2022年传统诊断技术的汽车维修技术分析研究.docx

精品学习资源摘要:随着汽车的自动化和精密化程度的不断提高，基于状态修理的故障诊断技 术是汽车修理的进展方向；也是我国实现“定期检测、强制保护、视情修理 ”修理制度的基本保证；汽车状态修理具有延长汽车使用寿命、削减汽车保护费用、促进修理人员技术水平提高等优点，必将替代传统方案修理成为汽车修理行Abstract:Withthecar'sprecisedegreeofautomationandcontinuousimprovement,state-basedfault diagnosistechnologyis the maintenancethe developmentdirectionof vehiclemaintenance.But also our countryoftoachievea "regulartesting,mandatorymaintenance,repair, as appropriate,"thebasicguaranteeforthe maintenancesystem.Vehiclestatus,vehicle maintenancewith extendedservicelife, reduce vehiclemaintenancecosts, improve technical level to promote the maintenance staff, etc., instead of the traditional planned maintenance will become a revolution in automotive repairindustry.业的一场革命；关键词：汽车状态修理；状态监测；故障诊断欢迎下载精品学习资源目录前言11欢迎下载精品学习资源前言近年来，在国外，汽车状态修理技术的讨论与应用主要开头于发达国家，主要集中在远程诊断、故障监控等方面；在国内，汽车状态修理相关技术也有了初步的讨论；由于成本、技术等缘由，目前该技术在国内的应用仍不是很成熟，主要应用在发动机系统上，没有在全车系得到大力推广；但是随着移动技术、宽带网络技术等技术不断兴起，必将推动汽车状态修理技术的进一步进展，呈现出特别宽阔的应用前景；汽车状态修理集状态监测和故障诊断为一体， 是一门新兴的多学科综合性技术；汽车状态修理能够准确地反映汽车运行状态，预报运行潜在的故障，只有汽车在需要修理时才进行修理，是提高汽车运行牢靠性和安全性的有效方法；新中国成立初期，我国汽车修理制度主要以学习前苏联的方案修理制度为主；为了适应汽车技术进展要求，交通部于1990年10月发布了第 13号令汽车运输业车辆技术治理规定，规定要求车辆修理坚持以预防为主，对运输车辆实伊定期检测、强制保护、视情修理制度；该规定的出台，将我国汽车修理制度由方案修理制度转向状态修理制度；欢迎下载精品学习资源1汽车故障诊断技术的基本原理传统汽车修理技术是以单纯机械修理工艺为基础的手工操作技能，其技术连续的方式主要以师徒相传为主，其工艺特点主要表现为手工工具的应用，因而传统汽车修理从其本质上讲只能称为手艺，而不是技术；现代汽车修理是以综合检测修理技术为基础的诊断技术，其表现形式为“七分诊断、三分修理”；汽车诊断是应用现代化诊断设备进行科学分析的过程，已成为现代汽车修理技术中的重要环节；故障诊断使汽车修理从比较简洁的体力劳动过程向较为复杂的脑力劳动过程转化；汽车修理中诊断与修理的分立使得汽车修理技术队伍形成“汽车医生”和“汽车护士”两个层面；“七分诊断”主要由汽车医生来完成，“三分修理”主要由汽车护士完成；现代汽车修理技术已经进展成为以故障诊 断 为核心的 综 合 检测分析 技 