探索汽車動(dòng)力系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)

李冬梅

（渤海船舶職業(yè)學(xué)院 125100)

探索汽車動(dòng)力系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)

李冬梅

（渤海船舶職業(yè)學(xué)院 125100)

根據(jù)我國(guó)《汽車和掛車類型的術(shù)語(yǔ)和定義》分析，“汽車動(dòng)力系統(tǒng)”是指將發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力通過(guò)一系列動(dòng)力傳遞的方式，最終實(shí)現(xiàn)車輪驅(qū)動(dòng)的過(guò)程。因此，狹義上的“汽車動(dòng)力系統(tǒng)”是指汽車發(fā)動(dòng)機(jī)及相關(guān)部件，它們是現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)中不可缺少的部分，也是實(shí)現(xiàn)汽車運(yùn)行驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力來(lái)源。隨著我國(guó)汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車保有量不斷上升，針對(duì)汽車動(dòng)力設(shè)備的故障診斷研究具有十分重要的意義。

汽車動(dòng)力系統(tǒng)；發(fā)動(dòng)機(jī)；故障診斷；技術(shù)發(fā)展

1 汽車動(dòng)力系統(tǒng)故障診斷技術(shù)的重要性

最新數(shù)據(jù)現(xiàn)實(shí)，截至2017年3月，我國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量突破3億輛，其中汽車保有量首次突破2億輛。龐大的汽車消費(fèi)需求背后，則是汽車售后服務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈的蓬勃發(fā)展，特別是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)、診斷、維修等專業(yè)服務(wù)需求旺盛。不可否認(rèn)的是，現(xiàn)代汽車性能水平不斷提升，為了滿足“人性化”服務(wù)需求，發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，電子控制、自動(dòng)化控制應(yīng)用越來(lái)越普遍，如怠速裝置、點(diǎn)火控制、燃油噴射等。

同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)作為汽車中最主要的裝置，其工作條件惡劣，運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)期處于高溫與高壓的作用下。雖然相對(duì)其他部件發(fā)生故障的機(jī)率較低，但一旦出現(xiàn)問(wèn)題，則導(dǎo)致汽車動(dòng)力徹底失去，且故障原因、故障部位等，則需要由專業(yè)人員來(lái)確定[1]。

但結(jié)合現(xiàn)狀而言，與我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)相配套的售后市場(chǎng)明顯發(fā)展滯后。日本的汽車維修企業(yè)中，診斷技術(shù)工人的合格率要求在70%以上，美國(guó)這一比例超過(guò)80%，而我國(guó)從改革開(kāi)放至今，汽車維修領(lǐng)域的具有故障診斷技能的工人不超過(guò)30%，并且在整體操作水平上也嚴(yán)重偏低。為了應(yīng)對(duì)日漸高速發(fā)展的汽車工業(yè)技術(shù)水平，就必須從故障診斷能力方面入手，其中動(dòng)力系統(tǒng)在汽車產(chǎn)品中占據(jù)最重要的應(yīng)用地位，更應(yīng)該加強(qiáng)重視。

2 常見(jiàn)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)

2.1 故障診斷的步驟

結(jié)合汽車發(fā)動(dòng)機(jī)部件而言，其故障診斷過(guò)程包括4個(gè)基本步驟。

(1)確立運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)主體，并確定監(jiān)測(cè)方式、監(jiān)測(cè)參數(shù)、監(jiān)測(cè)流程等內(nèi)容。其原因在于發(fā)動(dòng)機(jī)規(guī)格之間的差異，因此要考慮監(jiān)測(cè)對(duì)象的故障發(fā)生形式、內(nèi)外部結(jié)構(gòu)、工作環(huán)境和監(jiān)測(cè)條件（工具、人員、技術(shù)水平等），一定程度上可以認(rèn)為運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)決定了整個(gè)診斷工作的成敗。

(2)建立測(cè)試系統(tǒng)，判斷選擇所需要的設(shè)備，如傳感器、信號(hào)機(jī)等，建立一個(gè)故障報(bào)告的完整系統(tǒng)。這一過(guò)程要考慮信號(hào)干擾、靈敏度和精確度的處理問(wèn)題，記錄相關(guān)信息并初步判斷問(wèn)題所在。

(3)信息整理、分析和測(cè)試。對(duì)收集的數(shù)據(jù)重新整理，剔除干擾內(nèi)容，并結(jié)合適當(dāng)算法進(jìn)行分析，確定故障出現(xiàn)的原因、位置，并人為地組織針對(duì)性測(cè)試。

(4)狀態(tài)判斷與預(yù)報(bào)。這一流程中主要是確定各部件的運(yùn)行狀態(tài)，并判斷未來(lái)的趨勢(shì)。

2.2 故障診斷的方法

在具體操作層面，技術(shù)人員可以借助各類工具，運(yùn)用理論知識(shí)來(lái)進(jìn)行故障診斷，遵循“由低到高”的順序，具體的方法如下。

(1)人工經(jīng)驗(yàn)診斷法。簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是傳統(tǒng)汽車故障診斷中依賴人工觀察、體驗(yàn)、感覺(jué)等“主觀方式”實(shí)現(xiàn)的方法。包括汽車表現(xiàn)出來(lái)的異常聲響、異常震動(dòng)等，采用邏輯推斷的方法，不斷排除可能存在的故障，并進(jìn)一步嘗試診斷故障類型、位置。

