探讨现在汽车维修诊断方法的l论文.pdf

-郑州电子信息职业技术学院 毕 业 论 文 课题名称：汽车四轮定位的探讨 作 者：胡清杰 学 号：0803130131 系 别：汽车工程系 专 业：汽车检测与维修技术 指导教师：2010 年-目 录 摘要2 第一章 绪论3 第二章现代汽车诊断维修方法的特点3 2.1 逻辑思维与形象思维4 2.2 定性分析与定量分析5 第三章 综合诊断技术6 第四章 数据分析7 第五章 数据分析方法8 第六章 数据分析的一般步骤11 结束语12 参考文献13 -摘要 论文名称：现在汽车维修诊断方法的探讨 现代汽车工业已经进入成熟的发展阶段，世界各大汽车制造商为进一步地争夺汽车销售市场，不断加强开发投资力度，试图以提高汽车安全性、降低能耗、改善舒适性和增加功能等来推动汽车工业向高附加值方向发展，其最重要的标志就是汽车产品的机电一体化。当大量采用电子元件及其计算机控制技术后，汽车产品的质量、安全性和排放性得到了提高。同时，当汽车出现故障时，也毫无疑问地带来了故障诊断复杂化等新问题。当涉及到汽车故障诊断问题时，除了各控制系统之间的相互联系与协调之外，对车内诊断系统和非车载诊断系统之间的相互协调也提出了更高的要求。由于近十几年汽车电子技术的飞速发展，使得修理工作发生了极大的变化，已不可能再像以前那样仅靠看、听、摸及经验即可完成修理作业。面对曰益复杂的故障，我们必须掌握一定的理论基础，依靠相应的检测仪器和检测手段，根据详尽的技术资料(各种技术数据和电路图等)，加上人的正确思维判断才可能正确地完成修理作业。关键词：现在 维修 故障 诊断 -第一章 绪 论 20 世纪 90 年代是我国汽车维修业发展历程中一个剧烈的变革时期，是我国传统汽车维修技术与现代汽车维修技术的分水岭。导致这场变革的主要原因是微型计算机在汽车控制领域上的广泛应用。微机控制在汽车上的应用，彻底改变了汽车维修技术的现状，对传统汽车维修技术中故障分析的方法提出了严峻的挑战，开创了全新的汽车维修理念。传统汽车维修技术是以单纯机械修理工艺为基础的手工操作技能，其技术延续的方式主要以师徒相传为主，其工艺特征主要表现为手工工具的应用，因而传统汽车维修从其本质上讲只能称为手艺，而不是技术。现代汽车维修是以综合检测维修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，已成为现代汽车维修技术中的重要环节。故障诊断使汽车维修从比较简单的体力劳动过程向较为复杂的脑力劳动过程转化。汽车维修中诊断与修理的分立使得汽车维修技术队伍形成“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。现代汽车维修技术已经发展成为以故障诊断为核心的综合检测分析技术。其技术特征主要表现为现代汽车诊断设备的应用，因而现代汽车诊断维修已经成为一门真正的故障诊断技术，它是以汽车故障学和汽车诊断学为基础、以汽车诊断设备为硬件、以汽车医生为软件的应用工程技术。第二章 现代汽车诊断维修方法的特点 传统汽车诊断维修技术与现代汽车诊断维修技术的根本区别在于故障分析中思维方式的不同。传统汽车诊断维修的分析方法以形象思维为特征，而现代汽车诊断维修的分析方法则以逻辑思维为特征。传统汽车维修中经验判断的成份所占比重很大。一些修理技术人员遇到上述故障时往往是按照自己的经验直接找到某一点，而不是按照步骤顺序逐一检查。这样可能造成找出故障的随机性很大，诊断过程缺乏严密的科学性，因而传统汽车维修技术是应用形象思维方法而构架起来的经验体系。-如果故障发生在一台电脑控制的自动变速器上，那么诊断方法就完全不同。液力自动变速器是机电液一体化控制的复杂装置，对电子控制液力自动变速器的故障诊断必须按照严密的诊断步骤来进行，其分析方法采用了严格的逻辑思维的方式。对于由机、电、液三个部分组成的电子控制液力自动变速器的故障诊断思路，体现了由浅入深、由简到繁、由表及里、由因至果的原则。而电子控制液力自动变速器的故障诊断中，不仅体现出传统汽车维修故障诊断中形象思维与现代汽车维修故障诊断中逻辑思维的差异，同时还体现出传统汽车维修故障诊断中定性分析与现代汽车维修故障诊断中定量分析的区别。