术；汽车故障诊断技术的实质是明白和把握汽车在运行过程中的状态，评判、猜测汽车的牢靠性，早期发觉故障，并对其缘由、部位、危急程度进行识别，预报故障的进展趋势，并对详细情形做出决策；故障诊断技术通常包括状态监测、分析诊断和故障猜测三个方面的内容；设备运行测信号取信号特点信号信号处理征兆故障诊断决策图一 故障诊断的基本过程其详细实施过程可以归纳为以下四个方面：1.1 信号采集依据发动机在运行过程中产生的各种不同的信息，挑选能表征汽车工作状态的不同信号，如振动、压力、温度等来进行监测；这些信号一般都是利用不同的传感器来拾取的；1.2 信号处理这是将采集到的信号进行分类处理、加工，获得能表征汽车特点的过程，也叫特点提取过程，如对振动信号从时域变换到频域进行频谱分析即是信号处理；1.3 状态识别将经过信号处理后获得的汽车特点参数与规定的答应参数或者判别参数进行比较、对比以确定汽车所处的状态，是否存在故障及故障的类型和性质等；1.4 诊断决策依据对汽车状态的判定，打算应实行的计策和措施，同时依据当前信号猜测汽车状态可能进展的趋势，进行趋势分析；2汽车故障诊断技术讨论内容欢迎下载精品学习资源在汽车故障诊断过程中，故障诊断技术起到关键作用，汽车故障诊断技术主要包括机理讨论、信息处理技术、故障识别技术、人工智能系统讨论等几个方面；1.1.1 故障机理讨论故障机理讨论的目的是明白故障形成的机理和过程，熟悉故障形成的本质和特点，确定故障的类别和严峻级别，分析故障的传播途径，从而有针对行的进行故障诊断，可以在设计阶段很好的掌握故障，削减故障的发生率；1.1.2 信息处理技术信息处理技术在故障诊断中起着重要的作用，它检测系统的原始信号并进行处理，为故障检测供应了前提和条件；在故障诊断领域中，信息的处理和特点提取技术是在一般意义的信号处理技术上绽开的；1.1.3 故障识别技术故障识别技术总的来说可以分为基于模型的故障诊断方法和基于规章的故障诊断方法；基于模型的故障诊断方法中，常利用系统数学模型诊断法和系统故障过程模型诊断法等；早期的故障诊断是用系统中的参数是否超过限定值来判定，而利用数学模型的方法是把故障定义为实际过程相对抱负模型的变化，利用数学模型可以提高故障诊断的速度和精度；对于复杂的系统，要精确的建立其数学模型难度较大，可以通过建立系统的故障过程模型；基于系统故障过程模型的诊断方法常用的有故障树分析法和图论法；对于无法建立数学模型或故障过程模型的复杂系统，可采纳基于规章的故障诊断方法；基于规章的故障诊断最常用的是模式识别，它将系统的状态分成不同模式类，采集故障信号提取和挑选特点，且构造辨别函数，进行模式识别；1.1.4 人工智能系统人工智能系统主要是用运算机来讨论模拟人的智能，使其具有学习、推理等才能；专家系统是人工智能的一个分支，它用运算机程序和学问与推理过程来解决那些需要大量专家才能解决的复杂问题；人工智能故障诊断技术是目前汽车故障诊断的进展方向；智能化诊断技术试图以运算机模拟专家对复杂系统进行故障诊断，做到既能充分发挥领域专家的作用进行快速推理，又能很便利地推广应用于各种不同的对象；它的优越性在于综合多个专家的正确体会，其功能水平可以达到甚至超过专家，至少具有专家的水平；智能诊断系统既离不开模拟人脑功能的运算机硬件及软件，又不排斥人的作用，是集传统诊断方法优点和专家体会于一体，实现人机联合诊断功能；现有的基于人工智能的汽车故障诊断方法主要包括专家系统方法、神经元网络方法、模糊推理方法、遗传算法故障诊断方法等；专家系统故障诊断法，是指运算机在诊断过程中不断采集被诊断对象的信息，并综合运用学问库中的体会规章进行推理，从而快速地找到系统可能的故障；专家系统的故障诊断方法由诊断学问库、汽车参数库、征兆事实库、推理机、说明程序、故障计策程序、学问猎取模块、人机接口模块等组成；神经元网络故障