汽车故障诊断分析方法研究优秀PPT.ppt
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1、汽车故障诊断分析方法探讨汽车故障诊断分析方法探讨1 汽车机械故障诊断汽车机械故障诊断2 汽车电器与电子限制系统故障诊断汽车电器与电子限制系统故障诊断3 汽车困难故障诊断分析方法汽车困难故障诊断分析方法汽车机械故障诊断汽车机械故障诊断11 汽车机械故障的特点汽车机械故障的特点12 汽车机械故障诊断参数汽车机械故障诊断参数13 汽车机械故障诊断信息获得汽车机械故障诊断信息获得1.4 汽车机械故障分析方法汽车机械故障分析方法11 汽车机械故障的特点汽车机械故障的特点汽车机械系统的故障具有如下特点:汽车机械系统的故障具有如下特点:机械运行过程是动态过程,就其本质而言是随机机械运行过程是动态过程,就其本
2、质而言是随机过程。机械系统不同时刻视察的数据通常是不重过程。机械系统不同时刻视察的数据通常是不重复的,不同时刻视察值不一样,只能从统计意义复的,不同时刻视察值不一样,只能从统计意义上比较它们的差异。上比较它们的差异。从系统特性上看,汽车机械系统故障除了如连续从系统特性上看,汽车机械系统故障除了如连续性、离散性、间歇性、缓变性、突发性、随机性、性、离散性、间歇性、缓变性、突发性、随机性、趋势性和模糊性等一般特性外,零部件间相互耦趋势性和模糊性等一般特性外,零部件间相互耦合,确定了汽车各总成故障的多层次性,一种故合,确定了汽车各总成故障的多层次性,一种故障由多层次故障缘由所构成。故障现象与故障缘障
3、由多层次故障缘由所构成。故障现象与故障缘由之间没有一一对应关系,很难从一个侧面或某由之间没有一一对应关系,很难从一个侧面或某个检测信息的分析结果作出正确的决策。个检测信息的分析结果作出正确的决策。12 汽车机械故障诊断参数汽车机械故障诊断参数(1)状态参数与结构参数的关系状态参数与结构参数的关系 渐增曲线。状态参数随结构参数增大而增渐增曲线。状态参数随结构参数增大而增大;大;非单值变更曲线。状态参数在结构参数变非单值变更曲线。状态参数在结构参数变更允许范围内出现极值;更允许范围内出现极值;渐减曲线。状态参数随结构参数增大而减渐减曲线。状态参数随结构参数增大而减小。小。图图1 1 状态参数状态参
4、数Z Z随结构参数随结构参数Y Y的变更规律的变更规律Y1Y1、Y2Y2初始及极限结构参数初始及极限结构参数1 1、2 2、3.3.渐增曲线;渐增曲线;4.4.非单值变更曲线;非单值变更曲线;5 5、6.6.渐减曲线渐减曲线(2)汽车机械故障诊断参数的选择方法与原则汽车机械故障诊断参数的选择方法与原则w 诊断参数反映灵敏性。w 诊断参数的单值性。w 诊断参数稳定性。w 诊断参数的可达性和便利性。(3)汽车机械故障诊断参数)汽车机械故障诊断参数第一类是伴随工作过程状态参数,如热、声、振动等。其次类是由前一类状态参数派生出来的诊断参数。取这些物理量对时间的一阶或二阶导数。第三类诊断参数是几何参数,
5、如气门脚间隙、制动蹄与蹄片间隙等。(4)诊断标准)诊断标准l l确定诊断标准。l l相对诊断标准。l l 类比标准。(4)诊断标准)诊断标准l l确定诊断标准。l l相对诊断标准。l l 类比标准。它是评价结构参数变更的量化标准,现场测试时最好接受此标准 诊断参数概率密度函数分布 D1正常状态下参数分布规律;D2故障状态下参数分布规律 A-在确定误判率条件下的诊断标准值(4)诊断标准)诊断标准l l确定诊断标准。l l相对诊断标准。l l 类比标准。对某正常部件进行测试后,确定一基准值,再用一个系数乘上基准值,即得到相对标准。(4)诊断标准)诊断标准l l确定诊断标准。l l相对诊断标准。l
