题题目：目：第二节第二节汽车检测与诊断技术基础汽车检测与诊断技术基础知识知识授课类型授课类型：讲讲授授课课时时数数：2教学目的教学目的：掌握汽车检测与诊断的基础知识。掌握汽车检测与诊断的基础知识。重点难点重点难点：检测与诊断的基本概念及术语；故检测与诊断的基本概念及术语；故障分析的方法；诊断参数及选择。障分析的方法；诊断参数及选择。1 1第二节第二节汽车检测与诊断技术基础知识汽车检测与诊断技术基础知识一、汽车检测诊断术语一、汽车检测诊断术语汽车诊断：汽车诊断：在不解体在不解体(或仅卸下个别小件或仅卸下个别小件)的条件下，的条件下，确定汽车技术状况，查明故障部位及原因的检查。确定汽车技术状况，查明故障部位及原因的检查。汽车检测：汽车检测：确定汽车技术状况和工作能力的检查。确定汽车技术状况和工作能力的检查。汽车故障：汽车故障：汽车部分或完全丧失工作能力的现象。汽车部分或完全丧失工作能力的现象。汽车技术状况：汽车技术状况：定量测得表征某一时刻汽车外观和定量测得表征某一时刻汽车外观和性能参数值的总和。性能参数值的总和。2 2故障率：故障率：使用到某行程的汽车，在该行程之后单使用到某行程的汽车，在该行程之后单位行程内发生故障的概率。位行程内发生故障的概率。故障树：故障树：表示故障因果关系的分析图。表示故障因果关系的分析图。诊断参数：诊断参数：供诊断用的，表征汽车、总成及机构供诊断用的，表征汽车、总成及机构技术状况的参数。技术状况的参数。诊断标准：诊断标准：对汽车诊断的方法、技术要求和限制对汽车诊断的方法、技术要求和限制等的统一规定。等的统一规定。诊断规范：诊断规范：对汽车诊断作业技术要求的规定。对汽车诊断作业技术要求的规定。诊断周期：诊断周期：汽车诊断的间隔期。汽车诊断的间隔期。3 3二、汽车故障及汽车技术状况二、汽车故障及汽车技术状况（一（一）汽车的故障）汽车的故障故障：功能丧失、性能降低。故障：功能丧失、性能降低。1、故障的主要类型、故障的主要类型按工作状态分：间歇性故障、永久性故障按工作状态分：间歇性故障、永久性故障按故障形成的速度分：突发性和渐发性故障按故障形成的速度分：突发性和渐发性故障按故障是否显现可分为功能故障和潜在故障。导按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为潜在性逐渐发展但尚未对功能产生影响的故障为潜在性故障。故障。4 42、引发汽车故障的主要原因、引发汽车故障的主要原因汽车故障形成的内因是零件失效，外因是运行条汽车故障形成的内因是零件失效，外因是运行条件。件。外界环境（如道路、气候、季节等）和使用强度外界环境（如道路、气候、季节等）和使用强度（如车速、载荷等）为汽车故障发生和技术状况（如车速、载荷等）为汽车故障发生和技术状况变化的重要因素。变化的重要因素。工作条件恶劣、设计制造存在的缺陷、使用维修工作条件恶劣、设计制造存在的缺陷、使用维修不当是引发汽车零件失效的三大主要因素。不当是引发汽车零件失效的三大主要因素。汽车零件失效机理：磨损、变形、断裂、腐蚀汽车零件失效机理：磨损、变形、断裂、腐蚀5 5（）磨损（）磨损u粘着磨损：粘着磨损：相互作用的摩擦副间产生表面物质撕脱相互作用的摩擦副间产生表面物质撕脱和转移的磨损。和转移的磨损。“拉缸拉缸”和和“烧瓦烧瓦”。u磨料磨损：磨料磨损：指由夹在摩擦副间微粒的作用下产生的指由夹在摩擦副间微粒的作用下产生的磨损。磨损。易发生磨料磨损的部位主要有：汽缸壁、曲轴颈、易发生磨料磨损的部位主要有：汽缸壁、曲轴颈、凸轮轴凸轮表面、气门挺杆等。