牛華

摘 要：進(jìn)入夏天后，汽車的空調(diào)故障頻率增高。但其封閉且復(fù)雜的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了許多故障現(xiàn)象和原因之間的關(guān)系非常不清楚和盤根錯(cuò)節(jié)，因此維修人員無(wú)法及時(shí)、科學(xué)地確定故障原因。為了快速準(zhǔn)確地診斷汽車空調(diào)的故障，本文以空調(diào)不制冷故障為例，引入故障樹(shù)分析法，對(duì)該故障建立了故障樹(shù)，并對(duì)其進(jìn)行了定性分析和定量計(jì)算，利用分析結(jié)果為故障診斷流程設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)，為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)汽車空調(diào)自動(dòng)診斷儀奠定了理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：汽車空調(diào) 不制冷 故障樹(shù) 定性分析 定量分析

Statistics and Analysis of Failure Causes of Uncooled Automobile Air Conditioner

Niu Hua

Abstract：In summer， the frequency of car air-conditioning failures increased. However， its closed and complex structure has led to many failures and their causes are very unclear and intertwined. Therefore， maintenance personnel cannot determine the causes of failures in a timely and scientific manner. In order to quickly and accurately diagnose the fault of the automobile air conditioner， this article takes the air conditioner not cooling fault as an example， introduces the fault tree analysis method， establishes the fault tree for the fault， and performs qualitative analysis and quantitative calculation on it， and uses the analysis result to diagnose the fault， so as to provide a theoretical basis and lay a theoretical foundation for the further development of auto air-conditioning diagnostic equipment.

Key words：automobile air conditioner， no cooling， fault tree， qualitative analysis， quantitative analysis

1 建立空調(diào)不制冷故障樹(shù)

中間事件：M1：配氣系統(tǒng)故障;M2：制冷循環(huán)不良;M3：壓縮機(jī)工作故障;M4：進(jìn)氣風(fēng)門工作異常;M5：空氣混合風(fēng)門工作異常;M6：電磁離合器工作異常;M7：鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)異常。

基本事件：X1：制冷循環(huán)泄露故障;X2：貯液干燥器堵塞;X3：膨脹閥堵塞;X4：壓縮機(jī)皮帶過(guò)松;X5：壓縮機(jī)自身故障;X6：進(jìn)氣風(fēng)門卡滯;X7：進(jìn)氣風(fēng)門電機(jī)故障;X8：進(jìn)氣風(fēng)門電機(jī)控制線路故障;X9：空氣混合風(fēng)門卡滯;X10：空氣混合風(fēng)門電機(jī)故障;X11：空氣混合風(fēng)門電機(jī)控制線路故障;X12：電磁離合器間隙過(guò)大;X13：電磁離合器線圈故障;X14：鼓風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)故障;X15：調(diào)速電阻故障;X16：保險(xiǎn)絲燒斷;X17：鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)接觸不良;X18：電源電壓過(guò)低。

2 空調(diào)不制冷故障樹(shù)的定性分析

根據(jù)最小割集上行法的原理：

M1=M4∪M5

M2=X1∪X2∪X3

M3=X4∪X5∪M6

M4=X6∪X7∪X8

M5=X9∪X10∪X11

M6=X12∪M7∪X13

M7=X4∪X5∪X6∪X7∪X8

T1=X1∪X2∪X3∪X4∪X5∪X6∪X7∪X8∪X9∪X10∪X11∪X12∪X13∪X14∪

X15∪X16∪X17∪X18

即X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10、X11、X12、X13、X14、X15、X16、X17、X18構(gòu)成汽車空調(diào)不制冷的故障樹(shù)的最小割集。如X4壓縮機(jī)皮帶過(guò)松會(huì)導(dǎo)致空調(diào)不制冷，X18電源電壓過(guò)低也會(huì)導(dǎo)致空調(diào)不制冷。

