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導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇汽車故障診斷與維修論文,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
中圖分類號:G642.0 文I標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)10-0135-02
一、引言
長期以來,人們一直認為汽車故障診斷主要由專業的維修工程師借助專業設備來完成,靠維修工程師的豐富經驗來實現準確的故障診斷,認為理論基礎不深。其實不然,隨著汽車技術的日益發展,其整體結構已經形成了一個集機械、液壓、電器與電子控制于一體的綜合體,診斷技術也逐漸從傳統的人工經驗模式向智能化儀器方向發展。《汽車故障診斷學》被許多高校列為機械工程、車輛工程專業的研究生和本科生的專業課。在研究生教學過程中,通常采用理論講授和實踐相結合的方法開展教學,這種教學模式,往往收不到理想的教學效果。根據研究生教學培養的要求,在專業課學習時,應注重理論學習、文獻閱讀、工程實踐、歸納總結等環節的提高,筆者結合自己在美國俄克拉荷馬州立大學做訪問學者時經歷的美國高校研究生專業課學習中課堂教學、文獻閱讀、工程實踐等幾個環節,結合美國高校在工科研究生專業課教學中的一些做法,提出在《汽車故障診斷學》的研究生課程教學中的幾個改進點,并應用于實際課堂教學,提高教學效果。
二、教學改進方法
改進的教學方法主要是在完成基本的理論教學的同時設置專業文獻閱讀、工程實踐與課程設計、總結報告撰寫等環節,每個環節要求學員認真閱讀資料、嚴密組織實驗、詳細分析實驗數據、撰寫總結報告,并在課堂上進行講解報告,課終按正式論文格式撰寫學術論文,并以各環節的打分來綜合評定最終課程成績。
1.基本課堂教學。《汽車故障診斷學》的教學內容涉及了工程數學、可靠性理論、計算機技術、人工智能技術等,在課堂教學中,除了介紹基本的概念、診斷參數的獲取、特征信號分析、狀態識別方法外,還需要給研究生灌輸本領域的一些最新研究方法,如小波分析、神經網絡診斷原理、模糊診斷與模糊神經網絡、專家系統診斷原理等內容,這些內容的學習需要一定的數學基礎,在講解時以筆者從事汽車故障診斷方面的科研項目為牽引。
采用這種方式可以讓學員進一步了解本課程學習內容與工程活動的密切關系,并結合自己未來的研究方向展開聯想,激發學員的學習興趣。
2.文獻閱讀。文獻閱讀是研究生學習期間的一個重要的環節,為提高學員的學術能力,在課程教學中引入文獻閱讀模塊。多年來有一些重要的學術期刊,如國內期刊《振動、測試與診斷》、《振動工程學報》等,國際期刊《Advances in Mechanical Engineering》、《Shock and Vibration》等,這些期刊為本環節的教學提供了豐富的資源。具體做法是課前搜集本領域的最新研究論文,布置給學員帶著問題去閱讀這些論文,進行歸納總結,提出存在的問題,最后總結形成報告,在課堂上做口頭報告,并接受其他同學的質疑。這樣既鍛煉了學員的文獻閱讀、分析歸納、口頭演講的能力,也使學員對投稿期刊有所了解,對于研究生學習有著重要幫助。
3.工程實踐與課程設計。工程實踐是專業課學習的一個重要環節,尤其對于《汽車故障診斷學》這門理論與實踐緊密結合的課程,這個環節是必不可少的。在這個環節中,合理設計工程實踐過程、確定課程設計題目是調動學員學習積極性的關鍵。在本課程的教學中,結合知識點設計工程實踐內容,如以“柴油發動機故障信號采集與分析”為題設計工程實踐內容,如表1所示,明確了實驗對象和實驗工具,涉及內容涵蓋了故障診斷研究必須經歷的信號采集、特征提取、模式識別等內容,并對實驗過程提出了具體要求。
完成實驗后,要求學員寫出實驗報告,對數據處理與計算結果進行分析,并在課堂上向其他同學進行口頭匯報,分享實驗過程的心得與體會,通過交流,使學員能充分掌握實驗中的細節問題,形成完整的實驗報告,給出合理的數據計算結果,熟悉相關知識點。
4.課終論文。在完成專業課的課程教學后,需要學員根據課堂教學和實踐環節的學習,撰寫學術論文,該部分的要求應緊密結合教學的知識點,依據實驗中采集的數據,也可以根據論文題目的需要,引導學員自主完成需要補充的數據,為論文撰寫提供支撐。具體實施時采用教師命題、學員自主組合選擇的方式來開展,表2列出了最近一期教學中布置的論文題目與完成人員。
5.成績評定。課程考核根據各教學環節的學習情況給出綜合評定。在課程學習之初,對各環節成績的比例、評定方式給出明確說明,在每個環節完成后按照評定標準進行嚴格打分,最終根據各環節的打分計算本課程的成績。具體成績組成與標準如表3所示。
三、結論
在《汽車故障診斷學》中進行教學改革,引入文獻閱讀、工程實踐、論文撰寫等環節,使學員在學習本課程基本知識點的同時,還鍛煉了文獻理解、歸納總結、動手實驗、語言表達、綜合分析等能力,通過在實際課程教學中的應用,學員普遍反映本課程的學習信息量大、內容豐富,對自主開展科學研究的能力有較大提高。
參考文獻:
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Research on Teaching Reform of "Automobile Fault Diagnosis" under New Situation
ZENG Rui-li,MEI Jian-min,ZHAO Hui-min,SHEN Hong
一、前言
汽車的底盤是由傳動系、行駛系、轉向系和制動系四個部分組成。汽車底盤的作用是支撐、安裝汽車發動機以及各部件的總合,形成汽車的全體造型,接受發動機給予的動力,保證汽車的正常行駛。
汽車底盤的傳動系具有減速、變道、倒車、中斷動力、輪間差速和軸間差速的作用,由離合器、變速器、萬象傳動裝置、主減速器、差速器和半軸等組成。
汽車行駛系具有承載汽車重量;接收傳動系的動力,通過驅動輪與路面的作用產生牽引力,保證車輛前進;緩和不平路面對車身的沖擊,減震;與轉向系配合,操縱汽車的穩定性。由車架、車橋、車輪和懸架等組成。
汽車轉向系是改變或恢復車輛方向的專設機構。由轉向操縱機構、轉向器、轉向傳動機構組成。
汽車制動系統是為了控制車輛按照要求行駛時,強制減速或者停車;使已停下的車輛穩定駐車;在車輛下坡時保持速度的穩定。由制動操縱機構和制動器兩個主要部分組成。
二、汽車底盤常見故障診斷及維修方法
(1)傳動系的故障診斷及維修。傳動系的故障診斷及維修傳動系的故障經常發生在離合器、變速器、萬向傳動裝置和驅動橋等部件上。離合器,故障現象:放松離合器,汽車不發動,汽車加速,發動機提升轉速,車速不加快。拉緊手剎,起步測試,發動機應熄火而未熄,判定離合器打滑。故障原因:離合器踏板的自由行程太小或者沒有,膜片彈簧力全部或部分作用在操縱機構,動盤與飛輪及壓盤無法壓緊。維修方法:調整離合器自由行程。變速器:故障現象:變速器自動跳回空擋。故障原因:自鎖裝置失效、軸、軸承磨損嚴重,變得空曠,縱機構磨損變形,變得空曠,是齒輪在齒長方向咬合不足。維修方法:更換部件,進行整修。故障現象:無法掛檔。故障原因:撥叉軸變形、自鎖和互鎖裝置卡滯、變速桿損壞、同步器耗損或有缺陷、變速軸彎曲或花鍵損壞。維修方法:更換損壞的部件,進行整修。萬向傳動裝置:故障現象:汽車起步或加速減速時,傳動裝置發出“嘎”的聲音,車輛緩沖時,響聲很大,并發出“呱啦”的聲音。故障原因:萬向節和伸縮節異響。維修方法:先檢查松緊程度,如松動,進行加固,加注油,進行。如果伸縮節磨損過大,應視情況更換部件。驅動橋:故障現象:驅動橋漏油;故障原因:漏油的地方有加油口螺塞、放油口螺塞、油封處以及各個接合面;維修方法:檢查螺塞是否松動,有,進行緊固、通氣孔堵塞,進行疏通、結合平面處密封墊片太薄。硬化或損壞,進行更換。