这两个特征是现代汽车诊断维修技术与传统汽车诊断维修技术最本质的区别。2.1 逻辑思维与形象思维 手动变速器诊断步骤与电子控制液力自动变速器诊断步骤是不同的，传统汽车维修进行手动变速器修理时采用形象思维的方法查找故障，而现代汽车维修进行电子控制自动变速器修理时采用了逻辑思维的方法查找故障。前者的“形象”指的是机件间的“形位公差”关系，形象思维是基于这种关系的思维方法；而后者的“逻辑”指的是诊断步骤间的“辩证逻辑”关系，诊断步骤是依据严格的诊断思路制定的，诊断思路又是根据机、电、液三者之间的控制逻辑关系以及各部分的安装位置而确定的，因此诊断步骤具有严密的科学性，它是现代汽车维修技术在电子控制液力自动变速器的故障诊断中必须遵循的正确方法。由于当前有许多汽车维修技术人员习惯于用传统汽车维修的方法去检修现代电子控制液力自动变速器，造成电子控制液力自动变速器的故障诊断与修理成为目前我国汽车维修行业的一个新的“技术难点”。这个问题是由于思维方式不同引起的技术问题，这也正好说明了思维方式对现代汽车维修技术的重要影响。在电子控制液力自动变速器故障诊断流程表中有两个关键点：一个是手动换挡试验，它是电控系统故障与机械液压系统故障的诊断分界点，通过手动换挡试验我们可以将电控系统故障与机械液压系统故障分离开；另一个是油压分析，它是机械齿轮变速系统故障与液压控制系统故障的分界点，通过油压分析我们可以进一步将机械系统与液压系统的故障区分开来，通过这两个试验分析就实现了将一个整体的故障分解成几个部分故障的分离，这体现出现代汽车维修诊断技术中运用逻辑思维方法将整体问题分解成局部问题的具体步骤，它将一个复杂问题变得简单化。电子控制液力自动变速器故障诊断的流程，反映出在分析电子控制液力自动变速器故障时所必须遵循的严密的逻辑关系。-2.2 定性分析与定量分析 现代汽车维修技术与传统汽车维修技术的另一个重要的区别在于诊断过程中的分析方法是采用定量分析还是定性分析。传统汽车维修通常采用定性分析的方法进行故障检查，这是由于早期汽车技术的科技含量较低，当发生故障时只需要对故障的特征做出定性的分析就可以进行修理了。例如前面所讲的手动变速器脱挡故障，只要经过试车验证确实是发生了脱挡，就可以按照步骤进行解体检查了。在解体检查中主要的方法是通过观察机件的形位关系来分析故障点，并不需要严格的定量分析就可以找出故障发生的部位了，这就是传统汽车维修在故障诊断中的定性分析。现代汽车维修基本上采用定量分析的方法进行故障诊断。这是因为现代汽车技术的科技含量越来越高，结构也越来越复杂，特别是计算机控制技术在汽车中的应用使得汽车故障诊断的涉及范围越来越宽，汽车故障诊断已经发展成为机械、热工、电子、液压等多学科交叉应用领域。因此在进行汽车故障诊断中必须对各个不同检测项目进行严格精确的定量分析才能准确发现故障点。综上所述，现代汽车维修技术与传统汽车维修技术最重要的区别就在于思维方法的不同。由于汽车技术的发展导致了汽车维修技术的变革，而这个变革表面上看仅仅是技术水准上的变化，但实质上它却是汽车维修技术的思维方式的变化。当前有许多汽车维修技术人员面对汽车新技术感到束手无策，他们更多地认为仅仅是对新技术了解不够，所以他们觉得只要学会了汽车新技术就可以解决问题了。但当他们学习了汽车新技术后发现：他们仍然无法对现代汽车所发生的故障做出准确而又令人信服的判断，他们也不知道问题出在哪里，其实这是因为思维方式不对。第三章 综合诊断技术 诊断是指对某个或某几个故障症状通过一定手段的检测从而做出正确判断的过程。而综合诊断技术则是指对复杂的故障症状，利用一切可能的和必要的检测手段进行检测，并通过对其检测的结果(包括各种数据参数)进行由此及彼，由表及里，由浅人深，去伪存真的认真分析，从而得出尽可能符合实际的判断并在进一步的拆解和修理中不断验证和修正原判断直至真正排除故障的全过程。-对汽车故障的诊断和修理其实从汽车诞生时也就同时产生了，并且伴随着汽车的发展，诊断方式、诊断手段以及用于诊断的仪器设备也在不断发展。