凸轮轴凸轮表面、气门挺杆等。u表面疲劳磨损：表面疲劳磨损：是指在摩擦面间接触应力反复作用是指在摩擦面间接触应力反复作用下，因表面材料疲劳而产生物质损失的现象。下，因表面材料疲劳而产生物质损失的现象。齿轮、滚动轴承、凸轮等部位。齿轮、滚动轴承、凸轮等部位。u腐蚀磨损：腐蚀磨损：在摩擦、腐蚀共同作用下导致零件表面在摩擦、腐蚀共同作用下导致零件表面损失的现象。损失的现象。6 6（）变形和断裂（）变形和断裂u变形变形从零件应力的来源看，产生变形的原因为：工作从零件应力的来源看，产生变形的原因为：工作应力、内应力和温度应力。应力、内应力和温度应力。u断裂断裂也是在应力作用下产生的。可分为一次加载断裂也是在应力作用下产生的。可分为一次加载断裂和疲劳断裂。和疲劳断裂。汽车零件的断裂故障中，汽车零件的断裂故障中，6080属于疲劳断属于疲劳断裂。汽车前轮转向节轴颈根部较易发生疲劳断裂。裂。汽车前轮转向节轴颈根部较易发生疲劳断裂。7 7（）蚀损（）蚀损是指在周围介质的作用下产生表面物质损失或损坏是指在周围介质的作用下产生表面物质损失或损坏的现象。的现象。u腐蚀：腐蚀：指零件在腐蚀性物质作用下而损坏的现象。指零件在腐蚀性物质作用下而损坏的现象。汽车上的燃料供给系、冷却系等零件容易发生。汽车上的燃料供给系、冷却系等零件容易发生。u气蚀：气蚀：又称穴蚀，指在压力波和腐蚀共同作用下产又称穴蚀，指在压力波和腐蚀共同作用下产生的破坏现象。如湿式汽缸套外壁、水泵叶轮表面生的破坏现象。如湿式汽缸套外壁、水泵叶轮表面等。等。u浸蚀：浸蚀：由于高速液流对零件的冲刷导致其表面物质由于高速液流对零件的冲刷导致其表面物质损失或损坏的现象。气门、化油器喉管等部位易发损失或损坏的现象。气门、化油器喉管等部位易发生浸蚀现象。生浸蚀现象。8 8（）其他（）其他除以上原因外，老化、失调、烧蚀、沉积等除以上原因外，老化、失调、烧蚀、沉积等也是汽车某些零件发生故障的重要原因。也是汽车某些零件发生故障的重要原因。老化老化轮胎、油封、电容器等轮胎、油封、电容器等失调失调怠速螺钉松动等怠速螺钉松动等烧蚀烧蚀火花塞电极、灯泡、电子元件火花塞电极、灯泡、电子元件沉积沉积空滤、油滤、燃烧室、水箱等空滤、油滤、燃烧室、水箱等9 93、故障树分析法、故障树分析法(FTA)（1）故障树基本概念）故障树基本概念故障树分析法故障树分析法(FaultTreeAnalysis)简称简称FTA,是一是一种将系统故障形成的原因由总体至部分按树枝状逐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分析方法。渐细化的分析方法。故障树分析法故障树分析法用于汽车诊断，不仅可根据汽车故障用于汽车诊断，不仅可根据汽车故障与引起故障的各种可能原因之间的逻辑关系构成逻与引起故障的各种可能原因之间的逻辑关系构成逻辑框图，并据此对故障原因进行辑框图，并据此对故障原因进行定性定性分析；还可以分析；还可以在此基础上，运用逻辑代数对故障出现的可能性大在此基础上，运用逻辑代数对故障出现的可能性大小进行小进行定量定量分析。分析。1010（2）故障树分析过程）故障树分析过程1111（3）故障树的建立）故障树的建立事件间的关系通常有两种：事件间的关系通常有两种：“与与”逻辑关系和逻辑关系和“或或”逻辑关系。事件性质和事件间的逻辑关系常逻辑关系。事件性质和事件间的逻辑关系常用规定符号表示。用规定符号表示。