(2)行駛系的故障診斷及維修,行駛系的故障經常發生在減震器、前輪定位、輪胎動平衡、桿系連接處以及驅動橋的齒輪、軸承等部件上。故障現象:方向跑偏。故障原因:首先檢查兩前輪左右胎壓是否一樣,氣壓有差異,加氣保持氣壓一樣;檢查左右輪胎的磨損程度是否一樣,有異常,進行輪胎更換;檢車車頭高度是否平衡,不平衡則說明懸架彈簧折斷或彈力減弱,應進行更換;檢查跑偏一向的車輪制動鼓和輪轂軸承部位是否發熱,制動鼓發熱是制動間隙過小,應進行調整,軸承發熱,則是軸承太緊,應適當調整;用前輪定位儀檢查前輪定位是否正確,異常應進行調整。
(3)制動系常見故障及維修方法。制動系統主要有駐車制動系統和行車制動系統組成。故障現象:制動腳踏板太低。故障原因:液壓系統進了空氣,總泵的皮碗損壞,分泵發生漏油。維修方法:及時排氣,并更換皮碗、分泵和油管。故障現象:制動跑偏;故障原因:制動蹄調整不適當,個別制動蹄偏上有油污、輪胎氣壓不一樣、前輪個別制動鼓別劃傷、拉槽等。維修方法:有油污的擦干凈,用紗布打磨清除屑,更換制動蹄片,檢查制動鼓,損壞嚴重,進行更換。
(4)轉向系常見故障及維修方法。轉向系常見的故障設備有轉向器、轉向操縱機構、轉向轉動機構。故障現象:轉向沉重。故障原因:轉向的傳動機構變形或者防塵罩損壞、不好、兩前輪定位不準,胎壓低,懸臂變形、前輪軸承磨損厲害和轉向調整損壞。維修方法:更換轉向機構;更換防塵罩;加油或脂進行;根據具體情況,調整或更換前輪軸承;對輪胎加壓,左右輪胎壓保持一致;校正懸臂,如果變形嚴重,進行更換;調整車前的定位角;更換或調整球頭銷。
中圖分類號:G715 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)27-0043-02
一、專業人才培養目標
重慶工商職業學院汽車檢測與維修技術專業主要面向汽車后市場,培養具有汽車機電維修工、汽車設備管理員、汽車服務管理崗位等必備專業理論知識和專業技能;具有對汽車檢測設備的使用、保養、維護專業技能;具有對汽車常見故障的診斷、檢測、修復的專業能力;具有創新能力、良好的職業素養的培養德、智、體全面發展的高技能型人才。具體能力要求如下。
二、課程體系的設計
課程體系設計的總體思路是:在充分分析職業崗位群崗位和典型工作任務后,再對應職業能力設置學習領域課程,由此構建專業課程體系。在對課程設計上,基于崗位能力遞進和學生的認知規律,教學進程進行總體排序時,選擇螺旋上升式排列,即對所有課程采取循環加深的方法排列,使學生對知識和技能掌握的程度呈螺旋上升的形式,課程排序由單一到綜合。
1.職業崗位群和典型工作任務。在調研分析重慶市汽車行業現狀以及后市場人才需求現狀的基礎上,結合校企合作單位的人才需求,該專業面對的核心崗位為:汽車機電維修工、汽車維修顧問,拓展崗位為:汽車銷售顧問、汽車配件管理員、汽車定損與理賠員等。汽車機電維修工崗位的典型工作任務是:(1)發動機故障診斷與維修;(2)底盤故障診斷與維修;(3)電氣故障診斷與維修;(4)汽車保養維護。崗位工作內容:按工單要求進行工作,檢查汽車并確定維修方案,以小組工作方式完成汽車及其主要系統機械、電氣及電控部分的維護、檢查、故障診斷與修復工作,及時向維修業務接待員反饋工作情況,見車修復后的汽車并對工作質量承擔責任。還在上班前或下班后工作場地的清潔,在工作中要對自己所用工具進行保管。汽車維修顧問崗位的典型工作任務是:(1)顧客接待;(2)維修項目確定;(3)保險、定損報價;(4)顧客抱怨對應。崗位工作內容:了解客戶的維修要求,檢查汽車并確認維修內容,簽訂維修合同并得到客戶認可,安排汽車維修并監控維修進度,向客戶說明汽車修復情況和費用,解釋故障原因并指導客戶正確使用和維護汽車;積極消除客戶潛在不滿,積極對應發生的投訴,積極對投訴進行跟進。建立和保持良好的客戶關系;向客戶推薦專用汽車的產品和保養方案;向客戶推介維修中心的各項優惠活動。
2.基于典型工作任務的課程。在充分汽車機電維修工、汽車維修顧問是崗位的典型工作任務后,開設的專業課程如下:汽車發動機結構與維修、汽車底盤結構與維修、汽車電器結構與維修、汽車自動變速器結構與維修、汽車性能使用、汽車保養與維護、汽車拆裝與檢測實訓汽車發動機電控系統診斷與修復、汽車舒適與安全系統診斷與修復、汽車故障診斷與排除、汽車檢測維修工具及設備使用、汽車服務理念與技巧、汽車保險與理賠、汽車售后服務、汽車售后服務技能實訓、汽車配件管理等。
三、“4+1+1”校企合作人才培養模式
人才培養模式是“4+1+1”,即:第1~4學期,學習專業基礎知識和技能實訓;第5學期,校企合作單位的職業能力培訓,如相關車輛的保養工藝、機械故障檢測與維修、電氣故障診斷與維修等;第6學期,學生到合作企業進行實習和鍛煉。其中第5和第6學期是校企共同培養人才的重要階段,第5學期以具體崗位的工作內容和技能培訓為主,第6學期則以進行真實崗位體驗,到企業進行實習。在第5學期,學校和企業將共同制定課程和教學內容,以神龍汽車維修工定向班為例,企業和學校共同制定培訓大綱,培訓大綱包含的內容有:教學內容,重點內容等,如下表所示。
[論文摘要]從汽車診斷對汽車維修的重要性來探討診斷過程中的思路問題,對于汽車維修人員來說,有一個好的診斷思路在診斷汽車障礙過程中會起到事半功倍的效果。
在汽車維修領域里,由于種種原因,很多維修人員在判斷故障時失誤較多,并不是因為他們技術欠缺,而是在診斷過程中過于急躁。遇到問題時不能冷靜的思考,找到解決問題的方法。在確定維修思路前,千萬不要忙于動手。首先要排除雜念,然后再遵循一定的診斷程序。
一、汽車故障診斷時要注意的問題
(一)查找合適的維修信息。對于裝有自診斷系統的待檢查的汽車來說,檢查診斷的第一步就是查找合適的維修信息。必須擁有修汽車的說明書,不能用推測、猜想,如果實在找不到原車說明書,用同類車型作參考也可以,但要注意數據的差異。除此之外,最好擁有要維修汽車的服務通報。
同時,必須擁有汽車的電路圖和結構圖,沒有相應的電路圖對于診斷計算機系統的故障是很困難的,甚至是不可能的。制造商提供的維修手冊、通用維修手冊或電子數據系統中必須載有維修程序信息。診斷結果可以由專用的輸出傳感器表明是否有故障,但無法顯示故障是出在傳感器本身還是出在導線上,必須有合適的檢查程序以確定出準確的故障原因。一本部件位置手冊可以幫助找到汽車上的某一個部件,從而節省時間。
(二)積極的查找故障。有些汽車的間歇性故障是難于診斷的,除非是你檢查汽車時正好故障顯現。換句話說,當我們進行診斷測試時,故障癥候不出現,故障就難以診斷。
當故障一出現,立即直接到現場去診斷故障。這一方法對無法啟動的故障尤為適用。如果出現這種情況,應當告知顧客不要再試圖啟動汽車。這樣做的費用可能偏高,但有時候,這可能是成功地診斷故障原因的唯一方法。一定要樂于多跑上幾千米為顧客診斷,排除故障。
