诊断中使用。
1.3 专业综合诊断。
专业综合诊断以将单项、分散的检测设备联线建站为特征。使诊断工作成为汽车维修工作中一项新的专门任务。诊断工作是依靠仪表和设备, 在不解体或不拆卸零件的情况下, 得到一系列准确数据, 并与规定的标准枝术参数相比较, 以确定汽车零部件是否需要维修或更换。由于许多相关法令或条例的制订, 促进了有关方面对汽车专业综合诊断的深入研究和广泛。
2 目前汽车故障诊断技术
随着汽车电子技术的应用和发展, 汽车电控系统日趋复杂。传统的诊断方法和诊断设备无论是精确度和使用方便性, 还是对汽车技术发展的适应性均不能满足用户的需要, 为了提高故障诊断技术, 不断完善诊断理论和方法。必须广泛应用各学科的最新成果发展适用于诊断的边缘技术, 并且借助于数学工具和计算机。目前应用的主要方法如下:
2.1 油样分析监测技术。
油样分析监测技术是通过对机油中杂质的种类、数量等的检测, 来判定机器中摩擦副的磨损程度。目前应用较多的有光谱分析和铁谱分析。光谱分析是利用元素的原子在墓态和激发态之间跃迁时要吸收或发射特点频率光量子的特性, 分析油样中金属磨粒的种类, 数量和增长率从而判断配合副磨损程度和磨损趋势;铁谱分析是利用磁场将油中金属磨粒分离出来, 按序排列用以观察和分析磨粒的种类、数量、尺寸分布和形貌, 从而判断配合副的磨损程度和磨损性质。
2.2 汽车故障的计算机辅助诊断。
计算机辅助诊断就是从信号预处理开始到诊断决策为止全部由计算机参与完成。首先获取各种有用信息, 由计算机分析处理, 得到能用于识别被诊断对象的特征参数, 最后做出诊断结论。其核心部分是信号预处理, 故障特征抽取, 建立合适的诊断模型, 状态识别与决策等。
2.3 汽车故障诊断的传统专家系统。
专家系统实际上是一种智能计算机程序系统。基本结构一般由知识库、推理机、数据库、解释程序及知识获得程序五部分组成。按照专家系统中知识表达方式不同, 专家系统可分为基于规则的系统和基于框架的系统。其中前者应用最广泛, 其推理控制策略可为向前推理, 向后推理及混合式控制。专家系统适合用来解决需要大量专门知识才能解决的问题, 汽车故障诊断技术是一项非常复杂的而困难的工作, 需要许多专家的专门知识, 因而专家系统在故障诊断方面的研究和应用越来越多。
3 汽车故障诊断技术的发展
近年来, 一些新的科学分支的出现和发展及其在设备故障诊断中的成功应用, 为汽车故障诊断技术的发展开拓了新的途径。如基于信号处理的小波分析法;基于人工智能的神经网络法等。虽然这些在我国汽车故障诊断中还没有广泛应用, 但其故障诊断的能力已受到汽车故障诊断行业的密切关注, 其前景是令人鼓舞的, 值得我们去进一步研究。可以预见, 其用于汽车的故障诊断研究必将有很大的发展。这里仅简要介绍以下三种:
3.1 人工神经网络在汽车诊断中的应用。
人工神经网络作为一门新兴的智能技术已得到广泛应用, 它克服了传统专家系统由于知识的串行使用而造成的假设选择困难、冲突等问题, 可更有效地组织运用人们的知识、经验。尤其在汽车行业, 由于迅速发展的高科技越来越多地应用于汽车结构, 现代汽车结构的复杂性决定了其故障状态呈现出多样性和不确定性, 将神经网络技术应用于故障诊断分析, 大大提高了诊断速度和诊断精度。因此, 人工神经网络技术在汽车行业的应用前景无疑是广阔而深远的。例如对汽车离合器故障诊断, 把从汽车维修厂家收集来的引起离合器故障的原因, 以此作为网络的输入层。对列出的故障原因分类, 归并离合器故障的所属部件, 以此作为网络的中间层。根据维修经验, 推断可能产生的离合器故障现象, 以此作为网络的输出层。由上述的离合器的故障原因、故障所属部件以及故障现象之间的关系, 构造层次型网络。训练和解释:训练时, 每给网络提供一输入输出模式对时, 首先进行前向传播, 并计算出各单元的实际输出, 在输出层计算出各单元的一般化误差, 然后逆向往输入层传播。求出各单元的参考误差。当各单元的参考误差求出后, 进行连接权和各单元闽值的调整, 这样便完成一次迭代。接着对下一模式对重复这一过程, 如此循环, 直至输出层单元的误差满足要求为止。在实际问题中, 可通过传感器以及测量仪表将故障现象输入网络, 构成自动检测系统, 网络计算的结果直接显示给用户, 以便及时排除故障。
3.2 小波分析在汽车诊断中的应用。
作为信号处理技术新方法一小波分析由于具有变时域频域特性而备受关注, 它将代替传统的FFT分析广泛地应用于汽车与拖拉机故障诊断中。如在汽车故障特征信号分析中, 采用了小波分析技术替代傅立叶分析技术。小波分析技术是非稳态信号时间域一频率域分析的有效数学工具。与傅立叶分析相比, 它在时域和频域上同时具有良好的局部化特征, 弥补了傅氏变换仅能进行稳态信号分析的不足之处。
小波网络可以逼近任意函数而广泛地应用于系统辨识中。如利用小波网络来辨识非线性对象。当非线性对象没有突变时小波网络的输出与辨识非线性对象的输出的差比较小;当非线性对象有突变时小波网络的输出与辨识非线性对象的输出的差比较大。据此, 可以利用方差检测出故障。
3.3 分形几何在汽车故障诊断中的应用。
分形几何给出了传统的欧几里德几何和微积分方法不能描述的一大类不十分光滑或不规则的集合和函数的一般结构, 进入了一个全新的科学领域。分形几何在设备故障诊断中的应用取得了成功。把分形几何引入汽车故障诊断领域, 从那些不十分规则的特征信号中提取出它的结构特征一分维数, 它将是…种有效的诊断方法。在汽车故障诊断中, 它可以在以下几个方面应用:如汽车运行状态的异常判别;汽车故障的分类或诊断;汽车故障征兆的早期预报;反映汽车运行状态的特征参数个数的选取等。
结束语
就目前我国汽车诊断技术水平来说.其诊断手段还不够先进, 诊断理论研究也不够深入, 诊断技术还处于一个发展阶段。但是, 随着计算机、电子、汽车等高新技术的发展, 汽车故障诊断技术发展会非常迅速, 今后我们半进一步研究新理论和方示, 使现代汽车故障诊断技术朝着网络化、多功能化、知能化和专家系统化发展的方向万进, 以微机及其网络为平台组织并综合休成各种专用分析仪器, 资源共享。现代汽车故障诊断技术的研空和生产庆用, 今后必将得到更加深入和迅速发展, 这门新兴的学科必将在我国现代化建设中发挥更大作用。
摘要：介绍了我国正在研究和应用的汽车故障诊断理论和诊断方法。说明了汽车故障诊断技术的主要作用, 并展望了汽车故障诊断技术在我国的发展趋势及其前景。
关键词：汽车故障,诊断技术,人工神经网络,小波分析,分形几何
参考文献
[1]李照美.汽车检测与诊断技术[M].北京:1996:3-9.
