汽车检测与故障诊断基础.ppt

汽车检测与故障诊断基础,第一章 汽车检测与故障诊断基础,学习目标知识目标：了解汽车检测、故障诊断术语的含义理解汽车诊断参数、诊断标准、诊断周期的概念和作用熟悉汽车故障产生原因和汽车技术状况变化规律熟悉汽车检测系统的组成、原理和汽车故障诊断的基本方法能力目标：能用故障树法、故障征兆模拟法分析诊断汽车故障能正确选择汽车诊断参数、诊断标准，并确定诊断周期熟悉汽车安全环保检测线、综合检测线的检测内容和检测工艺流程,第一节汽车检测与故障诊断的基本内涵,一、汽车检测与故障1.基本概念汽车检测 汽车检测是指确定汽车技术状况或工作能力的检查。故障诊断 汽车故障诊断是指为确定汽车技术状况或查明汽车故障部位、原因所进行检查、分析和判断的过程。汽车检测与诊断技术 汽车检测技术和故障诊断技术，简称汽车检测诊断技术或汽车诊断技术。它是研究汽车检测方法、检测原理、诊断理论，在汽车不解体（或仅卸下个别小件）条件下检测，确定汽车技术状况及其故障的一门学科。,2.汽车检测与故障诊断的作用,是实施汽车维修制度的重要保证 这由我国现行的汽车维修制度决定，它属于计划预防维修制度，车辆的维修必须贯彻预防为主、定期检测、强制维护、视情修理的原则。是提高维修效率、监督维修质量的重要措施 这由现代汽车高科技的特点决定。没有检测诊断技术，车辆的故障就不能迅速排除，车辆的技术状况就不能迅速恢复；没有检测诊断技术，车辆的维修质量也不能得到有效的监督。是确保行车安全的重要手段 采用现代汽车检测诊断技术，利用先进检测仪器，能对机动车辆加强安全技术检测，对汽车的技术状况做出准确的诊断，找出隐患及时排除，发现问题及时维修。,3.汽车检测技术的发展状况,（1）国外汽车检测技术的发展概况20世纪中叶，就形成了以故障诊断和性能调试为主的单项检测技术。20世纪60年代后，借鉴在航天、军工方面首先发展起来的机器故障诊断技术，检测诊断技术获得了较大发展，出现了简易的汽车检测站。20世纪70年代开发出了车外诊断专用设备，能对特定车辆进行多项目的检测。20世纪80年代，发达国家的随车诊断已成为汽车电器故障诊断的主流。,汽车检测技术发展状况,20世纪90年代，汽车自诊断技术飞速发展。OBD（On Board Diagnostic）自诊断系统自问世以来得到了不断的改进和完善，相继出现了OBD-、OBD-。从1996年起，全球所有的汽车制造厂商全面采用OBD-标准。从1996年开始，所有在美国销售的新型汽车都采用OBD-标准诊断系统。2000年至今，国外汽车诊断设备发展的重要特征是直接采用各种自动化的综合诊断技术，增加难度较大的诊断项目，扩大诊断范围，提高对非常复杂故障的诊断能力和预测故障的能力，使汽车检测与故障诊断技术向新的高度发展。总体上讲，工业化发达国家的汽车检测诊断技术，在管理上实现了“制度化”；在检测基础技术方面实现了“标准化”；在检测方式上向“智能化、自动化”方向发展。,（2）我国汽车检测诊断技术的发展概况,20世纪60年代中后期，我国汽车检测诊断技术开始起步。1977年国家下达了“汽车不解体检验技术”的研究课题，标志着我国汽车诊断技术开始了新的起点。20世纪80年代初开始重视汽车诊断技术，其车外诊断是当时我国诊断技术的主流。20世纪90年代后，随着计算机技术在我国的迅猛发展及电子控制系统在汽车上的广泛应用，使得汽车检测与诊断技术在我国产生了革命性的变化。2000年至今，我国汽车检测与诊断技术飞速发展。,（3）我国汽车检测技术展望,实现汽车检测技术基础的规范化 提高汽车检测诊断设备的性能和智能化水平 实现汽车检测诊断网络化 逐步实现汽车故障的预测 汽车检测诊断技术的发展远景是自动化寻找故障和实现诊断，提高检测的准确程度和以最少的劳动消耗实现高的可靠性。