在汽車檢修中,如果計算機裝有可拆卸的“可編程只讀存儲器”,那么必須擁有最新的“可編程只讀存儲器”刷新的信息。假如不具備這類知識,而汽車制造商卻推薦更換“可編程只讀存儲器”來修正一項特別的駕駛性能,那么將在檢查、診斷上浪費時間。
再有一點需要注意的常識是,必須知道發動機的機械故障也能產生診斷故障代碼,因此診斷故障代碼并不一定是發動機計算機系統某一元件的故障。例如,如果是由于排氣閥燒壞而使汽缸壓縮性變差,而診斷故障代碼顯示的一直是氧傳感器提供的缺氧信號。事實上,大量的油氣混合氣在這個汽缸內未燃燒,氧傳感器能感應到排氣氣流中附加的氧氣。這時必須能決定到底是傳感器故障導致缺氧故障碼還是有機械上的原因。
二、根據故障的性質不同進行不同的維修
汽車維修很重要的一點就是確定故障性質。根據汽車故障性質、狀態的不同采用不同的維修方法。
(一)按工作狀態可分為間歇性故障和永久性故障。間歇性故障就是有時發生、有時消失的故障。永久性故障是故障出現后,如果不經人工排除,它將一直存在。
(二)按故障程度可分為局部功能故障和整體功能故障。局部功能故障是指汽車某一部分存在故障,這一部分功能不能實現,而其它部分功能仍完好。整體功能故障雖然可能是汽車的某一部分出現了故障,但整個汽車的功能不能實現。
(三)按故障形成速度分,有急劇性故障和漸變性故障。急劇性故障是故障一經發生后,工作狀況急劇惡化,不停機修理汽車就不能正常運行。漸變性故障發展較緩慢,故障出現后一般可以繼續行駛一段時間后再修理。與急劇性故障相類似的一種故障叫突發性故障。在故障發生的前一刻沒有明顯的癥狀,故障發生往往導致汽車功能喪失,甚至危及人身、車輛安全。
(四)按故障產生的后果分,有危險性故障和非危險性故障。突發性故障和急劇性故障屬于危險性故障,常引起汽車損壞,危及到車輛和人身安全,是汽車故障診斷與預防的重點。漸變性故障屬非危險性故障,故障發生后一般可以修復。
三、汽車診斷時要注意以下三點
(一)要有詳細的汽車診斷參數。汽車診斷參數是診斷技術的重要組成部分。在不解體的條件下直接測量結構參數十分困難,因此必須通過狀態參數進行描述。此時用來描述系統、零件和過程性質的狀態參數稱為診斷參數。一個結構參數的變化可能引起很多狀態參數的變化。究竟選擇哪些狀態參數作為診斷參數,應從技術上和經濟上綜合分析來確定。
(二)合理使用汽車診斷方法。汽車在工作過程中,各種零件和總成都處于裝配狀態,無法對其零件進行直接測試,例如汽缸的磨損量、曲軸軸承的間隙等,在發動機不解體的情況下是無法測量的。因此,對汽車進行診斷時都是采用間接測量,如通過振動、噪聲、溫度等物理量的測量,來間接診斷汽車的技術狀況。由于采用間接測量方法進行判斷,必然會帶來一些“不準確性”,例如,發動機工作時,曲軸主軸承的工作狀態可分為正常狀態和不正常狀態兩種情況,如果采用機油溫度作為判斷軸承工作狀態的特征,并將油溫分為“正常”、“過高”兩種情況,則可能會產生誤判。因為機油溫度過高,固然可能是由于軸承運轉失常所致,但也可能是其它原因(如機油粘度不合適、機油量不足、機油散熱器不良等)造成機油溫度上升。
“故障樹”分析法,是根據汽車的工作特征和技術狀況之間的邏輯關系構成的樹枝狀圖形,來對故障的發生原因進行定性分析,并能用邏輯代數運算對故障出現的條件和概率進行定量估計。這是一種可靠性分析技術,它普遍應用于汽車等復雜動態系統的分析。樹枝圖分析法用于汽車診斷,不僅可以分析由單一缺欠所導致的系統故障,而且還可以分析兩個以上零件同時發生故障時才發生的系統故障,還能分析系統組成中除硬件以外的其它成份,例如可以考慮汽車維修質量或人員因素的影響。
汽車故障的發生帶有隨機性,屬于偶然性事件,如若建立樹枝圖,并用它來分析故障,則有助于弄清楚故障發生的機理,除可進行定性分析外,還可以根據樹枝圖中影響故障發生因素的出現概率,定量地預測出故障發生的可能性(即故障發生的概率)。
現代汽車診斷的定義為對汽車不進行拆解或者僅拆解少量小部件的前提下,檢查并確定故障以及其原因的過程。才能更好的解決汽車出現的故障和問題。基于此,以下筆者結合自身工作實踐,從傳統汽車維修診斷概念入手,做出以下幾點分析。
1、傳統汽車維修診斷概念
傳統診斷故障法屬于汽車診斷方法中的一種,也可以叫直觀診斷法。傳統診斷法主要是根據汽修人員對汽車的觀察來判斷汽車現狀與故障原因的方法,其主要特點是成本低、靈活機動,但也存在著不足,如僅依靠維修人員經驗因此無法給出準確數據、速度慢[1]。
2、傳統故障診斷法在現代汽車維修中的應用分析
2.1通過“觀察”診斷故障
例 1:一輛奧迪A6開動時動力供給不足,速度很慢且有間斷性的異聲從排氣管出發出,時常還會有發動機突然熄火的情況。
用車輛故障閱讀儀檢測該汽車發動機的電控系統,該儀器假顯示16486的故障碼,其該儀器的含義說明發動機內部的空氣質量流量低電平輸入。根據以上的數據對其進行分析,空氣的質量流量比規定的值要小,表示可能進氣管出現了漏氣的情況。經過對各個部位的接頭進行認真檢查后發現并沒有出現漏氣的情況。然而分析判斷常見導致這種現象的原因有四類,第一該儀器已損壞,第二出現線路故障,第三進氣管出現漏氣,第四空氣過濾器被堵塞。通過之前的檢查,后面兩種原因可排除,推測故障應該在元件上。將流量計拆卸后在格柵處發現了一小塊塑料。將其去掉后再裝好流量計,用檢測儀檢測,故障碼消失,數據讀取正常。經過試車檢測后,也無之前出現故障。
如果該故障按照傳統的故障診斷,從該現象就可以確定病癥為混合氣濃度超標,首先會檢測是否有異物堵塞進氣系統,然后再檢測供油系統正常與否。其實這種方法在第一步檢測的時候就可以確定故障原因,也不用浪費時間、人力用汽車故障閱讀儀進行檢測讀碼、分析調取數據等才確定原因。
例 2:一輛上汽通用汽車出現右前輪不能自如升降,另外三個正常。檢測發現右前的減震器的排氣閥線是斷開的,將其接通恢復正常。如果我們觀察僅走馬觀花的看是很難發現其問題故障的,所以應該細心認真的觀察。
2.2 利用“氣味”診斷
例:一臺奔馳300SEL轎車,出現了怠速不穩定且急加速時抖動嚴重狀況。傳統診斷方法方式為對排放廢棄氣味進行分析判斷,發現有明顯的生油味,可以判定為高壓線出現斷火情況。對高壓線進行更換后,恢復正常。
聞“氣味”雖然在維修過程中運用較少的方式,但是并不意味著不重要。如果運用合適,可以快速判斷故障,減少時間精力的浪費。發動機排放廢氣的味道可以了解發動機情況是否正常,離合器以及制動器附近分味道,可以了解離合打滑情況以及制動拖滯與否[2]。
2.3 利用“聲音”診斷
例:寶馬E34,運轉發動機時踩下離合,聽見發出沙沙聲,聲音隨著轉速的加快而越來越大。
針對故障,第一步進行檢查并將離合分離軸承更換,隨后將曲軸后面的小軸承添加油,再對軸承指針的擺動情況進行檢測,情況正常。將變速器安裝好后聽聲響并無變化,故障仍未消失。仔細聽發出的聲音,感覺離合的分泵活塞桿發出的聲響特別大。擔心是配件質量出現問題導致此故障,又更換了不同牌子的分離軸承,故障仍未消失。進行幾次試車后,發現離合剛踩下時聲音立刻消失,然后慢慢變大。根據這種情況分析,離合踩下時,因為一軸同飛輪的轉速相近,其前軸承變成了相對靜止,因此沒有聲響。待一軸的轉速完全靜止的時候軸承轉速隨著發動機的轉速提升,于是聲音不斷增大。最后將該處的軸承進行更換,故障解除。
