现在汽车维修诊断方法的探讨

1、安徽交通职业技术学院 毕 业 论 文论文题目：现在汽车维修诊断方法的探讨 所属系别：汽车机械与工程系 专业班级：汽车运用与维修10212班 姓 名：王 贺 学 号：201021132 指导老师：黄智勇15 摘 要汽车故障诊断技术是汽车电子控制技术的重要组成部分在汽车维修工作中起着重要作用。本文分析了我国汽车故障诊断技术的发展现状并对未来汽车故障诊断技术的发展趋势进行了展望。关键词：汽车；故障诊断；发展； ABSTRACT The automobile failure diagnosis technology is an important constituent in the automobi

2、le electronic control technologyAnd plays an important role in the maintenance of automobileThis paper analyzes the current situation of the technologyIt predicts the development tendency of the technologyKey Words： automobile；failure diagnosis；development；目 录摘 要.2ABSTRACT.3一 引言.5二 汽车故障形成的原因及危害.6 2.

3、1 汽车故障的原因.6 2.2汽车故障的危害.7三 传统与现代汽车诊断技术的阐述.7 3.1传统汽车故障诊断技术.7 3.1.1 万用表诊断 .7 3.1.2汽车示波器.7 3.1.3专业综合诊断.8 3.2现代汽车故障诊断技术.8 3.2.1自诊断系统.8 3.2.2利用故障代码诊断故障.9 3.2.3 汽车故障诊断的专家系统.10四 汽车维修故障诊断技术的发展趋势及发展展望.12 4.1人工神经网络在汽车诊断中的应用.12 4.2小波波分析在汽车诊断中的应用.12 4.3分形几何在汽车故障诊断中的应用.13参考文献.14致谢.15引言近年来，随着高等级公路建设突飞猛进的发展汽车向大型化智能

4、化的方向发展。同时，随着人们生活水平的提高，人们对汽车的舒适性 、可靠性 、动力性 、经济性和安全性提出了更高的要求。迅速而准确地诊断出汽车故障的部位，并及时有效地加以排除，直接关系到运行安全，运行材料消耗，运输效率和成本，有的还直接影响到汽车的使用寿命。因而汽车检测与故障诊断技术就应运而生了。汽车故障诊断技术是以汽车及内燃机理论、汽车故障诊断学为理论指导，以汽车及内燃机结构原理、计算机控制技术以及汽车运用性能 为分析依据，以汽车检 测及试验技术为测试手段的综合技术。汽车故障诊断是从故障症状出发。通过问诊试车、分析研究、推理假设、流程设计、 测试确认、修复验证，最后达到发现故障原因的目的。随着

5、汽车新技术、新结构的大量出现，特别是计算机控制技术在汽车上的广泛应用，出现了汽车动力系统机电热一体化的趋势，汽车传动 、制动、转向及悬架系统机电液一体化的趋势。汽车电器及通讯系统机电光一体化的趋势。这些根本性的变化，也改变了汽车故障诊断的方式。传统的汽车故障诊 断采用的是从症状人手，通过检测查找故障点的分析方法，这个诊断方法具有明显的人对车的单方向推进特征。现代汽车计算机控制系统中由于加入了自诊断功能，使得现代的汽车故障诊断可以直接从自诊断结果人手，通过检查检测查找出故障点，这样的诊断方法具有了人车互动双向对话的特征。这就使得今天的汽车故障诊断技术有了症状分析和自诊断分析两个人手点，这正是现代

6、汽车故障诊 断技术的基础和出发点。故障机理的复杂性分析、诊断手段的多样性运用、诊断参数的精确 性测试、分析判断的准确性把握等重要方法和关键技术都已成为汽车故障诊断技术发展所必须追逐的目标。汽车诊断测试技术的提高与汽车诊断分析方法的改进是当前汽车故障诊断技术发展的两个关键方向。也是建立现代汽 车故障诊断科学体系的重要基础。汽车故障诊断是汽车维修工程中技术层面最高的技术工作。这项工作要求不仅要有扎实的理论功底，还要有丰富的实践经验；不仅要有娴熟的测试技巧。还要有精准的推理分析。“七分诊断、三分修理”不仅是现代汽车维修的技术特征，还是汽车医生(汽车维修工程师)和汽车护士(汽车修理工)的职责分工。汽车