诊断方法；人工神经网络由于具备并行性、自学习性、自组织性、容错性和联想记忆功能等信息处理特点而广泛应用于机械故障诊断领域，它通过对故障实例及诊断体会的训练和学习用分布在神经网络中的连接权值来表达所学习的故障诊断学问，具有对故障联想记忆、模糊匹配和相像归纳欢迎下载精品学习资源等才能；神经网络故障诊断方法的内容一般包含:神经网络诊断学问库的建立、神经网络的诊断推理和神经网络的自学习过程；模糊数学故障诊断方法；模糊故障诊断是通过讨论故障与征兆之间的模糊关系来判定汽车运行状态；遗传算法故障诊断方法；遗传算法 GA> 模拟了达尔文的 “适者生存，优胜劣汰”的自然进化论与孟德尔的遗传变异理论，是一种自适应全局优化概率搜寻 算法；本文引入了概率因果故障诊断模型，并结合模糊理论，将概率因果模型 的似然值函数作为遗传算法的适应度函数，将一个复杂的故障诊断问题转化为 最优问题求解；3汽车状态修理内涵所谓状态修理，亦称视情修理，早在 20世纪60岁月欧美国家就开头了状态修理技术的讨论，是一种基于传感器技术、状态检测技术和故障诊断技术的修理技 术；状态修理着眼于每台机械设备的详细运转状况，采纳状态检测与故障诊断 技术对机械部件进行追踪监测分析，准时地发觉初期故障，并猜测其演化情形，先期确立修理预案，适时适度进行修理；目前，状态修理已广泛应用于汽车、机械、矿山、冶金及电力等工业方面，给企业带来了庞大的经济效益；据文 献报道，实现状态修理，可以使设备使用寿命增加10以上，同时削减修理费用；文献指出，实现状态修理使企业设备故障停车台次下降95，削减了修理次数，延长了生产周期；所谓汽车状态修理，就是采纳先进有效的监测诊断装置及手段，对汽车运行状态进行连续或周期性的跟踪监测，准时地诊断和猜测汽车故障，建立起完善的汽车修理状态档案；依据汽车运行状态来确定汽车修理时机、部位和内容；汽车状态修理立足汽车故障机理分析，依据不解体检测的结果，当汽车显现 “潜在故障 ”时就进行调整、修理或更换， 从而防止 “功能故障 ”的发生；4汽车状态修理的关键技术汽车状态修理技术核心在于状态监测和故障诊断；通过对汽车的振动、噪声、磨损、温度、油质、速度等状态进行监测和技术分析，可以把握汽车的运行状态，判定汽车故障的将来进展趋势，诊断故障发生的部位、缘由，进而详细指导修理工作；3.1 状态监测汽车运行时水和油的温度、压力、流量、速度及运动副的机械磨损等参数都将发生转变；汽车状态监测技术是采纳传感技术对汽车运行时的工况敏锐参数如欢迎下载精品学习资源温度、压力、流量、速度等 >进行实时监测、分析和记录；同时，通过汽车运行的实时工况参数获得汽车零部件材料内部的工作性能、机械强度、疲惫极限与 磨损程度等重要参数信号；将这些信号、参数通过故障诊断分析仪或电子掌握 单元进行分析诊断，猜测出汽车故障进展的客观规律，提示人们做好修理防范 预备；目前，国内外广泛使用随车诊断监测系统；随车诊断监测系统可供应用于汽车故障诊断的信息主要包括：故障状态提示、诊断故障码和与汽车运行状态相关的技术数据等；发动机随车诊断监测系统内部故障诊断电路能在汽车运行过程中不断监控电控系统各个元件工作，当发觉电控元件有故障时能够自动启动故障运行程序，通过外表故障指示灯发出故障警告信号，提示驾驶员修理；同时，将故障信息储存在电控单元中，以便利人员修理；目前的其次代随车诊断监测标准 OBDII主要应用于发动机电子掌握，今后必会在全车电控系统的故障监控中得到广泛应用；3.2 故障诊断依据状态监测系统供应的各种综合参数，进一步分析诊断故障发生的缘由、详细部位、性质乃至说明故障的进展趋势，这是故障诊断的主要任务，也是实现状态修理的关键；传统汽车故障诊断技术主要依靠人工体会诊断、外表检测诊断；随着汽车技术的不断进展，普遍采纳专业综合诊断、智能诊断、网络化故障诊断等技术，为故障诊断供应了很好的技术手段；3.2.1 