【正文】 現(xiàn)代汽車底盤故障診斷技術(shù)及其發(fā)展趨勢分析 第 6 頁 共 33 頁 CHANGSHA UNIVERSITY OF SCIENCE amp。 TECHNOLOGY 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目 ： 現(xiàn)代汽車 發(fā)動機(jī) 故障診斷技術(shù)及其發(fā)展趨勢分析 學(xué)生姓名：李曉東 學(xué) 號： 202008010010338 班 級 : 汽運(yùn) 3 班 專 業(yè)：汽車運(yùn)用專業(yè) 指導(dǎo)教師： 肖新華 2020 年 3 月 現(xiàn)代汽車底盤故障診斷技術(shù)及其發(fā)展趨勢分析 第 6 頁 共 33 頁 “ 現(xiàn)代汽車 發(fā)動機(jī) 故障診斷技術(shù)及其發(fā)展趨勢分析 ” 學(xué)生姓名 ：李曉東 學(xué) 號： 202008010010338 班 級：汽運(yùn) 3 班 所在院 (系 ):長沙理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 指導(dǎo)教師 ：肖新華 完成日期 : 現(xiàn)代汽車底盤故障診斷技術(shù)及其發(fā)展趨勢分析 第 6 頁 共 33 頁 現(xiàn)代汽車發(fā)動機(jī)故障診斷技術(shù)及其發(fā)展趨勢分析 摘要 現(xiàn)代汽車底盤故障診斷技術(shù)及其發(fā)展趨勢分析 第 6 頁 共 33 頁 目 錄 現(xiàn)代汽車底盤故障診斷技術(shù)及其發(fā)展趨勢分析 第 6 頁 共 33 頁 1 緒 論 所謂故障診斷 ,有兩種涵義 一種是指某些專用的儀器可以檢測出某些特 定的機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常 另一種是指由計(jì)算機(jī)利用系統(tǒng)的解析冗余 ,完成工況分析 ,對生產(chǎn)是否正常和是什么原因引起故障、故障的程度有多大等問題進(jìn)行分析、判斷 ,得出結(jié)論 。故障診斷的任務(wù)可分為四個方面的內(nèi)容 故障建模按照先驗(yàn)信息和輸入輸出關(guān)系 ,建立系統(tǒng)故障的數(shù)學(xué)模型 ,作為故障檢測與診斷的依據(jù) 故障檢測從可測或不可測的估計(jì)變量中 ,判斷運(yùn)行的系統(tǒng)是否發(fā)生故障 ,一旦系統(tǒng)發(fā)生意外變化 ,應(yīng)發(fā)出報警故障的分離與估計(jì)。若系統(tǒng)發(fā)生了故障 ,給出故障源的位置 ,區(qū)別出故障原因是執(zhí)行器、傳感器和被控對象等還是特大擾動 故障的分類、評價 與決策判斷敵障的嚴(yán)重程度 ,以及故障對系統(tǒng)的影響和發(fā)展趨勢 ,針對不同的工況采取不同的措施。 通過以上對復(fù)雜系統(tǒng)的故障的分析可 以看出 ,復(fù)雜系統(tǒng)的故障具有以下幾個特性 層次性 是由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的層次性所決定的 ,是故障”縱向性” 。任何故障都是同系統(tǒng)的某一層次相聯(lián)系的 ,高層次的故障可以由低層次的故障所引起 ,而低層次的故障必定引起高層次的故障 相關(guān)性 這是系統(tǒng)故障的’橫向性’ ,是由系統(tǒng)各元素間的聯(lián)系所決定的。當(dāng)一定元素或聯(lián)系發(fā)生故障后 ,勢必導(dǎo)致同它相關(guān)的元素或聯(lián)系的狀態(tài)也發(fā)生變化 ,進(jìn)而導(dǎo)致這些元素 或聯(lián)系的輸出發(fā)生變化 環(huán)確定性不確定性是復(fù)雜系統(tǒng)故障的一個重要特性 ,它給診斷工作帶來了很大的困難 ,是目前診斷理論與方法的一個重要研究內(nèi)容。 