12121313（4）定性分析）定性分析故障树定性分析的任务是寻找引起所研究故障事故障树定性分析的任务是寻找引起所研究故障事件的基本事件及其影响路径，此任务可通过分析件的基本事件及其影响路径，此任务可通过分析故障树所表示的故障事件与基本事件的关系得以故障树所表示的故障事件与基本事件的关系得以解决。解决。（5）定量分析）定量分析故障树定量分析的目的是估计故障事件出现的概故障树定量分析的目的是估计故障事件出现的概率，以评价系统的可靠性。率，以评价系统的可靠性。14141515已知某发动机的故障树如图所示，统计得到各基本事件发生的概率为：X1=0.001,X2=0.10,X3=0.01,X4=0.001, X5=0.001,X6=0.001,X7=0.001,X8=0.04, X9=0.03,X10=0.02,X11=0.01,X12=0.01, D1=0.02,D2=0.001.求各事件发生的概率A1,A2 A3 A4 A5 A6 T 。1616（二）汽车技术状况的变化规律（二）汽车技术状况的变化规律汽车技术状况的变化规律汽车技术状况的变化规律是指汽车技术状况与汽车是指汽车技术状况与汽车行驶里程或行驶时间的变化关系。按变化过程的不行驶里程或行驶时间的变化关系。按变化过程的不同，有渐发性和偶发性两种。同，有渐发性和偶发性两种。汽车使用里程增加汽车使用里程增加技术状况逐渐变坏技术状况逐渐变坏动力动力性、经济性、可靠性变坏性、经济性、可靠性变坏。1、汽车技术状况渐发性变化规律、汽车技术状况渐发性变化规律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是指汽车技术状况的变化随汽车行驶里程或使用时间呈单调变化，从而可用函数式表驶里程或使用时间呈单调变化，从而可用函数式表示的变化规律。示的变化规律。其变化规律可用其变化规律可用n次多项式或幕函数两种形式加以次多项式或幕函数两种形式加以描述。描述。1717（1）n次多项式次多项式1818(2)幂函数幂函数y=a0+a1Lb式中式中a1，b确定汽车技术状况变化程度的系数。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。变化规律，可用幂函数加以描述。若已知若已知y=(L)的函数关系和汽车技术状况的极限参的函数关系和汽车技术状况的极限参数值，则可确定汽车的使用寿命；数值，则可确定汽车的使用寿命；若已知若已知y= (L)关系和汽车的使用寿命，则可确定关系和汽车的使用寿命，则可确定汽车技术状况的极限参数值。汽车技术状况的极限参数值。 1919u属于渐发性变化规律的技术状况参数的类型有：属于渐发性变化规律的技术状况参数的类型有：汽车零件因磨损而导致的配合间隙变化量；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；冷却系统和润滑系统中沉淀物的积累值；机油消耗率及机油中机械杂质含量等。机油消耗率及机油中机械杂质含量等。u由于渐发性汽车技术状况变化关系的单调性，因由于渐发性汽车技术状况变化关系的单调性，因此可通过对上述参数变化量的测量，来确定汽车此可通过对上述参数变化量的测量，来确定汽车的技术状况，并预测汽车故障的发生。的技术状况，并预测汽车故障的发生。20202.汽车技术状况偶发性变化规律汽车技术状况偶发性变化规律偶发性变化规律偶发性变化规律也称为随机性变化规律，它表示汽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、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不确定性，但在大量重复观察中又具有一定的统计规律。