在機械故障出現的時候,通過“聲音”診斷非常必要與實惠。比如對發動機發出異響進行診斷采用異響診斷設備儀器,將要付出巨大的成本代價。“聲音”診斷的步驟為,第一了解出現故障的位置,如故障位置不準確,就會在維修過程中浪費大量人、財、物成本;第二步弄清聲響的類別,最后根據經驗進行判斷。現在的汽車維修中,最常見的故障就屬機械故障,因此汽修人員的聽力成為了其基本的素質與要求。
2.4 通過“詢問”診斷
例 1:一臺奔馳 S320 轎車,不能發動。通過詢問車主,了解到該故障是出現在更換火花塞之后。拆下火花塞檢測,其間隙不同于原件,更換后消除故障。
例 2:一臺勞斯萊斯轎車,很難提速,通過詢問車主了解到該故障出現在換火花塞之后。檢測其火花塞型號以及功能均符合要求,于是判斷為車主點火順序錯誤,糾正后故障消除。
駕駛者對自己駕駛車輛最為了解,能為故障提供最相關資料。把握好詢問技巧,能夠高效、低成本完成維修任務。
2.5 通過“觸摸”診斷
例 1:一臺寶馬E34轎車駕駛方向偏左。報修后檢修工作人員通過用手觸摸發現左后的輪轂比其他的溫度要高,于是診斷為左后輪的制動器出現拖滯現象。然后對左后輪的制動器進行檢測,查出根本原因為活塞不能回位。“觸摸”方法在檢修車內空調、冷卻、點火等系統故障時,能夠高效熟練完成檢修任務。
2.6 通過“測試” 判斷
“測試”常見用途為:第一通過模仿故障發生的條件判斷;第二利用新配件更換疑似故障配件進行測試,檢測該部件是否出現故障;第三根據多次試車結果排除故障出現原因;第四通過測試檢測故障是否排除。
例如汽車汽油警告燈行駛中亮了,表示汽油壓力太低。然后將汽油的壓力傳感器進行更換,進行測試后排除故障,這就表示之前是傳感器損壞造成的故障。通過測試節省了大量檢測其他部分的時間與精力。
2.7 通過“測量”判斷
“測量”診斷法就是運用傳統的儀表、儀器來測量電器線路與元器件情況的方法。例如,電器的線路、線圈出現短路、斷路等狀況時通過簡單的“測量”就可以了解。這種方法在現代汽修中也是非常重要和常用的方法[3]。
3.結語
總之,儀器診斷法在現代汽修中是最常見的方法,但是也存在著許多缺陷,而傳統汽修診斷法在現代汽修中也發揮著重要作用,彌補這儀器診斷中的不足。這也告誡著所有的汽修工作人員,除了掌握高科技的儀器診斷技術之外,還必須很好的學習與運用傳統診斷方法。科學合理的將二者結合使用,可以高效的完成汽修任務,大量的節約人力成本、資金成本以及時間成本。
參考文獻:
我們大家都知道,“診斷”在現代汽車維修中的作用是不言而喻的,“七分診斷三分維修”的理念也為大多數汽車維修人員所接受。在現代汽車診斷中,“快速”和“準確”是適應現代社會快節奏的一個基本前提。盡可能少用設備,,利用快捷、簡單的設備,是保證“快速”的基本前提,要達到“快而準”的目的,專業人員需要具有豐富的經驗、扎實的專業知識,同時還必須選擇正確的診斷方法。經驗診斷方法也稱為“人工直觀診斷法”,是憑借維修人員的經驗(有時也借助簡單工具),通過觀察來確定汽車的技術狀況和故障的方法。該方法機動靈活、投資少,在貧困地區尤為適用。其主要具體方法有:“問”、“看”、“聽”、“聞”、“試”、“摸”,利用這幾種方法相輔相成提高維修效率。
一、通過“詢問”了解故障發生的基本情況
駕駛員對自己駕駛的車輛情況最了解,也是判斷故障的第一手資料來源。一般駕駛員對車輛的重視程度甚高,所以他們提供的情況是重要的。例如:上海桑塔娜3000加速性能差、起動困難、耗油量大、排氣管冒黑煙。詢問車主后得知,該車已運行10萬公里,除進行機油和三濾維護普通的保養外,沒有進行過其他的項目作業;因此斷定是火花塞間隙過大的原因,拆檢發現兩電極間隙接近2.5mm更換火花塞后,故障排除。再如一輛北京切諾基4.0L吉普車,加速性能差,經詢問駕駛員得知,是由于更換火花塞后所引起的。拆下火花塞觀其型號也符合要求,斷定其點火順序搞錯,更正后,行駛正常。
但是并不是說通過“問”可以完全得到正確的依據,至少可以了解車輛最近的動態,如行駛路況,維修狀況等。由于駕駛員的資歷、經驗以及對車輛、性能的掌握處于不同層次,因此在“問”時,要尋找關鍵、重要的現象進行詢問,并且對駕駛員的回答要有所取舍。這一點對維修人員來說是很困難的,關鍵在于對車輛結構、性能是否理解透徹。這就需要維修人員平時對理論知識和實踐經驗的積累,只有具備了這一點,“問”的重要性才能得以充分體現。
二、通過“看”發現車輛的使用和運行狀況
(一)檢查儀表板上故障燈的亮或熄,可判斷是電控系統的故障,還是機械系統的故障,例如一輛天津一汽的威志1.5L轎車怠速抖動,加速性能不良,油耗大,儀表燈顯示正常。通過檢查發現,其空氣流量導流網積塵,清洗后加速性能恢復正常。
(二)對車輛來講,常規的“五油、三液、一媒”的檢查不可忽視,即對透平油、機油、自動變速器油、轉向助力油、齒輪油、制動液、冷卻液,刮水清洗液以及冷媒的一系列檢查。例如:一輛馬自達6轎車ABS燈點亮,似乎是一個大的故障,經檢查發現是制動液容器內的液體低于警戒線,補充完制動液后故障排除。 (三)通過車用零件液體的品質,來判斷故障。一輛奧迪A62.8L轎車的自動變速器油液變紫,而且有少量的混蝕物,此時行車中動力不足,起速過慢。因此根據油液的顏色可斷定故障的原因是自動變速器的故障而不是發動機動力不足,拆油底殼,檢查證明判斷是正確的。
(四)檢查線路也一樣重要。總之,在看的過程應該仔細、認真、結合分析地看,而不是走馬觀花,這樣才能達到事半功倍的效果。
三、通過“聽”找出車輛的故障點
聽,首先要弄清故障的部位,分清響聲的類型,“聽功”是維修人員的基本功。如果找不準故障部位,維修中就會浪費人力、物力和財力。一個成熟的維修人員,應該認真總結各種響聲的特性,如連續性響與間斷性響、脆響與悶響、有規則與無規則響等。通過對聽的經驗不斷積累,可以把自己已有的理論上升為一種實際的技能,自己的水平才能得到不斷提高。
四、通過“聞”即利用鼻子的嗅覺來判斷故障點
通過用鼻子去“聞”得知油液的品質及該系統基本的工作情況,通過鼻聞發動機的排放氣體,可以感覺到發動機的工作情況,從而為故障判斷提供指導。例如:長城迪爾皮卡車怠速不穩,冒白煙,且急加速抖動嚴重。通過對排放氣體氣味的分析測試,認定柴油中含有較多的水分所致,更換柴油,故障消失。“聞”在維修中比其他手段用得相對較少,但并不是說它不重要,運用恰當在故障判斷上可以讓我們少走許多彎路。
五、通過“試車”來檢驗汽車存在的問題
試車是維修人員的基本技能,通過試車可以學到許多書本上沒有的知識。不少維修人員只從事修理,對車輛維修和修竣后情況沒有一個感性認識,對故障的認識深度不夠,對故障的判斷準確性差。例如自動變速器的維修,在修竣后無負荷運轉正常,有負荷時很可能掛擋后車輛不能行駛、高速斷火與換擋發闖,制動時方向發抖等,如果沒有切身的感覺,就會使自己對故障的判斷蒙上一層面紗,造成判斷故障時的猶豫和不肯定。因此,試車可以加快對故障的排除。
故障是指汽車部分或完全喪失工作能力的現象,它包括汽車不能行駛、功能不正常和性能下降到規定的技術指標以外。導致汽車產生故障的主要原因是汽車零件的失效和電子元件的失效,汽車零件失效的形式有磨損、斷裂、變形、腐蝕和老化等。而電元器件失效的主要形式有元件擊穿、元件老化和連續故障。汽車故障遵循著一定的規律,即平均故障率,它是指汽車或總成在規定的行程(或觀測時間)內當量故障發生次數與累積工作行程(或累積時間)之比。
