剩余性能診斷法在汽車故障診斷中的應(yīng)用

李靈虎

(浙江省臺州市機動車輛檢測站)

1 汽車故障診斷與剩余性能診斷法的相關(guān)理論研究

1.1 汽車綜合故障診斷

汽車由多個結(jié)構(gòu)復(fù)雜的集成系統(tǒng)組成，其整車結(jié)構(gòu)與性能是其保障良好的整車技術(shù)狀況的重點。汽車運行中的動力性、經(jīng)濟性、制動性、操縱穩(wěn)定性、行駛平順性，安全性等方面，一直是人們關(guān)注和追逐汽車性能的真正需求。汽車系統(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。常見的汽車故障有行駛無力、發(fā)動機點火不良、電子點火系統(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，不同的故障檢測方法有所不同。如遇到復(fù)雜的綜合故障時，很難直接檢測出故障原因，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)。為了縮減測試范圍，更為準確地進行參數(shù)分析，可以將診斷系統(tǒng)進行隔離，需遵循的隔離原則有二分原則、主次原則、多選擇原則，同時結(jié)合診斷分析的整體技術(shù)與手段來確定有效的隔離方案。最后確定通過隔離后的剩余系統(tǒng)和性能的參數(shù)，進行循環(huán)診斷測試，通過連續(xù)縮小診斷范圍，最后進行精準的診斷定位。

1.3 應(yīng)用理論

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

在具體診斷的過程中，首先我們要確定汽車故障的類型，主要依據(jù)故障的整體診斷技術(shù)原理。依照影響汽車整車技術(shù)狀況的幾項基本要素分別對汽車動力性、經(jīng)濟性、制動性、操縱穩(wěn)定性、車輪側(cè)滑量、前照燈、尾氣進行基本檢測以確定可能性影響因素，建立汽車診斷參數(shù)數(shù)據(jù)系統(tǒng)。當(dāng)然在不同的部位要用相配的檢測儀器，尤其是能直接感觀的汽車故障可用曲線或圖像等直觀的方法來反映參數(shù)變化情況。如發(fā)動機正常起動后，出現(xiàn)逐漸熄火首先檢查油路情況，油路暢通，汽油霧化后進缸，亦無異常，再檢查高壓電路等，逐步檢測將診斷范圍由整車縮減至某一個集成系統(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)作為主要的診斷對象，準確把握剩余系統(tǒng)及性能參數(shù)正常的標(biāo)準值及相應(yīng)的標(biāo)準行為特征，通過參數(shù)對照及參數(shù)誤差進行集中診斷，最后確立精準的汽車故障的剩余系統(tǒng)。

2 實例分析剩余性能診斷法汽車故障診斷中的應(yīng)用

一輛三星道奇乘用車，在行使了一段路程后其發(fā)動機突然自動熄火，再起動時發(fā)動機不能著火，但過了大約15 min后起到發(fā)動機時又能正常起到，且怠速平穩(wěn)，加速性能良好。診斷方法與過程如下。

2.1 確定診斷系統(tǒng)

該故障屬于動力性故障，在室內(nèi)檢測在用汽車動力性時，采用驅(qū)動車輪輸出功率或驅(qū)動力作為診斷參數(shù)，須在底盤測功試驗臺上進行。汽車動力性檢測分為臺架檢測和路試檢測，可分別對反映汽車動力性的一些指標(biāo)進行檢測，如驅(qū)動輪輸出功率、驅(qū)動力、滑行距離、最高車速、加速能力、爬坡能力、傳動系傳動效率等;并將該系列參數(shù)作為診斷性能參數(shù)。由性能參數(shù)和汽車行為特征，初步診斷屬于發(fā)動機供油系統(tǒng)問題，首先從系統(tǒng)的基本檢查開始，對發(fā)動機供油、燃油泵及燃油壓力進行細致檢測。

2.2 確定診斷參數(shù)

對于EFI系統(tǒng)發(fā)動機來說，若混合氣的空燃比不當(dāng)，混合氣過稀或過濃，均會影響發(fā)動機的動力性能。若混合氣過濃，排氣管必冒黑煙;若混合氣過稀，則會造成燃燒緩慢，嚴重時會導(dǎo)致進氣管回火放炮。電控燃油噴射發(fā)動機的燃油供給系統(tǒng)是由電動燃油泵、燃油波清器、油壓調(diào)節(jié)器、噴油器、冷起動噴油器等組成;電控燃油噴射發(fā)動機的燃油供給系統(tǒng)是燃油噴射發(fā)動機最容易產(chǎn)生故障的系統(tǒng)。尤其是電動燃油泵和噴油器，經(jīng)常因為燃油品質(zhì)問題的影響而損壞(主要是雜質(zhì)和水分不達標(biāo))，從而導(dǎo)致不供油或油壓過低，噴油器堵塞等故障，需要著重檢測噴油器電阻、驅(qū)動電路。通過檢測發(fā)現(xiàn)電控燃油噴射式發(fā)動機為了便于再次起動，在發(fā)動機熄火后，燃油管路中仍保持著較高的燃油壓力。在拆卸燃油管道、進行檢修或更換燃油濾清器、電動燃油泵、噴油器等部件時，應(yīng)釋放掉燃油管道內(nèi)的油壓，因此我們需要起動發(fā)動機，并在發(fā)動機運轉(zhuǎn)中拔下電動燃油泵繼電器，待發(fā)動機自行熄火后，再轉(zhuǎn)動起動開關(guān)，起動發(fā)動機2～3次，燃油壓力即可完全釋放;最后關(guān)閉點火開關(guān)，反復(fù)打開、關(guān)閉數(shù)次，來預(yù)置燃油系統(tǒng)的油壓，然后進行燃油壓力及調(diào)節(jié)器與濾清器的檢測。最后還要檢測排氣系統(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)。通過反復(fù)路試實驗確定其他系數(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、關(guān)閉點火開關(guān)將電控燃油噴射發(fā)動機的燃油供給系統(tǒng)與內(nèi)部液壓機械系統(tǒng)進行隔離，將內(nèi)部液壓機械系統(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)準值與對照值