汽车故障诊断实习报告 篇5
一、实习（训）目的
经过二年专业理论知识的学习,现在踏身于实践当中,理论与实践的结合,使我学习到一些:
(一)不良反应的处理办法
(二)汽车发动机和空调系统散热不良，造成水温过高会出现以下几种故障现象及解决方法
(三)转向系零件的检查与维修
(四)转向系零件的检查与维修
(五)对密封性能处理的要点
三、实习（训）内容
(一)不良反应的处理办法
1、不良反应：车下滴漏出一摊莫名其妙的液体，且冷却液的液面高度下降。
原因：通常情况下造成滴漏的原因是连接冷却液箱和发动机间的橡皮管有裂缝。
解决方法：变质的冷却液防锈品质下降，不但容易导致散热器、管路、软管等部件的损坏，而且因冷却液的主要成分是乙二醇，滴漏到地上也会造成环境和空气污染。但我们很难通过目测判断冷却液是否变质，所以要定期更换冷却液，切莫等到出现故障再去更换冷却液。一般建议车辆每行驶4万公里或两年须更换新的冷却液，另外每两年须更换冷却风扇皮带。
2、不良反应：发动机点不着火。
原因：发动机的启动是靠电瓶的电流推动火花塞点火完成的，因而启动系统出现故障，很可能是由于电瓶生锈或者电瓶滴漏造成的。解决方法：每一两个月要查看电瓶内的电瓶液是否充足。如果不足，可添加蒸馏水至适当的高度。目前轿车大都采用免维护电瓶，则不可擅自加水。此外，每年都要检查一下电瓶的正负端接点有无生锈或污浊的现象。如果有，要及时到4S店清除干净，以保持电路的畅通。电瓶修复后，可延缓电瓶的报废时间，减少资源浪费和废弃电瓶对环境的污染。
3、不良反应：发动机排气的噪声增加，废气排放也超标。
原因：发动机的废气经高温发生氧化作用，很可能导致排气系统泄漏。
解决方法：检查排气系统的管路、接口处是否被废气腐蚀，接口垫有没有被冲坏。若发现排气系统泄漏应及时修理或更换泄漏的部件。每年检查一次不仅可以保证排气系统正常运转，更重要的是减少尾气中有害物质对环境的污染。
(二)汽车发动机和空调系统散热不良，造成水温过高会出现以下几种故障现象及解决方法：
1、在交通不畅－堵车或长时间怠速时，发动机水温表显示过高，电子风扇高速挡工作时间过长，发动机噪音增大，气温过高开空调时故障最为明显。
解决方法：热车后，检查防冻液储水罐上端的回水管回水情况，若回水不畅或堵塞会造成水温过高。
2、在气温过高开空调时，怠速不稳转速浮动过大，急加速无力，发动机有异响。
解决方法：检查冷凝器与水箱之间的灰尘是否过多，用高压气彻底清洗，保证水箱和冷凝器有良好的散热性能。
3、热车熄火十几分钟后，在启动时不容易着车；热车行驶时有时会自动熄火。
解决方法：在热车时，检查水箱上下水管的温差，如果温差太大，需要检查节温器的开度和水泵是否有转速丢转的故障。
4、冷车时空调制冷温度很凉，热车时空调制冷效果不明显；而且空调系统内有较大的共振嗡鸣声。
解决方法：由于防冻液的添加和更换不规范，会造成发动机水道和水箱提前堵塞，出现水温高的现象。防冻液两年更换一次，在更换和添加时必须使用原厂配件。
5、车平时没什么毛病，可是最近在行驶时离合器老有异常响动。请问遇到这类情况车主该如何应急？异响的原因是什么？ 故障分析：当踏下离合器踏板时，能清楚地听到离合器部位有异响；当放松踏板的一瞬间更为明显，导致这种情况的原因主要是：离合器压盘弹簧折断或分离轴承松动；离合器钢片碎裂；离合器分离杠杆折断、磨损过度或分离杠杆调整螺栓折断。大多是离合器分离轴承出现了质量问题。这种情况更提醒车主要及时去维修。提前去维修，也许车主只需要更换分离轴承和导套，但如果长时间拖延，将会导致要更换一系列的东西，而且费用会更加昂贵。
如果车主遇到这种异响，也不要过于惊慌。首先应该和前车保持一定的车距，将汽车停在适当位置，拉紧手制动器，垫好三角木，将变速器挂入空挡位置。然后司机可以打电话咨询4S店，了解一些具体的应急操作方法，或者低速行驶将车开到4S店尽快维修。
(三)转向系零件的检查与维修
1.转向柱与转向管柱的检查
1）检查转向柱与转向管柱的变形与损坏情况 不允许补焊或矫正，若变形或损坏严重必须更换。检查转向柱轴承的磨损与烧蚀情况，严重时应更换。
2）转向传动轴万向节的检查
用手检查万向节在十字轴的两个方向的径向间隙，若发现有间隙时，应更换万向节的轴承。拆卸万向节时，先将轴承拆下，再拆下十字轴（拆前做好万向节与传动轴的对正标记）。装配时，应先将万向节与传动轴的对正标记对准，先装上十字轴，然后用台钳压人轴承。
3）转向柱支承环的检查
捷达轿车转向柱支承环的检查。检查转向柱上支承环的磨损与损坏情况，严重的应更换。
4）安全柱销及橡胶支承套的检查
桑塔纳轿车安全柱销及橡胶支承套的检查。检查转向柱上的安全销是否损坏，橡
胶衬套及聚乙稀套管是否损坏。检查橡胶支承环是否老化、损坏。检查弹簧是否损坏或弹力减弱。
2.转向器的检查
1）机械转向器的检查
检查转向小齿轮与齿条有无磨损与损坏，转向器壳体上是否有裂纹，并注意转向器上的零件不允许焊接或矫正，只能更换。还要检查轴承及衬套的磨损与损坏，以及油封、防尘套的磨损与老化情况，并及时更换之。
2）转向减振器的检查
桑塔纳轿车转向减振器的检查。检查转向减振器是否漏油，规定油量为86mL。
检查转向减振器的行程。工作行程L应为最大长度（Lmax）556mm与最小长度（Lmin）344.5mm之差，为211.5mm。行程不足时应更换。
检查转向减振器的阻尼力，最大阻尼载荷为560N，最小阻尼载荷为180N（在试验台上进行）。检查转向减振器的支承是否开裂。检查转向减振器端部的橡胶衬套是否损坏老化。
3）动力转向器的检查
检查所有漏油处，更换全部O形圈及密封垫。液压分配阀若有问题必须整体更换或更换分配阀上的密封环。检查小齿轮、齿条是否损坏。检查轴承、油封是否损坏。检查防尘罩是否损坏与老化。检查转向器外壳是否有裂纹和漏油处。
3.动力转向油泵的检查
动力转向泵所有金属元件的清洗只能使用酒精。流量控制阀的检查，检查流量控制阀，保证其能在泵壳、泵体孔滑动自如，若卡住，检查控制阀的泵壳、泵体孔是否存在杂质、刮痕和毛刺。毛刺可用细砂布去掉，若阀或泵壳、泵体有损坏而不能修复，则对损坏件进行更换。
流量控制阀只能作为一总成来维修，不能对它解体。从阀的进入口加液压时，应能顺利进入。当堵住一个阀孔，从阀孔朝阀内反方向加压时（400-490kPa），空气不应从阀孔流出。
检查前压力板和后压力板表面是否与泵环接触良好。安装时要保证其与泵环（定子）平行，检查所有零件是否有裂纹和擦伤，更换损坏的零件。前压力板、后压力板及泵环（定子）上抛光度高的表面总是存在正常的摩擦痕迹，不要把这些看成是擦伤。检查泵轴轴套、轴承，若损坏则更换。将轴承从泵轴上压出，再压入新轴承。检查所有转子叶片在转子槽中是否运动自如，叶片与转子的槽侧隙，使用间隙为0.028mm，超过时，应更换叶片。检查泵轴花键是否磨损，泵轴是否有裂纹和其他损坏，更换所有过度磨损和损坏的零件，更换一新泵轴卡环。
检查泵壳是否有磨损、裂纹、铸造砂眼和损坏，有所列任一情况，则更换泵壳。
检查压力软管和控制阀塞子，若损坏则更换。检查端盖卡环，若损坏，则更换。若卡环发生扭曲或变形，不能再用。若不能肯定卡环好坏，则予以更换。
检查转子与定子的径向间隙，用塞尺8检查转子7与定子9的径向间隙。使用极限为0.06mm，超过时应优先更换定子（与转子有相同的标记的）。
4.转向横拉杆的检查
1）检查横拉杆是否弯曲 必要时校正。检查调整螺栓的螺纹有无乱纹现象。
2）转向横拉杆球头的检查 检查转向横拉杆内、外球接头（球头销）的转动力矩和摆动力，用弹簧秤检查内、外球头销的摆动力分别应为5.9-51N和6.9-64.7N。用扭力扳手检查转向横拉杆外球头销的轴向间隙应为0，转动力矩应在0.3-4.ON·m，若达不到要求，则应更换球头销。
3）连接支架的检查 桑塔纳轿车连接支架的检查。检查连接支架、连接件和减振器支架有无断裂和变形现象，检查转向横拉杆内衬套是否损坏和老化。
四、实习（训）总结
“光阴似箭，日月如梭”，时间过的真是太快了，不知不觉就已经离开学校在外面实习一个多月了，在这次实习中，我学到了很多书本上没有的东西，我对汽车也有了更深刻的了解。汽车的整体构造，各个零部件的位置有了更新的认识。我知道要把汽车准确、迅速的修理好也不是一件容易的事情，作为新一代的技术人员，我们就应该努力把汽车修理学好，也为自己的将来打好基础。
在这次实习中我认识到要把这项技术学习好，首先要有丰富的理论知识，要有灵活的思维，要有精心钻研的意志，只有这样才能吧车迅速的修好。