规律。在随机变化过程中，汽车技术状况恶化所对应的汽在随机变化过程中，汽车技术状况恶化所对应的汽车行程是随机变量，故障汽车行程的长短与汽车技车行程是随机变量，故障汽车行程的长短与汽车技术状况恶化前的状况无直接关系。但它仍然不同程术状况恶化前的状况无直接关系。但它仍然不同程度地受汽车使用中的偶然因素、驾驶员操作水平、度地受汽车使用中的偶然因素、驾驶员操作水平、零部件材料的不均匀性和隐蔽缺陷等因素的影响。零部件材料的不均匀性和隐蔽缺陷等因素的影响。2121汽车技术状况参数的随机性变化是各影响因素具汽车技术状况参数的随机性变化是各影响因素具有随机性的反映。只有掌握汽车的随机性变化规有随机性的反映。只有掌握汽车的随机性变化规律，才能正确地确定汽车的技术状况，从而把握律，才能正确地确定汽车的技术状况，从而把握汽车检测和维修作业的良机。汽车检测和维修作业的良机。研究表明，汽车研究表明，汽车偶发性故障偶发性故障遵循指数分布规律遵循指数分布规律，而而汽车使用寿命汽车使用寿命的变化情况，则服从于的变化情况，则服从于威布尔分威布尔分布。布。在汽车使用时，实际上在汽车使用时，实际上汽车的技术状况是渐发性汽车的技术状况是渐发性变化过程和偶发性变化过程的总反映变化过程和偶发性变化过程的总反映。只有彻底掌握汽车技术状况的两种变化规律，才只有彻底掌握汽车技术状况的两种变化规律，才能能真正预测故障和确定汽车的技术状况真正预测故障和确定汽车的技术状况。2222三、汽车诊断参数三、汽车诊断参数（一）诊断参数（一）诊断参数供诊断用的，表征汽车、总成及机构技术状况的供诊断用的，表征汽车、总成及机构技术状况的标志称为诊断参数。标志称为诊断参数。合理选择诊断参数，科学制定诊断标准，是汽车合理选择诊断参数，科学制定诊断标准，是汽车诊断的前提。诊断的前提。1、诊断参数及分类、诊断参数及分类诊断参数可分为三大类：工作过程参数、伴随过诊断参数可分为三大类：工作过程参数、伴随过程参数和几何尺寸参数。程参数和几何尺寸参数。2323（）工作过程参数：（）工作过程参数：指汽车工作时输出的一些可供测量的物理量、化学指汽车工作时输出的一些可供测量的物理量、化学量，或指体现汽车或总成功能的参数，如发动机功量，或指体现汽车或总成功能的参数，如发动机功率、油耗、汽车制动距离等。率、油耗、汽车制动距离等。从工作参数本身就可确定发动机或汽车某一方面的从工作参数本身就可确定发动机或汽车某一方面的功能。功能。（）伴随过程参数：（）伴随过程参数：一般并不直接体现汽车或总成的功能，但却能通过一般并不直接体现汽车或总成的功能，但却能通过其在汽车工作过程中的变化，间接反映诊断对象的其在汽车工作过程中的变化，间接反映诊断对象的技术状况，如振动、噪声、发热等。技术状况，如振动、噪声、发热等。伴随过程参数常用于复杂系统的深入诊断。伴随过程参数常用于复杂系统的深入诊断。（）几何尺寸参数：（）几何尺寸参数：能够反映诊断对象的具体结构要素是否满足要求，能够反映诊断对象的具体结构要素是否满足要求，如间隙、自由行程、角度等。如间隙、自由行程、角度等。24242、诊断参数的选择原则、诊断参数的选择原则l为保证汽车诊断的方便性和诊断结果的可信性，为保证汽车诊断的方便性和诊断结果的可信性，应该通过研究诊断参数值随汽车技术状况变化的应该通过研究诊断参数值随汽车技术状况变化的规律，选出最适用和最有价值的诊断参数。