,二、汽车检测系统,1.检测系统的基本组成 传感器变换及测量装置 记录及显示装置 数据处理装置 试验激发装置,2.现代汽车检测系统,（1）汽车底盘测功检测系统,现代汽车检测系统,（2）发动机综合性能检测系统,3.汽车检测系统的基本要求,能有效地检测被测量 检测系统应具有适当的灵敏度和足够的分辨率，以保证有效地检测被测量。灵敏度是指输出信号变化量与输入信号变化量的比值；分辨率是指检测系统能测量到最小输入量变化的能力。足够的检测精度 仪器的精度是指满量程范围内可能产生的最大误差（引用误差），但这并不等于在每次测量中都会出现那么大的误差。仪器精度等级共有7级，分别是 0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5 和5.0级。在满足检测要求的前提下，不要片面追求高精度。,汽车检测系统的基本要求,良好的动态特性 动态特性是指输入量随时间变化时，输出随输入变化的规律。若系统具有良好的动态特性，则整个检测过程其传输信号就不会失真，因此，检测时可以用系统的输出（响应）信号来正确地估计输入信号（被测信号），从而提取和辨识信号中的有用信息。：一项复杂的汽车检测工作，往往需要将多种不同功能的仪器组合起来才能完成其检测任务，因此需要合理地组建汽车检测系统，应充分注意传感器的接入对测试系统动态特性的影响及仪器设备级联所带来的负载效应，以保证检测系统具有良好的动态特性。,三、汽车检测分类,1.综合性能检测 检测定义 综合性能检测是指对汽车实行定期和不定期综合性能方面的检测 检测内容 汽车动力性、安全性、燃油经济性、使用可靠性、排气污染物、噪声以及整车装备状态与完整性、防雨密封性等多种技术性能。检测目的 在汽车不解体情况下，确定运输车辆的技术状况和工作能力，评定车辆的技术等级，确保运输车辆具有良好的动力性、经济性、安全性、可靠性等使用性能和减少对环境的污染程度，以创造更大经济效益和社会效益。：汽车技术状况等级评定必须采用综合性能检测。,汽车检测分类,2.安全环保性能检测 检测定义 安全环保性能检测是指对汽车实行定期和不定期的安全运行和环保性能检测。检测内容 汽车制动、侧滑、灯光、排放、噪声、车速表等。检测目的 建立安全和公害的监控体系，强化汽车的安全管理，确保汽车具有符合要求的外观、良好的安全性能和规定范围内的环境污染程度，使汽车能在安全、高效和低污染下运行。：汽车年检常用安全环保性能检测。,汽车检测分类,3.汽车故障检测 检测定义 汽车故障检测是指对故障汽车的检测。检测内容 汽车发动机、底盘、电器、车身及附件等。检测目的 在不解体（或仅卸下个别小件）情况下，查出汽车故障的确切部位和产生的原因，从而确定故障的排除方法，提高故障的排除效率，使汽车尽快恢复正常。,汽车检测分类,4.汽车维修检测 汽车维修检测分类 汽车维修检测包括汽车维护检测和汽车修理检测两类。汽车维护检测 汽车维护检测是指汽车二级维护检测，它分为二级维护前检测和二级维护竣工检测。二级维护前检测在汽车维修企业进行，其检测目的是诊断二级维护汽车的故障或实际技术状况，从而确定二级维护附加作业；二级维护竣工检测在汽车检测站进行，其目的是监控汽车的二级维护质量。,汽车检测分类,汽车修理检测 汽车修理检测主要是指汽车大修检测，它分为修理前、修理中、修理后检测。修理前的检测，目的是找出汽车技术状况与标准值相差的程度，从而确定汽车是否需要大修或应采取何种技术措施，以实现视情修理；修理中的检测是局部检测、过程检测，目的是进行质量监控，有时还可确诊故障的具体部位和原因；修理后的检测在汽车检测站进行，目的是检验汽车的使用性能是否得到恢复，以确保修理质量。