2、高壓共軌技術
高壓共軌電噴技術在高壓油泵、壓力傳感器和電子控制單元(ECU)組成的閉環系統中,將噴射壓力的產生和噴射過程彼此完全分開的一種供油方式。它是由高壓油泵將高壓燃油輸送到公共供油管,通過公共供油管內的油壓實現精確控制,使高壓油管壓力大小與發動機的轉速無關,可以大幅度減小柴油機供油壓力隨發動機轉速變化的程度.。自從1991年日本電裝公司發表ECD-U2高壓共軌系統論文以來,國外燃油系統制造商紛紛投入巨額資金和人力開發共軌系統。博世公司于1995年發表了用于轎車的高壓共軌系統,采用徑向柱塞轉子式供油泵,噴油器電磁閥采用球閥結構。目前博世公司共軌系統在歐洲乘用車和輕型車柴油機上已得到普通應用,如德國戴姆勒-奔馳公司C系列轎車等。
高壓共軌技術與傳統的噴油技術相比有以下幾點優點;(1)噴油壓力、噴油正時柔性可調,各工況均可獲取得最佳噴射壓力,優化了柴油機的綜合性能。(2)可同時控制NOx和微粒(PM)在較小的數值內,以滿足排放需求。(3)柔性控制噴油速率變化,實現理想噴油規律,容易實現預噴射和多次噴射,即可降低柴油機NOx又能保證優良的動力性和經濟性。(4)由電磁閥或者利用電壓控制噴油,其控制精度較高,有避免了高壓油路中的氣泡和殘壓為零的現象,是循環噴油量波動小,改善了各崗供油均衡性,從而減輕振動和降低排放。
3、診斷方法
(1)人工經驗診斷法
人工經驗診斷法,是人員憑豐富的實踐經驗和一定的理論知識,在汽車不解體或局部解體情況下,借助簡單儀表(如萬用表、氣壓表、油壓表、溫度表),或直接用眼看、耳聽、手摸、鼻聞等手段,邊檢查、邊試驗、邊分析,進而對汽車技術狀況、故障部位、原因做出判斷的一種方法。
(2)儀器儀表診斷法
儀器儀表法師在人工經驗法的基礎上發展起來的一種診斷法,診斷時,在汽車不解體的條件下,診斷人員利用汽車專用儀器儀表(如專用示波器、電子診斷儀)測得診斷對象的參數值、曲線或波形等,了解診斷對象的技術狀態,并進行分析和判斷,給出診斷結論。
(3)智能診斷法
隨著計算機技術在汽車診斷方面的廣泛應用,以微機控制為核心的汽車診斷儀器設備能自動完成診斷對象診斷參數的自動檢測,并利用儀器設備自存的診斷參數和分析軟件實現檢測結果的自動分析,進而自動對汽車的技術狀況、故障部位及原因做出判斷,而且還能存儲并打印檢測診斷結果。現代汽車車載自診斷系統也是智能診斷系統的一部分。
三種方法對比:人工經驗診斷法十分簡單,但對復雜故障的診斷速度慢、準確性差,需要診斷人員有較高技術水平和豐富的實踐經驗。儀器儀表診斷法提高了診斷人員對汽車技術狀況了解的準確精度,但這類儀器儀表一般只能對各項參數逐項進行檢測,效率較低,而且分析判斷仍完全由人工完成,故障診斷的速度和準確性主要取決與診斷人員的技術水平。智能診斷法診斷速度快,準確性高,能定量分析,是汽車診斷技術的發展方向,但是對人員軟件操作技術有一定的要求。
(4)車輛故障診斷分析
A 故障樹診斷法
故障樹診斷法是車輛故障診斷最常用的分析方法。故障樹診斷法又稱故障樹分析法,它是將系統故障形成的原因有總體至部分按樹枝狀逐級細化的分析方法,其目的是判明基本故障,確定故障的部位和原因。它是對復雜系統進行故障診斷的有效工具。
B 故障診斷流程圖
故障流程圖是車輛故障診斷中檢測思路、綜合分析、邏輯推理和判斷方法罪常用的具體表達方式,深受汽車維修一線工作人員的歡迎。汽車故障診斷流程圖根據汽車故障現象的特征和技術狀態之間的邏輯關系,反映汽車故障診斷綜合分析、邏輯推理和判斷思路,描述汽車故障診斷操作順序和具體方法,從原始故障現象到具體故障部位和原因的順序框圖。
C噴油系統故障案例
燃油濾清器故障
a.故障現象:車輛無法供油或供油不暢,導致車輛的無法啟動。
b.故障原因:濾清器堵塞或有空氣都會使發動機供油不正常從而導致車輛無法起動。
c.柴油濾清器作用及工作原理:燃油濾清器是串聯在然油泵和節流閥體進油口之間的管路上。柴油濾清器的結構大致與機油濾清器相同,有可換式和旋裝式兩種。但其承受的工作壓力和耐油溫要求比機油濾清器低得多,而其過濾效率的要求卻比機油濾清器高得多。柴油濾清器的濾芯多采用濾紙,也有采用毛氈或高分子材料的。柴油濾清器除過濾柴油中的機械雜質外,還有一個重要的功能就是濾水,為實現較高分離效率,目前多采用兩級式過濾方式,一級為油水分離器,一級為柴油精濾器。水的存在對于柴油機供油系統危害極大,銹蝕、磨損、卡死甚至會惡化柴油的燃燒過程。國三標準下采用高壓共軌發動機的車型對柴油的質量要求也更高,因為高壓噴油嘴需要精確的控制噴油壓力、噴油時間和噴油量,所以要求做工也比較精致。如果柴油里面有水或雜質沒有過濾干凈,會對噴油嘴內的柱塞偶件形成磨損造成拉傷,直到噴油器卡死。噴油器損壞會造成發動機加速不穩定或加速無力,或者排放黑煙等故障,影響車輛的正常運行。作為多級濾清器系統的第一級,燃油粗濾器就具有濾除大顆粒雜質和水分的功能。國三排放標準對燃油壓力的要求,濾清器的水分離效率要求達到95%,但許多粗濾器并不能達到這樣的過濾效果,時間一長就會對發動機造成損傷。
d.故障維修:如果出現濾清器中堵塞時我們即可清理濾清器的濾紙,或更換濾清器。如果是濾清器中有空氣我們可以擰松放油孔用手按幾下泵油彈簧,當放油孔有柴油溢出則說明濾清器的空氣排放干凈。
高壓共軌噴油器故障
a.故障現象:排氣管不冒煙,起動發動機有明顯的震動現象。
b.故障原因:噴油器堵塞,卡滯,泄露油路無法正常供油導致車輛無法啟動。
c.共軌噴油器工作原理:共軌噴油器由噴油嘴偶件、緊帽、頂桿、調壓彈簧、調壓螺釘、護帽等組成。噴油泵壓出的高壓油經過高壓油管、進油管接進入噴油器進油孔及噴油嘴偶件的進油孔進入盛油槽內,具有壓力的柴油作用于針閥的承壓錐面上,軸向力使針閥有向上運動趨勢,面針閥上部有調壓彈簧作用力,通過頂桿壓在針閥上,阻止針閥向上運動。當作用在針閥承壓面的軸向力大于彈簧作用力時,針閥座面就離開針閥體座面,使盛油槽與噴孔相通,這時高壓燃油則從噴孔以霧狀噴入燃燒室。開始頂開針閥的壓力叫開啟壓力,經一定時間后,盛油槽內油壓迅速下降,當小于調壓彈簧壓力時,針閥則落座,座面又起密封作用,使盛油槽與噴孔隔開,停止噴油,從開始噴油到停止噴油所經歷的時間稱為噴油延續期。整個噴油過程結束,又開始下一個噴油過程。噴油器是柴油機燃油系統的重要部件之一,其主要作用是使燃油在一定的壓力下,以霧狀的形式噴入燃燒室,并合理分布,以便和空氣混合形成最有利于燃燒的可燃混合氣。
1-回油管2-插座3-電磁閥4-進油口5-球閥6-泄油口7-進油口8-控制腔9-柱塞10-進油槽11-針閥
d.故障維修:方法一、噴油器拆下后,用噴嘴檢修儀高壓清洗噴油器并清除積炭,檢查噴油器的噴油霧狀是否呈錐形。通12V電壓就能檢查噴油形狀,噴油錐形為細霧狀的為良好,否則需要換噴油器。方法二、采用單缸斷火法,當拔出某缸的噴油器后車輛起動正常則說明該缸噴油器損壞,更換該缸噴油器即可。
共軌壓力傳感器故障
a.故障現象:排氣管無煙冒出,發動機無法啟動。
b.故障原因:共軌壓力傳感器故障導致ECU無法得到信號,噴油器無法使柴油霧化從而導致發動機無法啟動。