7、故障诊断技术是汽车维修工程师必须掌握的关键技术，也是汽车维修工程师区别于汽车修理工的核心技术。因此，了解汽车故障诊断技术对汽车故障的诊断有着重要的作用。二 汽车故障形成的原因及危害2.1汽车故障原因汽车故障的形成主要有以下几个方面的原因： (1) 设计和制造质量：设计和制造质量方面存在问题，使汽车存在先天不足，在以后的使用中，这些缺陷会逐渐显露出来，形成各式各样的故障。这种类型的故障往往难以排除，即使排除了，不久又会重新出现。这种故障常表现为同种车型有相同的故障现象。 (2)行驶条件：汽车的行驶条件对故障的形成有很大影响。汽车在平坦的道路上行驶不易发生故障，在崎岖不平的道路上行驶易发生故障；汽

8、车在轻载行驶时不易发行故障，在重载或超载行驶时易发生故障；汽车在低速或中速时不易发生故障，在高速或超速时易发生故障。 (3)空间环境：空间环境主要指气温、湿度、空气清洁度等空间因素。高温容易使汽车发动机产生气阻；潮湿容易使电器产生漏电、短路；空气清洁度低，容易使滤清器堵塞，零部件被污染；气压的变化容易使发动机工况出现波动等。 (4)时间方面：时间方面的原因主要指汽车使用时间的长短、存放时间的长短、行驶里程的多少。 相对地说，汽车使用和存放时间越长，行驶里程越多，故障率越高。 (5)驾驶操作方面：驾驶员违反操作规程，会直接导致故障的产生。例如，驾驶员不按操作规程操作、随意减少或增加整车的零部件，

9、任意改动配合间隙等，均会使汽车技术状况变差，导致故障的发生。 (6)用油：汽车离不开燃油和润滑油。如果选用不合格的燃油和润滑油，会使发动机工作不正常；导致相关零部件产生故障。 (7) 管理：管理和使用汽车是否得当，对汽车的使用寿命和故障率有很大影响。例如，将车置于野外闲置与将车停放在遮阳防寒的的车库里，其技术性能会有很大的区别。新车是否按磨合期规定使 用直接影响其故障率和使用寿命。 (8)干扰与外界硬件碰撞：现代汽车均采用大量的电子设备，外界强劲的电磁干扰会使汽车发生故障，并且这些故障常带有很大的隐蔽性。另外，汽车在运行中，遭受到外界硬件的冲击或碰撞，使部分零件损坏或脱落，也会使汽车产生突发性

10、故障。 (9)检修质量：汽车在使用中，能认真保养和检修，会使故障减少，反之则故障增多。保养质量好，会延长汽车的使用寿命；保养质量差，则会起反作用甚至能将无故障的汽车搞成有故障的汽车。实践中；有不少人在排除故障时，乱拆乱卸，结果将小故障变成大故障，将单一故障变为综合故障。2.2汽车故障的危害通过大量生产实践我们可看到，汽车故障症状，由汽车故障成因不同而不同，要想顺利地排除故障，就必须首先熟悉其症状。归纳起来，大致可以分为以下几类 ：(1)工况突 变， 声响异常；(2) 过热现象；(3) 燃料 、润料 消耗 异常 ；(4) 排烟颜色不正常 ； (5)有特殊气味 ；(6) 渗漏现象 ；(7)外观异常

11、 。 三 传统与现代汽车诊断技术的阐述3.1传统汽车故障诊断技术3.1.1 万用表诊断 汽车故障一般分为持续性故障和间歇性故障， 万用表诊断主要针对持续性故障，比如电路的断路、 短路、电子元件的损坏等。万用表有指针式和数字式，汽车故障诊断多采用输入阻抗高、对电子元件影响小、能有效防止因瞬间过电压而烧坏的数字式万用表。在车型不断更新、车型繁多的情况下，用万用表检测技术参数法是最有效的方法。只需根据已知资料的经验数据，就可以快速而叉准确地诊断故障，这是用万用表检测技术参数法的最大优点。 3.1.2汽车示波器 汽车示波器的诞生为汽车修理技术人员快速判断汽车电子设备故障提供了有力的工具，用普通的示波器

