汽车检测与诊断技术整套课件汇总完整版电子教案(全).ppt
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1、汽车检测与诊断技术2023/3/8 第一章 概论汽车检测与诊断技术汽车检测与诊断技术简介汽车检测与诊断技术基础汽车检测站第一节第二节第三节第一节汽车检测与诊断技术简介汽车检测与诊断技术:是研究汽车检测方法、检测原理、诊断理论,在汽车不解体(或仅卸下个别零部件)的条件下确定汽车技术状况及故障部位、原因的一门学科。相关术语:(1)汽车检测:确定汽车技术状况或对其工作能力的检查(2)汽车故障:汽车部分或完全丧失工作能力的现象(3)故障现象:故障的具体表现(4)故障树:表示故障因果关系的分析图(5)故障率:行驶到某里程的汽车,在该里程之后单位里程内发生故障的概率1 (6)诊断参数:供诊断使用表征汽车、
2、总成及机构技术状况的参数(7)诊断标准:对汽车诊断的方法、技术要求和限值等的统一规定(8)诊断周期:汽车诊断的间隔期(9)汽车技术状况:定量测得的表征某一时刻汽车外观和性能的参数值的总和(10)汽车检测站:从事汽车检测工作的事业性或企业性机构2023/3/82 汽车检测与诊断的目的 对汽车技术状况进行全面检查,确定汽车技术状况是否满足有关技术标准的要求及与标准相差的程度,以决定汽车是否能够继续上路行驶或采取何种措施延长汽车的使用寿命 对汽车出现的故障进行检测与诊断,通过检测与诊断查找故障的确切部位和发生的原因,从而确定排除故障的方法。汽车检测与诊断的基本方法31、人工经验诊断法 人工经验诊断法
3、是通过路试方法和对汽车或总成工作情况的观察,凭借诊断人员丰富的经验和理论知识,利用简单工具以及通过眼看、手摸、耳听等手段,边检查、边试验、边分析,进而对汽车技术状况进行定性分析或对故障部位和原因进行判断的方法 优点:不需专用仪器设备,可随时随地进行,资金投入少、诊断速度快 缺点:对诊断人员的经验依赖性强,要求诊断人员有丰富的实践经验和较高的技术水平,准确性差、无法定量分析2023/3/82、现代仪器设备诊断法 现代仪器设备诊断法是在不解体情况下,利用专用仪器和设备对汽车、总成或机构进行测试,获取汽车的各种数据,并通过对诊断参数测试值、变化特性曲线、波形等的分析判断,定量确定汽车的技术状况或确定
4、汽车故障部位和原因。优点:不解体、诊断速度快、准确性高、能定量分析 缺点:资金投入大、需要固定的检测诊断空间及基本设施3、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。汽车检测与诊断技术基础第二节1 汽车技术状况的变化规律 汽车技术状况是定量测得的表示某一时刻汽车外观和性能的参数值的总和。随着行驶里程增加,汽车技术状况逐渐变差,致使动力性、经济性和可靠性变差。汽车技术状况变化规律可分为渐发性和偶发性两种。1、汽车技术状况见渐发性变化规律 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工作时间呈单调变化,从而可用函数式表示其变化规律。其变化规律可用以下两种
5、方式描述:()次多项式 y=a0+a1 L+a2 L2+an Ln式中:汽车技术状况参数值2023/3/8 L汽车工作状况参数,即汽车行程或汽车工作时间 ao汽车技术状况的初始参数值 a1 a2 an待定系数 在实际应用时,n次多项式中一般取第一至第四项,其计算精度已足够。()幂函数 y=a0+a1 Lb式中:a1 b确定汽车技术状况变化程度的系数。对于主要因零件磨损所引起的汽车技术状况参数的变化规律,可用幂函数加以描述。例:汽车零件因磨损而导致的配合间隙变化量,冷却系统和润滑系统中沉淀物的积累值,润滑油消耗率及润滑油中机械杂质含量等。2023/3/8、汽车技术状况偶发性变化规律 偶发性变化规