专业综合诊断专业综合诊断主要利用先进的汽车故障诊断设备，在不解体或不拆卸零件的情形下，对汽车综合性能进行检测诊断，得到了一系列的精确数据，并与汽车规定的标准技术参数相比较，以确定汽车零部件是否需要修理或更换；汽车电脑诊断仪、发动机分析仪、汽车专业示波器等先进设备大量应用，提高了汽车故障诊断技术；3.2.2 智能诊断随着微电子技术的不断进展，智能诊断技术得到广泛的应用；其主要是把诊断对象所供应的各种有用信息，通过精密测试系统的采集，由运算机分析处理后，得到能用于识别被诊断对象的特点参数，最终做出诊断结论；依据这个原理已经提出了很多诊断方法，如模式识别法、专家系统法等；其中，专家系统是汽车故障诊断技术的进展方向，它依据专家的珍贵体会与思想方法同运算机的储备、运算、分析才能相结合的一种运算机软件程序，能够模拟专家的推理判定和思维过程，解决状态识别、诊断决策中的各种复杂问题，为故障分析开创了新的途径；3.2.3 信息网络化诊断随着汽车诊断技术不断进展，汽车检测系统、专家系统和信息系统通过网络系统紧密联系在一起的网络化故障诊断系统，使诊断系统的智能化和信息化水平得到了特别有效的提高；欢迎下载精品学习资源5几种常用的汽车故障诊断方法的介绍4.1 案例法传统的故障诊断中大部分是 RBRrulebased reasoning,基于规章推理 >、MBRmodelbased reasoning,模式推理 >的专家系统技术的讨论；由于这些传统的专家系统是基于模型化驱动的 基于模型的诊断方法使用诊断对象的结构、行为和功能模型等深学问进行诊断推理 >,在模型的构建、信息的猎取、信息的处理方面存在严峻不足,有一些难以克服的缺点 ,如系统领域学问的规章提取困难；规章库、模式库的创建和治理复杂艰难；推理过程中规章与模式难以精确选取等；整个汽车故障诊断系统主要由学问库、故障案例库、征兆数据库和推理系统构成；其中主要部分的内容和功能描述如下:4.1.1 学问库；问题求解的学问、体会的集合 ,主要由专家供应 ,包括汽车故障的分类信息及不同种类故障需要的各种关键特点属性及其权值,并以此构建故障案例库和征兆数据库；4.1.2 故障案例库；由用户依据汽车故障日志和修理日志等历史数据填写的关于汽车故障的各种信息 ,是储备案例和产生新案例的仓库 ,为新问题的解决供应参考依据；4.1.3 征兆数据库；汽车发生故障时经过数据采集的故障征兆数据信息 ,是指故障发生的潜在特点 ,即故障发生时汽车运行状态发生的变化 ,通常是故障发生时以汽车运行状态参数表示的特点属性；4.1.4 推理系统；整个系统的核心 ,由案例检索、匹配 ,案例调整、学习组成；它打算了诊断效率的高低以及对学问处理的高低,实现从已有的案例集中找到与当前故障问题最为相像的案例 ,并供应相应的解决方案 即故障修理方案 >；同时不断猎取新学问和改进旧学问 ,生成新的修理方案 ,并按肯定的储备策略添加到案例库中；这样 ,通过不断地学习新案例和修改案例库中的旧案例,使案例库得到扩充和完善；4.2 故障树分析法故障树分析法 FTAFaultTreeAnalysis>是一种将系统故障形成缘由按树枝状逐级细化的图形演绎方法，是60岁月进展起来的用于大系统牢靠性、安全性分析和风险评判的一种方法；它通过对可能造成系统故障的各种因素 包括硬件、软件、环境、人为因素等 >进行分析，画出规律框图 即故障树 >，再对系统中发生的故障大事，作由总体至部分按树枝状逐级细化的分析，并对系统在方案与初步设计阶段进行牢靠性、安全性分析，常用于系统的故障分析、猜测和诊断，找出系统的薄弱环节，以便在设计、制造和使用中实行相应的改进措施；基于故障树的诊断 ,采纳面对对象的基于故障树的框架和广义规章的混合学问表示,把整个故障树当作一个对象 ,把故障树上全部子、父结点间形成的广义规章封装在一个独立的框架内 ,如某故障树上有结点反常 ,就启动与该故障树对应的框架,诊断时只把该框架内的广义规章调入内存,提高了诊断速度 .