6、l 类比标准。通常接受类比的方法来确定。对于类似结构、类似运用条件,借鉴以往的运用阅历来确定一些不太重要零件的诊断标准。13 汽车机械故障诊断信息获得汽车机械故障诊断信息获得l l(1)干脆视察)干脆视察l l(2)磨损残余物测定法)磨损残余物测定法l l(3)温度测定法)温度测定法l l(4)压力测量法)压力测量法l l(5)振动测试法)振动测试法13 汽车机械故障诊断信息获得汽车机械故障诊断信息获得(1)干脆视察)干脆视察(2)磨损残余物测定法)磨损残余物测定法(3)温度测定法)温度测定法(4)压力测量法)压力测量法(5)振动测试法)振动测试法 通过人的感官视察和简洁器具测量获得诊断对象的
7、信息。将干脆视察的状况进行记录并存档是特别有效的手段,特殊是须要分析零部件在一段时间的变更趋势,历史的记录对于现场的推断是特别有帮助的 13 汽车机械故障诊断信息获得汽车机械故障诊断信息获得(1)干脆视察)干脆视察(2)磨损残余物测定法)磨损残余物测定法(3)温度测定法)温度测定法(4)压力测量法)压力测量法(5)振动测试法)振动测试法 第一种是干脆检查残余物,测定油膜间隙内电容或电感的变更、润滑油混浊度的变更等方法快速获得零部件失效的信息。其次种是收集残余物,推断其形态。第三种方法是油样分析,接受光谱、铁谱分析方法可以确定汽车运动机械协作副状况13 汽车机械故障诊断信息获得汽车机械故障诊断信
8、息获得(1)干脆视察)干脆视察(2)磨损残余物测定法)磨损残余物测定法(3)温度测定法)温度测定法(4)压力测量法)压力测量法(5)振动测试法)振动测试法温度的上升或降低某些机件工作状态发生变更。发动机排气管温度高可能是点火晚或混合气过浓过稀。发动机温度过高过低是冷却系故障。电路板局部温度过高可能存在短路故障。测量温度有两种方法:接触法和非接触法。13 汽车机械故障诊断信息获得汽车机械故障诊断信息获得(1)干脆视察)干脆视察(2)磨损残余物测定法)磨损残余物测定法(3)温度测定法)温度测定法(4)压力测量法)压力测量法(5)振动测试法)振动测试法 汽车各总成中须要检测的压力参数有:机油压力、发
9、动机气缸压力、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。一般的方法是将压力信号转换成电信号后,输入限制器进行处理,13 汽车机械故障诊断信息获得汽车机械故障诊断信息获得(1)干脆视察)干脆视察(2)磨损残余物测定法)磨损残余物测定法(3)温度测定法)温度测定法(4)压力测量法)压力测量法(5)振动测试法)振动测试法 汽车振动信号信息量特别丰富,全部的运动部件技术状况信息都包含在振动信号之中。只须要一只传感器,就能将其拾取。表达振动信号特性的基本参数是位移、速度、加速度、频率和相位,它们都可以作为旋转件和往复运动件的特征信号。1.4 汽车机械故障分析方法汽车机械故障分析方法 第一种
10、是理论分析方法,它主要用于分析发动机机械故障。如活塞敲缸响,活塞销子响,连杆轴承响,曲轴轴承响等。通过理论计算,可以确定某一协作副最响振动转速、最大振动部位、特征频带、最大振动相位等。其次种是振动分析方法,通过传感器测取信号进行分析。汽车发动机异响理论分析汽车发动机异响理论分析 探讨发动机异响的理论方法是计算运行轨迹。所谓运行轨迹是指运动件在运转过程中,把每一瞬时的负荷当作大小、方向已知的稳定载荷,计算运动件的平衡位置。当运动件所受的负荷变更时,便会有新的平衡位置,这样由一系列平衡位置便得出了运行轨迹。由于运动件负荷的周期变更性,这一系列平衡位置将形成封闭曲线,称之为运行轨迹曲线。(1)汽车发
