摘要:根据我国《汽车和挂车类型的术语和定义》分析,“汽车动力系统”是指将发动机产生的动力通过一系列动力传递的方式,最终实现车轮驱动的过程。因此,狭义上的“汽车动力系统”是指汽车发动机及相关部件,它们是现代汽车设计中不可缺少的部分,也是实现汽车运行驱动的动力来源。随着我国汽车工业的快速发展,汽车保有量不断上升,针对汽车动力设备的故障诊断研究具有十分重要的意义。
1 汽车动力系统故障诊断技术的重要性
最新数据现实,截至2017年3月,我国机动车保有量突破3亿辆,其中汽车保有量首次突破2亿辆。庞大的汽车消费需求背后,则是汽车售后服务产业链的蓬勃发展,特别是对发动机检测、诊断、维修等专业服务需求旺盛。不可否认的是,现代汽车性能水平不断提升,为了满足“人性化”8及务需求,发动机结构越来越复杂,电子控制、自动化控制应用越来越普遍,如怠速装置、点火控制、燃油喷射等。
同时,发动机作为汽车中最主要的装置,其工作条件恶劣,运行时长期处于高温与高压的作用下。虽然相对其他部件发生故障的机率较低,但一旦出现问题,则导致汽车动力彻底失去,且故障原因、故障部位等,则需要由专业人员来确定。
但结合现状而言,与我国汽车产业相配套的售后市场明显发展滞后。日本的汽车维修企业中,诊断技术工人的合格率要求在70%以上,美国这一比例超过80%,而我国从改革开放至今,汽车维修领域的具有故障诊断技能的工人不超过30%,并且在整体操作水平
上也严重偏低。为了应对日渐高速发展的汽车工业技术水平,就必须从故障诊断能力方面手,其中动力系统在汽车产品中占据最重要的应用地位,更应该加强重视。
2 常见汽车动力系统的故障诊断技术
2.1故障诊断的步骤
结合汽车发动机部件而言,其故障诊断过程包括4个基本步骤。
(1)确立运行状态监测主体,并确定监测方式、监测参数、监测流程等内容。其原因在于发动机规格之间的差异,因此要考虑监测对象的故障发生形式、内外部结构、工作环境和监测条件(工具、人员、技术水平等),一定程度上可以认为运行状态监测决定了整个诊断工作的成败。
(2)建立测试系统,判断选择所需要的设备,如传感器、信号机等,建立一个故障报告的完整系统。这一过程要考虑信号干扰、灵敏度和精确度的处理问题,记录相关信息并初步判断问题所在。
(3)信息整理、分析和测试。对收集的数据重新整理,剔除干扰内容,并结合适当算法进行分析,确定故障出现的原因、位置,并人为地组织针对性测试。
(4)状态判断与预报。这一流程中主要是确定各部件的运行状态,并判断未来的趋势。
2.2故障诊断的方法
在具体操作层面,技术人员可以借助各类工具,运用理论知识来进行故障诊断,遵循“由低到高”的顺序,具体的方法如下。
(1)人工经验诊断法。简单地说,就是传统汽车故障诊断中依赖人工观察、体验、感觉等“主观方式”实现的方法。包括汽车表现出来的异常声响、异常震动等,采用逻辑推断的方法,不断排除可能存在的故障,并进一步尝试诊断故障类型、位置。
“人工经验诊断法”是最节约资源、资金的诊断方法,但它依赖维修人员长期以来积累的经验,没有标准性、系统性,也谈不上准确性,绝大多数情况下是“偶然”成功,尤其汽车工业在技术方面飞速发展,电控发动机的类型和技术差异很大,导致“误诊”的情况很多。
(2)模糊故障诊断法。本质上“模糊故障诊断”是在一定条件限定下的排除机制,它率先会对发动机的故障进行“模糊”标记,去除一些明显不可能的原因,以此来缩小故障的范围,并进一步去实践和讨论。这种方法在具体的运用中,往往依赖发动机的运行状态去判断,在一些诊断条件不足的情况下,模糊故障诊断法能够发挥一定积极效果,但归根结底,它仍然不能提供准确的判断,而只是进行预估。
(3)系统自我诊断法。随着汽车工业技术水平的不断提升,发动机在系统自我诊断层面也取得了很大的进步,如电控发动机上设置了自检系统,在汽车运行过程中可以实时监测各部分的工作状态,并实现有效地保护和故障警报。在实现机制上,预先将故障信号以代码形式存储在RAM中,同时对应不同的故障指示灯(如油耗),车载电脑本身可以监控到发动机的工作情况,并实现故障信号与预存代码的对比。
在进行故障诊断和维修的过程中,技术人员只需要从电脑中提取故障代码,就可以对故障原因、位置等一目了然。这一诊断方法目前已经得到了广泛的应用。当然,系统自我诊断法的应用也是存在限制的,它必须确保硬件的正常工作、信号的准确性和故障代码的敏感性。换句话说,如果硬件系统发生故障,如电子元件损坏、短路、断路等,自然就无法做出故障诊断,而传感器失灵或敏感度降低,同样也会造成信号失真,从而无法进行合理判断。
(4)网络故障诊断法。汽车动力设备在工业领域的生产已经形成了标准化、体系化,包括不同厂家所生产的发动机产品,在进行诊断的过程中,也可以基于同一套模式进行“网络式”推进。此外,网络的可移植性也形成了更大范围内的诊断比例,如利用解码仪的小型电脑特性,可以将车载电脑(ECU模块)中的信息提取出来,通过解码还原的形式,来判断全部关于汽车动力设备的故障信息。
此外,我国社会已经全面进入信息化时代,云技术、大数据、物联网等先进技术,已经有条件构建汽车动力设备故障人工智能诊断模式,未来的趋势将是“智能化”。对外输出大国,汽车产业俨然成为国民经济支柱产业之一。从生命周期角度出发,庞大的汽车生产和消费必然催生巨大的“后时代”市场。汽车售后服务中,发动机故障诊断、排除占据着重要的地位。
本文中,笔者列举了几种常见的故障诊断方法,但在具体的应用中,综合使用的效果比单一使用更好。而从未来的发展趋势判断,汽车动力设备故障诊断将趋向智能化从而更加准确、快速、节约,对促进汽车工业的健康发展有着重要的作用。