特别是从 20 世纪 70 年代后期，由于世界各国控制排放污染物法规的曰益严格和对燃油经济性要求的不断提高，加上电子技术的发展和在汽车上的大量应用，使诊断方式、诊断手段以及用于诊断的仪器设备发生了根本性的变化。而且由于控制技术向综合性和集成化的发展(如为使各控制系统能够共享某些信号数据，有些厂家采用加大集成化，像将发动机控制与自动变速器控制做成一体，即 PCM，有些厂家则采用 CAN 系统即计算机区域网络平台，凡与此 CAN 相接的控制系统均可共享其间的信号数据，从而提高了控制速度和可靠性，同时也大大减少了使用的线路和器件)，使得诊断方式和内容也曰益向综合性发展。在最早期的发动机控制系统中，用于发动机控制的计算机(或称电脑)只能对发动机的运行进行较为简单的控制，而且也没有自我检测的能力。当然也不可能向维修人员提供任何有益的提示，维修人员只能依靠万用表对电脑接口各线路的电压、电阻或电流进行测试，再将测试的结果与设定值进行比较，从而做出判断。这无疑给维修带来了许多困难。因此再开发的控制电脑增加了简单的自我检测的功能，即在控制发动机运行的同时，检测各个输入和输出信号，当发现在标定时所设定的故障现象，如开路、断路、电位的变化不正确或某些信号不合理时，将设定相应的故障码(即以一定的代码表示相应的信号故障)。在某些车型上同时还会点亮故障指示灯，以提示驾驶人员控制系统检查到故障，应尽快进厂维修(但有些车型没有故障指示灯)。在对这些车型进行维修时，检测人员可利用相应仪器或一定触发方式读取电脑所存储的故障码，从而为维修作业提供了进一步检查的方向。但由于此时的电脑也只能向维修人员提供故障码，因此在其后开发的电脑除了上述功能外逐渐采用了数据流概念。即利用仪器可从该数据流中读取故障码、运行的数据参数和执行双向指令(即通过仪器可向控制系统发出指令，驱动某些器件工作以便动态地检查这些器件，如喷油器和电磁阀的好坏以及向电脑写入某些控制所需的设定值)。以上这几代系统被统称为 OBDI 系统。在 1994 至 1995 年，美国汽车工程师协会(SAE)为进一步推行更加严格的排放法规和加强 IM(检查维护)制度，要求从 1996 年起，所有在美国生产的汽车和所有进口到美国的其他各国生产的汽车均需采用 OBD系统。这就是我们所说的第 2 代随车诊断系统。在该系统中，SAE 对诊断口的位置、诊断口的样式和插脚、故障码的编排和分-类以及 7 个诊断模式做了详细的规定。该系统目前已被世界上绝大多数汽车生产厂家所采用。第四章 数据分析 数据参数分析是诊断电子控制系统故障的重要方法之一。数据参数是控制电脑对所控制的系统正运行的控制状态的数量表现形式。数据参数分析是运用各种测试手段对控制系统的各类相关数据参数进行综合分析的过程。数据参数分析在测量结果显示方式上可分为数值显示和波形显示两种方式，在测量手段上又可以分为电脑通讯式测量和电路在线式测量以及元件模拟式测量三种。4.1 显示方式 数值显示是对控制电脑串行数据参数的数字表示方式，它对开关量(或称为数字量或非连续性)参数可以精确地描述出状态的变化，但是对模拟量参数特别是高速变化的模拟量因串行输出的原因，只能间断地反映出某个数据参数值的变化，特别是当串行数据较多而刷新速率较慢时。波形显示是对数据参数的连续性图形表示方式，它对开关量和模拟量参数都可以精确描述，特别是对高速变化的模拟量可以准确形象地描述变化过程的全貌，有利于捕捉突变的信号变化(故障)。4.2 测量手段 数据参数的测量手段是获取数据值的具体途径，常见的方式有电脑通讯式、电路在线测量式和元件模拟式三种。4.2.1 电脑通讯式 电脑通讯方式是通过控制系统在诊断插座中的数据通讯线将控制电脑的实时数据参数以串行的方式传送给诊断仪。之所以称其为数据流是因为数据的传输是像队伍排队一样一个一个通过通讯线流向诊断仪。在数据流中包括故障码的信息、控制电脑的实时运行参数、控制电脑与诊断仪之间的相互控制指令。诊断仪在接受到这些信号数据后，按照预定的通讯协议将其显示为相应的文字和数码，以使维修人员观察系统现在的运行状态并分析这些内容，发现其中不合理或不正确的信息，进行故障的诊断。电脑诊断仪有两种，一种称为扫描仪(scan tool)，另一种称为专用诊断仪。