汽车故障诊断技术课程

《故障诊断》汽车故障诊断技术主讲师：张曦元项目一汽车故障诊断基础知识活动一故障诊断基础知识一、汽车故障诊断技术1、定义汽车故障诊断技术是指在整车不解体情况下，确定汽车的技术状况，查明故障原因和故障部位的汽车应用技术。汽车是一个复杂的技术系统，是许多总成、机构和元件的有序构成。在使用过程中，由于某一种或几种原因的影响，其技术状况将随行驶里程的增加而变化，其动力性、经济性、可靠性、安全性将逐渐或迅速地下降，排气污染和噪声加剧，故障率增加，这不仅对汽车的运行安全、运行消耗、运输效率、运输成本及环境造成极大的影响，甚至还直接影响到汽车的使用寿命，因而研究汽车故障的变化规律，定期检测汽车的使用性能，及时而准确地诊断出故障部位并排除故障，就成为汽车使用技术的一项重要内容。2、汽车故障诊断技术的发展汽车故障诊断技术是随着汽车的发展从无到有逐渐发展起来的一门技术。国外的一些发达国家，早在20世纪40～50年代就发展成为以故障诊断和性能调试为主的单项检测技术。进入60年代后，演变成为既能进行维修诊断，又能进行安全环保检测的综合检测技术。随着电子计算机的发展，70年代初出现了检测控制自动化、数据采集自动化、数据处理自动化、检测结果自动打印的现代综合故障检测技术，检测效率极高。进入80年代后，一些先进国家的现代诊断检测技术已达到广泛应用的阶段，给交通安全、环境保护、节约能源、降低运输成本和提高运输力等方面带来了明显的社会效益和经济效益。项目一汽车故障诊断基础知识活动一故障诊断基础知识二、汽车故障1、定义汽车故障是指汽车部分或完全丧失工作能力的现象，其实质是汽车零件本身或零件之间的配合状态发生了异常变化。2、汽车故障的分类（1）按丧失工作能力的程度分为局部故障和完全故障。局部故障是指汽车部分丧失了工作能力，降低了使用性能的故障。完全故障是指汽车完全丧失工作能力，不能行驶的故障。（2）按发生的后果分为一般故障、严重故障和致命故障。一般故障是指汽车运行中能及时排除的故障或不能排除的局部故障。严重故障是指汽车运行中无法排除的完全故障。致命故障是指导致汽车造成重大损坏的故障。三、汽车故障诊断1.定义汽车故障诊断是指在不解体（或仅拆下个别小件）的情况下，确定汽车的状况，查明故障部位及故障原因的汽车应用技术。汽车技术状况是指定量测得的表征某一时刻汽车外观和性能参数值的总和。2.汽车故障诊断方法汽车技术状况的诊断是通过检查、测量、分析、判断等一系列活动完成的，其基本方法主要分为两种：直观诊断法和现代仪器设备诊断法。（1）直观诊断法。（2）现代仪器设备诊断法。项目一汽车故障诊断基础知识活动一故障诊断基础知识四、汽车故障的成因、症状及变化规律（一）汽车故障的成因汽车故障的成因主要有自然因素和人为因素。1、自然故障是指在正常使用和维护条件下，由于不可抗拒的原因而形成的故障。2、人为故障是指由于人的行为不慎而造成的故障。（1）汽车设计制造上的因素。（2）维修配件质量的因素。（3）燃料、润滑油选用因素。（4）管理方面的问题。（二）汽车故障的症状汽车故障的症状，也称故障现象，是故障的具体表现。汽车故障有下面一些症状。1、工况突变2、声响异常3、过热现象4、渗漏现象5、排烟颜色不正常6、失控或震抖7、燃料、润滑油消耗异常8、有特殊气味9、汽车外观异常项目一汽车故障诊断基础知识活动一故障诊断基础知识五、汽车故障的诊断方法1、汽车故障人工经验诊断汽车故障人工经验诊断的特点是不需要什么仪器或其它条件，在任何场合下都可以进行。这对于汽车使用面广、量大分散，特别是汽车在运行中的随机故障诊断，仍不失为一种行之有效的方法。其诊断方法大致为问、看、听、嗅、触、试。问，就是了解汽车使用、维护情况。除去驾驶员诊断自己驾驶的车辆之外，其他人在诊断前，必须先了解情况。包括车辆已行驶里程，使用条件，近期维护情况，故障的预兆，是渐变还是突变等，车辆的技术档案是一个重要的调查资料和依据。看，就是观察。首先要观察汽车日常维护情况。