此外,该方法仍可诊断多故障 ,由于在推理过程中采纳反向遍历搜寻 ,可找出全部故障及可能故障欢迎下载精品学习资源的部件.对可能故障的部件 ,依据其与顶大事形成的通路的权值的大小进行排序, 权值最大的元素其优先级最高 ,有利于诊断信息不足条件下的对故障源的最优搜寻,为故障猜测和快速修理指明方向.4.3 专家系统专家系统是一种基于特定领域内大量学问与体会的智能程序系统，应用人工智能技术模拟人类专家求解问题的思维过程解决领域内的各种问题，是人工智能的一个重要分支；用于故障诊断的专家系统的基本结构主要包括以下几个组成部分，诊断学问库KnowledgeBase，简称 KB>: 用于存放领域专家的各种与汽车有关的学问，包括汽车征兆、掌握学问、体会学问、计策学问等；这些学问是由学问工程师和领域专家合作猎取到的，并通过学问猎取模块按肯定的学问表示形式存入诊断学问库中；诊断学问库是汽车故障诊断专家系统的核心；4.3.1 汽车参数库 :存放与诊断汽车有关的结构和功能参数及汽车过去运行情形的背景信息；4.3.2 征兆事实库 :存放系统推理过程中需要和产生的全部征兆事实，征兆事实是故障诊断的主要依据；4.3.3 推理机 InferenceEngine>:负责利用诊断学问库中的学问进行推理诊断，从而给出诊断结果；4.3.4说明程序 :负责回答用户提出的各种问题，它是实现专家系统透亮性的关键部分；4.3.5 故障计策程序 :能针对推理机给出的诊断结果向用户供应解决故障的计策；4.3.6 学问猎取模块 :对学问库进行治理和保护，其中包括学问的输入、修改、删除和查询等；4.3.7 人机接口模块 :用于用户、领域专家或学问工程师与诊断系统的交互作用；其负责把用户输入的信息转换为系统能够处理的内部表现形式；系统输出的内部信息也由人机接口负责转换成用户易于懂得的外部表示形式；征兆猎取学问猎取征兆猎取征兆事实库诊断学问库工作储备器说明程序猎取推理机工作储备器人机接口用户传感器信号领域专家欢迎下载精品学习资源图二 故障诊断的专家系统的基本结构故障诊断专家系统的学问是由事实和启示性学问构成；学问是专家系统的核心；专家系统的性能取决于它所拥有的学问的数量和质量；学问的猎取、表示和利用是专家系统的三个基本问题，其中学问的表示处于中心位置，是专家系统中最基本的一个问题；由于，一方面猎取的学问必需表示成某种形式，才能把学问记录下来；另一方面只有以合理的形式将学问表示出来，才能利用学问进行问题求解；而且学问表示方法的优劣直接影响到系统的学问猎取才能和学问利用率；6汽车状态修理应用实例车型： 2003年款的新捷达王 G；故障现象：怠速时有时稍微抖动，外表板发动机故障指示灯亮；故障诊断与排除步骤：5.1 由于外表板发动机故障指示灯亮，用修车王电脑诊断仪读取发动机故障码，显示仅一个故障码 00561，故障内容是混合气自适应超限；5.2 阅读发动机数据流，除氧传感器信号在 0 3,- 0 4V变化外，其它数据流均正常；5.3用汽车专用示波器测试氧传感器信号波形所示；说明氧传感器信号在01，10V之间依据肯定频率波动，工作正常；确定故障是混合气过稀引起；5.4检查发动机进气系统，发觉节气门前面的曲轴箱通风管与进气管连接处有微小裂纹，更换有裂纹软管后故障排除；该车虽然故障现象不明显，但由于具有状态修理的随车诊断监测系统，发动机电控系统有故障时，仍能通过故障指示灯报警，提示尽早进行修理；通过专业设备的综合故障诊断进行修理，从而防止混合气变稀对汽车动力、排放等性能的影响以及故障的进一步发生；7汽车状态修理技术进展趋势汽车状态修理技术在汽车修理中具有广泛的应用前景，并且技术也将更加成熟；就目前国内外关于汽车状态修理技术讨论来看，汽车状态修理技术主要在以下两个方面讨论将有较大的进展；6.1 