M1=X1∪X2∪M4∪X3∪X4

M2=X5∪M5∪X6

M3=M6∪M7∪M8∪M9∪M10

M4=X18∪X19∪X20∪X21

M5=X2∪X3∪M4∪X7∪X8

M6=X9

M7=X4∪X10

M8=X13∪X14∪X15∪X16∪X17

M9=X11∪X12

M10=X22∪X23

T1=X1∪X2∪X3∪X4∪X5∪X6∪X7∪X8∪X9∪X10∪X11∪X12∪X13∪X14∪X15∪X16∪X17∪

X18∪X19∪X20∪X21∪X22∪X23

即X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10、X11、X12、X13、X14、X15、X16、X17、X18、X19、X20、X21、X22、X23構(gòu)成汽車空調(diào)制冷不足的故障樹(shù)的最小割集。如X6壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)帶松弛會(huì)導(dǎo)致空調(diào)制冷不足，X9制冷管道內(nèi)有水分也會(huì)導(dǎo)致空調(diào)制冷不足。

M1=X1∪X2

M2=X3∪X4∪X5

M3=X6∪X7

M4=X8∪X9∪X10∪X11

T1=X1∪X2∪X3∪X4∪X5∪X6∪X7∪X8∪X9∪X10∪X11

即X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10、X11構(gòu)成冷氣時(shí)有時(shí)無(wú)故障樹(shù)的最小割集。如X1冷凝器散熱風(fēng)機(jī)不轉(zhuǎn)會(huì)導(dǎo)致冷氣時(shí)有時(shí)無(wú)，X11膨脹閥流量過(guò)大也會(huì)導(dǎo)致冷氣時(shí)有時(shí)無(wú)。

M1=X1∪M5

M2=X2∪X3∪X4

M3=X5∪X6

M4=X7∪X8∪X9∪X10∪X11∪X12

M5=X13

T1=X1∪X2∪X3∪X4∪X5∪X6∪X7∪X8∪X9∪X10∪X11∪X12∪X13

即X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10、X11、X12、X13構(gòu)成空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)有噪聲故障樹(shù)的最小割集。如X6離合器軸承損壞會(huì)導(dǎo)致冷氣時(shí)有時(shí)無(wú)，X10制冷劑過(guò)多也會(huì)導(dǎo)致冷氣時(shí)有時(shí)無(wú)。

3 空調(diào)不制冷故障樹(shù)的定量分析

定量分析故障樹(shù)的目的是獲得所分析系統(tǒng)中設(shè)備發(fā)生故障的概率，并獲取設(shè)備每個(gè)組件的重要度指標(biāo)。其主要工作是確定底事件失效率、通過(guò)底事件失效率求取系統(tǒng)發(fā)生故障的概率、計(jì)算最小割集發(fā)生對(duì)系統(tǒng)出現(xiàn)故障影響的重要度。

根據(jù)相容原理當(dāng)各個(gè)底事件間的關(guān)系為“或”時(shí)頂事件發(fā)生的概率的計(jì)算方法為PT=1-∏（1-Pi），（i=1，2，3，...，n），當(dāng)?shù)资录g的關(guān)系為“與”時(shí)頂事件發(fā)生的概率的計(jì)算方法為PT=∏P，（i=1，2，3，...，n）i。所以對(duì)于結(jié)構(gòu)函數(shù)T1 = X1∪X2∪X3∪X4∪X5∪X6∪X7∪X8∪X9∪X10∪X11∪X12∪X13∪X14∪X15∪

X16∪X17∪X18。

根據(jù)調(diào)查問(wèn)卷統(tǒng)計(jì)的各底事件的概率，X1=0.11、X2=0.11、X3=0.08、X4=0.07、X5=0.12、X6=0.15、X7=0.14、X8=0.16、X9=0.11、X10=0.16、X11=0.21、X12=0.25、X13=0.29、X14=0.17、X15=0.34、X16=0.23、X17=0.22、X18=0.04，則根據(jù)公式計(jì)算T1發(fā)生的概率為：

P=1-（1-0.11）*（1-0.11）*（1-0.08）*（1-0.07）*（1-0.12）*（1-0.15）*（1-0.14）*（1-0.16）*（1-0.11）*（1-0.16）*（1-0.21）*（1-0.25）*（1-0.29）*（1-0.17）*（1-0.34）*（1-0.23）*（1-0.22）*（1-0.04）=0.9636

