1.2 汽车检测基础知识

汽车检测与诊断技术InspectionandDiagnosisofAutomobile张东峰宁夏大学机械工程学院汽车工程系题目：第二节汽车检测与诊断技术基础知识授课类型：讲授课时数：2教学目的：掌握汽车检测与诊断的基础知识。重点难点：检测与诊断的基本概念及术语；故障分析的方法；诊断参数及选择。第二节汽车检测与诊断技术基础知识一、汽车检测诊断术语汽车诊断：在不解体(或仅卸下个别小件)的条件下，确定汽车技术状况，查明故障部位及原因的检查。汽车检测：确定汽车技术状况和工作能力的检查。汽车故障：汽车部分或完全丧失工作能力的现象。汽车技术状况：定量测得表征某一时刻汽车外观和性能参数值的总和。故障率：使用到某行程的汽车，在该行程之后单位行程内发生故障的概率。故障树：表示故障因果关系的分析图。诊断参数：供诊断用的，表征汽车、总成及机构技术状况的参数。诊断标准：对汽车诊断的方法、技术要求和限制等的统一规定。诊断规范：对汽车诊断作业技术要求的规定。诊断周期：汽车诊断的间隔期。二、汽车故障及汽车技术状况（一）汽车的故障故障：功能丧失、性能降低。1、故障的主要类型按工作状态分：间歇性故障、永久性故障按故障形成的速度分：突发性和渐发性故障按故障是否显现可分为功能故障和潜在故障。导致功能丧失或性能降低的故障为功能故障；正在逐渐发展但尚未对功能产生影响的故障为潜在性故障。2、引发汽车故障的主要原因汽车故障形成的内因是零件失效，外因是运行条件。外界环境（如道路、气候、季节等）和使用强度（如车速、载荷等）为汽车故障发生和技术状况变化的重要因素。工作条件恶劣、设计制造存在的缺陷、使用维修不当是引发汽车零件失效的三大主要因素。汽车零件失效机理：磨损、变形、断裂、腐蚀（１）磨损粘着磨损：相互作用的摩擦副间产生表面物质撕脱和转移的磨损。——“拉缸”和“烧瓦”。磨料磨损：指由夹在摩擦副间微粒的作用下产生的磨损。易发生磨料磨损的部位主要有：汽缸壁、曲轴颈、凸轮轴凸轮表面、气门挺杆等。表面疲劳磨损：是指在摩擦面间接触应力反复作用下，因表面材料疲劳而产生物质损失的现象。齿轮、滚动轴承、凸轮等部位。腐蚀磨损：在摩擦、腐蚀共同作用下导致零件表面损失的现象。（２）变形和断裂变形从零件应力的来源看，产生变形的原因为：工作应力、内应力和温度应力。断裂也是在应力作用下产生的。可分为一次加载断裂和疲劳断裂。汽车零件的断裂故障中，60％～80％属于疲劳断裂。汽车前轮转向节轴颈根部较易发生疲劳断裂。（３）蚀损是指在周围介质的作用下产生表面物质损失或损坏的现象。腐蚀：指零件在腐蚀性物质作用下而损坏的现象。汽车上的燃料供给系、冷却系等零件容易发生。气蚀：又称穴蚀，指在压力波和腐蚀共同作用下产生的破坏现象。如湿式汽缸套外壁、水泵叶轮表面等。浸蚀：由于高速液流对零件的冲刷导致其表面物质损失或损坏的现象。气门、化油器喉管等部位易发生浸蚀现象。（４）其他除以上原因外，老化、失调、烧蚀、沉积等也是汽车某些零件发生故障的重要原因。老化——轮胎、油封、电容器等失调——怠速螺钉松动等烧蚀——火花塞电极、灯泡、电子元件沉积——空滤、油滤、燃烧室、水箱等3、故障树分析法(FTA)（1）故障树基本概念故障树分析法(FaultTreeAnalysis)简称FTA,是一种将系统故障形成的原因由总体至部分按树枝状逐渐细化的分析方法。故障树分析法用于汽车诊断，不仅可很据汽车故障与引起故障的各种可能原因之间的逻辑关系构成逻辑框图，并据此对故障原因进行定性分析；还可以在此基础上，运用逻辑代数对故障出现的可能性大小进行定量分析。