同时我还了解到了工作不像在学校，在学校老师可以毫无保留的把自己平时所学教给自己的学生，可是在工作单位上却不是一样的，师傅不是像老师那样苦口婆心，也不会像老师那样的无私，在单位上学什么东西都得靠自己，如果自己不争取别人是不会督促你的，所以你得时时刻刻的抓住一些可以学习的机会，使得自己的技术学的更快更精。
与人沟通，这是我们日常生活工作中非常重要的一个基本能力，我们要学会善于与人沟通。在实习的过程中我们主动地与维修厂的员工进行交流，不懂就问，有时也会聊一些生活上的小事，使我们在这一个多月里相处得很好，让我们学到不少书本上没有的东西。由此，我明白了，在与他人的沟通之中我们要保持主动、积极的态度。
经过了一个多星期的实习，在学到了专业知识的同时，也增加了对于汽车的兴趣。
相比过去的专业课实习，这一次不仅能够学好实习过程中遇到的知识，更能从眼前的实物衍射出去，看到广阔的外界。在了解知识点的同时认识更多的未知。
在实习过程中也看到了自己在专业知识上的不足。同时进行实际操作时，经验上的欠缺导致细节上频频出现纰漏。这些若是发生在实际工作中将造成致命的失误。因此我再次了解到，我们现在所学习的知识仅仅是汽车实际运用中所需要的冰山一角。想要在这一行中干出一番事业来，我还有很多很多需要学习。
同时，我也了解到：学会使用合理的手段达到预期的效果，不能过分自信也不能不试一试就放弃。这是我本次实习所学到的最重要的东西。
我坚信，对于马上就要真正走上社会的我，这一个多星期一定会成为我人生路上的基石。
汽车空调故障诊断与分析 篇6
关键词：汽车空调；故障诊断
中图分类号： U463.851.01 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）23-155-2
0 引言
随着汽车电子控制科技的不断发展，自动化电控技术在新型汽车的制造与维修过程中被不断使用，现代的汽车空调采用了大量的电子控制单元（简称ECU），汽车空调的维修和保养不再是简单的机械化操作，而是越来越注重电子化、电脑化的专业工具，传统的汽车空调维修手段已经不能满足空调系统日新月异的技术的发展，不能对空调系统进行全方位的诊断与分析。电脑诊断仪已经得到了各4S店以及修理厂的认可，广泛运用于各种汽车故障诊断。当空调系统出现故障时，电脑诊断仪可以自动地检测和诊断故障部位，并且以故障代码、数据流的方式告知维修技术人员。
1 汽车空调自动控制系统的工作原理
空调自动控制系统的工作控制过程是这样的：传感器（设定参数）→控制器→执行器。传感器包括一系列检测车内、外，进排风管空气温度变化和太阳辐射度，以及发动机工况的传感器，并将它们变成相应的数字电信号（电阻、电压、电流），再送入控制器。控制器由单片微处理器、二极管等组成系统的车载计算机构成，它根据各传感器所检测的温度的参数、发动机工作的工况参数和空调系统的工况参数，经其内部的电路分析、比较后，单独或集中的对各个执行器进行控制。这种控制方法可以计算出设定参数与实际参数的差别，精确地控制各个执行器按照初始设置完成空调的既定工作。执行器则采用大量的自动控制元件，例如调速电动机控制的风机、伺服电动机控制的风门等，高效而且可靠地完成调节空气质量的任务。
2 汽车空调系统故障诊断的设备
常见的空调诊断设备如下：
①汽车空调歧管压力表；②冷媒注入阀；③真空泵；④汽车电脑诊断仪。
汽车电脑诊断仪就如同人的大脑一样，负责收集信息、发送指令。电脑本身是不容易发生故障的，但负责给汽车电脑输送信息的部件，都是在比较暴露和严酷的条件下工作的，都比较容易出故障。另外，一些外部因素或者人为的操作不当，改变了电脑初始设定的信息，这样也会使传感器传送到电脑中的信息出现错误，这样就使车辆就不能正常运行，则需要维修了。一些简单基本的故障，都能经过电脑本身带有的自诊断系统给驾驶员发出故障警示灯如ABS、ESP报警灯等。但如果遇到一些比较带有隐藏性的问题，汽车车载电脑未能以警示灯的形式显示出来，只会把故障以故障代码的形式储存在电脑里，这时就需要使用汽车诊断电脑来为汽车电脑做诊断和维修了。
汽车诊断电脑连接后能把汽车电脑储存的故障代码读出。如本文用到的这台大众汽车诊断电脑VAS6052，是一汽大众厂家推出的一款汽车诊断电脑。据大众的技术说明，VAS6052所运用的“开放式汽车诊断平台”的技术，代表了当今世界汽车诊断技术的最高水平，同时也是汽车车载诊断技术的最终发展趋势。它在具备读取汽车故障码、读取动态数据流和作动测试、显示传感器波形等功能的同时，还具备PDA的同步功能。
3 汽车空调故障诊断步骤
3.1 确认故障现象并进行初步原因分析
3.2 对汽车空调机械部件进行检查
①压缩机V带检查，V带是否打滑、过松；②压缩机检查，接通制冷开关A/C，看压缩机是否工作；③高低压管路检查，触摸空调系统管路和各部件，高压端热而不烫手，低压端管路有水露；④系统泄漏检查，检测系统高、低压侧的压力值作为依据；⑤检查冷凝器是否堵塞。
3.3 对空调电控系统和电路进行检查
①对系统故障码数据流进行分析；②对系统电路进行分析。
3.4 综合分析确认故障原因
3.5 故障排除
4 汽车空调系统故障诊断实例分析
4.1 一汽大众新宝来空调不制冷故障诊断与排除
4.1.1 故障现象
新宝来冷车、热车接通制冷开关A/C和鼓风机开关后，出风口有风但是不制冷，仪表无故障等显示。
4.1.2 机械部分检查，压缩机不工作，高压管为常温低压管没有水露
4.1.3 检查空调电控系统和电路
①连接电脑VAS6050检测仪进行车载自诊断（OBD），对故障码和数据流进行分析。进入空调加热电子系统，发现第三组第一区数据不正常，空调控制单元能接收到电脑发出的信号，但是压缩机不能工作，说明空调控制单元到压缩机之间线路有故障或者压缩机故障。②对新宝来空调系统电路图进行分析。查看电路图发现宝来有空调继电器J32，J32通过发动机控制单元J361供电，再经J32的插头端子87通过插头T4和压缩机N25相连接。初步判断故障应该存在于J32—T4—N25之间。用万用表测量插头处无电压，检查空调继电器保险（打开左侧仪表台盖板检查保险丝），检查插头T4，结果发现T4插脚有虚接烧蚀的现象，故障原因找到。
4.1.4 故障排除
更换新的插头T4，进入车载自诊断OBD，清除故障存储代码。
4.2 一汽大众迈腾B7空调不制冷故障诊断与排除
4.2.1 故障现象
车辆行驶过程中空调不制冷，压缩机不工作。
4.2.2 进行空调机械部件的检查
用压力表测量空调系统压力，低压偏高，高压偏低。
4.2.3 检查迈腾空调电控系统和电路
①连接电脑VAS6050检测仪，对故障码和数据流进行分析。通过对发动机电子控制单元和空调控制系统故障码和数据的分析可知，空调压缩机得到空调控制单元的供电，已被激活，但是没有工作，状态显示为：静态，说明压缩机没有问题，“断路/对正极短路”说明问题应该出在压缩机的线路或者插头上。电脑可以检测到电流值说明线路不存在断路的现象，原因可能是压缩机插头虚接或者错接导致。②对迈腾B7空调系统电路图进行分析。根据故障码和数据流的分析，说明从空调开关到发动机控制单元没有问题。问题应该出现在空调控制单元到压缩机线路之间以及压缩机插头，即空调控制单元J285与压缩机N280之间的线路、N280接地线以及N280保险丝线路、插头T4。接万用表测量T4与J285之间的线路，显示值无12V正电，说明此线路有故障。
检查空调压缩机保险丝，无故障。通过电脑可以检测到压缩机的工作电流，但是压缩机不工作，而且用万用表无法测出电压，此故障可能是插头虚接或者接错导致，重点检查T4压缩机插头。
仔细地对插头T4及其线路进行检查时发现，压缩机插头T4并没有插在规定的位置而是与另一个插头连接。
4.2.4 故障排除
对调压缩机N280和电子循环泵V50的插头，故障排除。
5 结语
本文提出了汽车空调系统故障诊断的基本方法和步骤，并通过两个典型实例对进行分析说明。维修人员在对汽车空调故障进行诊断与维修的过程中，必须具备过硬的汽车理论知识、丰富的汽车维修实践经验，并能学习和掌握先进的诊断技术，熟练地运用故障诊断设备，掌握机械、电器、电子等多学科知识并能综合运用和分析，另外，汽车空调系统作为汽车里一个特殊系统，它的密封性和内部高温高压、低温低压的环境给诊断和维修造成了一定的困难和危险。
参 考 文 献
[1] 陈大亨，李春芳.汽车空调系统维修问答[M].北京：北京出版社，2008.