系統(tǒng)故障的產(chǎn)生是由多個因素造成的 ,系統(tǒng)在工作過程中其零部件由于磨 現(xiàn)代汽車底盤故障診斷技術(shù)及其發(fā)展趨勢分析 第 6 頁 共 33 頁 損、疲勞、老化等因素會引起結(jié)構(gòu)上 的劣化或失效 ,即引起其固有的特性的改變 ,從而使系統(tǒng)不能產(chǎn)生正常的輸出 子系統(tǒng)或零部件之間的聯(lián)系也會由于參數(shù)變化、安裝不當(dāng)、相互位置改變的因素引起劣化或失效 ,從而導(dǎo)致系統(tǒng)偏離正常的狀態(tài)系統(tǒng)的異常輸人有時也會使有關(guān)的因素和聯(lián)系的狀態(tài)發(fā)生變化 ,這些變化如果超 出一定的范圍 ,將引起包含這些因素或聯(lián)系的系統(tǒng)狀態(tài)改變 ,從而產(chǎn)生異常輸出 。 汽車發(fā)動機(jī)檢測與診斷技術(shù)是伴隨著汽車技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。在汽車發(fā)展的早期，人們主要是通過有經(jīng)驗(yàn)的維修人員發(fā)現(xiàn)汽車的故障并作有針對性的修理，即過去人們常講的“望 (眼看 )”、“聞 (耳昕 )”、。切 (手摸 )”方式。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，特別是智能傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，汽車發(fā)動機(jī)檢測與診斷技術(shù)得到了飛速發(fā)展。 國外研究與應(yīng)用現(xiàn)狀 早在 20 世紀(jì) 50 年代，國外一些發(fā)達(dá)國家就成功 研制了一些功能單一的檢測或 診斷設(shè)備，它們通過檢測電流、電壓、溫度等用簡單儀表就可獲得的參數(shù)，結(jié)合操作者的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行故障診斷，但這種方法依賴于操作者的經(jīng)驗(yàn)，存在很大的局限性。 60 年代后 期，國外汽車發(fā)動機(jī)檢測診斷技術(shù)發(fā)展很快，出現(xiàn)了示波器、轉(zhuǎn)速表、真空表、功率表以及 CO 測定器等檢測儀器。它們是發(fā)動機(jī)檢測與診斷設(shè)備的雛形，但由于它們依靠操作者來逐項(xiàng)進(jìn)行，而且是邊診斷、邊記錄，因此效率較低。進(jìn)入 70 年代后，隨著微型計(jì)算機(jī)的問世，傳感器技術(shù)飛速發(fā)展，從而為發(fā)動機(jī)性能檢測、故障診斷技術(shù)的發(fā)展提供有利的條件。這段時間， 不僅單個檢測、診斷設(shè)備實(shí)現(xiàn)了微機(jī)控制，而且出現(xiàn)了檢測控制自動化、數(shù)據(jù)采集自動化、數(shù)據(jù)處理自動化、檢測診斷結(jié)果自動儲存并可打印的現(xiàn)代綜合檢測技術(shù)，檢測效率較高。進(jìn)入 80 年代后，一些發(fā)達(dá)國家的現(xiàn)代檢測與診斷技術(shù)己達(dá)到廣泛應(yīng)用的階段。不僅在專職的汽車檢測站，而且在一般的維修企業(yè)都使用了先進(jìn)的檢測與診斷設(shè)備，從而給交通安全、環(huán)境保護(hù)、節(jié)約能源、降低運(yùn)輸成本等方面，帶來了明顯的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。 當(dāng)前，由于電子技術(shù)、智能傳感器技術(shù)、集成電路技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，特別是人工智能技術(shù)和專家系統(tǒng)技術(shù)的日 益成熟，發(fā)動機(jī)檢測與診斷技 現(xiàn)代汽車底盤故障診斷技術(shù)及其發(fā)展趨勢分析 第 6 頁 共 33 頁 術(shù)進(jìn)入了新的發(fā)展階段。