4.2.2 在线测量方式-电路在线式测量是通过对控制电脑电路的在线检测(主要指电脑的外部连接电路)，将控制电脑各输入、输出端的电信号直接传送给电路分析仪的测量方式。电路分析仪器有两种，一种是汽车万用表，另一种是汽车示波器。4.2.3 元器件模拟方式 元件模拟式测量是通过信号模拟器替代传感器向控制电脑输传送模拟的传感器信号，并对控制电脑的响应参数进行分析比较的测量方式。信号模拟器有两种，一种是单路信号模拟器，另一种是同步信号模拟器。第五章 数据分析方法 数据分析方法有以下几种方法，即数值分析法、时间分析法、因果分析法、关联分析法、比较分析法等。5.1 数值分析法 数值分析是对数据的数值变化规律和数值变化范围的分析。即数值的变化，如转速、车速、电脑读值与实际值的差异等。在控制系统运行时，控制模块将以一定的时间间隔不断接收各个传感器的输入信号和向各个执行器发出控制指令，对某些执行器的工作状态还根据相应传感器的反馈信号再加以修正。我们可通过诊断仪器读取这些信号参数的数值加以分析。如系统电压，在发动机未起动时，其值应约为当时的蓄电池电压，在起动后应约等于该车充电系统的电压，若出现不正常的数值，表示充电系统或发动机控制系统可能出现故障(因有些车型的充电系统是由发动机控制电脑控制的)，有时甚至是电脑内部的电源部分出现故障。又如在进行 ABS 系统的测试时，应注意观察四轮的轮速信号值(对四轮 ABS 系统)，在未施加制动时，四轮轮速在正常情况下应基本一致(除非四个轮在某一时刻行驶在不同附着系数的路面上)，在施加制动但 AB$功能尚未起作用时，四轮轮速会出现不一致，而一旦ABS 功能起作用，四轮轮速将趋于一致，否则表示制动系统或控制系统可能存在故障。在某些前驱动的车型上，若因半轴外鼠笼损坏更换时，可能未对新鼠笼上的 ABS 信号发生器齿环的齿数和齿环直径进行测量，安装后轮速信号始终错误，ABS 故障灯将点亮，故障码提示轮速错误，但在观察时又有轮速信号，这时应注意各个轮速信号的频率或电压，在有些系统中可直接读到轮速值。-对于发动机不能起动(起动系统正常)的情况，应注意观察发动机转速信号(用诊断仪)，因大多数发动机控制系统在对发动机进行控制时都必须知道发动机的转速(取信号的方式各车型会不同)，否则将无法确定发动机是否在转动，当然也无法计算进气量和进行点火及喷油的控制。又如某些车型冷却风扇的控制不是采用安装在散热器上的温控开关，而是发动机控制电脑接收冷却液温度传感器的电压信号，判断冷却液的温度变化，当达到规定的温度点时，电脑将控制风扇继电器接通，使风扇工作。如一辆克莱斯勒汽车，发动机起动时间不长，冷却风扇即工作，此时凭手感只有 4050，有的人因无法找到真正的故障原因，只得改动风扇的控制电路，用一个手动开关人工控制。根据该车的电路图，可确定该车的风扇是由电脑控制的，故接上检测仪，没有故障码存在，但在观察数据时发现，电脑读取的冷却液温度为 115。根据该车的设计，发动机电动冷却风扇的工作点为 102105，停止点为 9698。所以可以判断电脑对风扇的控制电路是正常的，问题在于电脑得到的温度信号是不正确的，这可能是由于冷却液温度传感器、线束接头或电脑本身有故障。经检查发现传感器的阻值不正确，更换后一切正常。该车在故障码的设定中，只规定了开路(读值一般为-35以上)和短路(读值一般为 120以上)状态，并不能判断传感器温度值是否反映实际温度值，当然也就无法给出故障码了。从此例中可看出，应注意测量值和实际值的关系，对一个确定的物理量，不论是通过诊断仪或直接测量得到的值与实际值应差异不大(因测量手段不同)，否则就可能是测量值有问题了。5.2 时间分析法 时间分析是对数据变化的频率和变化周期的分析。电脑在分析某些数据参数时，不仅要考虑传感器的数值，而且要判断其响应的速率，以获得最佳的控制效果。如氧传感器的信号，不仅要求有信号电压和电压的变化，而且信号电压的变化频率在一定时间内要超过一定的次数(如某些车要求大于 610 次10s)，当小于此值时，就会产生故障码，表示氧传感器响应过慢。有了故障码的故障是比较好解决的。