12、去测试电子设备时，最大的困难是设定示波器(n0调整示波器的各个按钮，使显示的波形更为清楚)和分析波形的形状，汽车示波器将汽车电子设备的测试设定变得非常简单，只要象点菜单一样选择要测试的内容，无需任何设定和调整就可以直接观 察波形了，这是因为汽车示波器是专门为汽车维修人员设计 的“傻瓜 ”示波器 ，它的设定调整是全自动的，使用汽车示波器 ，就像使用一台“傻瓜 ”照相机 一 样方便。3.1.3专业综合诊断 专业综合诊断以将单项、分散的检测设备联线建站为特征，使诊断工作成为汽车维修工作中一项新的专门任务。诊断工作是依靠仪表和设备，在不解体或不拆卸零件的情况下，得到一系列准确数据，并与规定的标准技术参

13、数相比较 ，以确定汽车零部件是否需要维修或更换。由于许多相关法令或条例的制订，促进了有关方面对汽车专业综合诊断的深入研究。3.2现代汽车故障诊断技术随着汽车电子技术的应用和发展，汽车电控系统日趋复杂。传统的诊断方法和诊断设备无论是精确度和使用方便性，还是对汽车技术发展的适应性，均不能满足用户的需要。为了提高故障诊断技术，不断完善诊断理论 和方法，必须广泛应用各学科的最新发展成果，并且借助于数学工具和计算机。目前应用的主要方法有： 3.2.1自诊断系统 (1) 为使汽车安全运行，汽车上用传感器检测各部分的状态，通过微机判断 ，当面临危及人生安全的重大事故时，可立即声、光报警并自动停机。在发动机上

14、广泛采用电子控制喷射系统，该系统由传感器、电子控制 (ECU)和执行器3部分 组成。电子控制单元(ECU)具有故障自诊断功能，用以监测控制系统各部分的工作状态，当ECU检测到来自传感器和执行器的故障信号时，立即将警示灯点亮，同时将故障信息以故障码的形式存人存储器中；检查车辆时，可将存储器的故障信息(故障码)调出，以灯光闪烁的形式或直接通过检测仪器显示出来，帮助修理人员判断故障的类型和范围；车辆说明书给出了每个故障代码的内容及测试、诊断、维修步骤；故障排除后应清除存储器中的故障码，避免与新的故障码混杂 ，给检修带来 困难 。 在制动系统中广泛采用电子控制防抱死制动装置(简称 ABS)。这种配置

15、有 自诊系统，在制动过程中，电子控制装置 (ABSECU)根据来自车轮转速传感器的输入信号对车轮的运动状态进行分析和判断，形成相应的防抱死控制指令，并 调节制动压力，同时实时监测系统状态，一旦发现系统中存在影响其正常运行的故障时，根据相应情况编制出故障代码并送到存储器，同时ABSECU将自动切断整个ABS系统，恢复常规制动。维修人员根据ABS自诊系统的使用指南进行操作，即可将故障代码读出并做进一步检查。 (2) 传感器的故障自诊断 汽车用传感器是促进汽车高档化、电子化、自动化发展的关键技术之一，目前一般汽车装有几十到近百个传感器，而高级豪华汽车大约使用二三百个，它们能否正常运行是汽车能否正常行

16、驶的关键，所以对传感器的故障检测与诊断就显得极其重要。 传感器与发动机控制装置(ECU)的控制功能传感器是实时、正确地检测反映发动机工作状态的各种物理量信号的重要元件，其输出信号的好坏是ECU能否实施准确控制的关键，反映汽车发动机工作状态物理量有流量、温度、位置、转 速、压力、氧气浓度、加速度等。控制装置的主要控制功能有燃油喷射控制、点火控制、辅助控制(如发动机怠速控制、废气再循环控制)等。 汽车用汽油发动机控制装置所用的主要传感器及其输入信号的功能有 。 空气流量计：测量发动机吸人空气量，并将流量信号输入ECU，作为燃油喷射和点火控制的主控制信号。 吸气温度传感器：检测进气温度，向ECU输入