规律，选出最适用和最有价值的诊断参数。l具体选择时，应使诊断参数具有：具体选择时，应使诊断参数具有：（）（）单值性：单值性：指诊断对象的技术状况参数（如间隙、磨损量等）指诊断对象的技术状况参数（如间隙、磨损量等）从初始值从初始值u0变化到极限值变化到极限值ut的过程中，诊断参数的过程中，诊断参数值值T与技术状况参数值与技术状况参数值u一一对应。即诊断参数无一一对应。即诊断参数无极值。极值。2525（）（）灵敏性：灵敏性：指诊断参数值相对于技术状况参数的变化率足够大。指诊断参数值相对于技术状况参数的变化率足够大。若同一技术状况参数可用两个不同诊断参数若同一技术状况参数可用两个不同诊断参数T1和和T2诊断，则变化率大者灵敏性好。诊断，则变化率大者灵敏性好。（）（）稳定性：稳定性：指同样测试条件下，诊断参数的多次测量值应有良指同样测试条件下，诊断参数的多次测量值应有良好的一致性。好的一致性。（）（）信息性：信息性：指诊断参数应可靠地反映诊断对象的技术状况。指诊断参数应可靠地反映诊断对象的技术状况。（）（）方便性：方便性：指用诊断参数实现对诊断对象进行诊断的难易程度。指用诊断参数实现对诊断对象进行诊断的难易程度。（）（）经济性：经济性：指用诊断参数对诊断对象进行诊断的费用低。指用诊断参数对诊断对象进行诊断的费用低。2626诊诊断方法断方法诊诊断断对对象和象和诊诊断参数断参数测测量量综综合性能的合性能的变变化化整整车车的的动动力性、力性、经济经济性和安全性、性和安全性、发动发动机机输输出功率、底出功率、底盘输盘输出功率、汽出功率、汽车车滑行特滑行特性、加速性能、制性、加速性能、制动动性能等性能等测测量几何特性量几何特性变变化化转转向操向操纵纵机构、机构、车轮轴车轮轴承、承、传动传动系配合尺系配合尺寸、寸、线线性性间间隙、角度、自由行程等隙、角度、自由行程等测测量工作容量工作容积积密封性密封性能能变变化化气缸活塞气缸活塞组组、润润滑、冷却、供滑、冷却、供给给系、气系、气缸缸压缩压压缩压力、力、轮轮胎气胎气压压、漏气率等、漏气率等测测量光、量光、电电、热热等参等参数数变变化化发电发电系、点火系、系、点火系、转转速、前速、前轮轮定位、灯光定位、灯光等；等；电压电压、电电流、光通量、温度及其流、光通量、温度及其变变化化规规律等律等测测量振量振动动和声和声频变频变化化发动发动机、机、传动传动系；振系；振动频动频率、相位、率、相位、时频时频、幅幅频频特性、声特性、声级级测测量机油、排气化学量机油、排气化学成分成分变变化化供供给给、点火、点火、润润滑性能；排气滑性能；排气HC、CO、NOX等，机油分析等等，机油分析等3、常用主要汽车诊断参数、常用主要汽车诊断参数2727（二）诊断参数标准（二）诊断参数标准l诊断参数标准诊断参数标准是利用诊断参数测量值对诊断对象的技是利用诊断参数测量值对诊断对象的技术状况进行评价的依据。术状况进行评价的依据。1、诊断参数标准分类、诊断参数标准分类（）（）国家标准国家标准指由国家机关制定和颁布的可用于诊断的技术标准。指由国家机关制定和颁布的可用于诊断的技术标准。这类标准主要涉及这类标准主要涉及汽车行驶安全性和对环境的影响汽车行驶安全性和对环境的影响。（）（）制造厂推荐标准制造厂推荐标准指由指由汽车制造厂汽车制造厂通过技术文件对汽车某些参数所规定通过技术文件对汽车某些参数所规定的标准，一般主要涉及汽车的结构参数，如气门间隙、的标准，一般主要涉及汽车的结构参数，如气门间隙、分电器触点间隙、车轮定位角、点火提前角等。