：在汽车使用过程中，为了解在用汽车的技术状况，应对汽车进行适当的检测，每次检测的时机应根据最佳检测诊断周期而定，也可与汽车的正常维护、修理周期以及汽车年检相互配合。,四、汽车故障诊断基本方法,人工经验诊断法 人工经验诊断法是指利用人工观察、经验检查、推理分析、逻辑判断进行故障诊断的方法。：人工经验诊断法对诊断人员的经验依赖性强，要求诊断人员有较高的技术水平，并存在诊断速度慢、准确性差及不能进行定量分析等缺点。仪器分析诊断法 仪器分析诊断法是指汽车在不解体情况下，利用各种专用仪器和设备获取汽车的各种数据，并根据这些数据来进行故障诊断的方法。：仪器分析诊断法具有诊断速度快、准确性高、能定量 分析的优势，但其检测的投资大，成本高。,汽车故障诊断基本方法,自诊断法 自诊断法是指利用汽车电控单元（ECU）的自诊断功能进行故障诊断的方法。自诊断功能就是利用监测电路来检测传感器、执行器以及微处理器的各种实际参数，并将其与存储器中的标准数据进行比较，从而判定系统是否存在故障。当判定系统存在故障时，电控单元将故障信息以故障码的形式存入存储器，并控制警示灯向驾驶员发出警示信号。：人工经验诊断法是故障诊断的基础，仪器分析诊断法是诊断技术发展的必然趋势。自诊断法对汽车电子控制系统快捷准确。,第二节 汽车故障及汽车技术状况,1.汽车故障类型 按故障存在的系统可分为汽车电器故障和汽车机械故障 按故障形成的速度可分为突发性故障和渐发性故障 按故障的存在时间可分为间歇性故障和永久性故障 按故障显现的情况可分为功能故障和潜在故障 按故障造成后果的严重程度可分为轻微故障、一般故障、严 重故障、致命故障,一、汽车故障,2.故障产生原因,工作条件恶劣 汽车零件工作条件包括零件的受力状况和工作环境。绝大多数汽车零件是在动态应力下工作，使汽车零件承受着冲击、交变应力，从而加速零件的磨损或变形而引发故障；汽车零件在不同的环境介质和不同的温度下工作，容易引起零件的腐蚀磨损、磨料磨损以及热应力引起的热变形、热疲劳等失效而引发故障。设计制造缺陷 设计制造缺陷主要是指零件因设计不合理、选材不当、制造工艺不良而存在的先天不足。使用维修不当 汽车在使用过程中的超载、润滑不良、滤清效果不好、违反操作规程、汽车维护和修理不当等，都会引起汽车零件的早期损坏。,3.汽车故障诊断信息的获取方法,（1）直接观察法 对汽车运行状况进行直接观察，凭借检测诊断人员积累下来的经验可以对车辆技术状况进行判断。问、看、听、摸、嗅、试（2）磨损残余物测定法 通过测定润滑油中磨损物的成分及浓度，能获得汽车零部件迅速失效的信息，进而确定汽车运动件中哪个零件发生磨损。磨损残余物可通过油样分析、润滑油混浊度的变化等方法来测定。,汽车故障诊断信息的获取方法,（3）温度测定法 通过测定汽车零部件的工作温度，可以获取零部件工作是否正常的信息。接触法测量 传统的冷却液温度传感器是一种接触测量法，它是利用敏感元件与水接触后其电性能参数的变化来测定水温的。非接触法测量 红外成像法是一种非接触测量法，它将被测物体的红外辐射转换成可温度显示出来，它是利用被测物体自身发射的红外辐射不同于周围部件的红外辐射的特点来检测被侧物体的表面温度及温度分布的。,汽车故障诊断信息的获取方法,（4）压力测量法 通过某些压力的检测，可以获取零部件或系统工作是否正常的信息。汽车检测中需要检测的压力参数有：机油压力、发动机气缸压缩压力、进气管真空度、燃料系供油压力、各种助力装置产生的压力等。（5）汽车性能测定法 汽车技术状况的好坏往往可以通过汽车性能指标参数的变化来反映，如发动机气缸磨损严重、进排气门漏气等都会导致汽车动力性下降、加速时间增长。