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轿车故障分析法

发布时间:2022-03-13 15:37:58 | 来源:网友投稿

                                 (内蒙古大学职业技术学院,内蒙古 呼和浩特 010023)
摘 要:文章通过故障树分析法和汽车快速诊断法,从理论上和实践中常用的两种方法进行对比分析,并阐述了汽车故障的诊断方法。
关键词:故障率;故障树;诊断
中图分类号:U472.42  文献标识码:A  文章编号:1007—6921(2008)02—0096—02
      随着经济的飞速发展,我国汽车的保有量不断增加,汽车的更新换代也非常快,许多新技术被应用到汽车中,使其结构变得非常复杂。汽车在使用过程中由于人为和环境因素,故障的产生是不可抗拒的。汽车检测诊断技术在汽车技术保障中处于十分关键的地位,这就对汽车故障诊断提出了更高的要求。汽车故障的诊断方法很多,以前一直以修理工的经验判断为主,但随着汽车的发展,单纯凭经验对汽车进行维修已不能适应现代汽车技术要求。对于汽车专业人士,运用故障树分析法,利用数据统计知识从理论上对汽车故障进行分析,是一种非常简捷方便的诊断方法。它不仅可溪维修提供理论分析依据,同时对汽车机件的设计改进提供参考。随着计算机的发展,故障树分析诊断在快速、准确方面得到进一步提高。
1 故障树分析法
      故障树方法创建于70年代,它主要应用于对复杂的工程系统可靠性分析和故障诊断。随着计算机的广泛应用,计算机辅助建树和数据处理,使得故障树方法的应用更加广泛,特别在汽车故障诊断领域,更是一种简单、有效的理论分析方法。
      故障树分析,先指定系统中一个不希望发生的状态,然后在一定的环境与工作条件下对系统进行分析,从而找出不希望发生的确切方式。故障树本身就是一些故障的各种并联和顺序组合的图示模型。但它并不是一个包括所有可能的系统失效原因的模型,故障树分析所关心的只是相应于某特定系统失效模式的顶事件,即分析者认为最可能发生的故障。故障树分析过程大致可分为九个步骤,分析人员可根据需要和人力物力条件选取其中几个步骤。①确定所分析的系统:即确定系统所包含的内容及其边界范围。②熟悉所分析的系统。③调查系统发生的事故:即全面调查过去和现在发生的和将来可能发生的事故。④确定故障树的顶
事件。⑤确定主流程。⑥建立边界条件和建树:即明确初始条件、已知的技术状态选定的顶事件。⑦故障树定性分析。⑧定量分析:求取基本事件的结构重要度和顶事件发生概率。⑨安全性评价(风险评价)。
      本文以桑塔纳2000汽车发动机不能启动和发动机润滑不良微粒进行分析。
1.1 故障分析和建立故障树
      发动机不能启动的主要现象分为:①启动机能带动发动机运转,但不能启动,主要从点火系和润滑系两方面去分析。②启动机带不动发动机运转,主要从发动机内部机械部分去讨论分析。因此,发动机不能启动的直接原因分三部分,点火电路故障(无火花),燃料不足和压缩不足,分别列于故障树中。因为三种故障现象中,无火花的故障率最高,于是本文把它作为重点分析的内容。通过各种故障原因间的逻辑关系,便建立了发动机不能启动的故障树。同理,对于发动机润滑不良顶事件,它的直接原因有机油变质和机油压力低。两者中把故障率较高的机油变质故障现象作为分析的重点,根据以上分析列出发动机润滑不良故障树。
1.2 故障树的定性分析
      故障树分析的主要目的是寻找故障树的最小割集和最小路集。简单故障树的最小割集可由直接观察得出,亦可用布尔代数运算把结构函数化简求得,对于复杂故障树则需采用下行法或上行法进行确定。本文就以下行法分别列出两故障树全部割集,然
后通过对各基本事件赋值,求出各割集数串赋值后基本事件的乘积,对各数串值以小除大,不能被整除的即为最小割集。求故障树的最小路集直接由故障树求很困难,根据故障树对偶树最小割集即为原故障树的全部最小路集。 分析得出造成无火花事件发生的原因,因点火系统故障出现无火花的概率大,是诊断的重点。
1.3 故障的定量分析
      定量分析包括低事件重要度和顶事件发生的概率,底事件重要度即底事件的发生对顶事件发生的贡献。它是在不考虑其发生概率值的情况下,观察故障树的结构,以决定该事件的位置重要程度。由于底事件xi的状态取值为0或1,列出基本事件与直接事件的状态值表,利用底事件xi的结构重要度函数

