李靈虎

(浙江省臺(tái)州市機(jī)動(dòng)車(chē)輛檢測(cè)站)

1 汽車(chē)故障診斷與剩余性能診斷法的相關(guān)理論研究

1.1 汽車(chē)綜合故障診斷

汽車(chē)由多個(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的集成系統(tǒng)組成，其整車(chē)結(jié)構(gòu)與性能是其保障良好的整車(chē)技術(shù)狀況的重點(diǎn)。汽車(chē)運(yùn)行中的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、制動(dòng)性、操縱穩(wěn)定性、行駛平順性，安全性等方面，一直是人們關(guān)注和追逐汽車(chē)性能的真正需求。汽車(chē)系統(tǒng)內(nèi)某一部位的異常極易造成各種各樣的故障，而解決故障的基礎(chǔ)在于故障診斷，追根朔源，方能做出正確的維修決策。常見(jiàn)的汽車(chē)故障有行駛無(wú)力、發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火不良、電子點(diǎn)火系統(tǒng)的故障、低壓或高壓電路故障，而引起這些故障的原因眾多，不同的故障檢測(cè)方法有所不同。如遇到復(fù)雜的綜合故障時(shí)，很難直接檢測(cè)出故障原因，所以故障診斷方法顯得尤為重要。

1.2 剩余性能診斷法基本理論

剩余性能診斷法一種依照一定的系統(tǒng)診斷程序在隔離的系統(tǒng)中診斷系統(tǒng)和性能參數(shù)的診斷技術(shù)。其診斷原理是按照診斷對(duì)象需要及相應(yīng)的數(shù)學(xué)原理建立具體的診斷程序，接著確定整體診斷的系統(tǒng)與參數(shù)，構(gòu)成數(shù)據(jù)化的分析系統(tǒng)。為了縮減測(cè)試范圍，更為準(zhǔn)確地進(jìn)行參數(shù)分析，可以將診斷系統(tǒng)進(jìn)行隔離，需遵循的隔離原則有二分原則、主次原則、多選擇原則，同時(shí)結(jié)合診斷分析的整體技術(shù)與手段來(lái)確定有效的隔離方案。最后確定通過(guò)隔離后的剩余系統(tǒng)和性能的參數(shù)，進(jìn)行循環(huán)診斷測(cè)試，通過(guò)連續(xù)縮小診斷范圍，最后進(jìn)行精準(zhǔn)的診斷定位。

1.3 應(yīng)用理論

對(duì)于汽車(chē)故障的診斷，應(yīng)依據(jù)汽車(chē)綜合故障診斷的目標(biāo)與基本故障類(lèi)型來(lái)確立可操作的故障診斷程序，具體過(guò)程依照上述剩余性能診斷法基本原理。

在具體診斷的過(guò)程中，首先我們要確定汽車(chē)故障的類(lèi)型，主要依據(jù)故障的整體診斷技術(shù)原理。依照影響汽車(chē)整車(chē)技術(shù)狀況的幾項(xiàng)基本要素分別對(duì)汽車(chē)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、制動(dòng)性、操縱穩(wěn)定性、車(chē)輪側(cè)滑量、前照燈、尾氣進(jìn)行基本檢測(cè)以確定可能性影響因素，建立汽車(chē)診斷參數(shù)數(shù)據(jù)系統(tǒng)。當(dāng)然在不同的部位要用相配的檢測(cè)儀器，尤其是能直接感觀(guān)的汽車(chē)故障可用曲線(xiàn)或圖像等直觀(guān)的方法來(lái)反映參數(shù)變化情況。如發(fā)動(dòng)機(jī)正常起動(dòng)后，出現(xiàn)逐漸熄火首先檢查油路情況，油路暢通，汽油霧化后進(jìn)缸，亦無(wú)異常，再檢查高壓電路等，逐步檢測(cè)將診斷范圍由整車(chē)縮減至某一個(gè)集成系統(tǒng)。