（2）故障树分析过程（3）故障树的建立事件间的关系通常有两种：“与”逻辑关系和“或”逻辑关系。事件性质和事件间的逻辑关系常用规定符号表示。（4）定性分析故障树定性分析的任务是寻找引起所研究故障事件的基本事件及其影响路径，此任务可通过分析故障树所表示的故障事件与基本事件的关系得以解决。（5）定量分析故障树定量分析的目的是估计故障事件出现的概率，以评价系统的可靠性。（二）汽车技术状况的变化规律汽车技术状况的变化规律是指汽车技术状况与汽车行驶里程或行驶时间的变化关系。按变化过程的不同，有渐发性和偶发性两种。汽车使用里程增加——技术状况逐渐变坏——动力性、经济性、可靠性变坏。1、汽车技术状况渐发性变化规律渐发性变化规律是指汽车技术状况的变化随汽车行驶里程或使用时间呈单调变化，从而可用函数式表示的变化规律。其变化规律可用n次多项式或幕函数两种形式加以描述。（1）n次多项式(2)幕函数y=a0+a1Lb式中a1，b—确定汽车技术状况变化程度的系数。对于主要因零件磨损所引起的汽车技术状况参数的变化规律，可用幂函数加以描述。若已知y=φ(L)的函数关系和汽车技术状况的极限参数值，则可确定汽车的使用寿命；若已知y=φ(L)关系和汽车的使用寿命，则可确定汽车技术状况的极限参数值。属于渐发性变化规律的技术状况参数的类型有：汽车零件因磨损而导致的配合间隙变化量；冷却系统和润滑系统中沉淀物的积累值；机油消耗率及机油中机械杂质含量等。由于渐发性汽车技术状况变化关系的单调性，因此可通过对上述参数变化量的测量，来确定汽车的技术状况，并预测汽车故障的发生。2.汽车技术状况偶发性变化规律偶发性变化规律也称为随机性变化规律，它表示汽车、总成出现故障或达到极限状态的时间是随机的、偶发的，没有严格的对应关系，没有必然的变化规律，对其变化过程独立地进行观察所得的结果呈现不确定性，但在大量重复观察中又具有一定的统计规律。在随机变化过程中，汽车技术状况恶化所对应的汽车行程是随机变量，故障汽车行程的长短与汽车技术状况恶化前的状况无直接关系。但它仍然不同程度地受汽车使用中的偶然因素、驾驶员操作水平、零部件材料的不均匀性和隐蔽缺陷等因素的影响。汽车技术状况参数的随机性变化是各影响因素具有随机性的反映。只有掌握汽车的随机性变化规律，才能正确地确定汽车的技术状况，从而把握汽车检测和维修作业的良机。研究表明，汽车偶发性故障遵循指数分布规律，而汽车使用寿命的变化情况，则服从于威布尔分布。在汽车使用时，实际上汽车的技术状况是渐发性变化过程和偶发性变化过程的总反映。只有彻底掌握汽车技术状况的两种变化规律，才能真正预测故障和确定汽车的技术状况。三、汽车诊断参数（一）诊断参数供诊断用的，表征汽车、总成及机构技术状况的标志称为诊断参数。合理选择诊断参数，科学制定诊断标准，是汽车诊断的前提。1、诊断参数及分类诊断参数可分为三大类：工作过程参数、伴随过程参数和几何尺寸参数。（１）工作过程参数：指汽车工作时输出的一些可供测量的物理量、化学量，或指体现汽车或总成功能的参数，如发动机功率、油耗、汽车制动距离等。从工作参数本身就可确定发动机或汽车某一方面的功能。（２）伴随过程参数：一般并不直接体现汽车或总成的功能，但却能通过其在汽车工作过程中的变化，间接反映诊断对象的技术状况，如振动、噪声、发热等。伴随过程参数常用于复杂系统的深入诊断。（３）几何尺寸参数：能够反映诊断对象的具体结构要素是否满足要求，如间隙、自由行程、角度等。2、诊断参数的选择原则为保证汽车诊断的方便性和诊断结果的可信性，应该通过研究诊断参数值随汽车技术状况变化的规律，选出最适用和最有价值的诊断参数。