以該車的正常的油壓性能參數(shù)作為剩余性能參數(shù)標(biāo)準值。反復(fù)打開、關(guān)閉數(shù)次，來預(yù)置燃油系統(tǒng)的油壓，進行路試實驗，儀器測定油壓系數(shù)及其他參數(shù)比率作為剩余性能參數(shù)對照值。

2.5 手動路試實驗

在測試獲得相應(yīng)的剩余性能參數(shù)后，斷開點火開關(guān)后控制電磁閥的插接器。在進行路試實驗過程中，盡量使汽車正常勻速行駛，使相應(yīng)的測試結(jié)果與預(yù)知的標(biāo)準值基本達到吻合;再開關(guān)電磁閥的插接器，汽車燃油內(nèi)部液壓機械系統(tǒng)正常，同時參數(shù)結(jié)果誤差較小，測試結(jié)果表明汽車自動變速器內(nèi)部的液壓機械系統(tǒng)不是汽車故障點。若測試數(shù)據(jù)結(jié)果異常，則可判斷該剩余系統(tǒng)存在故障;若測試數(shù)據(jù)結(jié)果與剩余性能參數(shù)故障點在燃油供給系統(tǒng)潤滑體系中標(biāo)準值基本吻合，則說明故障區(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。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)部油的問題。但還需通過相應(yīng)的電磁閥模擬試驗進行相應(yīng)的驗證和確認;當(dāng)然也不能排除故障點在電控系統(tǒng)的可能。

2.6 電磁閥模擬試驗

通過人為控制手段對汽車故障的剩余系統(tǒng)提供正常的分離系統(tǒng)參數(shù)，即為開關(guān)電磁閥人為提供正確的通、斷電信號，操縱燃油供給各檔油壓變化，再通過路試測出相應(yīng)的剩余性能參數(shù)，并將其與預(yù)知標(biāo)準值進行比較、判斷。最后進行潤滑系統(tǒng)檢測，其主要參數(shù)為:機油壓力，機油消耗量;機油品質(zhì)。經(jīng)上述診斷發(fā)現(xiàn)機油壓力，機油消耗量均屬正常，此時需檢測機油品質(zhì)。由于燃油系統(tǒng)工作比較復(fù)雜，通過電磁閥模擬試驗可簡單高效判斷并確認其燃油潤滑系統(tǒng)是否為故障點。設(shè)定全開電磁閥狀態(tài)進行相應(yīng)的手動電磁閥模擬試驗，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。

2.7 診斷結(jié)果驗證

在冷機狀態(tài)下測量燃油系統(tǒng)壓力，壓力正常;在發(fā)動機自動熄火后測量燃油系統(tǒng)壓力，該系統(tǒng)的壓力明顯低于正常值;進一步檢查時發(fā)現(xiàn)在冷機時燃油泵輸出的燃油壓力正常，在熱機時燃油泵輸出的燃油壓力偏低，因此燃油泵本身油問題，更換該燃油泵故障排除。

3 結(jié)語

隨著汽車機電一體化程度逐步增高，許多系統(tǒng)開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性能測試，其手段更為直接，其爭對性強，并且有整體到局部進行了全面的檢測;通過將檢測值與正常值對比不僅明確故障問題，也挖掘出各類不良性能問題。這是對電子化與智能化控制系統(tǒng)的重要補充。

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

剩余性能診斷法是一種相對較為復(fù)雜的性能診斷理論，其應(yīng)用層次要求較高，對檢測者的專業(yè)和實踐經(jīng)驗要求也很高。所以在實際應(yīng)用中，剩余性能診斷法不僅可以促進工作人員對汽車構(gòu)造原理有更為深入的認識，更加熟悉整車性能參數(shù);還能通過精準精簡的汽車故障診斷，準確有效地把握根本故障點，解決故障問題。

汽車整車技術(shù)狀況及內(nèi)外故障影響到汽車運行中的動力性、經(jīng)濟性、制動性、操縱穩(wěn)定性、行駛平順性，安全性等，是汽車檢測的重點內(nèi)容;剩余性能檢測法能縮減很多檢測程序，根據(jù)不同的檢測項目預(yù)備各項檢測所用設(shè)備的結(jié)構(gòu)，依照相應(yīng)的檢測原理進行適時有效的性能檢測和故障診斷，是汽車保持最好的行駛狀態(tài)。

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

［2］ 何德芳，李力，虞和濟.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.汽車構(gòu)造［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2006.