求出各底事件重要渎职进行比较,得出点火线路、低压元件,高压元件最重要,其次才是电源电路部分。机油变质故障事件中,机油中混入金属屑太多和汽油、水渗入油中在故障树结构中重要度大最重要,应在诊断中优先考虑。顶事件发的概率是根据故障树的结构函数和底事件出现的概率,应用逻辑“与”、“或”的概率计算公式,定量地评价故障树顶端事件出现的概率值。根据实践中收集到的各底事件概率值求得,无火花的故障率为0.627 9,机油变质的概率值为0.500 5。
      通过前文分析可知,发动机启动涉及的系统较多,因此这种故障现象较常见。其中,点火电路又是故障率最高的。因此在故障诊断中先诊断点火系,查明正常后再检查其他系统。这样可提高工作效率,避免盲目操作。机油变质多是因为油中混入金属、汽油和水,因此,在检查发动机润滑不良故障现象时,应先检查机油品质,定期更换滤芯。同时对于故障率较高的机件,在结构设计上应该进一步改进和完善。
      上面就是故障树分析法在汽车故障诊断中应用的实例。随着计算机的广泛应用,这种方法在汽车故障诊断分中必然会起到更大的作用。
2 汽车故障快速诊断方法
    随着汽车电控技术的发展,汽车故障的特征也随之发生了变化。单凭简单的故障码分析故障,已远远不能满足准确判定故障原因的需要,有时甚至导致错误的判断,更换了不该换的零部件,造成不必要的经济损失。严重时造成多次返修,给企业信誉造成损失。
      例:一辆广州本田雅阁7 230轿车,行驶里程3 000km。
2.1 故障现象
      冷车启动后行驶30~35km后发动机故障灯亮,加速无力,怠速不稳,有时熄火。热车启动后,开暖气行驶15~20km后发动机故障灯亮。热车启动后开空调(A/C),若把出风口调向下方出风,行驶35~40km后发动机故障灯亮。
2.2 修理记录
      发动机故障灯第一次亮后,进厂进行检修,维修技师用发动机检测仪测得故障为:“分电器内信号转子信号不良”,根据维修手册对故障的分析要求,技师进行了线路检查,结果良好;对接地线及分电器输出信号进行检查,也没问题。后来怀疑分电器受热后性能不稳定,技师更换了分电器总成,清除故障码后进行试车,当车辆行驶40km后故障现象再现。此时,技师开始怀疑发动机电脑ECM有故障。理由是开空调向下吹风时冷却了发动机电脑(电脑位于中间位置地板处),便更换了一台电脑,并进行行车试验,但行车至30km后故障又一次出现。这时技师开始怀疑自己的技术能力,请求技术人员帮忙。
      在技术人员汇同技师一起对此车进行研究后,一致认为故障原因有三个:①分电器不良;②电脑不良;③线路不良。前两项技术已完成,第三项应换发动机线束。技术人员指导技师拆下发动机线束后,逐段检查,没有发现任何破损,各接头良好无腐蚀、松动。各插接件插接到位且连接良好。为准确地确定是否为线束问题,还是更换了一新线束进行试车,可故障依旧。无奈,技术人员将故障上报。本田专业技术人员,行程几千里对车辆进行进一步检测与核实,最终认为是发动机机械部分发生故障,造成分电器信号不良。经检查,机械配合及正时齿带正确后,做出更换新发动机的结论。
2.3 故障排除
      笔者经过严密的检查,更换了一台发电机后,故障消除。
2.4 误区分析
      ①分电器信号不良故障原因的分析不能仅凭故障码而定,应采用波形分析,找出真正的信号波形(最好取自电脑输入端子处)及故障发生时的波形变化。②常常认为信号不良单指传感器好坏,而往往忽略一些与信号同步关系的干扰信号,如高压点火故障及发电机故障。③将电脑故障误判为随温度变化,经冷气直吹后降温,此车故障发生里程加长。④正时齿带故障能造成信号不同步,但不会随电脑温度而变化故障再现时间。
2.5 故障原因分析
      此车发生故障后技师检查过充电电压,怠速时电压为12.8~13.2V,转速在1 500r/min时,电压为13.2~13.8V,在标准范围内。但没有做发电机全负荷试验。即打开车上的所有用电器,如大灯、小灯、除霜器、空调及鼓风机最高转速挡等。由于此发电机整流二极管有一组损坏,发电机输出的波形发生了歧变,造成峰值电压及电流产生严重脉动,使蓄电池两端电压产生脉动干扰,电脑接地(蓄电池负极)电位也随之产生脉动干扰。当这个干扰脉冲幅值大于±0.7V时,电脑误认为分电器信号丢失,点亮故障灯,记忆故障码,进入备用程序工作,从而造成发动机加速不良,怠速不稳的故障。
      上述两种故障诊断方法,在实践中各有利弊。故障树分析法用于对故障的精确统计和分析,为汽车结构的改进,实现计算机辅助诊断创造理论依据,从而实现汽车故障的快速精确诊断,在应用中理论知识要求较高。快速诊断法,用于对常见性简单故障的应急处理,对于解决一些偶发性故障非常有利。
[参考文献]
[1] 李宪民.桑塔纳2000轿车的结构与维修[M].北京:机械工业出版社,1999,4.
[2] 崔选盟.汽车故障诊断技术[M].北京:人民交通出版社,2005,8.

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