在系統(tǒng)縮減到一定精確度后，再將其隔離為剩余系統(tǒng)與分離系統(tǒng);把剩余系統(tǒng)作為主要的診斷對(duì)象，準(zhǔn)確把握剩余系統(tǒng)及性能參數(shù)正常的標(biāo)準(zhǔn)值及相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)行為特征，通過(guò)參數(shù)對(duì)照及參數(shù)誤差進(jìn)行集中診斷，最后確立精準(zhǔn)的汽車(chē)故障的剩余系統(tǒng)。

2 實(shí)例分析剩余性能診斷法汽車(chē)故障診斷中的應(yīng)用

一輛三星道奇乘用車(chē)，在行使了一段路程后其發(fā)動(dòng)機(jī)突然自動(dòng)熄火，再起動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)不能著火，但過(guò)了大約15 min后起到發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)又能正常起到，且怠速平穩(wěn)，加速性能良好。診斷方法與過(guò)程如下。

2.1 確定診斷系統(tǒng)

該故障屬于動(dòng)力性故障，在室內(nèi)檢測(cè)在用汽車(chē)動(dòng)力性時(shí)，采用驅(qū)動(dòng)車(chē)輪輸出功率或驅(qū)動(dòng)力作為診斷參數(shù)，須在底盤(pán)測(cè)功試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行。汽車(chē)動(dòng)力性檢測(cè)分為臺(tái)架檢測(cè)和路試檢測(cè)，可分別對(duì)反映汽車(chē)動(dòng)力性的一些指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，如驅(qū)動(dòng)輪輸出功率、驅(qū)動(dòng)力、滑行距離、最高車(chē)速、加速能力、爬坡能力、傳動(dòng)系傳動(dòng)效率等;并將該系列參數(shù)作為診斷性能參數(shù)。由性能參數(shù)和汽車(chē)行為特征，初步診斷屬于發(fā)動(dòng)機(jī)供油系統(tǒng)問(wèn)題，首先從系統(tǒng)的基本檢查開(kāi)始，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)供油、燃油泵及燃油壓力進(jìn)行細(xì)致檢測(cè)。

2.2 確定診斷參數(shù)

對(duì)于EFI系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，若混合氣的空燃比不當(dāng)，混合氣過(guò)稀或過(guò)濃，均會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能。若混合氣過(guò)濃，排氣管必冒黑煙;若混合氣過(guò)稀，則會(huì)造成燃燒緩慢，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致進(jìn)氣管回火放炮。電控燃油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油供給系統(tǒng)是由電動(dòng)燃油泵、燃油波清器、油壓調(diào)節(jié)器、噴油器、冷起動(dòng)噴油器等組成;電控燃油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油供給系統(tǒng)是燃油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)最容易產(chǎn)生故障的系統(tǒng)。尤其是電動(dòng)燃油泵和噴油器，經(jīng)常因?yàn)槿加推焚|(zhì)問(wèn)題的影響而損壞(主要是雜質(zhì)和水分不達(dá)標(biāo))，從而導(dǎo)致不供油或油壓過(guò)低，噴油器堵塞等故障，需要著重檢測(cè)噴油器電阻、驅(qū)動(dòng)電路。通過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)電控燃油噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)為了便于再次起動(dòng)，在發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后，燃油管路中仍保持著較高的燃油壓力。在拆卸燃油管道、進(jìn)行檢修或更換燃油濾清器、電動(dòng)燃油泵、噴油器等部件時(shí)，應(yīng)釋放掉燃油管道內(nèi)的油壓，因此我們需要起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，并在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中拔下電動(dòng)燃油泵繼電器，待發(fā)動(dòng)機(jī)自行熄火后，再轉(zhuǎn)動(dòng)起動(dòng)開(kāi)關(guān)，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)2～3次，燃油壓力即可完全釋放;最后關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，反復(fù)打開(kāi)、關(guān)閉數(shù)次，來(lái)預(yù)置燃油系統(tǒng)的油壓，然后進(jìn)行燃油壓力及調(diào)節(jié)器與濾清器的檢測(cè)。最后還要檢測(cè)排氣系統(tǒng)的空氣濾清率以及催化轉(zhuǎn)換率。其中噴油器電阻率、驅(qū)動(dòng)電路電阻率、燃油率清率、油壓系數(shù)、空氣濾清率以及催化轉(zhuǎn)換率都是可描述參數(shù)。通過(guò)反復(fù)路試實(shí)驗(yàn)確定其他系數(shù)正常，而油壓系數(shù)不穩(wěn)定。