6、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。2 汽车故障及形成原因汽车或总成发生故障是指其功能的丧失或性能的降低。1、汽车故障的类型1)按照故障存在时间可分为间断性故障和永久性故障 间断性故障只是在引发其发生的原因短期存在的条件下才显现,而永久性故障则只有在更换某些零部件后才能使其得以排除。例:间歇性:发动机供油系气阻;永久性:发动机拉缸2023/3/82)按照故障发生快慢可分为突发性故障和渐发性故障 突发性故障是指发生前无
7、任何征兆的故障,其特点是故障的发生有偶然性;渐发性故障则是由于零件磨损、疲劳、变形、腐蚀、老化等原因使技术状况劣化而引起的,是逐渐发展的过程,能够通过早期诊断进行预测。例:车轮掉入坑中使钢板弹簧折断具有突发性质,而汽缸磨损引起的敲缸是渐发性的。3)按照故障是否显现可分为功能故障和潜在故障 导致功能丧失或性能降低的故障为功能故障,正在逐渐发展但尚未对功能产生影响的故障属潜在故障。例:汽车前轴和传动轴出现裂纹,当未扩展到极限程度时,为潜在故障。4)按故障存在的系统可分为汽车电气故障和机械故障 现代汽车电气故障又分为数字电路故障和模拟电路故障。数字电路故障目前可方便地通过专用检测诊断设备(如汽车解码
8、器)进行高效快速的诊断,而模拟电路故障一般是借助经验或通过电路模拟得到故障征兆,然后通过测试进行确诊。2023/3/8 另外,汽车故障还可分为人为故障和自然故障。人为故障是由于使用不当造成的,而自然故障是由于自然磨损、老化等因素造成的。2、汽车故障形成的基本原因 汽车故障形成的基本原因是零件失效。零件之间相互摩擦而产生的磨损、零件与有害物质接触而产生的腐蚀、零件在交变荷载作用下产生疲劳、零件在外载、温度和残余内应力作用下发生变形、橡胶及塑料等非金属零件和电气元件因长时间使用由于材料受物理、化学和温度变化的影响而老化、由于偶然事件造成零件损伤等,这些原因使零件原有尺寸和几何形状及表面质量发生改变
9、,破坏了零件原来的配合特性和正确位置关系,从而引起汽车或总成技术状况变坏。除上述形式外,汽车零部件失效形式还有失调、烧蚀、沉积等。2023/3/83、影响汽车故障形成的因素 影响汽车故障形成或零件失效的主要因素为:工作条件恶劣、设计制造缺陷和使用维修不当三个方面。此外,外界环境(如道路、气候、季节等)和使用强度(如车速、荷载等)也是汽车故障发生和技术状况变化的影响因素。3 故障树分析方法 故障树分析法(Fault Tree Analysis,FTA)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。1、故障树的建立1)符号定义 故障和引起故障的原因统称为事件。根据事件性质的
10、不同,将事件分为四类即:故障事件、暂不分析和发生概率很小的事件、偶发性非故障事件、基本事件。事件间的关系通常有“与”和“或”两种逻辑关系。常用事件符号和事件间的逻辑关系符号见表1-1。2023/3/8符号名称含义基本事件表示初始事件,不能再分解的故障事件,即故障事件发生的根本原因非故障事件表示事件是偶尔发生的故障事件表示包括除基本事件外所有要分析的故障事件和引发故障事件的原因事件(中间事件)省略事件表示暂不分析或发生概率极小的事件“与”逻辑关系事件x1 ,x2 ,xn 同时发生,事件A才发生“或”逻辑关系事件x1 ,x2 ,xn 有一个发生,事件A就会发生2023/3/82)建立故障树 第一级