比如：有无油、水泄漏，有无连接松动，排气颜色是否正常，空气滤清器有无堵塞，车轮有无吃胎等。听，就是凭听觉判断汽车、总成工作时有无异响，并确定其部位和原因。嗅，就是凭汽车或总成在运转中所发出的某些特殊气味来判断故障之所在。这对于诊断电系线路、离合器、制动器等摩擦部位的故障，是简便有效的。触，就是用手触试可能产生故障的部位，判断其是否工作正常。试，就是试验验证。如用单缸断火（油）法判定发动机某些异响的部位；突然加速查听异响的变化；用试换零件法，找出故障的部位；道路试验中，根据加速性能、滑行距离判断发动机的动力性和底盘调整润滑情况。对于以上六个方法，在诊断中可交替灵活运用，但作为了解情况的“问”则是必不可少的。汽车故障人工经验诊断方法不需要专用仪器设备，投资少、见效快，但诊断速度慢、准确性差，不能进行定量分析，需要诊断人员有较高的技术水平。项目一汽车故障诊断基础知识活动一故障诊断基础知识2、汽车故障仪器设备诊断汽车仪器设备诊断是在传统的人工经验诊断的基础上随着社会的进步，科学技术的提高，逐渐发展起来的。与人工经验诊断故障的方法比较，其不同点：一是借助于仪器；二是其检查结果的定量化。目前可供利用的仪器设备有：万用表、点火正时灯、气缸压力表、真空表、油压表、声级计、流量计、油耗仪、示波器、气缸漏气量检测仪、曲轴箱窜气量检测仪、气体分析仪、烟度计、以及功能比较齐全的测功机、四轮定位仪、制动试验台、侧滑试验台、发动机综合检测仪、底盘测功机等等。这些仪器设备给人们提供了可靠的依据，使汽车故障诊断从定性诊断发展为定量诊断。现代仪器设备诊断法具有检测速度快、准确性高、能定量分析、可实现快速诊断等优点，而且采用微机控制的现代电子仪器设备能自动分析、判断、存储并打印出汽车各项性能参数。其缺点是投资大、占用厂房、操作人员需要培训、检测成本高等。这种诊断方法适用于汽车检测站和中、大型维修企业。使用现代仪器设备诊断法是汽车诊断与检测技术发展的必然趋势。项目一汽车故障诊断基础知识活动二汽车技术诊断参数一、诊断参数（一）汽车常用诊断参数汽车或总成不解体的情况下，直接测量汽车结构参数变化的诊断对象是极少的。因此，在进行汽车诊断时，需要采用一些能够反映汽车技术状况的间接指标，这些间接指标就叫做“诊断参数”。汽车诊断参数包括工作过程参数、伴随过程参数和几何尺寸参数。工作过程参数如发动机功率、汽车制动距离、油耗等，它能表征诊断对象总的状况，显示诊断对象主要功能的品质。它提供的信息较广，是进一步深入诊断的基础。伴随过程参数如振动、噪声、发热等，提供的信息较窄，但这种参数较为普遍，常用于复杂系统的深入诊断。由机构零件之间装配关系决定的几何尺寸参数如间隙、自由行程等，提供的信息量有限，但能表明诊断对象的具体状态。（二）诊断参数的选择正确、合理地选择汽车技术诊断参数，对于快捷、正确无误地判断技术状况和诊断故障有着十分重要的意义。一般按下述方法进行选择：1、性能检测；2、维修检测。项目一汽车故障诊断基础知识活动二汽车技术诊断参数二、诊断参数的标准为了定量地评价汽车及其机构的技术状况，确定维护措施和预报其无故障工作寿命，仅有诊断参数是不够的，还必须建立诊断参数标准。诊断参数标准是一个比较尺度，将测得的参数值与相应的诊断参数标准相比较，以确定汽车是否能够继续使用或预测在给定行驶里程内汽车的工作能力。汽车诊断参数标准通常分为三种。（一）国家标准它是由国家机关制定和颁布的检验标准，具有法制性：如GB7258—1997《机动车安全运行技术条件》、GB1495—79《机动车允许噪声》以及汽、柴油车污染物和烟度排放标准等。这类标准在使用中需要严格控制，以保证国家标准的严肃性。（二）制造厂推荐的标准这类标准一方面与汽车制造中结构参数的工艺性有关，另一方面与汽车工作的最佳可靠性、寿命及经济性的优化指标有关，因此主要是一些结构参数的标准，如气门间隙、分电器触点间隙、火花塞电极间隙、车轮定位角等标准。这些标准—般在设计阶段确定，最终经样车或样机的台架或使用试验修订，并在技术文件中规定下来。