但当次数并未超过限定值，而又已经反应迟缓时，并不会产生故障码。此时如仔细体会，可能会感到一些故障症状。我们应接上仪器观察氧传感器的数据(包括信号电压和在 0.45V 上下的变化状态以判断传感器的好坏)。5.3 因果分析法 因果分析是对相互联系的数据间响应情况和相应速度的分析。-在各个系统的控制中，许多参数之间是有因果关系的。如电脑得到一个输入，肯定要根据此输入给出下一个输出。在认为某个过程有问题时，可以将这些参数连贯起来观察，以判断故障出现在何处。在自动空调系统中，通常当按下空调选择开关后，该开关并不是直接接通空调压缩机离合器，而是该开关信号作为空调请求或空调选择信号被传送给发动机控制电脑，发动机电脑接收到此信号后，检查是否已满足设定的条件，若满足，就会向压缩机继电器发出控制指令，接通继电器，使压缩机工作。所以当空调不工作时，可观察在按下空调开关后，空调请求(选择)、空调允许、空调继电器等参数的状态变化，以判断故障点。5.4 关联分析法 关联分析是对互为关联的数据间存在的比例关系和对应关系的分析(指几个参数之间的逻辑关系)。电脑有时对故障的判断是根据几个相关传感器信号的比较，当发现它们之间的关系不合理时，会给出一个或几个故障码，或指出某个信号不合理。此时一定不要轻易地断定是该传感器不良，而要根据它们之间的相互关系作进一步的检测，以得到正确的结论。5.5 比较分析法 比较分析是对相同车种及系统在相同条件下的相同数据组进行的对比分析。在很多时候，我们没有足够的技术资料和详尽的标准数据，无法很准确地断定某个器件的好坏。此时可与同类车型或同类系统的数据加以比较。当然在修理中，很多人会使用替换实验进行判断，这也是一种简单的方法，但在进行时，注意应首先做一定的基本诊断，在基本确定故障趋势后，再替换被怀疑有问题的器件，不可一上来就换这换那，其结果可能是换了所有的器件，仍未发现问题。再一个要注意的是用于替换的器件一定要确认是良好的，而不一定是新的，因新的未必是良好的。这是做替换实验的基本准则。第六章 数据分析的一般步骤 6.1 有故障码时 在进行故障码分析并确认有故障码存在时，可以直接找出与该故障码相关的各组数据进行分析，并根据故障码设定的条件分析故障码产生的原因，进而对数据的数值及波形进行分析，找出故障点。6.2 无故障码时-故障码分析后确认无故障码存在时，从故障现象人手，根据控制系统的工作原理和结构，推断相关数据参数，再用数据分析的方法对相关数据参数进行观察和全面分析。在进行数据分析时，常常需要知道所修车系统的基本原理和结构、基本的控制参数及其在不同工况条件下的正确读值，并经过认真的分析，才有可能得出准确的判断。-结束语 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可靠性、可维修性和安全性，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，进而采取必要的措施，防止事故的发生。因此，汽车故障诊断技术得到迅速发展，已成为科技研究的热点之一。汽车故障诊断技术是一门综合性的技术，它涉及多门学科，如现代控制理论、信号处理、模式识别、计算机工程、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；分形几何在汽车故障诊断中的应用等。随着计算机、电子、汽车等高新技术的发展，汽车故障诊断技术发展会非常迅速，将朝着网络化、多功能化、智能化和专家系统化发展的方向迈进，以微机及其网络为平台组织并综合集成各种专用分析仪器，资源共享。现代汽车故障诊断技术的研究和生产应用，今后必将得到更加深入和迅速的发展，在生产力发展中发挥更大作用。-参考文献 1 中国汽车维修业大百科:汽车类型篇大连出版社；1998.12 2 汽车运用工程北京：人民交通出版社；2004.6 3 汽车事故工程北京：人民交通出版社；2004.6 4 自达轿车修理手册机械工业出版社，1999 5 故汽车修理评估高等教育出版社2004.1 6 代汽车故障诊断技术的探讨 交通科技，2002，(4).7 海泉汽车故障诊断与检测技术北京：人民交通出版社，2004