c.共軌壓力傳感器:共軌壓力傳感器安裝在共軌上,它的工作原理為壓敏電阻式,有三個接線端子(電源、搭鐵、信號)。共軌壓力傳感器由焊接在壓力裝置上的集成的傳感器部件、裝有電子檢測回路的印刷電路板、裝有電子插入式連線的傳感器組成。燃油通過共軌上的一個小孔流向共軌壓力傳感器,有壓力的燃油通過一個盲孔到達傳感器膜片。一個將壓力信號轉換為電信號的傳感器部件(半導體裝置)安裝在此膜片上傳感器產生的信號被輸入一個用于放大拾取信號并將它送入ECU的檢測回路。當膜片形狀變化時,連接于膜片的電阻值也將改變。系統壓力的建立,導致膜片形狀變化,改變的電阻值將引起通過5V電橋的電壓變化。電壓變化范圍為0-70mv,并且被放大電路增幅至0.5-4.5V。通過設置共軌壓力傳感器,可以實現對燃油壓力的閉環控制。ECU根據發動機當前工況下相關傳感器輸入的信號,計算出理論所需要的軌壓,通過調節進油計量比列閥的開度來實現軌壓控制,并依靠共軌壓力傳感器檢測當前實際軌壓,將其與理論軌壓進行對比修正,實現閉環控制。
d.共軌壓力對噴油的控制:共軌柴油機主要的執行器有共軌壓力調節閥和噴油器電磁閥,共軌壓力是共軌系統的重要參數之一,ECU根據加速踏板位置傳感器、空氣流量傳感器、凸輪軸位置傳感器、曲軸位置傳感器等的信號,確定高壓共軌內的燃油壓力,通過占空比信號調節共軌壓力調節閥控制共軌壓力,并通過共軌壓力傳感器的反饋信號,ECU實現對共軌內的燃油壓力閉環控制。起動時,ECU以共軌的壓力為參量來控制噴油的動作,在共軌的壓力已知的前提下,ECU通過控制噴油器的開啟、關閉的時刻來控制進入氣缸的噴油量,如果失去共軌壓力信號,ECU邊失去了燃油噴射控制的重要參量,此時,ECU便控制發動機不能啟動。同理,如果在發動機運轉時突然失去了共軌壓力信號,發動機會立即熄火。
e.故障維修:
如上圖所示,共軌壓力傳感器有三個接線端子,1#端子為搭鐵線、2#端子為信號線、3#端子為電源線(5V)。
(1)檢查線束插頭是否插好。(2)檢查外線路,用萬用表的電阻檔測量傳感器端子間的電阻值,來判斷外線路是否存在短路及斷路故障。(3)測量傳感器的電壓值,關閉點火開關,拔下共軌壓力傳感器插頭,點火開關ON,測量傳感器插頭3#端子與搭鐵間的電壓應為5V、2#端子與搭鐵間的電壓應為0.5V左右,1#端子與搭鐵間的電壓為0V。
通過我上述的闡述不難看出高壓共軌技術主要由執行器、傳感器、控制器三個部分組成,而電路的控制具有很高的穩定性和精確性,所以電路控制是汽車發展的趨勢。我相信在不久的將來,智能化的汽車將會成為時代的主流!
【參考文獻】
[1]汽車構造 /陳家瑞主編 .―2版 .―北京:機械工業出版社,2005.1(第2版)
1.引言
在工業化時代,大規模機械電氣設備的使用讓社會生產效率大幅度的增加,但與此同時,機械設備故障也頻繁發生,延誤生產時機。所謂故障,是指機械系統偏離正常功能,造成設備基本功能不能保證。最初故障診斷是依賴人員的個人經驗及簡單檢測儀器,隨著電工電子、傳感器、信號分析、計算機等技術的發展,對發生的故障,除要求設備管理人員具備掌握一定的機械專業技術、還要有電氣、計算機等專業知識。這對于依賴于個人知識儲備在故障面前顯得杯水車薪,特別是高技術含量進口機械設備故障如民航發動機故障,我們有時候卻無能無力而不得不依賴外國專家指導。這樣在計算機網絡的發展下,基于WEB的遠程故障診斷分析由此而產生。
遠程故障診斷可提高復雜機械電氣設備的維護和診斷,實現對分設備和關鍵部件進行分散集中式監視、診斷和管理。不僅提高了設備的管理效率,降低了維護費用,還提高了故障診斷的水平和快速性,也有利于資源共享。
2.監控診斷系統
監測與診斷主要是根據快變信號、緩變信號以及開關量信號的變化,運用通頻和分頻振幅值等多種方法來判斷機組是否正常運行。
系統需有多種采集卡,包括振動信號采集卡、轉速采集卡、溫度壓力流量采集卡以及報警信號采集卡。還需要有相應的信號變換和調理電路。各種參量的獲取是通過振動、溫度、壓力、轉速等測量傳感器實時獲取機組工作狀態信息。然后將各種信號通過信號分析處理方法通過PC總線和計算機顯示出來,實現各種工況的實時顯示。再到更高層次就是利用智能診斷系統對監測的數據進行分析和模態識別,利用邏輯推理和數值分析方法相結合的方式,利用專家知識和固有原始數據進行分析和比較,得出診斷結論,以上過程可用下圖結構表示。
圖1 監控診斷系統組成框圖
3.遠程故障診斷地應用
遠程故障診斷是一門實用性強的技術,它在工業、醫療、石油、航空等各個方面都有廣泛地推廣和使用。
利用INTERNET技術,FANUC的數控機床采用了C/S的架構設計,這其中包括了服務器和客戶端。運用SQLSERVER 2008可以創建數據庫,利用TCP/IP協議可以建立通訊鏈路,利用柔性制造系統可以對機床故障診斷分類,利用電腦分發出診斷號、參數號,進行PMC接口診斷。也有的專家獨辟蹊徑,將遠程故障診斷在數控裝置的應用劃分成了四個模塊,即信息檢索模塊、智能診斷模塊、網絡會診模塊、遠程檢測模塊。信息檢索模塊主要是利用專家系統人工或者機器進行檢索,智能診斷模塊主要應用對檢測信號進行分析,再利用與此類似的遠程數控設備監控診斷系統是由CNC、現場監控工況機,數據存儲服務器、WEB服務器及遠程監控與診斷系統中心等組成。楊賢等介紹了一種監控軟件,HOMS監控軟件是以狀態監測為基礎,最優檢修決策為目的的。它的體系架構為狀態監測系統,廠級診斷中心,企業級決策中心。
在汽車行業,常用的維修檢測設備是從電噴車解碼器、手持式故障診斷儀慢慢發展到行業中比較流行的離線PC式汽車故障診斷儀。現在又有新的趨勢了,顏伏伍、曹愷等研究了基于智能手機的汽車遠程故障診斷。他們發現一些手持式診斷設備存在攜帶不方便、缺乏維修指導并且診斷效率低下等情況,利用ARM公司推出的開發復雜應用程序的RVDS(Realview Development Suite)開發工具設計實現了讀清故障碼、讀凍結幀、讀數據流等,另外還具有遠程交互能力和方便專家進行遠程輔助診斷等功能。
在石油與礦山機械領域,王峰、路小琪研究了基于物聯網的礦井提升機感知系統設計。所謂物聯網就是通過二維碼識別設備、射頻識別裝置、紅外感應器、全球定位系統和激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網相連接,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。在這種技術環境下,提升機控制系統通過傳感器、檢測設備以及安裝在系統中的無線傳感器等關于該設備的運行狀態經過以太網傳遞至調度室。在長輸油氣管道中,實現輸油泵在online狀態下監測最好是使用在線故障診斷軟件,可是幾乎所有的都是通過安裝在設備商的各種監測儀表,然后通過網絡上傳到SCADA系統上進行數據分析處理、多線程進行管理。可以達到實時監控狀態,準確地找到故障報警。在鉆機的在線檢測中,從萬生、張鵬飛、林智敏、于輝等人在石油機械雜志上研究了利用國際上最先進的remote數據與圖像監測處理技術,采用移動通信衛星實現了遠程數據及視頻傳輸的功能,利用這些專有技術實現了數據的網間共享以及信息捕捉等功能。在壓縮機的故障診斷與監控上,吳文莉采用了嵌入式CPU和無線通訊GPRS發送模塊如遠程數據傳輸單元DTU組成。在對鐵路設備的診斷系統設計中,李桂林發表在《自動化與儀器儀表》上論述了采用計算機網絡、數據庫技術和故障診斷技術,一定程度上提高了列車的運行效率和保障了行車安全。