11、:顶事件,即要分析的事件,置于故障树顶端,T;第二级:一起顶事件直接原因的事件,A;依次分析,列出第三级,第四级,直到列出最基本原因 的初始事件为止,并用X表示。分析过程中,暂时不分析的事件用D表示。根据上、下级事件之间的关系,用“或”、“与”逻辑门符号连接,这样便形成了故障树。图1-2为发动机不能正常起动的故障树。3)故障树定性分析 定性分析就是分析系统出现某种故障(顶事件)有多少种可能性。4)故障树定量分析 定量分析的目的是估计故障事件(顶事件)出现的概率,以评价系统的可靠性。若基本事件x1 x2 xn间相互独立,并已知发生的概率P(xi ),则“与”连接时,事件X=x1*x2*xn的发生
12、概率为:P(X)=P(xi)“或”连接时,事件X=x1+x2+xn的发生概率为:P(X)=1-1-P(xi)2023/3/82023/3/84 汽车检测诊断参数及相关标准1、汽车诊断参数 汽车诊断参数是供诊断用的,表征汽车、总成及机构技术状况的指标。有些结构参数(如磨损量、间隙量等)可以表征机构的技术状况,但在不解体情况下直接测量汽车、总成和机构的结构参数往往受到限制。因此,在检测诊断汽车技术状况时,需要采用与结构参数有关而又能表征技术状况的间接指标(量),该间接指标(量)称为诊断参数。2、诊断参数的分类1)工作过程参数 指汽车、总成及机构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
13、或总成功能的参数,往往能表征诊断对象工作过程中总的技术状况。适合于总体诊断。2)伴随过程参数 指伴随汽车、总成或机构工作过程间接出现的一些可测量的参数,如振动、噪声、异响、过热等。2023/3/83)几何尺寸参数 几何尺寸参数是诊断对象具体状态的表征能反映诊断对象的具体结构要素是否满足要求,可反映汽车总成及机构中配合零件之间或独立零件的技术状况。例如,配合间隙、自由行程、圆度、圆柱度、端面圆跳动、径向圆跳动、车轮定位参数等。汽车常用诊断参数见表1-2。汽车常用诊断参数表 表1-2诊断对象诊断参数诊断对象 诊断参数汽车整车最高车速(km/h)最大爬坡度(%)加速时间(s)驱动轮输出功率(kW)驱
14、动轮驱动力(N)汽车燃油消耗量(L/1OOkm)侧倾稳定角()汽油机供给系统空燃比过量空气系数电喷发动机喷油器的喷油量(mL)电喷发动机各缸喷油不均匀度()电动汽油泵泵油压力(kPa)喷射系统压力(kPa)喷射系统保持压力(kPa)喷射时间(ms)2023/3/8诊断对象诊断参数诊断对象诊断参数发动机总体额定转速(r/min)额定功率(kW)最大转矩(N*m)最大转矩的转速(r/min)怠速转速(r/min)燃油消耗率(g/Kw*h)单缸断火(油)时功率下降率()发动机HC、CO、NOx浓度排放量发动机微粒()排放率(g/m3、g/km)柴油机烟度 值和光吸收系数K(m-1 )柴油机供给系统输
15、油泵输油压力(kPa)喷油泵高压油管最高压力(kPa)喷油泵高压油管残余压力(kPa)喷油器针阀开启压力(kPa)喷油器针阀关闭压力(kPa)喷油器针阀升程(mm)各缸供油不均匀度()供油提前角()各缸供油间隔()每一工作循环供油量(mL/工作循环)曲柄连杆机构汽缸压力(MPa)汽缸间隙(mm)曲轴箱窜气量(L/min)汽缸漏气量(kPa)汽缸漏气率()进气管真空度(kPa)进气管压力(kPa)传动系统传动系游动角度()传动系机械传动效率()滑行距离(m)2023/3/8诊断对象诊断参数诊断对象诊断参数配气机构气门间隙(mm)凸轮轴转角()配气相位()制动系统制动距离(m)地面制动力(N)左右