2.3 確定隔離系統(tǒng)

采取反復(fù)打開(kāi)、關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)將電控燃油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油供給系統(tǒng)與內(nèi)部液壓機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行隔離，將內(nèi)部液壓機(jī)械系統(tǒng)作為剩余系統(tǒng)，也即主系統(tǒng)，燃油供給系統(tǒng)與排氣系統(tǒng)作為分離系統(tǒng)。

2.4 確定剩余性能參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值與對(duì)照值

以該車(chē)的正常的油壓性能參數(shù)作為剩余性能參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值。反復(fù)打開(kāi)、關(guān)閉數(shù)次，來(lái)預(yù)置燃油系統(tǒng)的油壓，進(jìn)行路試實(shí)驗(yàn)，儀器測(cè)定油壓系數(shù)及其他參數(shù)比率作為剩余性能參數(shù)對(duì)照值。

2.5 手動(dòng)路試實(shí)驗(yàn)

在測(cè)試獲得相應(yīng)的剩余性能參數(shù)后，斷開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)后控制電磁閥的插接器。在進(jìn)行路試實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，盡量使汽車(chē)正常勻速行駛，使相應(yīng)的測(cè)試結(jié)果與預(yù)知的標(biāo)準(zhǔn)值基本達(dá)到吻合;再開(kāi)關(guān)電磁閥的插接器，汽車(chē)燃油內(nèi)部液壓機(jī)械系統(tǒng)正常，同時(shí)參數(shù)結(jié)果誤差較小，測(cè)試結(jié)果表明汽車(chē)自動(dòng)變速器內(nèi)部的液壓機(jī)械系統(tǒng)不是汽車(chē)故障點(diǎn)。若測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果異常，則可判斷該剩余系統(tǒng)存在故障;若測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果與剩余性能參數(shù)故障點(diǎn)在燃油供給系統(tǒng)潤(rùn)滑體系中標(biāo)準(zhǔn)值基本吻合，則說(shuō)明故障區(qū)域處于分離系統(tǒng)中。所以我們判斷燃油供給系統(tǒng)與排氣系統(tǒng)是根本故障點(diǎn)。由于油壓系數(shù)及其他參數(shù)正常，我們判斷是燃油泵內(nèi)部油的問(wèn)題。但還需通過(guò)相應(yīng)的電磁閥模擬試驗(yàn)進(jìn)行相應(yīng)的驗(yàn)證和確認(rèn);當(dāng)然也不能排除故障點(diǎn)在電控系統(tǒng)的可能。

2.6 電磁閥模擬試驗(yàn)

通過(guò)人為控制手段對(duì)汽車(chē)故障的剩余系統(tǒng)提供正常的分離系統(tǒng)參數(shù)，即為開(kāi)關(guān)電磁閥人為提供正確的通、斷電信號(hào)，操縱燃油供給各檔油壓變化，再通過(guò)路試測(cè)出相應(yīng)的剩余性能參數(shù)，并將其與預(yù)知標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較、判斷。最后進(jìn)行潤(rùn)滑系統(tǒng)檢測(cè)，其主要參數(shù)為:機(jī)油壓力，機(jī)油消耗量;機(jī)油品質(zhì)。經(jīng)上述診斷發(fā)現(xiàn)機(jī)油壓力，機(jī)油消耗量均屬正常，此時(shí)需檢測(cè)機(jī)油品質(zhì)。由于燃油系統(tǒng)工作比較復(fù)雜，通過(guò)電磁閥模擬試驗(yàn)可簡(jiǎn)單高效判斷并確認(rèn)其燃油潤(rùn)滑系統(tǒng)是否為故障點(diǎn)。設(shè)定全開(kāi)電磁閥狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的手動(dòng)電磁閥模擬試驗(yàn)，行駛中燃油泵內(nèi)燃油濾清率較低，有些許卡殼現(xiàn)象，可斷定燃油泵是故障點(diǎn)。