一般来说没有故障的车辆其总体性能指标较高。,4汽车故障诊断的分析方法,故障树基本概念 故障树分析法（Fault Tree Analysis）简称FTA法，是一种将系统故障形成的原因由总体至部分按树枝状逐渐细化的逻辑分析方法，其目的是确定故障的原因、影响因素及发生概率。故障树分析方法 故障树分析法是把所研究系统的故障作为分析目标，然后寻找直接导致这一故障发生的全部因素，再找出造成下一级事件发生的全部直接因素，一直追查到那些原始的、勿须再深究的因素为止。,（1）故障树分析法,故障树分析法,故障树实例,（2）故障征兆模拟试验法,振动法加热法加湿法电器全接通法电阻法或电压法,二、汽车技术状况,1汽车技术状况及其变化,汽车技术状况是指定量测得的表征某一时刻汽车外观和性能参数值的总和，它随汽车行驶里程或使用时间的变化而变化。其汽车技术状况变化症状 1）汽车动力性下降。2）汽车使用经济性下降。3）汽车制动性下降。4）汽车操纵稳定性下降。5）汽车环保性能下降。6）汽车使用可靠性下降。7）汽车外观形象变差。,2汽车技术状况变化原因,（1）零件磨损损坏（2）零件疲劳损坏（3）零件腐蚀损坏（4）零件变形损坏（5）零件老化损坏（6）偶然事故损坏,3汽车技术状况变化规律,汽车技术状况的变化规律是指汽车技术状况与行驶里程或时间的关系。汽车在使用过程中，由于结构和使用条件的不同，其技术状况参数将以不同规律和不同强度发生变化，其变化规律可以归纳为两大类：即渐发性和突发性。,（1）渐发性变化规律,渐发性变化规律是指汽车技术状况的变化随汽车行驶里程或使用时间呈单调变化，从而可用函数式表示的变化规律。如果汽车使用合理，则汽车技术状况的变化大多是按行驶里程或工作时间而逐渐平缓地发生变化。,（2）汽车技术状况偶发性变化规律,偶发性变化规律也称为随机性变化规律，它表示汽车、总成出现故障或达到极限状态的时间是随机的、偶发的，没有严格的对应关系，没有必然的变化规律，对其变化过程独立地进行观察所得的结果呈现不确定性，但在大量重复观察中又具有一定的统计规律。实际上汽车的技术状况是渐发性变化过程和偶发性变化过程的总反映。因此，只有彻底掌握汽车技术状况的两种变化规律，才能合理地制定诊断标准和诊断周期，才能有针对性地对汽车实行定期检测，并预测汽车的运行潜力和故障。,第三节 汽车诊断参数与诊断周期,一、汽车诊断参数1.诊断参数 诊断参数定义 汽车诊断参数是指供诊断用的，表征汽车、总成及机构技术状况的参数。诊断参数意义 在不解体条件下直接测量汽车结构参数常常受到限制，需要找出一组与汽车结构参数有联系并能足够表达汽车技术状况的直接或间接参数，并通过对这些参数测量来确定汽车技术状况好坏。诊断参数与测试规范 应当把测试规范与诊断参数看成一个整体。没有测试规范，诊断参数值就没有意义。诊断参数值都是对一定测试规范而言的，如测量功率是针对一定转速、一定油门开度和规定的测量条件而言。,2.诊断参数分类,汽车诊断参数按形成的方法可分为三大类：即工作过程参数、伴随过程参数和几何尺寸参数。工作过程参数 工作过程参数是指汽车工作时输出的一些可供测量的物理量和化学量，或指体现汽车或总成功能的参数，例如：发动机功率、油耗、汽车制动距离等。它常用于汽车或总成的初步诊断，是深入诊断的基础。,汽车诊断参数,伴随过程参数 伴随过程参数是指系统工作时伴随工作过程输出的一些可测量，例如：发热、声响、振动等。它具有很强的通用性，能反映有关诊断对象技术状况的局部信息，常用于复杂系统的深入诊断。几何尺寸参数 几何尺寸参数是指由各机构零件尺寸间的关系决定的参数，例如：间隙、自由行程、车轮定位参数等。它是诊断对象的实在信息，能反映诊断对象的具体结构要素是否满足要求。