“人工經(jīng)驗(yàn)診斷法”是最節(jié)約資源、資金的診斷方法，但它依賴維修人員長(zhǎng)期以來(lái)積累的經(jīng)驗(yàn)，沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)性、系統(tǒng)性，也談不上準(zhǔn)確性，絕大多數(shù)情況下是“偶然”成功，尤其汽車工業(yè)在技術(shù)方面飛速發(fā)展，電控發(fā)動(dòng)機(jī)的類型和技術(shù)差異很大，導(dǎo)致“誤診”的情況很多。

(2)模糊故障診斷法。本質(zhì)上“模糊故障診斷”是在一定條件限定下的排除機(jī)制，它率先會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的故障進(jìn)行“模糊”標(biāo)記，去除一些明顯不可能的原因，以此來(lái)縮小故障的范圍，并進(jìn)一步去實(shí)踐和討論。這種方法在具體的運(yùn)用中，往往依賴發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)去判斷，在一些診斷條件不足的情況下，模糊故障診斷法能夠發(fā)揮一定積極效果，但歸根結(jié)底，它仍然不能提供準(zhǔn)確的判斷，而只是進(jìn)行預(yù)估[2]。

(3)系統(tǒng)自我診斷法。隨著汽車工業(yè)技術(shù)水平的不斷提升，發(fā)動(dòng)機(jī)在系統(tǒng)自我診斷層面也取得了很大的進(jìn)步，如電控發(fā)動(dòng)機(jī)上設(shè)置了自檢系統(tǒng)，在汽車運(yùn)行過(guò)程中可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各部分的工作狀態(tài)，并實(shí)現(xiàn)有效地保護(hù)和故障警報(bào)。在實(shí)現(xiàn)機(jī)制上，預(yù)先將故障信號(hào)以代碼形式存儲(chǔ)在RAM中，同時(shí)對(duì)應(yīng)不同的故障指示燈（如油耗），車載電腦本身可以監(jiān)控到發(fā)動(dòng)機(jī)的工作情況，并實(shí)現(xiàn)故障信號(hào)與預(yù)存代碼的對(duì)比。

在進(jìn)行故障診斷和維修的過(guò)程中，技術(shù)人員只需要從電腦中提取故障代碼，就可以對(duì)故障原因、位置等一目了然。這一診斷方法目前已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。當(dāng)然，系統(tǒng)自我診斷法的應(yīng)用也是存在限制的，它必須確保硬件的正常工作、信號(hào)的準(zhǔn)確性和故障代碼的敏感性。換句話說(shuō)，如果硬件系統(tǒng)發(fā)生故障，如電子元件損壞、短路、斷路等，自然就無(wú)法做出故障診斷，而傳感器失靈或敏感度降低，同樣也會(huì)造成信號(hào)失真，從而無(wú)法進(jìn)行合理判斷。

(4)網(wǎng)絡(luò)故障診斷法。汽車動(dòng)力設(shè)備在工業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)已經(jīng)形成了標(biāo)準(zhǔn)化、體系化，包括不同廠家所生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品，在進(jìn)行診斷的過(guò)程中，也可以基于同一套模式進(jìn)行“網(wǎng)絡(luò)式”推進(jìn)。此外，網(wǎng)絡(luò)的可移植性也形成了更大范圍內(nèi)的診斷比例，如利用解碼儀的小型電腦特性，可以將車載電腦（ECU模塊）中的信息提取出來(lái)，通過(guò)解碼還原的形式，來(lái)判斷全部關(guān)于汽車動(dòng)力設(shè)備的故障信息[3]。

此外，我國(guó)社會(huì)已經(jīng)全面進(jìn)入信息化時(shí)代，云技術(shù)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)，已經(jīng)有條件構(gòu)建汽車動(dòng)力設(shè)備故障人工智能診斷模式，未來(lái)的趨勢(shì)將是“智能化”。

3 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)階段，我國(guó)不僅是汽車產(chǎn)品消費(fèi)大國(guó)，同時(shí)也是汽車工業(yè)對(duì)外輸出大國(guó)，汽車產(chǎn)業(yè)儼然成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一。從生命周期角度出發(fā)，龐大的汽車生產(chǎn)和消費(fèi)必然催生巨大的“后時(shí)代”市場(chǎng)。汽車售后服務(wù)中，發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷、排除占據(jù)著重要的地位[4]。

本文中，筆者列舉了幾種常見(jiàn)的故障診斷方法，但在具體的應(yīng)用中，綜合使用的效果比單一使用更好。而從未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)判斷，汽車動(dòng)力設(shè)備故障診斷將趨向智能化，從而更加準(zhǔn)確、快速、節(jié)約，對(duì)促進(jìn)汽車工業(yè)的健康發(fā)展有著重要的作用。

[1]陳修禹.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷研究的理論與方法[J/OL]科技資訊,2016,14(04):54-55.

[2]張杰,蘇建成.汽車故障診斷分析方法與發(fā)展[J].汽車零部件,2012,(10):47-48.

[3]姜乃利,韓顯清.汽車檢測(cè)診斷技術(shù)應(yīng)用的探討[J].科技信息,2011,(14):745.

[4]蔣鳴雷.汽車故障診斷技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2010,(09):102.

U464文獻(xiàn)標(biāo)示碼：A

李冬梅（1971—），女，本科，副教授，研究方向?yàn)榇皠?dòng)力方面。