汽車檢測與診斷技術(shù)inspection and diagnosis of automobile

1、汽車檢測與診斷技術(shù)Inspection and Diagnosis of Automobile,張東峰寧夏大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車工程系,題 目：第二節(jié) 汽車檢測與診斷技術(shù)基礎(chǔ) 知識授課類型 ：講  授 課 時 數(shù) ：2教學(xué)目的 ：掌握汽車檢測與診斷的基礎(chǔ)知識。重點(diǎn)難點(diǎn) ：檢測與診斷的基本概念及術(shù)語；故 障分析

2、的方法；診斷參數(shù)及選擇。,第二節(jié) 汽車檢測與診斷技術(shù)基礎(chǔ)知識一、汽車檢測診斷術(shù)語汽車診斷：在不解體(或僅卸下個別小件)的條件下，確定汽車技術(shù)狀況，查明故障部位及原因的檢查。汽車檢測：確定汽車技術(shù)狀況和工作能力的檢查。汽車故障：汽車部分或完全喪失工作能力的現(xiàn)象。汽車技術(shù)狀況：定量測得表征某一時刻汽車外觀和性能參數(shù)值的總和。,故障率：使用到某行程的汽車，在該行程之后單位行程內(nèi)發(fā)生故障的概率。故障樹：表示故障因果關(guān)系的

3、分析圖。診斷參數(shù)：供診斷用的，表征汽車、總成及機(jī)構(gòu)技術(shù)狀況的參數(shù)。診斷標(biāo)準(zhǔn)：對汽車診斷的方法、技術(shù)要求和限制等的統(tǒng)一規(guī)定。診斷規(guī)范：對汽車診斷作業(yè)技術(shù)要求的規(guī)定。診斷周期：汽車診斷的間隔期。,二、汽車故障及汽車技術(shù)狀況（一 ）汽車的故障故障：功能喪失、性能降低。 1、故障的主要類型按工作狀態(tài)分：間歇性故障、永久性故障按故障形成的速度分：突發(fā)性和漸發(fā)性故障按故障是否顯現(xiàn)可分為功能故障和潛在故障。導(dǎo)致功能喪失或性能降低

4、的故障為功能故障；正在逐漸發(fā)展但尚未對功能產(chǎn)生影響的故障為潛在性故障。,2、引發(fā)汽車故障的主要原因汽車故障形成的內(nèi)因是零件失效，外因是運(yùn)行條件。外界環(huán)境（如道路、氣候、季節(jié)等）和使用強(qiáng)度（如車速、載荷等）為汽車故障發(fā)生和技術(shù)狀況變化的重要因素。工作條件惡劣、設(shè)計制造存在的缺陷、使用維修不當(dāng)是引發(fā)汽車零件失效的三大主要因素。汽車零件失效機(jī)理：磨損、變形、斷裂、腐蝕,（１）磨損粘著磨損：相互作用的摩擦副間產(chǎn)生表面物質(zhì)撕脫和轉(zhuǎn)移的

5、磨損。——“拉缸”和“燒瓦”。 磨料磨損：指由夾在摩擦副間微粒的作用下產(chǎn)生的磨損。易發(fā)生磨料磨損的部位主要有：汽缸壁、曲軸頸、凸輪軸凸輪表面、氣門挺桿等。表面疲勞磨損：是指在摩擦面間接觸應(yīng)力反復(fù)作用下，因表面材料疲勞而產(chǎn)生物質(zhì)損失的現(xiàn)象。齒輪、滾動軸承、凸輪等部位。腐蝕磨損：在摩擦、腐蝕共同作用下導(dǎo)致零件表面損失的現(xiàn)象。,（２）變形和斷裂變形從零件應(yīng)力的來源看，產(chǎn)生變形的原因?yàn)椋汗ぷ鲬?yīng)力、內(nèi)應(yīng)力和溫度應(yīng)力。斷裂也是