2.7 診斷結(jié)果驗(yàn)證

在冷機(jī)狀態(tài)下測(cè)量燃油系統(tǒng)壓力，壓力正常;在發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)熄火后測(cè)量燃油系統(tǒng)壓力，該系統(tǒng)的壓力明顯低于正常值;進(jìn)一步檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)在冷機(jī)時(shí)燃油泵輸出的燃油壓力正常，在熱機(jī)時(shí)燃油泵輸出的燃油壓力偏低，因此燃油泵本身油問(wèn)題，更換該燃油泵故障排除。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著汽車(chē)機(jī)電一體化程度逐步增高，許多系統(tǒng)開(kāi)始走向電子化與智能化控制方向。剩余性能診斷法等于一次全新的整車(chē)性能測(cè)試，其手段更為直接，其爭(zhēng)對(duì)性強(qiáng)，并且有整體到局部進(jìn)行了全面的檢測(cè);通過(guò)將檢測(cè)值與正常值對(duì)比不僅明確故障問(wèn)題，也挖掘出各類(lèi)不良性能問(wèn)題。這是對(duì)電子化與智能化控制系統(tǒng)的重要補(bǔ)充。

汽車(chē)故障的原因的不確定性也越來(lái)越高，然而傳統(tǒng)汽車(chē)故障診斷難度卻在持續(xù)增大，剩余性能診斷法在進(jìn)行汽車(chē)復(fù)雜系統(tǒng)的故障診斷中發(fā)揮其集中優(yōu)勢(shì)，顯得格外高效、方便。

剩余性能診斷法是一種相對(duì)較為復(fù)雜的性能診斷理論，其應(yīng)用層次要求較高，對(duì)檢測(cè)者的專(zhuān)業(yè)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)要求也很高。所以在實(shí)際應(yīng)用中，剩余性能診斷法不僅可以促進(jìn)工作人員對(duì)汽車(chē)構(gòu)造原理有更為深入的認(rèn)識(shí)，更加熟悉整車(chē)性能參數(shù);還能通過(guò)精準(zhǔn)精簡(jiǎn)的汽車(chē)故障診斷，準(zhǔn)確有效地把握根本故障點(diǎn)，解決故障問(wèn)題。

汽車(chē)整車(chē)技術(shù)狀況及內(nèi)外故障影響到汽車(chē)運(yùn)行中的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、制動(dòng)性、操縱穩(wěn)定性、行駛平順性，安全性等，是汽車(chē)檢測(cè)的重點(diǎn)內(nèi)容;剩余性能檢測(cè)法能縮減很多檢測(cè)程序，根據(jù)不同的檢測(cè)項(xiàng)目預(yù)備各項(xiàng)檢測(cè)所用設(shè)備的結(jié)構(gòu)，依照相應(yīng)的檢測(cè)原理進(jìn)行適時(shí)有效的性能檢測(cè)和故障診斷，是汽車(chē)保持最好的行駛狀態(tài)。

［1］ 劉志忠.自動(dòng)變速器故障的系統(tǒng)分析診斷法［J］.汽車(chē)技術(shù)，2005，(2).

［2］ 何德芳，李力，虞和濟(jì).失效分析與故障預(yù)防［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，2007.

［3］ 陳家瑞.汽車(chē)構(gòu)造［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2006.