對(duì)于結(jié)構(gòu)函數(shù)T2 = X1∪X2∪X3∪X4∪X5∪X6∪X7∪X8∪X9∪X10∪X11∪X12∪

X13∪X14∪X15∪X16∪X17∪X18∪X19∪X20∪X21∪X22∪X23.根據(jù)調(diào)查問(wèn)卷統(tǒng)計(jì)的各底事件的概率，X1=0.09、X2=0.39、X3=0.27、X4=0.09、X5=0.27、X6=0.44、X7=0.27、X8=0.21、X9=0.04、X10=0.13、X11=0.21、X12=0.07、X13=0.10、X14=0.06、X15=0.01、X16=0.09、X17=0.01、X18=0.01、X19=0.36、X20=0.27、X21=0.27、X22=0.07、X23=0.20，則根據(jù)公式計(jì)算T2發(fā)生的概率為：

P=1-（1-0.09）*（1-0.39）*（1-0.27）*（1-0.09）*（1-0.27）*（1-0.44）*（1-0.27）*（1-0.21）*（1-0.04）*（1-0.13）*（1-0.21）*（1-0.07）*（1-0.10）*（1-0.06）*（1-0.01）*（1-0.09）*（1-0.01）*（1-0.01）*（1-0.36）*（1-0.27）*（1-0.27）*（1-0.07）*（1-0.20）=0.9910

對(duì)于結(jié)構(gòu)函數(shù)T3 = X1∪X2∪X3∪X4∪X5∪X6∪X7∪X8∪X9∪X10∪X11。根據(jù)調(diào)查問(wèn)卷統(tǒng)計(jì)的各底事件的概率，X1=0.10、X2=0.10、X3=0.36、X4=0.46、X5=0.19、X6=0.24、X7=0.17、X8=0.08、X9=0.20、X10=0.24、X11=0.07，則根據(jù)公式計(jì)算T3發(fā)生的概率為：

P=1-（1-0.10）*（1-0.10）*（1-0.36）*（1-0.46）*（1-0.19）*（1-0.24）*（1-0.17）*（1-0.08）*（1-0.20）*（1-0.24）*（1-0.07）=0.9256

對(duì)于結(jié)構(gòu)函數(shù)T4 = X1∪X2∪X3∪X4∪X5∪X6∪X7∪X8∪X9∪X10∪X11∪

X12∪X13. 根據(jù)調(diào)查問(wèn)卷統(tǒng)計(jì)的各底事件的概率，X1=0.22、X2=0.13、X3=0.16、X4=0.17、X5=0.28、X6=0.18、X7=0.23、X8=0.28、X9=0.21、X10=0.20、X11=0.03、X12=0.05、X13=0.24，則根據(jù)公式計(jì)算T4發(fā)生的概率為：

P=1-（1-0.22）*（1-0.13）*（1-0.16）*（1-0.17）*（1-0.28）*（1-0.18）*（1-0.23）*（1-0.28）*（1-0.21）*（1-0.20）*（1-0.03）*（1-0.05）*（1-0.24）=0.9315

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)頂事件概率，求得各最小割集的重要度。最小割集的重要度見(jiàn)表1。

參考文獻(xiàn)：

[1]程麗群.基于故障樹(shù)分析的汽車空調(diào)系統(tǒng)故障診斷研究[J].制冷與空調(diào)，2015，15（03）：18-21.

[2]任春暉.基于故障樹(shù)分析的汽車空調(diào)系統(tǒng)故障診斷研究[J].中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2013，34（05）：182-184+174.

[3]朱先明.基于模糊故障樹(shù)的汽車故障診斷系統(tǒng)研究[J].科技通報(bào)，2019，35（07）.

[4]張士軒.基于故障樹(shù)分析的汽車機(jī)械故障診斷模型及系統(tǒng)構(gòu)建[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2019，15（26）.

[5]梁遷.基于故障樹(shù)分析法的汽車故障診斷專家系統(tǒng)[J].南方農(nóng)機(jī)，2019，50（18）.