11、动机异响理论分析汽车发动机异响理论分析 活塞销子响活塞销子响 活塞敲缸响活塞敲缸响 连杆轴承响连杆轴承响 曲轴轴承响曲轴轴承响活塞销子响活塞销子响正常间隙时,不论断火与否活塞销均不产生冲击,但在异样协作间隙下,活塞销运动轨迹明显变更。诊断故障时,传感器位置应设置在故障缸缸盖上,此处可感受最大冲击。诊断活塞销子异响的最佳转速应为怠速或高速。在怠速时,故障缸不工作能感受到其次次冲击,在高速时,随着间隙增大,不论故障缸工作与否,均能感受到明显二次冲击。活塞销子响最明显的二次冲击时刻为该缸作功行程上止点后120旁边。当出现异响时,若利用示波器视察,能看到此时的二次明显冲击。阅历诊断活塞销子响时,故障缸
12、不工作后异响更明显,其缘由是由于销子受力后产生的二次冲击引起的。(a a)协作间隙协作间隙0.01mm (b)0.01mm (b)协作间隙协作间隙0.15mm 0.15mm 500r/min 500r/min,发动机点火时活塞销运行轨迹,发动机点火时活塞销运行轨迹 (a a)间隙)间隙0.01mm 0.01mm (b b)间隙)间隙0.12mm 0.12mm (c c)间隙)间隙0.15mm0.15mm 500r/min 500r/min,发动机断火时活塞销运行轨迹发动机断火时活塞销运行轨迹 (a)(a)间隙间隙0.01mm 0.01mm (b b)间隙)间隙 0.12mm (c)0.12mm
13、 (c)间隙间隙 0.15mm0.15mm 2400r/min 2400r/min,发动机点火时活塞销运行轨迹发动机点火时活塞销运行轨迹 (a)(a)间隙间隙0.01mm 0.01mm (b b)间隙)间隙 0.12mm (c)0.12mm (c)间隙间隙 0.15mm0.15mm 2400r/min 2400r/min,发动机断火时活塞销运行轨迹发动机断火时活塞销运行轨迹 500r/min 500r/min时活塞销偏心率时活塞销偏心率曲轴转角曲线曲轴转角曲线虚线为该缸时常曲线;实线为该缸工作时曲线虚线为该缸时常曲线;实线为该缸工作时曲线 2400r/min2400r/min时活塞偏心率时活塞
14、偏心率曲轴转角曲线曲轴转角曲线 虚线为该缸不工作时曲线;实线为该缸工作时曲线虚线为该缸不工作时曲线;实线为该缸工作时曲线活塞敲缸响活塞敲缸响l l活塞与气缸壁的间隙大小是影响活塞敲缸响的一个最重要活塞与气缸壁的间隙大小是影响活塞敲缸响的一个最重要的缘由。间隙越大,活塞敲缸响越明显;的缘由。间隙越大,活塞敲缸响越明显;l l诊断活塞敲缸响的最佳转速应为诊断活塞敲缸响的最佳转速应为500-1200r/min500-1200r/min之间,在之间,在此转速范围内用传感器能够感受到最大的活塞侧向冲击力;此转速范围内用传感器能够感受到最大的活塞侧向冲击力;l l用仪器诊断活塞敲缸响时,传感器应安放在气缸
15、上部即压用仪器诊断活塞敲缸响时,传感器应安放在气缸上部即压缩行程上止点缩行程上止点360360旁边的位置,这个位置上可以认为是诊断旁边的位置,这个位置上可以认为是诊断活塞敲缸响的最佳部位;活塞敲缸响的最佳部位;l l用阅历法诊断活塞敲缸时,断火故障缸后异响消逝或减弱,用阅历法诊断活塞敲缸时,断火故障缸后异响消逝或减弱,其缘由是因为气缸内燃气压力降低,活塞所受到的侧向力减其缘由是因为气缸内燃气压力降低,活塞所受到的侧向力减小;小;l l改善润滑条件,提高机油压力,相对提高润滑油的动力粘改善润滑条件,提高机油压力,相对提高润滑油的动力粘度,能够减轻活塞敲缸响。度,能够减轻活塞敲缸响。间隙间隙0.0