具体选择时，应使诊断参数具有：（１）单值性：指诊断对象的技术状况参数（如间隙、磨损量等）从初始值u0变化到极限值ut的过程中，诊断参数值T与技术状况参数值u一一对应。即诊断参数无极值。（２）灵敏性：指诊断参数值相对于技术状况参数的变化率足够大。若同一技术状况参数可用两个不同诊断参数T1和T2诊断，则变化率大者灵敏性好。（３）稳定性：指同样测试条件下，诊断参数的多次测量值应有良好的一致性。（４）信息性：指诊断参数应可靠地反映诊断对象的技术状况。（５）方便性：指用诊断参数实现对诊断对象进行诊断的难易程度。（６）经济性：指用诊断参数对诊断对象进行诊断的费用低。诊断方法诊断对象和诊断参数测量综合性能的变化整车的动力性、经济性和安全性、发动机输出功率、底盘输出功率、汽车滑行特性、加速性能、制动性能等测量几何特性变化转向操纵机构、车轮轴承、传动系配合尺寸、线性间隙、角度、自由行程等测量工作容积密封性能变化气缸－活塞组、润滑、冷却、供给系、气缸压缩压力、轮胎气压、漏气率等测量光、电、热等参数变化电系、点火系、转速、前轮定位、灯光等；电压、电流、光通量、温度及其变化规律等测量振动和声频变化发动机、传动系；振动频率、相位、时频、幅频特性、声级测量机油、排气化学成分变化供给、点火、润滑性能；排气HC、CO、NO等，机油分析等3、常用主要汽车诊断参数（二）诊断参数标准诊断参数标准是利用诊断参数测量值对诊断对象的技术状况进行评价的依据。1、诊断参数标准分类（１）国家标准指由国家机关制定和颁布的可用于诊断的技术标准。这类标准主要涉及汽车行驶安全性和对环境的影响。（２）制造厂推荐标准指由汽车制造厂通过技术文件对汽车某些参数所规定的标准，一般主要涉及汽车的结构参数，如气门间隙、分电器触点间隙、车轮定位角、点火提前角等。汽车结构参数与汽车的使用可靠性、使用寿命和经济性有关。（３）企业标准指汽车运输企业根据不同使用条件对汽车使用情况所制定的标准。这类标准一般与汽车使用经济性和可靠性密切相关，其特点是因使用条件不同而不同。如：在市区与公路、平原与山区不同道路条件下，汽车使用油耗相差很大，不能采用统一的油耗标准。2、诊断参数标准的制定诊断标准是评价汽车技术状况的依据，科学合理地制定诊断标准许用值，是汽车诊断技术的关键问题。若诊断标准许用值ＴＰ制定得不合理，就不能据此对汽车技术状况作出合乎实际的评价，其结果是或者过早维护修理造成不必要的浪费；或者由于维护修理不及时使汽车带病运行，不能保证其技术经济指标和行驶安全性。制定诊断标准，首先，以汽车技术状况变化和故障发生规律的研究以及丰富的诊断参数实际测试资料为基础；其次，必须掌握制定诊断标准的科学方法。科学方法的运用应建立在实践的基础之上。（1）统计方法基本思路是：找出相当数量的汽车，通过研究其在正常工作状况下某诊断参数测试值的分布情况，以适合大多数汽车为前提制定许用标准值ＴＰ。（2）类比法类比法是指利用类似结构在类似使用条件下已建立的诊断标准，根据自己的实际情况加以比较从而确定诊断参数标准的一种方法。（3）相对法是指通过对正常汽车总成或零件进行测试后，采用一定的处理措施确定诊断参数标准的一种方法。（三）汽车诊断周期Ｌd诊断周期指两次诊断之间汽车的行驶里程。１、最佳诊断周期所谓最佳诊断周期指在这样的诊断周期下，汽车的技术完好率最高而消耗费用最少。２、诊断周期的确定确定汽车的诊断周期Ｌd时，需考虑如下问题：（1）不同构件的故障概率。（2）不同系统的重要性。（3）不同的运用条件。ENDofChapter1.2