汽车故障诊断原理

汽车故障是指汽车部分或完全丧失工作能力的现象，是汽车零件本身或零件之间相互连接或配合状态发生异常变化的结果。

（一）汽车故障的特征

汽车的各组成部分按性能和部位可分为转动配合部分、滑动配合部分、密封部分、导电部分和啮合部分等。各部分发生的故障现象，具有不同的特征，见表 1。

表 1 汽车故障的特征

有许多故障现象同时具有多种特征，在诊断时应进行具体研究和区分。

（二）汽车故障的成因

汽车在使用过程中，由于环境和使用条件的变化，引起汽车零件的磨损、腐蚀、老化、变形和损坏，造成汽车的技术性能变坏，影响汽车的正常运行。能够引起汽车故障的因素主要有以下几个方面：

1.设计制造质量缺陷；

2.管理使用方法不善、维护不当；

3.运行材料选用不符合要求；

4.气候、道路条件不良。

这些因素并不一定立即影响到汽车的正常运行，但能形成故障隐患，降低运行品质和效能，甚至会导致汽车停驶和发生交通事故。

（三）汽车故障诊断原理

汽车的各总成和零部件之间，都具有直接或间接的装配关系，每一零部件的运动都影响着周围的其他零部件。汽车故障诊断原理就是根据汽车的结构与工作原理、材料的物理及化学性质、技术要求、机械原理、故障因素和故障现象，用理论联系实际的方法，进行有步骤地检查判断，分析确定汽车的故障。

（四）汽车故障诊断原则

查找汽车故障一般应遵循由表及里、由简到繁、由浅入深、先易后难、先小后大的顺序，按系统、部位分段检查，逐步缩小范围的原则进行。

汽车故障诊断方法

汽车长期使用后，随着行驶里程的增加，技术状况将逐渐变坏，出现动力性下降、经济性变差、可靠性降低和故障率增加等现象。汽车故障诊断就是通过检查、测试、分析和判断直至对故障确诊的一系列活动过程。基本方法有：传统的人工经验诊断法和现代仪器设备诊断法两种。

（一）人工经验诊断法

人工经验诊断法，是诊断人员凭实践经验和一定的理论知识，在汽车不解体或局部解体的情况下，借助简单工具，用眼看、耳听、手摸、脚踏等方法，边检查、边试验、边分析，进而对汽车技术状况作出判断的一种方法。这种诊断方法的优点是不需要专用仪器和设备，可随时随地应用、投资少、见效快。缺点是诊断速度慢、准确性差、不能进行定量分析，还要求诊断人员有较高技术水平和经验。

人工经验诊断汽车故障的常见方法如下：

1.听诊法

凭听觉倾听汽车内部声响，根据声响的特征和规律，判断出汽车的故障。常用螺丝刀作听诊器或用专用听诊器来辨别敲缸、气门响、曲轴轴承响、活塞销响等，从而确定故障所在部位。

2.观察法

凭视觉直接观察汽车的外部情况，主要观察颜色以及有无机件裂痕、变形、松脱、折断、磨损，是否漏气、漏水、漏油等，从而确定故障所在部位。

3.嗅闻法

凭嗅觉辨别汽车在使用过程中散发的某些特殊气味，主要有排气烟味、烧焦臭味等，从而确定故障所在部位。如离合器摩擦片和制动器摩擦片烧蚀时会产生糊臭味，据此判断离合器打滑或制动拖滞。电线束烧灼时有橡胶焦臭味，发动机燃烧不良时排气有汽油味等，都可据此判断故障所在部位。