另外,Deb.S,Domagala.C,Gho-shal,Alena.R在《The international society for optical Engineering》利用美國Qualtech的軟件開發了一種基于上述系統判斷的遠程診斷服務器,建立了遠程檢測空間服務站的模型。我國葉文君等利用基于模型和信號處理的方法對空調系統的故障診斷和檢測進行了分析和總結。在機器人焊接方面,由星云焊接公司研制的Nebula型焊機,它可以通過互聯網實現遠程故障診斷、遠程檢測,還可以將數字電視技術應用在它上面。
4.結語
文章簡要介紹了故障診斷系統的組成和基本原理,肯定了基于WEB故障診斷系統的作用,并且介紹了監控檢測系統的組成以及遠程故障診斷在各行各業的應用。基于WEB的故障診斷技術發展已有多年了,相關技術已經日趨成熟,對于遠程故障診斷的前景可能會在對故障位置精確性確定、故障時間準確性預測、檢測故障地點的精密化等方向發展。
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汽車的電子化程度也越來越高,汽車的動力性,燃油經濟性,安全性,操作性,舒適性以及減少排氣污染等方面顯示出它的優越性。因現在的汽車維修并不是單純的機械維修,而是機電一體化的維修。其中比較典型的問題就是行駛中車輛熄火的故障。這類故障發生的原因較多,故障范圍較廣,也使汽車維修人員面臨著更加大的挑戰,除了必備的專業知識,還必須具備維修檢測設備,才能從容應對。
1 故障現象
一輛豐田08款1.8L自動檔卡羅拉轎車,行駛里程11萬公里。車輛在坡道處想加速超越前車時其發動機突然自動熄火,再啟動著車發動機抖幾下后熄火。踩下節氣門踏板并著車車輛沒熄火,發動機轉速隨踏板踩下深度改變而上升,一松開節氣門踏板發動機轉速下降至怠速轉速時出現抖動,緊接著熄火象,如是重復幾次后故障現象依然存在。
1.1 常見故障原因
氣管路真空泄漏;怠速調整不當、節氣們體過臟、怠速系統控制不良等造成的怠速不穩;燃油壓力不穩定,例如電動燃油泵電刷過度磨損或接觸不良,或燃油泵濾網堵塞等;廢氣再循環閥門阻塞或底部泄漏;燃油泵電路、噴油器驅動電路等電路有接觸不良等故障;燃油泵繼電器、EFI繼電器、點火繼電器不良等;點火系工作不良。例如高壓火弱,火花塞使用時間過久,點火正時不對,點火線圈接觸不良或熱態時存在匝路導致沒有高壓火花或高壓火花弱,低壓線路接觸不良,絕緣膠損壞間歇搭鐵等;節氣門位置傳感器不良;空氣流量計或進氣壓力傳感器有故障;冷卻液溫度傳感器、氧傳感器有故障;曲軸位置傳感器有故障,如無轉速信號(插頭末插好、曲軸位置傳感器信號線斷、傳感器定位螺釘松動、間隙失調、傳感器損壞等);曲軸位置傳感器信號齒圈斷齒,會引起加速時熄火,曲軸位置傳感器內電子元件溫度穩定性能差,會導致信號不正常,會引發間歇性熄火故障;ECU有故障。
1.2 故障診斷的一般步驟
先通過維修服務顧問與車主進行基本的故障情況詢問,再利用故障解碼儀對車輛進行故障自診斷檢查,檢查有無故障碼的出現。如有則按所顯示的故障碼查找故障原因。要特別注意影響點火、噴油、怠速、配氣相位變化的傳感器和執行器(如法電腦關機轉速及曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、冷卻液溫度傳感器、節氣門位置傳感器、怠速控制閥等)有無故障。
如發動機自動熄火發生在怠速工況,且熄火后可立即起動可按怠速不穩易熄火進行檢查。
采用故障模擬征兆法振動熔絲盒,各線束接頭,看故障能否出現。然后進一步檢查各線事業接頭有無接觸不良,各搭鐵線有無搭救鐵不良,目視檢查線事業絕緣層有無損壞和間歇搭鐵現象。
如果在熄火前有喘振、加速不良的現象再慢慢熄火的話,故障可能發生在供油不暢上。可接上燃油壓力表,最好能將壓力表用透明膠固定于前擋風玻璃上,再試車確定。如存在熄火時油壓力過低的現象,則應檢查油箱、電動燃油泵、燃油濾清器、油壓調節器及燃油泵控制電路。
1.3 故障診斷的相關要求
在對電控系統引出的故障診斷時,千萬不要忘記先進行基本檢查。例如:在試圖診斷電控單元控制的燃油噴射系統故障之前,一定要確保進氣管路無泄漏,配氣正時、點火正時。如果存在這些不良現象,發動機的抗負荷交變能力就差,在工作狀況突變的情況下可能熄火,如加速熄火、制動熄火、開空調熄火、掛檔熄火等。
有些汽車的間歇性故障是難于診斷的,除非是檢查汽車時正好顯示故障。因此,當進行診斷測試時,故障癥狀不出現,故障就難以診斷。解決方法就是試車,由維修技師駕車檢查故障情況。還有一種方法就是故障出現就打電話給維修站,這一方法對長時間熄火無法起動很受用。這種現象只會越來越嚴重,如一時無法確診,也可待故障明顯后再作檢查。
進氣壓力傳感器不良時,應先檢查傳感器真空膠管,看是否破裂,彎折,是否有時漏氣,有時不漏氣,進氣壓力傳感器信號時而正常,時而不正常,造成發動機收加速踏板時熄火。還應檢查對噴油量影響較大的傳感器。冷卻液溫度傳感器不僅對噴油量有影響,也對修正點火提前角的信號之一,應要重視。有時某些車型的氧傳感器信號電壓無變化,容易造成發動機加速時熄火。
如果在較高速行駛中先出現加速不良而造成的熄火,要重點檢查油路;如果較高速過程中突然熄火則重點檢查電路方面,高壓火花是否過弱是必要檢查項目之一。突然熄火、間歇熄火還應該對控制點火的主要傳感器發動機轉速用曲軸位置傳感器進行檢查。故障模擬試驗方法。在故障診斷中最困難的情形是有故障,但沒有明顯的故障征兆。在這種情況下必須進行徹底的故障分析,然后模擬與用戶車輛出現故障時相同的條件和環境,進行就車診斷。這樣有助于故障處理。
1.4 故障診斷排除
車輛是在高速超車行駛過程中突然熄火;故障點為點火故障問題,需檢查控制點火主要傳感器曲軸位置傳感器及車輛點火系統工作情況。
(1)先對該車的曲軸位置傳感器檢查。曲軸位置傳感器安裝在發動機前右側靠近皮帶輪的部位,是汽車電控系統中的重要部件,包含一個曲軸位置信號盤和一個耦合線圈,信號盤安裝在曲軸上,有34個齒。發動機每轉1圈,耦合線圈就產生34個信號,ECU就根據信號計算出曲軸位置和發動機轉速控制燃油時間和點火正時。
打開點火開關,用KT600解碼儀讀取車輛靜態故障碼,解碼儀顯示無故障碼,系統正常。然后檢查曲軸位置傳感器,打開發動機艙,斷開蓄電池負極,找到曲軸位置傳感器觀察連接線有否斷開或損壞,插接是否正常;檢查發現正常無誤。
再用測試延長線連接曲軸位置傳感器的兩個端子,用數字萬用表電阻檔測量其電阻值,測得阻值為2250Ω,查詢維修手冊后證實該阻值在正常電阻值1850~2450Ω范圍內,測量結果正常。
最后檢查曲軸位置傳感器與車身搭鐵是否出現短路。使用數字萬用表電阻檔的千歐檔(檢查時萬用表的黑表筆要搭在車身上),測得的電阻值為10kΩ,根據維修手冊的查詢證實其與車身搭鐵正常的標準電阻值為:10kΩ或更大,所以通過檢查其與車身搭鐵正常。
通過上述的檢查可以確定曲軸位置傳感器工作正常沒有任何故障。
(2)點火系統的工作情況檢查。安裝于氣缸正上方的火花塞工作時必須收到點火線圈產生的高電壓,火花塞的兩個電極之間產生極高的電位差,致兩極間隙間原本無法導電的空氣成為導體,電流從一個電極傳至另一個電極,形成電弧點燃氣缸中的可燃混合氣。點火系統的故障有多種,但造成本次車輛行駛中熄火的原因而言,可將故障分為兩類,一類是點火能力過弱,也就是火花塞的電火花不夠強又或者是沒有電火花,造成該故障的原因有蓄電池電壓不足、點火線圈故障、火花塞積碳過多、電極間隙過大等;一類是點火時間不正確,也就是說電腦收到了錯誤的信號指令從而計算錯了點火時間,造成發動機熄火。
