1、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
2、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
3、的一个组成环节。,9-1 汽车诊断的目的与方法,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
4、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
5、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。,根据图9-3的逻辑关系，可以列出事件“T”的关系式： AA=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。,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，
6、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
7、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
8、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）。,以上是对诊断参数信息性的定性描述，而诊断参数信息性进行定量衡量时，必须要根据具体情况计算出分布曲线重合区域的大小，从而得出诊断失误的概率。显示无故障诊断参数P1的平均值与显示有故障诊断参数P2的平均值之差越大，以及这两种诊断参数的离散性越小，则诊断失误的概率也就越小（即诊断参数信息性越好）。因此，诊断参数信息性的大小可用下式表示： 式中：I（P）诊断参数P的信息性； P1 显示无故障诊断参数； P2 显示有故障诊断参数； 1 P1的均方差； 2 P2的均方差。诊断参数的信息性越好，诊断目标状况的不稳定性越小，诊断结果越可靠。二
9、、诊断参数的标准 为了能够定量的对汽车技术状况进行评价，必须建立汽车诊断参数的标准。诊断参数的标准通常是国家机关颁发的技术性文件，如中华人民共和国机动车制动检验规范等。诊断参数的标准包括有：诊断参数的初始标准Pf 、诊断参数的极限标准Pt 和诊断参数的许用标准PP 。,诊断参数的初始标准Pf ，相当于无技术故障的新车诊断参数的大小。对于汽车的某些机构或系统（如点火系、供油系等）来说，Pf 是按最大经济性原则来确定的。这一标准可在汽车运用过程中一直使用，例如对某种型号汽车来说，它的点火系最佳点火提前安装角在使用中一直应保持在38范围内。因为这项标准能确保汽车获得最大的动力性和最好的经济性。 诊断
10、参数的极限标准Pt ，是指汽车技术性能低于这一标准后，其技术经济性能将变坏，或不能继续使用。诊断参数的极限标准值，由国家机关技术部门制定（如汽车修理标准）。 在汽车运用过程中，通过不断地对汽车进行诊断，并把诊断结果与诊断参数极限标准进行比较，从而可以预测出汽车的使用寿命。 诊断参数的许用标准PP ，是汽车保养工作中定期诊断的主要标准。在许用标准内汽车无需进行保修工作。 如果在汽车运用过程中，发现诊断参数值超出了许用标准，即或汽车还有工作能力，但也不能再等到原来的保修间隔里程才进行保修了，要适当提前安排保养或修理，否则汽车的技术经济性能将下降，故障率将升高。 汽车诊断参数值按行驶里程变化的情况如
11、图9-7所示，诊断参数的许用标准值比磨损极限标准Pt 减少 P，以便证在保养间隔里程内汽车能连续工作。 诊断参数最佳许用标准值的确定方法。 由图9-7可以看出，诊断参数的初始标准 是由技术文件所确定下来的，诊断参数的许用标准 则取决于诊断参数值允许变化范围D的大小。诊断参数的变化范围D可用两种方法确定，第一种方法按综合法确定，它适用于汽车技术状况按行驶里程变化的曲线平稳而无交错的情况；第二种方法按有故障与无故障参数值的分布情况来确定，它适用于汽车技术状况不能按行驶里程稳定变化的情况。,图 9-8,通常，诊断参数值的最佳变化范围D0是按照计划预防保养与修理费用系数（或有效率）之和的最低值为确定的
12、，即： （9-1） 式中：C与修理有关的费用； d 与计划预防保养有关的费用； 故障概率； 保养或修理的实际平均行驶里程。 在图9-8所示的诊断参数变化范围D的情况下，每个保养的周期里程的故障概率可用下式计算： （9-2） 式中：i 诊断序号； 诊断参数值达到极限状态时的故障概率密度分布； 由图中PtAO与DBO相似来确定； 第i次诊断的行驶里程。 汽车全部保养周期内总的故障概率为： （9-3）,从图9-8中可以看出，扩大D的范围，B点上移，Li-1值减小，会使每个保养周期里程的故障概率增加。若减小D，虽然故障次数可以减少，但预防保养周期需要缩短，使保修次数增加，其结果保修费用系数同样也将增加