16、8mm0.08mm,转速,转速500r/min 500r/min 间隙间隙0.08mm0.08mm,转速,转速1200r/min1200r/min 间隙0.08mm,转速1600r/min 间隙0.08mm,转速2400r/min 实线和虚线分别表示活塞裙底部和顶部的偏心率 正常间隙时各转速下的活塞运行轨迹曲线 间隙间隙0.24mm0.24mm,转速,转速500r/min 500r/min 间隙间隙0.24mm0.24mm,转速,转速1200r/min1200r/min 间隙0.24mm,转速1600r/min 间隙0.24mm,转速2400r/min 实线和虚线分别表示活塞裙底部和顶部的偏心
17、率 协作间隙为0.24mm时各转速下活塞运行轨迹的曲线连杆轴承响连杆轴承响l l连杆轴颈运行轨迹在连杆轴颈运行轨迹在500500、800800、20002000和和2400 r/min2400 r/min时,轴心时,轴心轨迹无明显突变,即不产生明显敲击响。轨迹无明显突变,即不产生明显敲击响。l l当转速为当转速为1200r/min1200r/min或者或者1600r/min1600r/min时,随着间隙增大,油膜时,随着间隙增大,油膜厚度变薄,冲击加大。厚度变薄,冲击加大。l l连杆轴承异响的相位起始于发动机压缩行程上止点旁边,在连杆轴承异响的相位起始于发动机压缩行程上止点旁边,在上止点后上止
18、点后2525 3030各种力作用达到平衡,随着转速提高,点火各种力作用达到平衡,随着转速提高,点火提前角变大,连杆轴承异响发生相位也提前。此时连杆处于作提前角变大,连杆轴承异响发生相位也提前。此时连杆处于作功行程,传感器位于发动机右下侧可测取连杆轴承最大振动信功行程,传感器位于发动机右下侧可测取连杆轴承最大振动信号。号。l l若故障缸不工作,连杆轴颈对轴承的冲击明显减弱,轨迹曲若故障缸不工作,连杆轴颈对轴承的冲击明显减弱,轨迹曲线比较平缓。说明发动机负荷对连杆轴承异响产生很大影响。线比较平缓。说明发动机负荷对连杆轴承异响产生很大影响。500r/min500r/min时发动机连杆轴颈运行轨迹时发
19、动机连杆轴颈运行轨迹 转速为转速为500r/min500r/min,连杆轴颈偏心率,连杆轴颈偏心率 (从下向上,协作间隙依次为(从下向上,协作间隙依次为0.08mm,0.16mm,0.32mm0.08mm,0.16mm,0.32mm)1200r/min1200r/min时连杆轴颈运行轨迹时连杆轴颈运行轨迹 (a)0.08mm间隙 (b)0.16mm间隙 1200r/min发动机连杆轴颈轨迹绽开图曲轴轴承响曲轴轴承响曲轴轴承异响最佳诊断转速为1600r/min以上。在该转速范围,相邻缸不工作时,冲击强度明显减弱,其他转速变更不明显。最佳诊断部位为缸体下部曲轴轴承处或油底处。(2)汽车发动机故障振
20、动分析汽车发动机故障振动分析l l每一种敲击声都相应于一特定的频带,其中总有一每一种敲击声都相应于一特定的频带,其中总有一组区分于其他敲击声的信息频率称为特征频率。组区分于其他敲击声的信息频率称为特征频率。l l振动的振幅随冲击强度增加而变大,而冲击强度与振动的振幅随冲击强度增加而变大,而冲击强度与协作副的间隙成正比。协作副的间隙成正比。l l发动机结构常常确定了发动机发出声响的部位。响发动机结构常常确定了发动机发出声响的部位。响声的能量随着离开振动部位距离的增加而减弱。声的能量随着离开振动部位距离的增加而减弱。l l发动机不同机构的运动学不同,确定了出现机械敲发动机不同机构的运动学不同,确定