几何尺寸参数与其他参数配合使用，无论是在初步诊断，还是深入诊断，均可对汽车技术状况的评价或故障诊断起到重要的作用。,3.诊断参数选择,合理选择诊断参数，应研究诊断参数随汽车技术状况变化的规律，从技术上和经济上综合分析确定。具体选择时，其诊断参数应满足下列原则。灵敏性 单值性 稳定性 信息性 经济性 方便性,二、汽车诊断参数标准,1.诊断参数标准 定义 汽车诊断参数标准是指对汽车诊断参数限值的统一规定。它是从技术、经济的观点出发，表示汽车处于某种工作能力状态下所测的诊断参数界限值。组成 汽车诊断参数标准，一般都应包括：诊断参数初始标准、诊断参数许用标准和诊断参数极限标准。这些诊断参数标准既可以是一个值，也可以是一个范围。,汽车检测诊断参数标准,初始标准 初始标准相当于无技术故障的新车诊断参数的大小，往往是最佳值，可作为新车和大修车的诊断标准。许用标准 许用标准是指汽车无需维修可继续使用时，诊断参数的允许界限。它是汽车维修工作中定期诊断的主要标准。极限标准 极限标准是指汽车即将失去工作能力或技术性能即将变坏时所对应的诊断参数值。当汽车技术状况低于极限标准后，汽车技术经济性能严重下降，甚至不能继续使用。,2.诊断参数标准的分类,国家标准 国家标准是指由国家标准化主管机构批准发布，对全国经济、技术发展具有重大意义，且在全国范围内统一执行的标准。国家标准又分为强制性标准（GB）和推荐性标准（GB/T）。行业标准 行业标准是指由国家行业主管部、委（局）批准发布的，在行业范围内统一执行的标准。地方标准 地方标准是指由省、自治区、直辖市标准化行政主管部门制定并发布的，在地方范围内贯彻执行的标准。企业标准 企业标准是汽车制造厂商或维修企业根据自己实际情况制定的标准。,3.诊断参数标准的制定,统计法试验法计算法类比法相对法,三、汽车诊断周期,1.最佳诊断周期 最佳诊断周期定义 最佳诊断周期是指能保证车辆完好率最高而消耗费用最少的诊断周期，它是根据技术与经济相结合的原则确定的。最佳诊断周期意义 诊断周期过短，汽车技术状况没有什么变化或变化很小，执行诊断就会造成浪费；相反诊断周期过长，则有可能在下一次诊断到来之前，汽车故障隐患引爆，导致汽车不能在安全、经济状况下运行，且错失汽车维修良机，使汽车因故障停驶的损耗费用增加。若按最佳诊断周期诊断汽车，则既能使车辆在无故障状态下运行，又能使诊断费用降到最低。,2.最佳诊断周期的确定,在确定汽车最佳诊断周期时，只依赖理论计算是远远不够的，因为还有很多因素影响着最佳诊断周期。确定诊断周期时，必须重点考虑下列因素。各构件的故障率不同 各系统的重要性不同 汽车技术状况不同 汽车使用条件不同,3.推荐的汽车诊断周期,推荐诊断周期 汽车二级维护周期就是我国目前最佳的诊断周期。实际诊断周期 由于我国地域辽阔，汽车使用条件复杂，车辆结构性能、制造水平不同，因此，我国对各种车型的二级维护周期没有统一的规定。目前，汽车二级维护周期基本上是参照生产厂家汽车使用说明书的规定和以往的使用经验来确定。通常，中型货车的二级维护周期约为1000015000km；轿车二级维护周期约为30000km。,第四节汽车检测站,一、汽车检测站的任务 依法对在用运输车辆的技术状况进行检测诊断。依法对车辆维修竣工质量进行检测。接受委托，对车辆改装、改造、延长报废期及其有关新工艺、新技术、新产品、科研成果鉴定等项目进行检测，提供检测结果。接受公安、环保、商检、计量、保险和司法机关等部门委托，为其进行有关项目检测，提供检测结果。,汽车检测站,二、汽车检测站的类型 按汽车检测站的服务功能分类安全检测站 维修检测站 综合检测站 按检测站的工作职能分类 A级检测站 B级检测站 C级检测站,三、汽车综合检测站的组成及检测内容,1.