17、进气温度信号，作为燃油喷射和点火时的修正信号。 节气门开闭传感器：检测节气门的开闭状态，如怠速全关闭、全开及节气门 的开闭速率信号，输入ECU用于控制燃油喷射及其它系统 。 曲轴(或凸轮)位置及转速传感器：向ECU输入曲轴转角(或转速)信号，作为点火和油喷射的主控制信号；凸轮位置传感器向ECU输入凸轮轴位置信号，用 以提供点火控制的主控制信号 。 氧气传感器及排气温度传感器：检测排气中的氧气含量及排气温度信号，向 ECU输入空燃比的反馈信号，以进行喷油量的闭环控制 。 爆震传感器：检测气缸内的爆震信号，经ECU处理后用于控制点火提前角 ，抑制爆震的产生 。 车速传感器：检测车速，向ECU输入车

18、速信号以控制发动机的转速，实现超速断油控制，在发动机和自动变速器共同控制时，也是自动变速器的主控制信号。 起动机起动信号：它给 ECU提供起动信号并作为喷油量、点火提前角的修正信号 。 进气歧管绝对值压力传感器：提供进气管的进气压力，并将信号输送到ECU中，以作为燃油喷射和点火的主控制信号 。 冷却水温度传感器：提供冷却水温度信号，以作为燃油喷射和点火时的修正信号 。 要实现传感器在汽车电子控制系统中的故障自诊断，必须在制造该系统时就 预先设置好诊断程序，并固化于ECU 内。传感器在汽车电子控制系统中的故障 自诊断问题关系到汽车行驶的可靠性和安全性，因此具有重要 的社会意义和经 济意义 。3.

19、2.2利用故障代码诊断故障 现代汽车电控系统的电脑(ECU)具备故障自诊断功能。通过故障代码向维修人员提供故障信息，只要不拆蓄电池，电控系统出现的持续性故障将一直记忆在 ECU里，维修人员可按特定的方法提取故障代码。提取 ECU故障代码的方法有两种，一种是人工读码 ，就是将发动机熄火，把故障检测插座内特定的两个插座用一根导线短接后通过观察仪表板上的故障指示灯的闪烁频率和次数来读取故 障代码。但读取的正确率受人为因素影响，一般在没有专业检测仪情况下运用。现在电控汽车多采用另一种方法，即用专业检测仪读码。先将选好的相关车型 的软件测试卡插到检测仪器上，连接各插头，并将装好的检测仪器接到车上专用 的

20、故障检测插座上。根据检测仪器提供的操作程序进行操作，从而读取故障代码。各汽车制造厂都为自己生产的各种型号汽车设计了专用的解码仪。但为了方便维修人员操作，目前汽车制造厂广泛采用统一的诊断模式和接口，使用通用的解码仪就可以读码了。3.2.3 汽车故障诊断的专家系统 专家系统 EP(Export System)是依据具备某一专业领域特长的人类专家的知识与经验，在计算机内建立的基于这些知识的信息系统，它能以人类专家的知识水平完成专门领域 的任务。由于汽车故障主要表现在发动机、底盘机械传动、电器电路三大部分，而每一部分的故障又具有多层次结构的特点。因此可建立三个数据库 ：1)发动机故障诊断数据库 ；(2

21、)底盘机械传动故障诊断数据库 ；(3)电路电气故障三种类型故障诊断数据库，而每个数据库中又包括若干个相互关联的数据表，在数据表中存储每种汽车故障表现症状、故障发生机理、故障发生原因、故障发生的部位、故障排出与维修处理方法等字段，在数据表与数据表之间 ，数据字段与数据字段之间建立一对一或一对多的层次树结构，使整个维修知识库 成为有机整体。采用专家系统技术解决汽车故障诊断问题，国内外都有开发应用 的实例，如 ESET系统，这种用于汽车发动机故障诊断的专家系统，按其流程图可得系统的九条功能。该系统为实用型，除作为有效的诊断工具外，还可作为辅助教学系统以培训修理工。再如，美国军方开发的“发动机故 障诊