6、在應(yīng)力作用下產(chǎn)生的?？煞譃橐淮渭虞d斷裂和疲勞斷裂。汽車零件的斷裂故障中，60％～80％屬于疲勞斷裂。汽車前輪轉(zhuǎn)向節(jié)軸頸根部較易發(fā)生疲勞斷裂。,（３）蝕損是指在周圍介質(zhì)的作用下產(chǎn)生表面物質(zhì)損失或損壞的現(xiàn)象。腐蝕：指零件在腐蝕性物質(zhì)作用下而損壞的現(xiàn)象。汽車上的燃料供給系、冷卻系等零件容易發(fā)生。氣蝕：又稱穴蝕，指在壓力波和腐蝕共同作用下產(chǎn)生的破壞現(xiàn)象。如濕式汽缸套外壁、水泵葉輪表面等。浸蝕：由于高速液流對零件的沖刷導(dǎo)致其表面物

7、質(zhì)損失或損壞的現(xiàn)象。氣門、化油器喉管等部位易發(fā)生浸蝕現(xiàn)象。,（４）其他除以上原因外，老化、失調(diào)、燒蝕、沉積等也是汽車某些零件發(fā)生故障的重要原因。老化——輪胎、油封、電容器等失調(diào)——怠速螺釘松動等燒蝕——火花塞電極、燈泡、電子元件沉積——空濾、油濾、燃燒室、水箱等,3、故障樹分析法(FTA)（1）故障樹基本概念故障樹分析法(Fault Tree Analysis)簡稱FTA,是一種將系統(tǒng)故障形成的原因由總體至部分按樹枝狀逐

8、漸細(xì)化的分析方法。故障樹分析法用于汽車診斷，不僅可很據(jù)汽車故障與引起故障的各種可能原因之間的邏輯關(guān)系構(gòu)成邏輯框圖，并據(jù)此對故障原因進(jìn)行定性分析；還可以在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用邏輯代數(shù)對故障出現(xiàn)的可能性大小進(jìn)行定量分析。,（2）故障樹分析過程,（3）故障樹的建立事件間的關(guān)系通常有兩種：“與”邏輯關(guān)系和“或”邏輯關(guān)系。事件性質(zhì)和事件間的邏輯關(guān)系常用規(guī)定符號表示。,（4）定性分析故障樹定性分析的任務(wù)是尋找引起所研究故障事件的基本事件及其影響路

9、徑，此任務(wù)可通過分析故障樹所表示的故障事件與基本事件的關(guān)系得以解決。（5）定量分析故障樹定量分析的目的是估計故障事件出現(xiàn)的概率，以評價系統(tǒng)的可靠性。,（二）汽車技術(shù)狀況的變化規(guī)律汽車技術(shù)狀況的變化規(guī)律是指汽車技術(shù)狀況與汽車行駛里程或行駛時間的變化關(guān)系。按變化過程的不同，有漸發(fā)性和偶發(fā)性兩種。汽車使用里程增加——技術(shù)狀況逐漸變壞——動力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性變壞。1、汽車技術(shù)狀況漸發(fā)性變化規(guī)律漸發(fā)性變化規(guī)律是指汽車技術(shù)狀況的變

10、化隨汽車行駛里程或使用時間呈單調(diào)變化，從而可用函數(shù)式表示的變化規(guī)律。其變化規(guī)律可用n次多項式或幕函數(shù)兩種形式加以描述。,（1） n次多項式,(2)幕函數(shù)y=a0+a1Lb 式中a1，b—確定汽車技術(shù)狀況變化程度的系數(shù)。對于主要因零件磨損所引起的汽車技術(shù)狀況參數(shù)的變化規(guī)律，可用冪函數(shù)加以描述。若已知y=φ(L)的函數(shù)關(guān)系和汽車技術(shù)狀況的極限參數(shù)值，則可確定汽車的使用壽命；若已知y= φ (L)關(guān)系和汽車的使用壽命，則可確定