4.直观感受法

这种方法是凭检修人员调试车辆时的亲身体验和感觉，判断出汽车的故障。

汽车故障诊断参数

（一）下面以汽车发动机的故障为例介绍具体的建树步骤（图1）：

图1 汽车发动机不能起动故障树

第1步：确定系统（如汽车发动机）的故障并把它作为故障树的顶事件，然后用规定的符号表示；

第2步：并列写出导致顶事件发生的直接故障原因，如硬件故障、软件故障、环境因素、人为因素等，并用相应的符号连接，作为第二级事件；

第3步：找出产生第二步各故障事件的直接原因作为第三级事件，并用相应的符号连接在第二级各事件的后面；

第4步：按照相同的方法级演绎下去，一直追溯到引起系统发生故障的全部原因为止，也就是找到不能再往下分的最基本原因（底事件或基本事件）为止；

第5步：检查各故障的结点故障是否周详完善，完成整个故障树，用规定的符号表示。

（二）汽车诊断参数

汽车在使用过程中，随着行驶里程的增加，技术状况会逐渐变坏，将导致动力性下降、经济性变差、可靠性降低。汽车的故障诊断与检测是确定汽车技术状况的应用性技术，不仅要求有完善的检测、分析、判断手段和方法，而且要由正确的理论指导。为此，在诊断与检测汽车技术状况时，必须选择合适的诊断参数，确定合理的诊断参数标准和最佳诊断周期。

1.诊断参数的概念与分类

在不解体条件下直接测量汽车结构参数常常受到限制，因此，在进行汽车诊断时需要找出一组与汽车结构参数有联系并能足够表达汽车技术状况的直接或间接指标，并通过对这些指标的测量来确定汽车技术状况的好坏。这种供诊断用的，表征汽车技术状况的指标称为汽车诊断参数。

诊断参数与结构参数紧密相关，它包含有关诊断对象技术状况的足够信息，是一些能够实际反映汽车技术状况的可测物理量和化学量。虽然每一类诊断参数都由不同的含义，但在确定汽车技术状况或判断某些复杂故障时，需采用不同的诊断参数进行综合诊断。汽车诊断参数可分工作过程参数、伴随过程参数和几何尺寸参数。

（1）工作过程参数

工作过程参数是汽车、总成和机构在工作过程中输出的一些可供测量的物理量和化学量，或指体现汽车或总成功能的参数。例如，发动机功率、驱动车输出功率或驱动力、汽车燃料消耗量、制动距离、制动力或制动减速度以及滑行距离等。它们往往能表征诊断对象总的技术状况，适合于总体诊断。若通过检测得知底盘输出功率符合要求，说明汽车输出功率符合要求，也说明发动机技术状况和传动系技术状况符合要求。反之，若底盘输出功率不符合要求，说明汽车输出功率不符合要求，也说明发动机输出功率不足或传动系功率损失太大，通过进一步深入检测诊断，可确知是发动机技术状况不佳还是传动系技术状况不佳。所以，工作过程参数反映了汽车或总成技术状况的主要信息，是对汽车技术状况进行综合评价的主要依据，通常用作初步诊断。工作过程参数也是深入诊断的基础。汽车不工作时，工作过程参数无法测得。

（2）伴随过程参数

它是指伴随工作过程输出的一些可测量（常用的参数有：热、噪声、震动等）、可反映有关诊断对象技术状况的局部信息，常用于复杂系统的深入诊断。伴随过程参数提供的信息较窄，但这种参数较为普遍。汽车不工作或工作后已停驶较长时间的情况下，无法检测伴随过程参数。

（3）几何尺寸参数

它是由各机构零件尺寸间的关系决定的参数。几何尺寸参数提供的信息量有限，却能直接表明诊断对象的具体状态，如间隙自由行程、车轮定位参数等。几何尺寸参数与其他参数配合使用，无论是在初步诊断，还是深入诊断中，均可对汽车技术状况的评价或故障诊断起到重要的作用。

2.常用的诊断参数

一些常用的汽车诊断参数如表 2所示。

在汽车诊断中所测得的诊断参数，与结构参数一样是可变的，且具有随机性，如有的是连续的，有的是离散的，诊断参数的随机性时由结构参数的变化引起的。所采用的诊断参数可以是相对稳定的值，如间隙等，也可以是周期迅速变化的过程，如振动、脉冲等。对于相对稳定值，只要知道诊断参数的额定值及其随行驶里程的变化规律，通过定期诊断结果，就可以发现其故障，并预测该诊断对象在无故障工作条件下的寿命；而对于周期性变化值，例如用点火示波器诊断点火系故障时，需要知道实际示波图像与标准示波图像，才能预测诊断对象的无故障工作寿命。

表 2 汽车常用诊断参数