16、车轮制动力差值(N)制动阻滞力(N)制动协调时间(s)驻车制动力(N)充分发出的平均减速度(m/s2)产生最大制动力时的踏板力(N)制动完全释放时间(s)汽车制动滑移率()点火系统蓄电池电压(V)初级电路电压(V)次级电路电压(V)各缸点火电压(kV)各缸短路点火电压(kV)各缸断路点火电压(kV)电子点火器闭合角()各缸点火波形重叠角()点火提前角()火花塞电极间隙(mm)电容器容量(F)转向系统转向盘自由转动量()转向盘操纵力(N)最小转弯直径(m)转向轮最大转角()2023/3/8诊断对象诊断参数诊断对象诊断参数润滑系统机油压力(kPa)机油温度()机油理化性能指标变化量清净性系数变化量
17、机油污染指数介电常数变化量金属微粒的体积分数()机油消耗量(L/100km)行驶系统车轮侧滑量(m/km)车轮静不平衡量(g)车轮动不平衡量(g)车轮径向圆跳动量(mm)车轮横向圆跳动量(mm)冷却系统冷却液温度()散热器冷却液入口与出口温差()风扇传动带张力(N/mm)风扇离合器接合、断开时的温度()电动风扇开启、停转时的温度()节温器主阀门开始开启和全开时的温度()节温器主阀门全开时的升程(mm)其他前照灯光发光强度(cd)光轴偏移量(mm)车速表指示误差喇叭声级(A 声级)(dB)客车车内噪声级(A 声级)(dB)驾驶员耳旁噪声级(A 声级)(dB)2023/3/83、诊断参数的特征与选
18、择 为了保证诊断结果的可信性和准确性,其诊断参数应满足以下原则或特性。1)灵敏性 灵敏性通常用诊断参数的灵敏度来表示。灵敏度指诊断参数相对于诊断对象技术状况的变化率:Kt=dT/dy式中:Kt诊断参数灵敏度;dy技术状况微小变化量;dT诊断参数T相对于dy 的变化量。Kt值越大,表明诊断参数的灵敏性越好,优先选择Kt值高的诊断参数可以提高汽车诊断的可靠性。2)单值性 2023/3/8单值性是指在诊断对象技术状况变化的过程中,诊断参数 与技术状况参数 具有一一对应关系,即诊断参数没有极值:dT/dy 否则,将出现同一诊断参数值对应不同的技术状况,或同一技术状况对应不同的诊断参数值,导致无法对诊断
19、对象的技术状况进行判断。3)稳定性 稳定性是指在相同的测试条件下多次测得同一诊断参数的测量值具有良好的一致性。诊断参数的稳定性越好,其测量的离散度(方差)越小。因此,诊断参数的稳定性可用均方差来衡量:2023/3/8式中:()诊断参数测量值的均方差;Ti()诊断参数的第 次测量值i 1,2,n;()诊断参数的 次测量值的平均值;测量次数。4)信息性 信息性是指诊断参数对汽车技术状况包含的信息量,表明通过测量所能获得的信息数量及其诊断的可靠程度,诊断参数的信息性越强,则诊断结论越可靠。诊断信息性强弱可以表示为:式中:I(T)诊断参数 的信息性 T1无故障时诊断参数 的平均值;T2有故障时诊断参数
20、 的平均值;2023/3/8 1无故障时诊断参数 的均方差;2有故障时诊断参数 的均方差。I(T)越大,说明诊断参数的信息性越好,越能表明汽车技术状况的特征,其诊断结果越可靠。5)经济性 经济性是指所确定的诊断参数在用于实际诊断时,其投资费用的多少。6)方便性 方便性是指所确定的诊断参数用于实际诊断时,其操作使用的方便程度。4、汽车检测诊断标准 汽车诊断标准是对汽车诊断的方法、技术要求和限制的统一要求。汽车诊断标准分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准。2023/3/85 汽车检测诊断周期的确定1、确定诊断周期应考虑的因素 (1)零件或总成故障率的差异;(2)不同总成或系统的重要性差异;(