11、汽車技術(shù)狀況的極限參數(shù)值。,屬于漸發(fā)性變化規(guī)律的技術(shù)狀況參數(shù)的類型有：汽車零件因磨損而導(dǎo)致的配合間隙變化量；冷卻系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)中沉淀物的積累值；機(jī)油消耗率及機(jī)油中機(jī)械雜質(zhì)含量等。由于漸發(fā)性汽車技術(shù)狀況變化關(guān)系的單調(diào)性，因此可通過對上述參數(shù)變化量的測量，來確定汽車的技術(shù)狀況，并預(yù)測汽車故障的發(fā)生。,2.汽車技術(shù)狀況偶發(fā)性變化規(guī)律偶發(fā)性變化規(guī)律也稱為隨機(jī)性變化規(guī)律，它表示汽車、總成出現(xiàn)故障或達(dá)到極限狀態(tài)的時間是隨機(jī)的、偶發(fā)的

12、，沒有嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，沒有必然的變化規(guī)律，對其變化過程獨(dú)立地進(jìn)行觀察所得的結(jié)果呈現(xiàn)不確定性，但在大量重復(fù)觀察中又具有一定的統(tǒng)計規(guī)律。在隨機(jī)變化過程中，汽車技術(shù)狀況惡化所對應(yīng)的汽車行程是隨機(jī)變量，故障汽車行程的長短與汽車技術(shù)狀況惡化前的狀況無直接關(guān)系。但它仍然不同程度地受汽車使用中的偶然因素、駕駛員操作水平、零部件材料的不均勻性和隱蔽缺陷等因素的影響。,汽車技術(shù)狀況參數(shù)的隨機(jī)性變化是各影響因素具有隨機(jī)性的反映。只有掌握汽車的隨機(jī)性變化規(guī)

13、律，才能正確地確定汽車的技術(shù)狀況，從而把握汽車檢測和維修作業(yè)的良機(jī)。研究表明，汽車偶發(fā)性故障遵循指數(shù)分布規(guī)律，而汽車使用壽命的變化情況，則服從于威布爾分布。在汽車使用時，實(shí)際上汽車的技術(shù)狀況是漸發(fā)性變化過程和偶發(fā)性變化過程的總反映。只有徹底掌握汽車技術(shù)狀況的兩種變化規(guī)律，才能真正預(yù)測故障和確定汽車的技術(shù)狀況。,三、汽車診斷參數(shù)（一）診斷參數(shù)供診斷用的，表征汽車、總成及機(jī)構(gòu)技術(shù)狀況的標(biāo)志稱為診斷參數(shù)。合理選擇診斷參數(shù)，科學(xué)

14、制定診斷標(biāo)準(zhǔn)，是汽車診斷的前提。1、診斷參數(shù)及分類 診斷參數(shù)可分為三大類：工作過程參數(shù)、伴隨過程參數(shù)和幾何尺寸參數(shù)。,（１）工作過程參數(shù)：指汽車工作時輸出的一些可供測量的物理量、化學(xué)量，或指體現(xiàn)汽車或總成功能的參數(shù)，如發(fā)動機(jī)功率、油耗、汽車制動距離等。從工作參數(shù)本身就可確定發(fā)動機(jī)或汽車某一方面的功能。（２）伴隨過程參數(shù)：一般并不直接體現(xiàn)汽車或總成的功能，但卻能通過其在汽車工作過程中的變化，間接反映診斷對象的技術(shù)狀況，如振動、

15、噪聲、發(fā)熱等。伴隨過程參數(shù)常用于復(fù)雜系統(tǒng)的深入診斷。（３）幾何尺寸參數(shù)：能夠反映診斷對象的具體結(jié)構(gòu)要素是否滿足要求，如間隙、自由行程、角度等。,2、診斷參數(shù)的選擇原則為保證汽車診斷的方便性和診斷結(jié)果的可信性，應(yīng)該通過研究診斷參數(shù)值隨汽車技術(shù)狀況變化的規(guī)律，選出最適用和最有價值的診斷參數(shù)。具體選擇時，應(yīng)使診斷參數(shù)具有：（１）單值性：指診斷對象的技術(shù)狀況參數(shù)（如間隙、磨損量等）從初始值u0變化到極限值ut的過程中，診斷參數(shù)