现代汽车故障及诊断技术基础探析 篇7
为了定量评价汽车及总成的技术状况, 仅有诊断参数还不够, 还必须有诊断标准。诊断标准是从技术-经济观点出发, 在汽车正常运行时输出的各种状态参数变化范围的允许值。诊断标准有两种分类方法, 按标准的来源划分, 可分为国家标准、制造厂制定的标准和使用单位制定的标准;按标准的性质划分, 可分为绝对标准、相对标准和类比标准。
1) 按标准来源划分
△国家标准:是国家法规规定的汽车运行中与安全环境保护有关的标准值, 如制动距离、侧滑量、噪音标准、废气中有害物含量等, 它是根据人、车、路等具体情况, 通过大量试验或根据经验确定的, 各种不同的试验方法可以通过统一的标准进行。
△制造厂标准:是取决于制造上结构参数的工艺误差, 或考虑汽车工作时的最佳可靠性、耐久性和经济性要求规定的技术参数允许值, 这类标准通常在设计阶段确定, 最终经样机台架试验或使用试验进行修正。产品说明书上规定的是结构参数, 它们可以通过与状态参数的函数关系进行换算, 直接用状态参数允许值代替诊断标准值。
△使用单位制定的标准:是根据车辆的具体使用情况, 由运输部门确定的。这类标准多而复杂, 需要经过大量试验、统计分析, 并在实际使用中反复修正后才能确定。
2) 按标准性质划分
△绝对诊断标准:它是在确定了诊断对象和诊断方法后制定的标准。在现场测试中, 最好使用绝对标准, 因为它能根据实测诊断参数直接反映结构参数的变化。在采用绝对诊断标准时, 必须十分清楚地理解结构参数的变化对诊断参数的影响才能采用。
△相对诊断标准:该标准是在对某正常部件进行测试后确定的一个基准值, 通常以正常值乘以一个系数作为某零部件的使用极限, 现实中许多情况都采用此类标准。
由于我国目前技术水平和经济实力的限制, 一个产品投入使用后, 不可能对一些渐变故障的破坏特征有十分清楚的了解, 为了能对一些重要部件进行监测与诊断, 可以采用相对标准。
△类比诊断标准:该标准是使数台同样规格的设备在相同条件运行, 通过对同一部件进行测量和相互比较来掌握异常程度的一种方法, 对于一些为数不多的设备可以采用此类标准。
在上述两种分类方法中, 用第一种方法分类的三种标准可能包含第二种方法分类的三种标准。事实上, 用第一种方法分类的三种标准是一种结果, 而用第二种方法分类的标准是一种方法, 它们之间具有因果关系。
三、电控系统故障自诊断
发动机运转时, 电子控制单元 (ECU) 能对各传感器、有关执行器以及本身的工作状态进行监测鉴别, 如果发现某个传感器传送来的信号超出了规定范围, ECU就会认为此传感器有故障。当ECU诊断出故障后, 一方面会立即起动故障应急程序, 使发动机维持继续运转;另一方面会将故障信息以代码的形式存入存储器中, 以方便车辆检修时维修人员确定故障类别和范围。
1.设定故障码的方法
电控系统在运行过程中, ECU一般用以下方法设定故障码:
△值域判定法:当电脑的输入信号超出规定的数值范围时, 自诊断系统就确认该输入信号出现故障。
△时域判定法:当电脑检测到某一输出信号在一定的时间内没有发生变化或变化没有达到程序规定的次数时, 自诊断系统就确认该信号出现故障。
△功能判定法:当电脑给执行器发出驱动信号后, 检测相应传感器或反馈信号的输出参数变化, 若输出信号没有按照程序规定的趋势变化, 自诊断系统就确认该执行器或其电路出现故障。
△逻辑判定法:当电脑对两个或两个以上具有相互联系的传感器进行数据比较时, 若发现两个传感器信号间的逻辑关系违反程序设定的条件, 自诊断系统就断定其一出现故障或两者均有故障。
2.故障码诊断法
故障码诊断法是在读取故障码的基础上, 结合其它检测结果对故障码进行比较、分析, 从而进行故障判断的方法。
1) 故障与故障现象及故障码间的关系
有故障码存在时, 大多数情况下是确有故障, 也会有不同程度的故障症状。例如, 空气流量计 (MAF) 是电控系统的重要传感器之一, 当出现空气流量计的故障码时, 会产生比较明显的故障现象, 如发动机加速不良、动力下降、排放超标等。但有些故障码的故障症状并不明显, 如出现空气温度传感器的故障码时, 表示空气温度传感器信号可能有短路或断路故障发生, 但这个故障带来的影响往往单凭驾驶感觉不一定能发现。
而在某些情况下, 有故障码存在却不一定真有故障, 这主要是因为外界各种干扰源的干扰、检测人员的误操作、相关故障的影响、虚假故障码等。
当有故障症状出现时一定是有故障, 但不一定出现故障码, 因为故障码是由控制电脑的自诊断系统定义的, 凡不受控制电脑约束的故障点均无法定义故障码。例如, 未被控制系统监测的机械性故障, 或参数数值漂移但又未超出设定条件的, 自诊断系统就无法识别, 但发动机会表现出工作不良的故障症状。
另外, 一个控制系统在出厂时, 设计人员只能按照设计要求, 根据传感器和执行器可能出现的问题及试制、实验过程中出现的各种故障对故障进行标定, 它没有也不可能包含实际运行中可能出现的所有故障。所以, 有故障码出现时不一定有故障, 没有故障码出现时不一定没有故障。
2) 故障码诊断的步骤
进行故障码诊断的步骤为:记录所有的故障码;清除所有的故障码;确认已清除所有的故障码;模拟故障产生时的条件进行试车, 以使故障重现;再次记录此时的故障码;区分间歇性 (软) 故障码和当前 (硬) 故障码;区分与故障现象相关故障码和无关的故障码;区分诸多故障码或相关故障码中的主要故障码 (它可能是产生其它故障码的原因) ;检测与故障码对应的传感器、执行器或电脑及其相关电路, 以确认故障点。
四、数据流诊断分析
汽车电脑通过诊断接口的数据通讯线将电脑内部的实时数据以串行方式输出, 利用专用诊断仪或扫描仪读取这些数据流, 不仅可以对汽车电脑的运行参数进行分析, 还可以观察汽车电脑的动态控制过程。数据流分析法是从汽车电脑内部分析电脑控制过程的故障诊断方法。
1.数据流分析的方法
数据流分析的方法有数值分析法、时间分析法、因果分析法、关联分析法和比较分析法等。
△数值分析法:即对数据的数值变化规律和变化范围进行分析, 如转速、车速等数值的变化, 电脑读值与实际值的差异等。在控制系统运行时, 电脑将以一定的时间间隔不断接收各传感器的输入信号, 并向各执行器发出控制指令, 对某些执行器的工作状态还可根据相应传感器的反馈信号再加以修正, 我们可通过诊断仪器读取这些信号参数的数值加以分析。
△时间分析法:即对数据变化的频率和变化周期进行分析。电脑在分析某些数据参数时, 不仅要考虑传感器的数值, 而且要判断其响应的速率, 以获得最佳的控制效果。
△因果分析法:即对相互联系的数据间的响应情况和相应速度进行分析。在各个系统的控制中, 许多参数之间是有因果关系的, 如电脑得到一个输入, 就要根据此输入给出一个输出, 在认为某个过程有问题时, 可以将这些参数连贯起来观察, 以判断故障出现在何处。
△关联分析法:即对互为关联的数据间存在的比例关系和对应关系进行分析 (指几个参数之间的逻辑关系) 。电脑有时对故障的判断是根据几个相关传感器信号的比较, 当发现它们之间的关系不合理时, 便会给出一个或几个故障码, 或指出某个信号不合理。此时, 一定不要轻易地断定就是该传感器不良, 而要根据它们之间的相互关系作进一步检测, 以得到正确的结论。
△比较分析法:即对相同车种及系统在相同条件下的相同数据组进行对比分析。在没有足够的技术资料和详尽的标准数据时, 可与同类车型或同类系统的数据进行比较, 以判断是否存在故障。
2.数据流分析的步骤
(1) 在进行故障码分析并确认有故障码存在时, 应根据故障码设定的条件分析产生故障码的原因, 对数据的数值及波形进行分析, 找到故障点。