21、3)车辆技术状况的差异;(4)车辆使用条件的差异。2、诊断周期的计算确定 理想的诊断周期应符合技术与经济相结合原则,保证车辆完好率最高而消耗的费用最少。分析表明,实现汽车单位费用最少和技术完好率最高,二者是一致的。设()为诊断周期 时检测诊断和维修费用的数学期望,()为诊断周期 时汽车或机构工作时间的数学期望,则最佳诊断周期应满足:整理上式,可以得到最佳诊断周期的一般公式:2023/3/8式中:F()诊断周期内 不发生故障的概率;F()诊断周期内 发生故障的概率;F(L)诊断参数达到极限标准值时的概率分布密度;Cz完成计划检测诊断和维护的费用;Cx完成计划外小修的费用;所求的最佳诊断周期。最佳
22、诊断周期的计算较为烦琐,为方便起见,可用图解法确定最佳诊断周期。图解时,需引入一个最佳系数t /L即最佳诊断周期 与故障间平均行程L的比值。在正常使用期内,汽车的失效形式服从指数函数分布规律。此时其最佳系数t 与费用比Cz/Cx的关系曲线如图1-4所示。从图中可以看出,随Cz/Cx增加,t逐渐增加,使得 向故障间平均行程L靠近。这说明检测诊断和维护费用增加时,能有效地抑制故障发生。因此,可以延长检测诊断周期。2023/3/8图1-4 指数函数分布规律时最佳系数与费用比的关系曲线 利用大量的统计资料,根据图1-4所示曲线可图解出最佳诊断周期。首先从统计资料中得到费用比值Cz/Cx ,然后从图中得
23、到对应的最佳系数t值,再由 t/确定最佳诊断周期其中 为单位里程(时间)内发生故障的比率。例如:已知Cz/Cx =0.40,=10-4 km-1,从图中可查到t=0.80,则最佳诊断周期为:t/0.80/10-4=8000km。2023/3/8汽车检测站第三节1、汽车检测站的类型 汽车检测站采用现代检测设备和方法,检测汽车各种参数、诊断汽车可能出现的故障为全面、准确评价汽车的使用性能和技术状况提供可靠的依据。汽车检测站按不同分类方法,可以分为多种类型。按照服务功能,汽车检测站可分为安全检测站、环保检测站、维修检测站和综合检测站;根据检测站的规模可分为大、中、小三种类型;按检测线的自动化程度可分
24、为手动式、全自动式和半自动式三种类型。2、汽车检测站检测流程和工位布置1)综合检测站的检测内容 汽车检测站由检测车间、业务大厅、停车场、试车道路及辅助设施等组成。综合检测站各检测类别的检测项目见表1-3,各项目的检测参数见表1-4。2023/3/8汽车综合检测站检测项目 表1-3检测类别检测项目综合性能检测发动机性能、汽车动力性能、行车制动性能、驻车制动性能、前照灯特性、车速表、车轮定位、车轮动平衡、转向性能、侧滑量、排放污染物含量、噪声、轴荷、客车防雨密封性、悬架特性、可靠性、外观等安全环保性能检测制动性能、前照灯特性、车速表、侧滑量、排放污染物含量、噪声、轴荷、可靠性、外观等修理质量检测发
25、动机性能、制动性能、前照灯特性、车速表、车轮定位、转向性能、侧滑量、排放污染物含量、轴荷、客车防雨密封性、可靠性、外观等二级维护竣工检测发动机性能、制动性能、车轮定位、转向性能、车轮动平衡、侧滑量、排放污染物含量、轴荷、外观等委托检测委托检测项目由用户指定,可以是检测线上的任何检测项目,也可以是路试检测项目2023/3/8汽车综合性能检测参数 表1-4检测项目检测参数发动机性能发动机无负荷功率、怠速转速、汽缸压力、启动电压、启动电流、蓄电池内阻、稳定电压、柴油机供油压力、喷油压力、针阀开启压力、燃油雾化质量、汽油点火提前角、配气相位、断电器触点闭合角、多缸点火波形重叠角、点火电压、单缸断火转速
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