16、值T與技術(shù)狀況參數(shù)值u一一對應(yīng)。即診斷參數(shù)無極值。,（２）靈敏性：指診斷參數(shù)值相對于技術(shù)狀況參數(shù)的變化率足夠大。若同一技術(shù)狀況參數(shù)可用兩個不同診斷參數(shù)T1和T2診斷，則變化率大者靈敏性好。（３）穩(wěn)定性：指同樣測試條件下，診斷參數(shù)的多次測量值應(yīng)有良好的一致性。（４）信息性：指診斷參數(shù)應(yīng)可靠地反映診斷對象的技術(shù)狀況。 （５）方便性：指用診斷參數(shù)實(shí)現(xiàn)對診斷對象進(jìn)行診斷的難易程度。（６）經(jīng)濟(jì)性：指用診斷參數(shù)對診斷對象進(jìn)行診斷的

17、費(fèi)用低。,3、常用主要汽車診斷參數(shù),（二）診斷參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)診斷參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)是利用診斷參數(shù)測量值對診斷對象的技術(shù)狀況進(jìn)行評價的依據(jù)。1、診斷參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)分類（１）國家標(biāo)準(zhǔn)指由國家機(jī)關(guān)制定和頒布的可用于診斷的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。這類標(biāo)準(zhǔn)主要涉及汽車行駛安全性和對環(huán)境的影響。（２）制造廠推薦標(biāo)準(zhǔn)指由汽車制造廠通過技術(shù)文件對汽車某些參數(shù)所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，一般主要涉及汽車的結(jié)構(gòu)參數(shù)，如氣門間隙、分電器觸點(diǎn)間隙、車輪定位角、點(diǎn)火提前角等。汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)與汽車的

18、使用可靠性、使用壽命和經(jīng)濟(jì)性有關(guān)。,（３）企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)指汽車運(yùn)輸企業(yè)根據(jù)不同使用條件對汽車使用情況所制定的標(biāo)準(zhǔn)。這類標(biāo)準(zhǔn)一般與汽車使用經(jīng)濟(jì)性和可靠性密切相關(guān)，其特點(diǎn)是因使用條件不同而不同。如：在市區(qū)與公路、平原與山區(qū)不同道路條件下，汽車使用油耗相差很大，不能采用統(tǒng)一的油耗標(biāo)準(zhǔn)。,2、診斷參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定診斷標(biāo)準(zhǔn)是評價汽車技術(shù)狀況的依據(jù)，科學(xué)合理地制定診斷標(biāo)準(zhǔn)許用值，是汽車診斷技術(shù)的關(guān)鍵問題。若診斷標(biāo)準(zhǔn)許用值ＴＰ制定得不合理，就不

19、能據(jù)此對汽車技術(shù)狀況作出合乎實(shí)際的評價，其結(jié)果是或者過早維護(hù)修理造成不必要的浪費(fèi)；或者由于維護(hù)修理不及時使汽車帶病運(yùn)行，不能保證其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和行駛安全性。制定診斷標(biāo)準(zhǔn)，首先，以汽車技術(shù)狀況變化和故障發(fā)生規(guī)律的研究以及豐富的診斷參數(shù)實(shí)際測試資料為基礎(chǔ)；其次，必須掌握制定診斷標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)方法?？茖W(xué)方法的運(yùn)用應(yīng)建立在實(shí)踐的基礎(chǔ)之上。,（1）統(tǒng)計方法基本思路是：找出相當(dāng)數(shù)量的汽車，通過研究其在正常工作狀況下某診斷參數(shù)測試值的分布情況，以適合

20、大多數(shù)汽車為前提制定許用標(biāo)準(zhǔn)值ＴＰ。（2）類比法類比法是指利用類似結(jié)構(gòu)在類似使用條件下已建立的診斷標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)自己的實(shí)際情況加以比較從而確定診斷參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的一種方法。（3）相對法是指通過對正常汽車總成或零件進(jìn)行測試后，采用一定的處理措施確定診斷參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的一種方法。,（三）汽車診斷周期Ｌd診斷周期指兩次診斷之間汽車的行駛里程。１、最佳診斷周期所謂最佳診斷周期指在這樣的診斷周期下，汽車的技術(shù)完好率最高而消耗費(fèi)用最少。２、診斷