分电器触点间隙、车轮定位角、点火提前角等。汽车结构参数与汽车的使用可靠性、使用寿命和经济汽车结构参数与汽车的使用可靠性、使用寿命和经济性有关。性有关。2828（）（）企业标准企业标准p指指汽车运输企业汽车运输企业根据不同使用条件对汽车使用情根据不同使用条件对汽车使用情况所制定的标准。况所制定的标准。p这类标准一般与这类标准一般与汽车使用经济性汽车使用经济性和和可靠性密可靠性密切相切相关，其特点是因使用条件不同而不同。关，其特点是因使用条件不同而不同。p如：在市区与公路、平原与山区不同道路条件下，如：在市区与公路、平原与山区不同道路条件下，汽车使用油耗相差很大，不能采用统一的油耗标汽车使用油耗相差很大，不能采用统一的油耗标准。准。29292、诊断参数标准的制定、诊断参数标准的制定n诊断标准诊断标准是评价汽车技术状况的依据，科学合理地是评价汽车技术状况的依据，科学合理地制定诊断标准许用值，是汽车诊断技术的关键问题。制定诊断标准许用值，是汽车诊断技术的关键问题。n若诊断标准许用值若诊断标准许用值制定得不合理，就不能据此对制定得不合理，就不能据此对汽车技术状况作出合乎实际的评价，其结果是或者汽车技术状况作出合乎实际的评价，其结果是或者过早维护修理过早维护修理造成不必要的浪费；或者由于造成不必要的浪费；或者由于维护修维护修理不及时理不及时使汽车带病运行，不能保证其技术经济指使汽车带病运行，不能保证其技术经济指标和行驶安全性。标和行驶安全性。n制定诊断标准制定诊断标准，首先首先，以汽车技术状况变化和故障以汽车技术状况变化和故障发生规律的研究以及丰富的诊断参数实际测试资料发生规律的研究以及丰富的诊断参数实际测试资料为基础；为基础；其次其次，必须掌握制定诊断标准的科学方法。必须掌握制定诊断标准的科学方法。科学方法的运用应建立在实践的基础之上。科学方法的运用应建立在实践的基础之上。3030（1）统计方法）统计方法l基本思路是：基本思路是：找出相当数量的汽车，通过研究其在找出相当数量的汽车，通过研究其在正常工作正常工作状况下某诊断参数测试值的分布情况，以状况下某诊断参数测试值的分布情况，以适合大多数汽车为前提制定许用标准值适合大多数汽车为前提制定许用标准值。（2）类比法）类比法l类比法是指利用类似结构在类似使用条件下已建立类比法是指利用类似结构在类似使用条件下已建立的诊断标准，根据自己的实际情况加以比较从而确的诊断标准，根据自己的实际情况加以比较从而确定诊断参数标准的一种方法。定诊断参数标准的一种方法。（3）相对法）相对法l是指通过对正常汽车总成或零件进行测试后，采用是指通过对正常汽车总成或零件进行测试后，采用一定的处理措施确定诊断参数标准的一种方法。一定的处理措施确定诊断参数标准的一种方法。3131（三）汽车诊断周期（三）汽车诊断周期du诊断周期指两次诊断之间汽车的行驶里程。诊断周期指两次诊断之间汽车的行驶里程。、最佳诊断周期、最佳诊断周期p所谓最佳诊断周期指在这样的诊断周期下，汽车所谓最佳诊断周期指在这样的诊断周期下，汽车的技术完好率最高而消耗费用最少。的技术完好率最高而消耗费用最少。、诊断周期的确定、诊断周期的确定n确定汽车的诊断周期确定汽车的诊断周期d时，需考虑如下问题：时，需考虑如下问题：（1）不同构件的故障概率。）不同构件的故障概率。（2）不同系统的重要性。）不同系统的重要性。（3）不同的运用条件。）不同的运用条件。3232主要方法 人工经验诊断法仪器分析诊断法自诊断法3333END of Chapter 1.23434