22、断系统”，这是一种车辆诊断与维修的知识库专家系统，它利用建立在知识库上的故障树诊断方法，应用于野战军用车辆上，该系统可使维修效率增加92。采用专家系统是解决汽车故障诊断与车辆维护修理等问题有效的途径 。四 汽车维修故障诊断技术的发展趋势及发展展望近年来，一些新的科学分支的出现和发展及其在设备故障诊断中的成功应用，为汽车故障诊断技术的发展开拓了新的途径。如基于信号处理的小波分析法；基于人工智能的神经网络法等。虽然这些在我国汽车故障诊断中还没有被广泛应用，但其故障诊断的能力已受到汽车故 障诊断行业的密切关注， 其前景是令人鼓舞的，值得我们去进一步研究。可以预见，其用于汽车的故障诊断研究必将有很大的

23、发展。这里仅简要介绍以下三种 ：4.1人工神经网络在汽车诊断中的应用 人工神经网络作为一门新兴的智能技术已得到广泛应用，它克服了传统专家系统由于知识的串行使用而造成的假设选择困难、冲突等问题，可更有效地组织运用人们的知识、经验。尤其在汽车行业，由于迅速发展的高科技越来越多地应用于汽车结构，现代汽车结构的复杂性决定了其故障状态呈现出多样性，将神经网络技术应用于故障诊断分析，大大提高了诊断速度和诊断精度。因此，人工神经网络技术在汽车行业的应用前景无疑是广阔而深远的。例如对汽车离合器故障诊断，把从汽车维修厂家收集来的引起离合器故障的原因，以此作为网络的输入层。 对列出的故障原因分类，归并离合器故障的

24、所属部件，以此作为网络的中间层。根据维修经验，推断可能产生的离合器故障现象，以此作为网络的输出层。由上述的离合器的故障原因、故障所属部件以及故障现象之间的关系，构造层次型网络。训练和解释： 训练时，每给网络提供一输入输出模式对时，首先进行前向传播，并计算出各单元的实际输 出，在输出层计算出各单元的一般化误差，然后逆向往输入层传播。求出各单元的参考误差。当各单元的参考误差求出后，进行连接权和各单元阈值的调整，这样便完成一次迭代。接着对下一模式对重复这一过程，如此循环，直至输出层单元的误差满足要求为止。在实 际问题中，可通过传感器以及测量仪表将故障现象输入网络，构成 自动检测系统，网络计算的结果直

25、接显示给用户，以便及时排除故障。4.2小波波分析在汽车诊断中的应用 作为信号处理技术新方法小波分析由于具有变时域频域特性而倍受关注，它将代替传统的F 分析广泛地应用于汽车与拖拉机故障诊断中。如在汽车故障特征信号分析中，采用了小波分析技术替代傅立叶分析技术。小波分析技术是非稳态信号时间域频率域分析的有效数学工具。与傅立叶分析相比，它在时域和频域上同时具有良好的局部化特征，弥补 了傅氏变换仅能进行稳态信号分析的不足之处 。 小波网络可以逼近任意函数而广泛地应用于系统辨识中。如利用小波网络来辨识非线性对象。当非线性对象没有突变时，小波网络 的输出与辨识非线性对象的输出的差比较小；当非线性对象有突变时

26、，小波网络的输出与辨识非线性对象的输出的差比较大。据此，可以利用方差检测出故障。4.3分形几何在汽车故障诊断中的应用 分形几何给出了传统的欧几里德几何和微积分方法不能描述的一大类不十分光滑或不规则的集合和函数的一般结构，进入了一个全新的科学领域。分形几何在设备故障诊断中的应用取得了成功。把分形几何引入汽车故障诊 断领域，从那些不十分规则的特征信 号中提取 出它 的结构特征分维数 ，它将是一种有效的诊断方法。在汽车故障诊断中，它可以在以下几个方面应用：如汽车运行状态的异常判别；汽车故障的分类或诊断 ；汽车故 障征兆的早期预报；反映汽车运行状态的特征参数个数的选取等。 虽然汽车智能故障诊断技术有了很大发展，但国内外研究现状表明该技术还不完全成熟，值得我们去进一步研究。笔者认为未来的研究工作应围绕以下问题展开：(1) 建立通用的分布式诊断分析，数据测试，共享软件等一