(2) 在进行故障码分析并确认无故障码存在时, 应从故障现象入手, 根据系统的结构及工作原理, 推断相关数据, 将不同工况下数据的数值及波形与标准值比较, 经过全面分析后, 得出准确的判断。
五、汽车故障诊断的系统分析
1.汽车系统的特征
从汽车的结构来看, 零件是最小的单元 (如弹簧、油封等) ;部件由若干个零件组成 (如车窗等) ;组件由几个部件组成;系统由几个功能上相互作用的组件综合而成, 其间的相互作用可以是直接的, 也可以是间接的 (如汽车电子系统、燃油供给系统等) ;集成系统由一个或几个分系统、组件或部件组成。
一般来说, 系统是由相互作用、相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体, 例如自动变速器由电控系统、液压系统、齿轮机构等构成, 其功能是可以随行驶工况的变化自动变换速比。
一般的系统必须满足以下条件:由两个以上的部件 (元素) 组成;组成元素之间相互联系, 保持某种功能;系统必须具有某种目的。
2.系统分析在自动变速器诊断中的应用 (手动档试验法)
系统分析法的基本思路是, 首先区分故障点是在电控系统, 还是在液压机械系统, 即动力传递系统、液压控制系统。电控系统的检测包括传感器检测、执行器检测和控制器检测;液压机械系统的检测包括失速试验、动力流分析、液压系统分析。
手动档试验是自动变速器故障诊断的重要方法之一, 其目的是区分故障点是在电控系统或是在自动变速器内部的液压机械系统。
(1) 确定诊断系统:例如, 对于不能自动换档的故障, 可把自动变速器作为诊断系统, 不考虑发动机等其它因素。
(2) 确定诊断参数:换档时机、最高车速等是数据化诊断参数;不能自动换档、换档冲击、不能起步等是可描述诊断参数。
(3) 系统隔离:将自动变速器的电控系统进行分离, 自动变速器内部的液压机械系统为剩余自动变速器系统, 自动变速器的电控系统为分离系统。
(4) 手动操纵试验:断开自动变速器的全部换档控制电磁阀的插接器, 将操纵杆置于P、R、N、D、3、2、L等各位置进行行驶试验, 将实际速比与该自动变速器的标准速比进行比较。若结果异常, 则故障点在自动变速器内部的液压机械系统, 但不能确定电控系统正常, 必须通过手动电磁阀试验进行判断;若结果正常, 不能确定液压机械系统完全正常, 应继续进行手动电磁阀试验。
(5) 手动电磁阀试验:使操纵杆在P、R、N、D、3、2、L各位置按照电脑程序控制的各换档电磁阀状态人工对应控制各换档电磁阀的通电或断电, 实现各速比油路的转换进行行驶试验。若结果异常, 则故障点在自动变速器内部的液压机械系统;若结果正常, 则故障点在电控系统。
3.系统分析法在发动机故障诊断中的应用 (断缸试验法)
断缸试验是发动机故障诊断的重要方法之一, 其目的是区分故障点是影响全部气缸的因素, 还是仅在个别气缸。
(1) 确定诊断系统:例如, 对于尾气超标的故障, 可把发动机作为诊断系统, 不考虑变速器等其它因素。
(2) 确定诊断参数:尾气指标、油耗、功率等是数据化诊断参数;怠速不稳、加速无力、不能起动等是可描述诊断参数。
(3) 系统隔离:将发动机的某个单缸进行分离, 断开该缸的高压线或喷油器的导线, 使该缸停止工作。分离的单缸为分离系统。
(4) 断缸试验:停止发动机某个气缸作功, 进行运转试验, 将实际的性能指标与性能参数进行比较。
(5) 单缸喷油器试验:按照电脑程序控制的单缸喷油器脉冲 (使用可调脉冲宽度的驱动器) 对应控制该喷油器动作, 使发动机运转, 测试尾气指标。若结果异常, 则故障点在断开的发动机的某个气缸;若结果正常, 则故障点是影响全部气缸的因素。
4.系统分析法在电控系统故障诊断中的应用 (信号隔离法)
信号隔离法是汽车电控系统故障诊断的重要方法之一, 其目的是区分故障点是电控系统中的哪个元件。
(1) 确定诊断系统:例如, 根据对故障信息和故障现象的分析, 可把某个或某几个电控系统作为诊断系统。
(2) 确定诊断参数:电喷系统的喷油脉宽、电喷发动机的尾气指标、怠速步进电机的控制信号特征值等是数据化诊断参数;不能起动、无高压火、不能起步、防抱死制动失效等是可描述诊断参数。
(3) 系统隔离:将电控系统的某个元件 (传感器、执行器等) 进行分离, 分离的元件为分离系统, 隔离分离系统后为剩余电控系统。如发动机电控系统分离水温传感器后, 水温传感器为分离系统, 无水温传感器的发动机电控系统为剩余发动机电控系统。
(4) 对剩余电控系统进行运行实验, 将实际检测的数据与性能参数进行比较。
(5) 信号模拟试验:按照各种传感器的信号或电脑程序控制的各执行器信号, 对应控制系统进行运行试验。
汽车故障诊断技术 篇8
一、夯实专业理论知识基础
汽车故障诊断的高手一定是专业理论知识扎实, 并且勇于实践敢于探索和善于总结者。专业理论知识不扎实或不够, 干一辈子也只能徘徊在一个不高的台阶上止步不前, 最多是一个随波逐流毫无建树的从业者。目前, 在我国汽车运用技术领域的第一线, 涌现了一批高知识型的汽车医生, 他们的成长经历和达到的专业高度, 已足以支持上述观点。
现代汽车的高技术含量决定了专业理论知识的重要性。现代发动机是一个由计算机精确控制的能量转换装置, 其转换效率取决于计算机的控制精度, 需要机械学、电子电力、计算机控制、液压液力等学科的支持, 汽车的车身和车架, 需要材料学、工程结构学、工程力学等学科的支持。因而, 汽车是多学科综合优化的高科技产品, 需要多学科知识体系的支持。显然, 专业理论知识不实、不厚、不够, 要想在汽车运用技术职场中玩转汽车, 无疑是痴人说梦。
二、注重知识向能力的转换
首先, 注重学习方法和学习能力的提高。围绕要解决的问题精心安排构建一个相对完整的教学情境。先把要解决的问题明确地写出来, 以学生已有的知识、认知水平以及生活经验为基础, 遵循从易到难、从简单到复杂的原则, 积极引导共同探索, 提出解决问题的方案。在整个认知过程中, 必须让学生积极主动参与, 指导学生总结自己的学习过程, 着重总结从形象思维到抽象思维的转化活动, 总结从未知到已知的转化过程, 总结由认识到实践的转化过程。
其次, 强化转化环节。引导学生将所学的具体知识再加工, 成为具有内在联系紧密的系统, 把知识变成观念并牢固记忆。加强学生对实际问题的理解。在复杂的实际问题面前, 教师要提供足够的问题实物, 在动手中认知事物, 在操作中提高能力。同时, 教师还要设置一些问题情境, 以提高学生分析问题和解决问题的能力。
三、建立汽车故障定量诊断技术的应用体系
笔者认为, 汽车故障快速诊断技术的核心是定量诊断技术。建立汽车故障定量诊断技术的概念和理论体系, 势在先行。没有定量诊断技术, 则快速而准确的高效故障诊断就无从谈起。汽车故障定量诊断概念可不妨暂且分为宏观定量诊断和微观定量诊断。
宏观定量诊断。基本判断和依据是, 汽车各个系统∕部件的技术状态, 随着其运行时间的增加而渐为下降。系统∕部件的技术状态可由各自相应的若干个运行参数来定量表征, 即系统∕部件的运行参数与其技术状态相互对应, 从若干个运行参数随运行时间而量的变化, 则可推知出系统∕部件的技术状态的实际变化程度。随着系统∕部件的技术状态的下降, 其维修保养和调整的费用在上升, 可以根据统计分析、成本核算和个体维修资料的积累, 确定系统∕部件的最佳 (科学合理, 综合效益最高) 维修保养时机。当系统∕部件的相应运行参数变化到该最佳时机, 就要对该系统∕部件进行维修保养和调整, 使其技术状态恢复到最佳状态。