21、了出现机械敲击响声的时刻不同,即相位不同。击响声的时刻不同,即相位不同。转速2300rpm、传感器位于发动机缸体右侧下振动信号小波包-AR谱(a)曲轴轴承正常间隙;(b)曲轴轴承协作间隙0.20mm;(c)曲轴轴承协作间隙0.40mm l转速1300rpm、传感器位于发动机缸体右侧下振动信号小波包-AR谱(3)汽车传动系机械故障振动诊断汽车传动系机械故障振动诊断l l汽车传动系中变速器、传动轴、前后桥主要运动部汽车传动系中变速器、传动轴、前后桥主要运动部件由齿轮、轴和轴承组成。件由齿轮、轴和轴承组成。l l齿轮故障主要与齿轮故障主要与啮合频率啮合频率有关。当齿轮技术状况变有关。当齿轮技术状况变
22、差时,齿轮啮合频率的幅值明显增大差时,齿轮啮合频率的幅值明显增大 。l l汽车传动轴不平衡、弯曲时,轴的汽车传动轴不平衡、弯曲时,轴的旋转频率旋转频率对应的对应的幅值对传动轴的不平衡度最为敏感,幅值对传动轴的不平衡度最为敏感,轴频的二次谐轴频的二次谐波波对传动轴松旷故障最敏感。对传动轴松旷故障最敏感。l l可用可用特征频率特征频率的幅值来评价汽车传动系轴承故障。的幅值来评价汽车传动系轴承故障。汽车传动轴后桥处测量轴频基波幅值图汽车传动轴后桥处测量轴频基波幅值图00方向上;方向上;9090方向上;方向上;180180方向上;方向上;270270方向上方向上后桥处测量,十字轴磨损松旷各间隙条件下谱
23、阵图后桥处测量,十字轴磨损松旷各间隙条件下谱阵图 2 汽车电器与电子限制系统故障诊断汽车电器与电子限制系统故障诊断2.1 汽车电子限制系统故障诊断基础学问汽车电子限制系统故障诊断基础学问2.2 汽车电子限制系统故障检测诊断方法汽车电子限制系统故障检测诊断方法2.3 汽车电子限制系统故障诊断共同原理与应用汽车电子限制系统故障诊断共同原理与应用2.4 电子限制自诊断系统的诊断范围与发展电子限制自诊断系统的诊断范围与发展2.1 汽车电子限制系统故障诊断基础学问汽车电子限制系统故障诊断基础学问l(1)诊断汽车电子限制系统必需具备的基)诊断汽车电子限制系统必需具备的基本条件本条件l(2)检测电子限制系统
24、的留意事项)检测电子限制系统的留意事项l(3)汽车电子限制系统检测程序汽车电子限制系统检测程序l(4)间断性故障诊断时的模拟方法)间断性故障诊断时的模拟方法2.2 汽车电子限制系统故障检测诊断方法汽车电子限制系统故障检测诊断方法l l(1 1)汽车电子限制系统常用测试方法)汽车电子限制系统常用测试方法)汽车电子限制系统常用测试方法)汽车电子限制系统常用测试方法l l (2 2)运用汽车仪表诊断电子限制系统故障)运用汽车仪表诊断电子限制系统故障)运用汽车仪表诊断电子限制系统故障)运用汽车仪表诊断电子限制系统故障l l(3 3)运用数字式万用表诊断电子限制系统故障)运用数字式万用表诊断电子限制系统
25、故障)运用数字式万用表诊断电子限制系统故障)运用数字式万用表诊断电子限制系统故障l l(4 4)运用汽车示波器诊断电子限制系统故障)运用汽车示波器诊断电子限制系统故障)运用汽车示波器诊断电子限制系统故障)运用汽车示波器诊断电子限制系统故障l l(5 5)运用数据流分析技术诊断电子限制系统故障)运用数据流分析技术诊断电子限制系统故障)运用数据流分析技术诊断电子限制系统故障)运用数据流分析技术诊断电子限制系统故障(1)汽车电子限制系统常用测试方法)汽车电子限制系统常用测试方法l干脆检查法。l拆线法。l搭铁法。l短接法(电源法)。l置换法。l条件变更法。l跟踪法。l分段查找法。(1)汽车电子限制系统
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