13、。因此，最佳的诊断参数变化范围D0应该综合考虑上述两个方面，而从满足保修费用系数最低为前提条件。 得出最佳诊断参数变化范围D0后，同时还可求出最佳的保养间隔里程L0D。然后可以求出由保养、修理、诊断三项费用系数组成的总费用系数： （9-4） 式中：CD 诊断费用系数； kD 大修间隔里程内的平均诊断次数。 为便于求得最佳的D和LD ，制成了图9-9所示的计算图表，其使用方法如下，假定需要确定一种载货汽车前轮前束定期诊断参数的最佳许用标准，在这种情况下，诊断参数是汽车前轮与地面接触处的侧向力。根据试验资料已知：修理费用C=6.6元；保养费用d=3.1元；诊断费用CD =0.5元；初始诊断参数值（
14、侧向力）Pf =40N；极限值Pt =10N；诊断参数变化特征值 =1.35；诊断参数达到极限值时的汽车平均行驶里程 =5000km；行驶里程变动系数 =0.5。 此外经计算得出下列所需数据： ； 。,图 9-9,利用图9-9计算时，首先在图9-9下图的纵坐标轴上找出B为0.16的一点A，由A点作一条水平线与行驶里程变动系数 =0.5的曲线（图中的实线，因为K=2.1）相交于点B。再从B点向上作一垂线与水平轴线（L）相交于点C，由此得出L=2.1。根据上面所得数据，可以计算出最佳诊断周期为： 接着再由C点继续向上作垂线与上图的行驶里程变动系数 =0.5的曲线相交于一点D。从D点向左作水平线与纵
15、坐标轴D相交于一点E，由此可以得出诊断参数变动特性值 =1时的最佳D值的大小。因为本例中 =1.35，所以还要从E点作一条与之相邻曲线的平行线并交于 =1.35纵轴上的一点F，由F点向左作水平线相交于纵轴上一点G，由此得出D=0.42。D是诊断参数的最大许用值，为把它转变为本例题的许用值（侧向力），需用下式计算：,一、发动机常用诊断设备 现代车用往复活塞式发动机，主要由两个机构（曲柄连杆机构、配气机构）和四个系统（点火系、供给系、冷却系、润滑系）所组成。诊断上述机构与系统故障的设备种类繁多，其中常用的有：气缸活塞组诊断设备、点火系诊断设备、供给系诊断设备、润滑系诊断设备和发动机技术状况综合诊断
16、用的无外载测功仪等。这里简要介绍这些设备的工作原理，具体结构与使用方法可参阅有关专门书籍。 1气缸活塞组诊断设备 气缸活塞组的技术状况对发动机工作有着重要影响，气缸活塞组的磨损情况往往是确定发动机总成是否需要大修的标志。诊断气缸活塞组技术状况的常用参数是气缸压缩压力、曲轴箱窜气量和气缸漏气率等。,9-3 汽车常用诊断设备原理,1）电子式气缸压缩压力计 电子式气缸压缩压力计可对发动机气缸压缩压力进行动态测量，较之传统的贮气式气缸压缩压力计等静态测量仪表，测量结果更为可靠。2）气缸压力表 原理：气体进入容圈 静态 气体进入气缸 动态 电压与所在缸压力正比 动态3）气缸漏气曲轴箱窜气量 气体流量计
17、原理：流量计量孔两端压差。4）气缸漏气率计 原理：流量孔两端压差式中： 空气密度 空气漏泄量 量孔截面积 量孔阻力系数,2点火系诊断设备 a断电器触点打开，高电压 b火花放电持续时间，电压 c放电终了电压略升，然后速降线圈，电容减幅振荡 d触点闭合 g线圈降压曲线 e触点断开时间 f触点闭合时间 A配电器 B线路状态，点火线圈 C电容、断电器触点 D分电器、火花塞 直列波主要波形 重叠波各缸直列波重叠 分电器 高压波各缸点火电压波形 次级电路原件3供给系诊断设备 废气分析仪 原理：红外线分析仪 废气定量组成（体积百分）,9-4 汽车检测站一、汽车检测站任务 汽车安全检测站 机动车辆安全技术检测
18、站管理办法1988年，公安部2号令 1机动车注册登记的初检 2机动车定期检验 3机动车临时检验 4机动车特殊检验（肇事、改装、报废） 汽车综合性能检测站 1991年交通部29号令 1991年汽车运输业车辆综合性能检测站管理办法 1运输车辆技术状况检测； 2汽车维修行业维修车辆质检； 3接受委托，对车辆改装、改造、报废，及新工艺、新材料、新产 品、科研成果进行检验； 4接受公安、环保、商检、计量、保险等委托的有关检验。,二、诊断站工艺组织 工艺：1. 诊断的性质内容 2. 诊断工位 3. 诊断设备 4. 诊断站管理自动化程度 布置：1. 生产纲领 2. 车型（尺寸等） 3. 通风，采暖，照明等 4. 自动化程度 5. 企业要求 检验单： 1. 汽车安全检测检验单 2. 汽车综合性能检验单,