微观定量诊断。对于有些系统∕部件来说, 仅从一个技术参数的定量变化便可推知其故障原因。例如, 发动机进气歧管真空度蕴含有发动机技术状况和运行品质的大量信息, 通过对发动机进气歧管真空度的定量分析, 便可判断出发动机的相关故障原因。目前, 较为成熟的微观定量诊断技术有两项, 即发动机进气歧管真空度和发动机尾气定量诊断技术。
四、汽车故障诊断基本方法的要点
1、树立辩证和系统的观点
现代汽车技术是一项大系统的机电工程, 整车作为一个总系统, 是由动力系统、变速系统、转向系统、制动系统和仪表信息系统等中系统组成, 中系统又可分为若干个子系统。现代汽车具有的这种结构系统特性, 决定了现代汽车故障的特点。故障原因呈现多元化、软化的趋势。一个故障现象, 往往是由多个跨系统中多个因素共同综合作用的结果, 或者是控制系统、元件参数的漂移和程序运行被环境干扰等看不见感觉不到的因素所致。要求故障诊断者, 必须具备必要的哲学思想, 要具有辩证和系统性的思想方法。对于一个既定的故障, 有时需要就“事”论“事”, 是为了抓住主要原因, 排除次要因素的干扰和误导, 而有时就不能就“事”论“事”, 要跳出“事”的本身, 将“事”置于其相应的系统进行分析, 可能是系统中其他原因导致了该“事”的发生, 也就是说脚疼的原因可能是鞋的问题而不是脚本身的问题。
2、理论原理的指导性原则
有资料显示, 在汽车故障诊断中, 疑难杂症越来越多。其实, 不是疑难杂症越来越多, 而是诊断者的故障诊断能力没有随着汽车技术的发展而提高。任何疑难杂症都是有原因的, 只是其因果关系更复杂更曲折些罢了。实践证明, 理论原理是解读因与果之间曲折关系的不二法宝, 在原理的指导下, 寻蛛丝马迹, 最终一定能找到故障的原因。例如, 交流发电机欠发电故障, 难倒了不少的诊断者, 属于交流发电机的疑难杂症。故障案例, 交流发电机欠发电, 在原理U=CeΦn的指导下, 通常, 交流发电机的结构常数Ce不会变化, 凡是导致磁场强度Φ减弱和转速n下降的原因, 都可能造成交流发电机欠发电。在此思路的引导下, 最终发现转子总成上的爪极退出了2㎜, 使磁场强度Φ减弱, 从而导致交流发电机欠发电。
3、先易后难原则
基于网络技术的汽车故障诊断系统 篇9
1.1 汽车故障诊断存在的问题
现在的乘用车一般装有汽车自诊断系统,如OBDⅡ(第二代车载诊断)。一般可用解码器或发动机分析仪等设备与汽车上的自诊断接口连接,读取存储在汽车电脑(ECU)中的故障诊断码(DTC)。手持式解码器一般适用于指定厂家的汽车,如大多数亚洲、欧洲生产的汽车,美国克莱斯勒生产的汽车采用ISO 9141标准,通用公司生产的乘用车和轻型卡车采用SAEJ1850VPWM(可变脉宽调制)标准,福特采用SAEJ1850PWM标准。这样会出现下面的问题[1]:
1)各汽车制造厂诊断技术的不标准,导致厂家的汽车时增大维修成本。
2)诊断作业要求将车开到维修厂,这对驾驶员很不方便。
3)整个诊断需专门的设备和专业的技师完成,增加了诊断费用。
4)诊断码信息有时不能满足准确的故障源。若有更好的汽车诊断算法和策略能减少故障诊断所需的时间。
5)随着汽车电控系统越来越复杂,查找故障的难度增大。一种现象是采用换件法来诊断故障。
1.2 汽车维护策略
现在的汽车维护策略一般由修复性维护和预防性维护方法或两者结合而成[2]。对于修复性维护方法,即出现故障后维护。这种方法有时很危险,小故障若不及时解决会造成大的故障,增大维护成本。相反,预防性维护是根据预定的计划,为防止可能发生的故障进行维护,如紧固、调整,换油、换滤清器等。虽然,预防性维护提高汽车完好率,但由于换件和换油增大使用成本。一般来说,预防性维护以时间和里程为基础,不考虑汽车实际的工作情况。
修复性和预防性维护方法就汽车使用成本和驾驶员便利性来说不是最优化的策略。这两种策略没有考虑汽车实际行驶状况或当前部件、油液的使用状况。
2 基于网络的远程诊断优点
现在远程通讯技术、人机接口技术、基于模型的诊断技术、电子技术和嵌入式系统等技术的发展导致汽车诊断和维护方法发生巨大转移。这些先进技术使汽车与远程计算机能够共享车内传感器数据和诊断信息,使汽车能在运行时被远距离地诊断与维护。此外,汽车参数能在汽车运行时被监测,确定在何时需要维护。
目前,美国通用汽车公司的On star 系统已从作为Cadillac汽车的选装件发展为所有通用汽车的标准配置[3]。On star集合了手机服务、路边救助、紧急服务和简单的基本诊断码(DTC)的远程诊断。其它一些厂家,如丰田、大众和宝马也正在研制类似的远程诊断与维护系统,并计划推出集成第一代远程诊断技术的车型。
远程诊断与维护系统应能方便地远程诊断汽车,而不需要把车开到修理厂。无论汽车是正在路上行驶或停入车库。远程系统都能检查汽车故障码和车内传感器数据,而且无需维修技师的介入。这些数据可以无线地传输到远程诊断与维护服务器。汽车的信息如汽车维修的历史记录也存储于服务器中。服务器有强大的处理能力,能够评价汽车的健康状态,建议车主是否需要维护。如果发现问题,会向驾驶员发出警告。远程诊断与维护中心的技术顾问会帮助驾驶员分析故障的严重程度、做出维护或修理安排。若有必要,诊断与维护中心的主机可将先进的诊断算法远程下载到汽车ECU,完成复杂的诊断工作;也可以通知维修中心和救援服务部门,排除故障和抢救伤者。
远程维护系统有助于降低运行成本和提高行车安全。及早地检验轮胎气压是否过低,确定何时需更换机油,何时需更换制动衬片等。对故障的及早预报可防止一些车坏在道上,可避免一些交通事故的发生,汽车制造厂可以利用远程诊断与维护系统发现汽车的缺陷,完善汽车保修系统。
3 远程诊断系统
3.1 系统的组成
1)智能化的汽车,能够向远程诊断与维护中心提供故障码,关键传感器数据,与维护有关的信息等,能够下载数据和更新系统软件。
2)先进的实时诊断与维护模块,能够提供汽车与诊断、远程维护中心之间的人机接口。
3)远程诊断与维护中心,中心的技术顾问能够操控先进的诊断与维护程序,为驾驶员提供服务。
4)远程诊断、维护中心与汽车的数据通讯链路;与驾驶员之间的语音通讯链路。远程诊断与维护中心也应与相关资源链接,如汽车制造厂、汽车修理与维护中心、汽车紧急救援中心等。远程诊断与维护中心(技术专业顾问)通过通讯链路接通要诊断汽车的电控单元(ECU),提取汽车的性能参数和故障码,经分析后,告诉驾驶员故障的严重程度,并提供必要的支持服务,安排需要的维护或修理。
3.2 物理与逻辑结构
图1为基于网络的远程诊断与维护系统的物理结构,需诊断的汽车通过双向天线通讯模块与远程诊断与维护中心链接,中心技术顾问可实时操控所有诊断与维修程序模块,包括传感器的远程监测,先进的诊断和智能化的维护。车内诊断和维护模块可以处于待机状态,也可以与远程中心通讯,传输诊断码和有关的传感器数据。远程诊断与维护中心还可以从其它的资源获得信息,如从汽车制造厂数据中心、汽车修理和维护中心等。汽车制造厂的数据可用来帮助诊断与分析故障,反过来,远程诊断与维护中心向制造厂提供汽车失效数据。远程诊断与维护中心可为车主预约维修时间。
4 结 论
基于网络的远程诊断与维护是汽车行业新兴的重要领域。本文主要分析开发先进的实时诊断与维护策略和技术。与传统的汽车诊断与维护相比,远程诊断与维护有许多优点:
1) 在汽车运行时方便地实施诊断;
2) 基于汽车使用和历史的维护方案;
3) 利用远程诊断与维护中心的巨大计算能力诊断汽车故障和满足车主维护需求;
4) 通过预防性的诊断与维护降低保修和使用成本。
参考文献
[1]王维强.虚拟仪器与网络技术在汽车发动机故障远程诊断中的应用[J].内燃机,2006(4):39-41.
[2]孙培峰.基于虚拟技术的汽车发动机故障远程诊断系统[J].机械与电子,2004(1):18-21.