從以上兩個原因,及車主對車輛故障的敘述情況分析:車輛在熄火前運行一直都很正常,而且熄火后著車只要踩下節氣門踏板就不會再熄火。可以判斷該故障原因與點火時間不正確沒多大關系,因為點火時間不正確車輛故障現象多表現為無法著車運行,而本車是在較高車速加速過程中突然熄火故障點多為電路方面或高壓火花過弱所致。
所以診斷時先檢查一下該車的跳火情況,跳火的檢查分為兩步。
第一步,先檢查發動機每個缸的點火線圈有否出現裂紋或斷裂等現象,沒有則拔出點火線圈置于距離發動機機體表面(金屬部分)1~2mm處起動發動機,此時高壓線與發動機機體金屬部分有火花出現則說明點火線圈工作正常,否則工作異常。通過這次檢查發現本車4個缸的點火線圈都有跳火,而且目測所得火花強度較大。
第二步,拆卸火花塞。此時,目測從拆卸出來的火花塞電極間隙看,發現間隙有些過大。為了進一步確認,用塞尺對該車火花塞間隙進行檢測發現其間隙確實過大,間隙值為1.3mm。發現問題后立即告知車主火花塞間隙過大,超過火花塞間隙標準0.8~1.1mm。
將拆出的火花塞間隙調整至0.8mm,然后裝好并著車檢驗。著車后沒有立即熄火且車輛怠速運行平穩沒抖動,反復踩下節氣門踏板再松開也沒有出現熄火,如此動作重復三遍后也沒出現熄火現象,然后再著車上路行駛也沒出現熄火現象。最后在得到車主的同意下幫其更換了全新的火花塞并交車,三天后電話回訪,車主表示故障現象沒有再次出現,尤其可以證明該車的故障點在火花塞間隙過大致使點火強度不足并最后通過更換火花塞徹底地排除了該車的故障。
2 結論
造成車輛行駛熄火的原因有很多種,在進行診斷排除故障時要做到全面了解被維修車輛機械和電氣工作原理和控制方式,平常的工作要不斷學習和總結工作經歷,要會懂得使用診斷和檢測設備及會查閱維修資料,尤其在排故時考慮問題要全面,由易到難足不排查,找出故障點后要能徹底排除杜絕重復出現。
參考資料
有1輛2011年生產的北京現代ix35運動型多功能車,配備G4KD型2.0L發動機和A6MF2型自動變速器,并且具有一鍵起動功能(SMK 1.0版),行駛里程約4.1萬km,用戶反映:該車在正常熄火后無法再次起動,起動機沒有任何反應。停了一個晚上,早上就啟動不了了,一鍵啟動按一下儀表盤都不亮,啟動按鈕藍燈閃爍,還有報警的聲音。剎車燈亮,中控正常,喇叭也響,室內燈光也亮,無法緊急啟動,要求進行詳細檢查。
2 故障診斷
該現代ix35車輛拖至我院后,維修人員首先根據客戶描述的故障現象對車輛進行檢測。起動按鈕的ACC擋和ON擋均正常,但是儀表板上沒有明確的擋位顯示,起動機無反應。使用專用診斷儀檢測,發現除智能鑰匙控制單元(SMK)外,其他系統都無法進行通信,而SMK中有通信故障的提示。因無法用診斷儀檢測各系統數據,所以結合診斷結果及該車啟動機控制原理,只能根據現有故障現象分析故障原因:
①因擋位無法顯示,動力系統控制單元(PCM)無法得知現是否在P擋或N擋,無法控制起動繼電器;
②根據SMK中讀取的故障碼,為控制器局域網(CAN)通信故障;
③起動系統和智能鑰匙系統可能為連帶故障。
因此,需要根據現有故障現象一一排除。
首先檢查起動系統,測量起動繼電器1號腳為12V,正常;4號腳為0V,而正常情況下應該是12V,這說明SMK的電源沒過來。跨接起動繼電器1號和2號腳,起動機能正常運轉,這說明起動繼電器至起動機線路無異常。起動繼電器由電源分配單元(PDM)通過室內熔絲盒供電。測量PDM的5號腳到室內熔絲盒及PIN繼電器的線路無短路、斷路,但PDM的5號腳在起動時無電壓輸出。這可能是PDM的供電故障或者內部故障。于是測量PDM的供電和搭鐵,均無異常,因此判斷是PDM內部故障。但是更換PDM并進行匹配后故障依舊。難道是維修方向不對?
我院維修人員調整思路,從無擋位顯示這個故障現象切入再進行測量。擋位開關的4號腳為12V電源,正常;測量信號線,2號腳N擋時12V,3號腳P擋時12V,9號腳PIRIN擋時12V,10號PINID擋時12V。這些電壓都正常,證明擋位開關沒有問題。測量擋位開關到PCM的25、26、27和40號腳的線路,正常;測量PCM的77、78號腳到儀表的5、6號腳的線路,也正常;從儀表控制單元的8、9號腳到智能電源開關(IPS)的1、8號線路也正常。根據網絡分布圖,維修人員又測量了PDM到SMK,BCM,IPS和儀表控制單元的CAN線路,均沒有短路或斷路。
至此,故障排除失去了方向,一時不知該從哪兒下手了。正當筆者苦思冥想之時,藥學從車身網絡圖上突然看出了端倪。根據網絡圖看出,診斷儀能通信的系統全是B-CAN控制的,而C-CAN控制的系統都無法通信。B-CAN是不受點火開關控制的,只要蓄電池有電,不開點火開關也能進行診斷;而C-CAN需要點火開關處于ON擋提供電源才能進行診斷。我們剛才只是測量了線路的通斷,而沒有測量CAN網絡的電壓。于是打開點火開關,先測量儀表控制單元與B-CAN相連的8、9號腳,高電位為4.88V,低電位為0.29V,兩者相加5V左右,沒問題;再測量與C-CAN相連的5、6號腳,高電位為1.48V,低電位為0.95V,顯然是不對的。是哪個控制單元出問題了呢?我們需要一一驗證。
當遇到CAN網絡問題后,在線路沒有問題的情況下,最快和最有效的方法就是逐一斷開CAN網絡所連接的控制單元,當斷開哪個控制單元后電壓恢復正常,就是哪個控制單元出了問題。逐一試驗,當斷開儀表控制單元后,C-CAN的高電位變為2.86V,低電位變為2.33V,車輛也能正常起動了。
3 故障排除
更換儀表控制單元,故障14排除,發動機順利啟動著機,故障排除。
4 故障總結
在ix35車型的車身網絡系統中,儀表的角色是網關。顧名思義,網關就是一個網絡連接到另一個網絡的“關口”。大家都知道,從一個房間到另一個房間,必然要經過一扇門。同樣,從一個網絡向另一個網絡發送信息,也必須經過一道“關口”,這道關口就是網關。在使用不同的通信協議、數據格式或語言的車身網絡控制單元之間,甚至體系結構完全不同的兩種系統之間,網關是一個翻譯器。該故障就是網關接收到了擋位的信息,但是它沒能將信息翻譯、處理并共享給其他控制單元,造成PCM沒有接受到擋位信息,所以不能起動。因網關故障C-CAN系統電壓異常,所以C-CAN系統無法通信。
其實維修這個故障時,我們走了很多彎路,沒能根據現象抓住故障重點。如果一開始就圍繞診斷儀無法通信去檢查CAN線路,也許早就水落石出了。通過此故障告訴我們,在維修CAN網絡故障時,首先要摸清CAN網絡的來龍去脈,每個控制元件在系統中所扮演的角色以及它們之間的關聯,才能對癥下藥。
對于偶發性故障一定要讓故障再現,維修人員在見到故障之前,不可急于按照用戶所描述的故障現象開始維修。試想在本案例中,如果維修人員不是堅持進行故障重現工作,而是按照表面現象推測,很可能從智能鑰匙系統入手檢查,這樣難免會走彎路。維修人員平時應注重心理素質的養成,在任何情況下都要嚴格執行標準化的診斷流程,這樣才能真正做到故障診斷的快速準確。
【參考文獻】
[1]北京現代汽車維修手冊.冊[M].北京:北京現代,2012.