综合检测站的组成 检测车间 检测车间是检测站的核心，检测线设置其内。检测车间根据检测站的检测纲领、承担的检测项目及执行的技术标准，一般设有单条或多条自动检测线。业务大厅 业务大厅是检测站的办公场地，车辆的报检、打印报表、办证等都在业务大厅内完成。,综合检测站的组成,停车场 停车场是被检车辆停车的场地。停车场地一般分为待检停车区和已检停车区，它们分开设置，并有明显的标识加以区分。试车道 试车道用于汽车的道路试验，它主要用于受检汽车的委托性检测或争议仲裁性检测。辅助设施 辅助设施是为车辆检测提供服务和保障的各种设施的总称。,2.综合检测站的检测内容,检测种类 汽车综合检测站对机动车实施检测的种类主要划分为五类，即：综合性能检测、安全环保性能检测、修理质量测检、二级维护竣工检测、委托检测。检测项目 若检测种类不同，则检测所依据的标准就不同，因此其检测的项目和参数也会发生相应变化。检测参数 各类检测项目都有相应的检测参数。,四、汽车综合检测站检测线及其工位布置,1工位设置及布局的基本要求先进性前瞻性可行性 2工位设置及布局的基本方法 根据其基本要求和“三最原则”，重点考虑检测项目及参数的数量、检测时间、使用设备台数、人员配置、排放污染、车辆行驶路线及停放等因素，通常将检测线设置成多工位。检测线的布置形式多为直线通道式，其检测工位按一定顺序分布在直线通道上，检测时各工位同时有一辆车处于测试过程，各工位互不干涉，汽车检测工艺是循序渐进、流水作业式。,3安全环保检测线及其工位布置,汽车安全环保检测线检测的主要内容基本一致，如检测侧滑、轴重、制动、前照灯、喇叭、车速表和排放污染物等，但项目的组合、工位的设置因实际情况的不同也有差异，通常设置35个工位。国内采用的典型四工位安全环保检测线的工艺布局如图所示。,安全环保检测线,该检测线工艺布局特点检测效率高 各工位检测项目搭配恰当，工艺节拍性好，工位停留时间短，检测效率高排放污染少 各工位布局合理，污染严重的排放项目放在检测线入门，检测时便于及时排出废气、炭烟，减少车辆排放对检测现场的空气污染。检测噪音小 噪声较大的高怠速废气检测、自由加速烟度检测、40km/k的车速表检测都放在检测线入门处，有利于向外传播，以减少对检测车间内的噪声污染。,2）汽车综合检测线及其工位布置,四工位全能综合检测线外部检视工位：进行车辆唯一性确认、整车装备完整有效性检查。车轮定位工位：主要检测项目有：车轮动平衡检验、车轮定位检查、车轮侧滑量检测、底盘间隙检查、传动系游动间隙检测、转向系检测、悬架检测。制动工位：主要检测项目有：轴重、各轮制动力、制动力平衡、车轮阻滞力、驻车制动力、制动系协调时间。底盘测功工位：主要检测项目有：底盘测功、车速表校验、油耗测量、排放检测、电气检测、发动机各大系统综合检测、前照灯检验、噪声测定。,汽车综合检测线及其工位布置,十工位全能综合检测线 我国近期建成的综合检测站，通常将规定的各种检测项目设置成较多工位，依据检测类别，按一定顺序布置成全能综合检测线。典型的十工位全能综合检测线布局方案如图所示。：综合检测站在年审时，可用安全环保检测线和全能综合检测线同时检测车辆，以提高检测效率和效益。典型的综合检测站如下。,汽车综合检测线及其工位布置,五、汽车检测站的检测工艺程序,1.汽车检测站的检测工艺流程 汽车进入检测站后，只有按照规定的检测工艺路线和程序流动，才能完成整个检测过程。对于一个独立而完整的检测站，汽车进站后的检测工艺流程如图所示。,2.汽车检测线的检测工艺流程,汽车检测线的工位布置是固定的，进入检测线的汽车只有按工位顺序进行流水检测作业。下面以四工位安全环保性能检测线为例，说明其检测的工艺流程，其工艺流程如图所示。,