汽车故障诊断技术 篇10
1 汽车故障诊断技术的应用
汽车故障诊断技术是为了查明汽车存在的问题。传统的汽车维修技术维修效率低、维修处理难度大, 传统故障诊断技术寻找汽车故障是一个困难、漫长的过程, 它需要不断进行测试, 需要维修师傅积累大量的维修经验和高超维修技能, 可是在故障诊断的时依然会出现判断错误情况。汽车诊断技术的发展决定了汽车的维修效率与维修效果, 决定了汽车售后业发展, 决定了汽车行业发展速度。高效的汽车诊断技术可以为汽车行业带来更多的利润。汽车市场竞争加剧导致整车销售的利润下降, 维修售后是汽车也得另一个利润增长点;高效的汽车诊断技术提高汽车的品牌价值, 保证客户对汽车满意度。汽车品牌价值很大一部分决定于汽车售后市场, 汽车故障会影响用户体验, 良好的汽车维护可以挽回品牌影响力。汽车故障诊断技术发展已经成为了汽车行业不可忽视一部分。
2 传统的汽车故障诊断技术
汽车电子电控系统非常复杂, 传统汽车故障诊断设备和诊断技术的精确度和检测方法, 满足不了现代汽车需要, 传统的故障诊断技术主要有:万用表诊断、汽车示波器和综合法。万用表诊断故障具有单一性, 一般只能检查持续性故障, 比如电子元件的损坏、电路故障等。万能表具有适用的普遍性, 万用表具有显示器, 可以直接显示具体数值, 虽然在车型不断更新、系统不断的复杂, 在一些的情况下, 根据已知资料进行数据对比, 用万用表检测技术参数法可以快速、准确、有效的诊断故障方法, 这是用万用表检测技术参数法的最大优点。
万能表的局限性, 汽车维修技术发展, 汽车修理技术人员快速判断汽车电子设备故障的汽车示波器出现了, 传统示波器使用非常的复杂, 需要大量的经验积累, 普通的示波器测试前要进行大量的设定, 调整示波器的各个按钮和分析波形的形状, 汽车示波器将一些设定变得非常简单, 根据选定测试的内容自动进行调试设定, 修理人员直接观察波形了, 判断故障问题的位置即可, 极大地提高了维修的效率。综合诊断是将简单检测设备通过综合运用的手段互相结合, 互相辅助, 使诊断工作中的仪表和设备结合成为一个整体, 在诊断工作完成其他设备不能完成的工种, 得到一系列准确数据进行故障诊断。
3 现代化汽车故障诊断技术
现代的汽车已经可以通过车内的微电脑和电控系统检测通信相结合, 通过不断的分析电控系统数据实时监控汽车状态, 分析车辆状况, 这种自动诊断技术一般结合车载诊断和车外诊断系统相结合使用。车载诊断系统, 当汽车出现故障的时候, 可以自动发出警报, 提示车主汽车出现故障, 故障可以及时发现并维修, 但是主要诊断电子控制系统的故障, 诊断范围有限, 不能对机械系统故障诊断, 精度不高, 对较复杂故障不能诊断, 此时就需结合车外诊断系统。车外诊断系统, 是车内诊断系统的延伸和功能扩充, 具有检测效率高, 检测精度高, 诊断范围大, 增适应性强特点, 但是必须被动的使用才能发现故障。实际中汽车故障诊断一般都是车载诊断与车外诊断相互结合进行, 车载系统进行故障提示, 外接设备进行具体的数据分析, 确定故障原因和位置。
智能化故障专家诊断系统:
因车载故障诊断系统局限性, 需要一种新的故障诊断系统, 不仅适用电控系统也适用于机械故障诊断。汽车故障诊断专家系统应运而生, 是人工智能在汽车行业应用的具体体现。故障诊断专家系统通过故障检测设备检测的数据和就存储在计算机中数据进行对比, 通过人工智能分析, 得到结论的系统。主要使用汽车故障诊断专家系统有:基于行为的诊断专家系统、基于规则的诊断专家系统、基于模糊逻辑的诊断专家系统、基于实例的诊断专家系统, 可以根据不同需要采用不同的特点系统。储存在计算机中的数据就是一些汽车故障专家的知识, 通常叫专家数据, 这个系统不需要使用者具备大量的故障诊断知识, 而维修者又能得出像专家一样的判断。
4 汽车故障诊断技术的发展趋势
汽车故障诊断技术因新的科学技术的出现和在故障诊断设备中的应用开拓了新的途径。新的技术在汽车故障诊断中还没有被广泛应用, 但是其先进的能力和精确性受到汽车故障诊断行业重视。这些技术在汽车服务业其景是令人鼓舞的。信号处理小波分析技术。小波分析将代替传统分析广泛地应用于汽车故障诊断, 采用了小波技术替代傅立叶分析技术。因为小波分析具有变时域频域特性和其采用是非稳态信号时间域技术, 它在时域和频域弥补上传统分析仅能分析稳态信号缺点。
技术资料越来越多进行数字格式存储, 和网络化查询, 获取信息快捷, 查询信息定位准确。技术资料的数字化使维修设备直接调用资料成为了可能, 在线维修资料数据库成立也使设备网络化可以在实际中运用, 大大提高了汽车故障维修的智能化水平和效率, 在线资料数据库支持, 推动测试仪器从专项向综合功能发展。汽车信息数字化, 使得可以采用数学方法处理信号, 找出故障。系统内存储了大量故障定量分析数据, 设备对信号进行处理, 通过和数据可对比, 或则通过不同的检测设备, 链接专家系统, 就可以高速和精准找到故障, 高效的解决了故障。汽车不在是一个单纯机械产品而是一个高科技产品, 机电一体。新功能新系统的使用, 汽车故障的种类越来越多, 网络化和数据库的建立, 可以及时通过各个终端设备及时发现新的故障类型, 并将信息储存在服务器内, 其他人员就可以快速的通过其他终端设备检测到新的故障, 打破原来信息传递时间、地域、人员的限制。
参考文献
[1]李嘉.浅析现代汽车维修技术的发展[J]中国新技术新产品, 2009 (6) .
汽车电机故障诊断方法探讨 篇11
关键词：汽车电机 故障 方法
1、电机故障诊断的特点及实施电机故障诊断的意义
1.1电机故障诊断的特点
电机的功能是进行电能与机械能量的转换,涉及因素很多,如电路系统、磁路系统、绝缘系统、机械系统、通风散热系统等。哪一部分工作不良或其相互之间配合不好,都会导致电机出现故障。因此,电机故障要比其它设备的故障更复杂,其故障诊断所涉及到的技术范围更广,对诊断人员的要求也就更高。一般来说,电机故障诊断涉及到的知识领域主要有:电机理论、电磁测量、信号处理、计算机技术、热力学、绝缘技术、人工智能等。电机故障诊断的复杂性还表现在故障特征量的隐含性、故障起因与故障征兆之间的多元性。一种故障可能表现出多种征兆,有时不同故障起因也可能会反映出同一个故障征兆,这种情况下很难立即确定其真正的故障起因。另外,电机的运行还与其负载情况、环境因素等有关,电机在不同的状态下运行,表现出的故障状态各不相同,这进一步增加了电机故障诊断难度,所以要求对电机进行故障诊断首先必须掌握电机本身的结构原理、电磁关系和进行运行状况分析的方法,即掌握电机各种故障征兆与故障起因间的关系的规律。
1.2实施电机故障诊断的意义
电机的驱动易受逆变器故障的影响,在交流电机驱动系统中,逆变器短路故障将会使电机产生有规律波动的或是恒定的馈电扭矩,使车辆突然减速。研究表明:逆变器出现故障时,永磁感应电机将产生较大的馈电扭矩,而且永磁电机也有存在潜在的高消磁电流的问题。而感应电机在逆变器出现故障时所产生有规律的馈电扭矩将由于有持续的负载而迅速衰减,这说明了感应电机具有较高的容错能力,适应混合动力系统的要求。开关电机磁阻是最具有故障容错能力的电机,而且当其有一个逆变器支路出现故障时电机仍能产生净扭矩,另外,开关磁阻电机成本低,结构紧凑,但是开关磁阻电机有较大的噪声和扭矩脉冲,而且需要位置检测器,而这些缺点使得开关磁阻电机在现阶段不适合应用于混合动力客车上。在混合动力客车动力系统中,电机是作为辅助动力的,而且电机属于高速旋转设备,如果电机出现故障,电机产生的瞬态扭矩将使车辆的稳定性和动力性将受到影响,而且,电机由高压电池组驱动,如果电机出现故障而不能及时容错,电机产生的瞬态电流将使电池受到损害,因此在混合动力系统中对电机进行故障诊断是非常必要的。
2、电机的故障诊断方法及典型故障诊断分析
2.1电机故障的诊断方法
(1)传统的电机故障诊断方法
在传统的基于数学模型的诊断方法中,经典的基于状态估计或过程参数估计的方法被应用于电机故障检测。这种方法的优点是能深入电机系统本质的动态性质,可实现实时诊断,而缺点是需建立精确的电机数学模型,选择适当决策方法,因此,当电机系统模型不确定或非线性时,此类方法就难以实现了。
(2)基于模糊逻辑的电机故障诊断方法
基于模糊逻辑的电机故障诊断方法,故障诊断部分是一个典型的模糊逻辑系统,主要包括模糊化单元、参考电机、底层模糊规则和解模糊单元。其中,模糊推理和底层模糊规则是模糊逻辑系统的核心,它具有模拟人的基于模糊概念的推理能力,该推理过程是基于模糊逻辑中的蕴涵关系及推理规则来进行的。模糊规则的制定有两种基本方法:第一,启发式途径来源于实际电机操作者的语言化的经验。第二,是采用自组织策略从正常和故障电机测量获得的信号进行模糊故障诊断的制定,将此方法通过计算机仿真实现,对电机故障有较好的识别能力。
(3)基于遗传算法的电机故障诊断方法
遗传算法是基于自然选择和基因遗传学原理的搜索算法,它的推算过程就是不断接近最优解的方法,因此它的特点在于并行计算与全局最优。而且,与一般的优化方法相比,遗传算法只需较少的信息就可实现最优化控制。由于一个模糊逻辑控制器所要确定的参变量很多,专家的经验只能起到指导作用,很难根据指导准确地定出各项参数,而反复试凑的过程就是一个寻优的过程,遗传算法可以应用于该寻优过程,较有效地确定出模糊逻辑控制器的结构和数量。