润滑油状态监测系统润滑油在线实时监测液体状态传感器，通过对润滑油中磨粒材料的尺寸、外形、含量等进行分析，可以准时地监测发动机、自动变速器等机械磨损状况；由于润滑油中包含的磨损微粒携带着机械运动状态的大量信息；因此，对油液中磨粒的监测和分析可以判定机械故障状况，确定其剩余的工作寿命和运行潜力，预报无故障期限，做到事先预防和削减危急性故障，是汽车机械系统 故障监控的重要并且有效的方法；欢迎下载精品学习资源6.2 远程状态监测与故障诊断系统汽车远程状态监测与故障诊断系统由汽车远程状态监测与故障诊断中心、GPS、GSM通信网、移动车辆等主要部分组成；该系统使用移动网络技术对远程车辆进行实时数据采集，猎取汽车故障信息和运行状态数据同时，移动车辆与远程中心实现双向实时动态交互，最终得到诊断结果和在线修理等指导；实现汽车远程实时状态监测和故障诊断，极大地提高了汽车运行的安全性、牢靠性和修理便利性；6.3 传统方案修理的弊端方案修理主要是依据的汽车运行周期，编制汽车的大修与小修方案，贯彻预防为主的方针，做到 “到期必修、修必修好 ”，此制度的核心是 定期保护，方案修理 ”；实施汽车方案修理，具有很大的弊端；其缺乏修理针对性，造成了人力物力的铺张；一些不必要的修理反而可能增加总体故障率，导致汽车技术性能和使用寿命的下降；同时，机械式的方案修理无形中导致了修理人员思想的僵化，从业素养不高；据不完全统计，我国现有的汽车修理行业中，高级工含高级工>以上占 5，而发达国家仅高级工就占 35，存在着相当大的差距；8终止语汽车状态修理技术是随着汽车故障诊断技术的不断进展而提出的；为此， 在分析汽车传统方案修理弊端的基础上，阐述了汽车状态修理内涵；同时，分 析了状态监测、故障诊断等汽车状态修理的关键技术；并以捷达车的故障排除 为实例，对汽车状态修理技术的应用进行了分析；最终，展望了汽车状态修理技术的进展趋势；现代汽车的技术性能已变得越来越好，结构也变得越来越复杂，同时，故障诊断的难度也有了相应的增加，人们迫切需要提高系统的牢靠性、可修理性和安全性，因而有必要建立一个监控系统来监控整个系统的运行状态，不断检测系统的变化和故障信息，进而实行必要的措施，防止事故的发生；因此，汽车故障诊断技术得到快速进展，已成为科技讨论的热点之一；汽车故障诊断技术是一门综合性的技术，它涉及多门学科，如现代掌握理论、信号处理、模式识 别、运算机工程、人工智能、电子技术、应用数学、数理统计以及相关的应用学科；近年来，一些新的科学分支的显现和进展及其在设备故障诊断中的胜利应用， 为汽车故障诊断技术的进绽开拓了新的途径；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；分形几何在汽车故障诊断中的应用等；现代汽车故障诊断技术的讨论和生产应用，今后必将得到更加深化和快速的进展，在生产力进展中发挥更大作用；欢迎下载精品学习资源参考文献：【l】交通部公部司道路运输法规汇编【 G】北京：人民交通出版社 2000欢迎下载精品学习资源【2】载运工具 汽车>状态远程实时监测与故障诊断叨长沙交通学院学报20 013>： 2430【3】利用铁谱分析技术对汽车发动机状态进行监测【J】车用发动机 2001 4>：36 39【4】中国汽车修理业大百科 : 汽车类型篇：大连出版社； 1998.12【5】汽车故障诊断技术的现状与进展趋势；大路与汽运；2006.2【6】中国汽车运用与修理工程职业训练展望【J】训练与职业， 20051>：34 35欢迎下载精品学习资源致谢欢迎下载