（三）企业标准项目二发动机的故障诊断与排除活动一发动机整体性能的检测与诊断发动机是汽车动力的来源。由于其结构复杂，工作条件又很不稳定，经常处于转速与负荷变化的条件下运转，某些零件还处于高温及高压等恶劣条件下工作，因而故障率较高，往往成为检测与诊断的重点对象。发动机技术状况变化的主要外观症状有：动力性下降，燃料与润滑油消耗量增加，起动困难，漏水、漏油、漏气、漏电以及运转中有异常响声等。发动机技术状况的主要表现就是发动机的功率。本活动将重点讲述发动机功率测试的方法。一、发动机功率检测的原理发动机输出的有效功率是指发动机输出轴上发出的功率，是发动机一项综合性指标，通过检测，可掌握发动机的技术状况，确定发动机是否需要大修或鉴定发动机的维修质量。发动机功率的检测可分为稳态测功和动态测功。稳态测功是指在发动机试验台上由测功器测试功率的方法。通过测量发动机的输出转矩和转速，由下式计算出发动机的有效功率：式中：Pe—发动机功率，kw；n—发动机转速，r/min；Me—发动机输出扭矩，Nm。项目二发动机的故障诊断与排除活动一发动机整体性能的检测与诊断二、发动机台架测功试验在实验台上测量发动机输出功率的测试设备有转速仪、水温表、机油压力表、机油温度表、气象仪器(湿度计、大气压力计、温度计)、计时器、燃料测量仪及测功器等。测功器作为发动机的负载，实现对测定工况的调节，模拟汽车实际行驶时外界负载的变化，同时测量发动机的输出转矩和转速，即可算出发动机的功率。1、电涡流测功器的结构与工作原理（１）电涡流测功器的结构电涡流测功器因结构形式不同，分为盘式和感应子式两类。现在应用最多的是感应子式电涡流测工器。图2-1为感应子式电涡流测功器的结构图。制动器由转子和定子组成，制成平衡式结构。转子为铁制的齿状圆盘。定子的结构较为复杂，由激磁绕组、涡流环、铁芯组成。电涡流测功器吸收的发动机功率全部转化为热量，测功器工作时，冷却水对测功器进行冷却。1-转子；2-转子轴；3-连接盘；4-冷却水管；5-激磁绕组；6-外壳；7-冷却水腔；8-转速传感器；9-底座；10-轴承座；11-进水管项目二发动机的故障诊断与排除活动一发动机整体性能的检测与诊断(2)电涡测功器的工作原理当激磁绕组中有直流电通过时，在由感应子、空气隙、涡流环和铁芯形成的闭合磁路中产生磁通，当转子转动时，空气隙发生变化，则磁通密度也发生变化。在转子齿顶处的磁通密度大，齿根处磁通密度小，由电磁感应定律可知，此时将产生感应电势，力图阻止磁通的变化，于是在涡流环上感应出涡电流，涡电流的产生引起对转子的制动作用，涡流环吸收发动机的功率，产生的热量由冷却水带走。2、测试过程(1)将发动机安装在测功器台架上，使发动机曲轴中心线与测功器转轴中心线重合。(2)安装仪表并接上电器线路及接通各种管路。(3)检查调整气门间隙、分电器的断电器触点间隙、火花塞电极间隙及点火提前角，紧固各部螺栓螺母。柴油机要检查调整：喷油器的喷油提前角、喷油压力、喷油锥角及喷雾情况。(4)记录当时气压和气温。(5)起动发动机，操纵试验仪器，观察仪表工作情况，记录下数据，根据记录数据计算并绘制出Pe、Me、ge曲线。项目二发动机的故障诊断与排除活动一发动机整体性能的检测与诊断三、在用发动机的无负荷测功从汽车上卸下发动机时，将耗费时间和劳力，并增加汽车的停歇时间。另外配合件的拆装，不仅导致原走合面的改变，并且会造成密封件和连接件的损坏，同时将大大缩短机构的工作寿命。在用发动机无负荷测功，可以在不拆卸发动机的情况下，快速测定发动机的功率。1、发动机无负荷测功的原理发动机无负荷测功仪不需外加载装置，其测量原理是：对于某一结构的发动机，它的运动件的转动惯量可以认为是一定值，这就是发动机加速时的惯性负载，因此，只要测出发动机在指定转速范围内急加速时的平均加速度，即可得知发动机的动力性能。或者说通过测量某一定转速时的瞬时加速度，就可以确定出发动机的功率大小。瞬时加速度愈大，则发动机功率愈大。2