遗传算法应用于感应电机基于神经网络的故障诊斷方法的框图如图4所示。设计神经网络的关键在于如何确定神经网络的结构及连接权系数,这就是一个优化问题,其优化的目标是使得所设计的神经网络具有尽可能好的函数估计及分类功能。具体地分,可以将遗传算法应用于神经网络的设计和训练两个方面,分别构成设计遗传算法和训练遗传算法。许多神经网络的设计细节,如隐层节点数、神经元转移函数等,都可由设计遗传算法进行优化,而神经网络的连接权重可由训练遗传算法优化。这两种遗传算法的应用可使神经网络的结构和参数得以优化,特别是用 DSP 来提高遗传算法的速度,可使故障响应时间小于 300μs,不仅单故障信号诊断准确率可达 98%,还可用于双故障信号的诊断,其准确率为 66%。
汽车故障诊断技术 篇12
诚然, 电控发动机的故障率是很低的, 但是一旦出现故障, 对故障部位及故障原因的分析、寻找却很困难, 需要较高的技术水平和检测设备 (如四轮定位仪、解码器、扫描仪、汽车专用示波器、发动机分析仪、尾气测试仪、电脑动平衡机等) , 这使得传统的人工经验检测和诊断方法难以适应, 也对发动机检测、诊断人员的专业素质及检测设备的功能、性能提出了较高的要求。
发动机故障可以分为两类, 即确定性故障和非确定性故障。确定性故障是指故障现象与故障原因之间有确定的因果关系, 非确定性故障即这种因果关系不明确。
确定性故障多属于发动机的功能性故障, 即故障发生后发动机不能继续完成本身的功能, 或伴随着某些功能丧失和不完善, 如发动机不能起动、低压电路故障等, 它们的特点是根据一个或几个故障现象就能确定一个或几个故障部位。
确定性故障又可分为两类:一类是系统故障, 是指发动机功能子系统的常见故障;另一类是常见综合性故障, 它是指具有明显征兆的, 且故障引发部位与原因涉及到发动机机械部分、油路、电路等多个系统的综合性故障。
对于确定性故障, 驾驶员可以在发动机运转过程中直观感觉到故障的存在, 维修人员也可以根据发动机某些功能的丧失来确定需要排查的项目。
对发动机的故障诊断, 就是在不解体的条件下, 应用必要的检测仪器, 并通过人的主观能动性, 准确、快速地确定汽车的技术状况及工作能力, 并查明故障部位及原因。发动机故障诊断可分为总体诊断和局部诊断两部分, 前者用于评定发动机总的技术状态 (性能诊断) , 后者用于查找故障以及失效的原因和部位 (深入诊断) 。
1.发动机故障诊断的常用方法及各自的特点
1) 经验诊断法
传统的经验诊断法是依靠人工的观察和感觉, 根据汽车表现出来的外部异常情况, 采用逻辑推理的方法来判断故障的类型及部位, 这种方法必须依赖于维修人员长期的经验积累, 并要反复进行观察才能作出判断, 既繁琐又不准确。
由于电控发动机的种类很多, 所采用的电控系统控制方式差异也很大, 而且有些故障并不是一开始就和以前排除过的故障完全相同, 往往是经过若干步骤后才可以借鉴以前的经验, 并且需要用仪器来进行验证, 所以仅仅依靠传统的经验诊断法, 很难实现快速、准确地诊断故障, 常常会出现误诊和时间的延误。
2) 简单仪器诊断法
20世纪80年代初至90年代初, 汽车的电子化程度越来越高, 其动态的随机故障及控制系统的功能故障日益增多, 以电子技术和微机技术为核心的专门检测设备, 为发动机故障诊断提供了较先进的诊断工具和方法。
简单仪器诊断法就是采用示波器、万用表、电感式电流探针等仪器, 提取相应的数据流, 并与标准值进行比较, 从而深入诊断故障。
但是, 采用示波器和万用表只能通过检测电子元件或线路的电量参数 (如电压值、电阻值及信号的脉宽、形状等) 来判断电控系统中怀疑部件及线路有故障与否, 以及维修和更换零部件后对其进行性能分析;采用电流探针只能测试各种交流或直流电流信号, 主要用来检测电动燃油泵、喷油器驱动电路中的电流, 这些检测仪器无法根据发动机的工作状况, 从理论上判断可能的故障部位。
12V测试灯主要用来检查系统电源线路是否给电器部件提供了合适的电压, 自带电源测试灯可用来检查电器电路的断路和短路故障, 但测试灯不能用来检查发动机的微机控制系统, 因为它会对发动机微机控制系统的精密电子元件造成破坏。
3) 自我诊断法
现代电喷发动机上设置了控制电脑 (ECU) , 同时设置了故障自诊断系统, 当遇到故障时, 通过故障自诊断装置监测控制系统各部分的工作状态, 对控制系统进行必要的保护, 并将故障以代码的形式储存在随机存储器 (RAM) 中, 同时点亮故障指示灯 (CHECK) 。
利用电脑本身可以实时监测系统的工作状况和储存数据这一特点, 把电脑中储存的故障代码提取出来, 然后对症下药, 就可以排除故障。这一方法对于电子控制的汽车各大系统均十分有效, 而且快捷、准确。
尽管故障自诊断系统给维修人员诊断故障带来了极大的方便, 但由于ECU的内存有限, 加上诊断机理的制约, 其诊断项目受到一定的限制, 主要表现在以下几个方面:
(1) 在ECU对传感器信号进行检测时, 车载故障自诊断系统只有在信号丢失持续一定时间或信号电压数值多次超出正常电压范围时, 才会将其判断为故障, 即只能接受其设定范围之内的传感器非正常信号, 从而判别传感器的好坏, 记录或不记录故障代码, 对于因某种原因致使传感器灵敏度下降、反应迟钝、输出特性偏移、信号丢失或偏离等, 尽管发动机确有故障表现, 但自诊断系统无法诊断。
(2) 车载故障自诊断系统只能对电控系统中电子器件的损坏、电路中导线的短路和断路故障进行诊断, 对发动机油路、气路、机械故障和因传感器性能劣化引起的故障无法诊断。
(3) 从故障自诊断系统提取的故障代码并不能作为排除故障的唯一依据, 这是由于在发动机的故障现象相似或ECU监测失误时, 自诊断系统可能会显示错误的故障代码, 所以在自诊断系统出现故障代码后, 还应结合发动机的实际故障症状进行分析比较, 才能得到正确合理的判断。
4) 电脑诊断法
汽车电脑故障诊断仪 (俗称解码器) 本身就是一个专门的小型电脑, 它能把汽车控制电脑 (ECU) 中储存的各种信息提取出来, 进行整理、比较和翻译, 然后以清晰的文字、曲线或图表方式显示出来, 维修人员可以根据这些传送出来的信息判断故障的类型和发生的部位。
如果调不出故障代码, 或者调出故障代码后查不出故障内容, 则可根据故障现象大致判断出故障范围, 然后采用逐个检查元件工作性能的方法排除故障。
汽车电脑故障诊断仪还可以向汽车控制电脑发出指令, 进行静态和动态的诊断。这是目前最有发展前景的一种故障诊断方法。
5) 人工智能诊断
从20世纪90年代开始, 以传感器技术与动态测试为基础的故障诊断方法, 尤其是计算机技术、现代信息技术及人工智能理论的发展与应用, 已经而且继续将汽车故障诊断技术推向人工智能化阶段。
以上五种电控燃油喷射发动机的故障诊断方法各有特色, 且仍在不断地发展和变化, 在目前阶段是不可相互替代的, 因此最佳的选择是采取相互结合、互补长短的方式来运用, 以达到事半功倍的效果。
2.发动机故障诊断技术的发展趋势
1) 故障分析手段多样化
故障分析是提高故障诊断水平的关键因素, 它是将多种理论应用于故障诊断实践, 从而发展成多种故障综合分析的有效方法。故障分析的过程是以诊断特征参数为基础, 从特征信号分析和状态识别两方面入手, 采用现代数学手段进行处理, 找出故障的内在规律, 对电控系统的故障作出定量分析。
例如, 在汽车故障特征信号分析中, 采用小波分析技术替代了传统的傅立叶分析技术。小波分析技术是非稳态信号时间域-频率域分析的有效数学工具, 与傅立叶分析技术相比, 它在时域和频域上同时具有良好的局部化特征, 弥补了傅氏变换仅能进行稳态信号分析的不足。
又如, 现代汽车结构的复杂性决定了其故障状态也呈现出多样性、模糊性和不确定性, 将模糊集理论、故障树技术、神经网络技术应用于汽车故障分析, 大大提高了故障诊断的速度和精度。
2) 故障诊断系统现代化
汽车故障诊断系统分为两种, 一种是车外故障诊断系统, 即诊断功能的实现需要从车外进行检测的车外仪器诊断系统;另一种是车载故障诊断系统, 即电子控制汽车的故障自诊断系统, 它能自动检测系统故障, 并以故障代码的形式显示出来。由于车载故障诊断系统存在着适应性差等缺点, 使得车外故障诊断系统得到进一步的发展。
现代汽车故障诊断仪器综合了机械、电子、流体、声学、光学等技术, 通过各种参数、曲线、波形的变化, 测试汽车的性能和故障, 同时还具有自动分析、判断、打印结果等功能, 并不断向集成化和智能化方向发展。
3) 故障诊断信息网络化
汽车故障诊断信息网络化的特点是:
首先, 突破了传统汽车故障诊断技术信息传递在空间、时间、容量和速度上的局限性, 各维修企业之间实现了资源共享。
其次, 实现了维修诊断技术的集成化, 运用现代通信技术, 将维修企业的管理软件、维修诊断技术信息系统、各种仪器和设备、维修诊断专家系统等集成为一体, 实现了各维修企业的软、硬件共享。
第三, 实现了网络远程故障诊断, 用户可以通过远程汽车故障诊断业务, 将现场诊断时传感器输出的数据远程传输到计算中心进行处理, 计算中心再将分析结果反馈回现场指导故障诊断。
故障诊断信息网络化具有信息传递快、便于管理等特点, 是现代信息技术在汽车故障诊断领域的有效体现。
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