目前國外的汽車發(fā)動機(jī)檢測與診斷技術(shù)正在向智能化、自動化、精密化和綜合化方向發(fā)展，應(yīng)用新技術(shù)，開拓新領(lǐng)域，研制新的檢測與診斷設(shè)備已成為國外發(fā)動機(jī)檢測與診斷技術(shù)發(fā)展的標(biāo)志 。 國內(nèi)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀 ’ 我國從 60 年代開始研究汽車發(fā)動機(jī)檢測技術(shù)，為滿足汽車維修需要，當(dāng)時交通部主持進(jìn)行了發(fā)動機(jī)氣缸漏氣量檢測儀、點(diǎn)火正時燈等檢測儀器的研究、開發(fā)。 70 年代，我國大力發(fā)展了汽車檢測技術(shù)，汽車不解體檢測技術(shù)及設(shè)備被列為國家科 委的開發(fā)應(yīng)用項(xiàng)目，由交通部主持研制開發(fā)了發(fā)動機(jī)綜合檢測儀、汽車性能綜合檢驗(yàn)臺等檢測設(shè)備唧。進(jìn)入 80 年代，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)在各個領(lǐng)域都有了較快的發(fā)展，汽車檢測與診斷技術(shù)也隨之得到快速發(fā)展，加之我國的汽車制造業(yè)和公路交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展迅猛，對汽車檢測與診斷技術(shù)和設(shè)備的需求也與日俱增。同時我國機(jī)動車輛保有量迅速增加，隨之而來的是交通安全和環(huán)境保護(hù)等社會問題，如何保證車輛快速、經(jīng)濟(jì)、靈活，并盡可能不造成社會公害等問題，已逐漸被提到政府有關(guān)部門的議事日程，因而促進(jìn)了汽車發(fā)動機(jī)檢測和診斷技術(shù)的發(fā)展。 目前全國各 類汽車發(fā)動機(jī)綜合性能檢測設(shè)備生產(chǎn)廠家已達(dá) 20 多個，除交通部門外，機(jī)械、電子、高等院校等部門也進(jìn)入汽車發(fā)動機(jī)檢測與診斷設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售領(lǐng)域，并取得了一定成績。但是由于我國汽車工業(yè)發(fā)展較晚，特別是汽車電子技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家，因此到目前為止，發(fā)動機(jī)檢測與診斷技術(shù)仍然比較落后。目前的汽車發(fā)動機(jī)檢測與診斷設(shè)備在測試精度、操作便捷性、界面友好性以及采用專家系統(tǒng)、智能化診斷等方面與國外相比還存在較大差距，電噴發(fā)動機(jī)綜合檢測與診斷設(shè)備還主要依靠進(jìn)口。 現(xiàn)代汽車底盤故障診斷技術(shù)及其發(fā)展趨勢分析 第 6 頁 共 33 頁 2 發(fā)動機(jī)故障診斷的傳統(tǒng)研究方法 經(jīng)過 各國專家、學(xué)者以及廣大工程技術(shù)人員 40 多年來的共同努力，機(jī)械故障診斷學(xué)無論是在廣度還是在深度方面都得到了較大的發(fā)展，新的理論不斷產(chǎn)生，診斷技術(shù)手段也不斷完善，機(jī)械故障診斷學(xué)日趨科學(xué)化、實(shí)用化，目前，已基本形成了以振動診斷技術(shù)、油液分析技術(shù)、溫度監(jiān)測技術(shù)以及無損探傷技術(shù)等為主要技術(shù)手段的局面，幾種技術(shù)各具特點(diǎn)。 振動診斷技術(shù) 振動分析法是通過測取發(fā)動機(jī)工作過程中缸蓋或缸體的振動信號，提取故障特征并對其進(jìn)行分析處理，從而判斷發(fā)動機(jī)的隱含故障。目前，研究的重點(diǎn)是通過缸蓋或缸體振動信號，提取故障特 征，對其工作過程和磨損狀況進(jìn)行診斷。通過對缸蓋或缸體振動信號進(jìn)行各種分析處理，如傳統(tǒng)的譜分析、倒頻譜分析、時序模型分析以及時頻分析等，可以分離出故障特征。通過建立缸蓋振動信號和缸內(nèi)壓力之間關(guān)系的模型，可從缸蓋振動信號中重構(gòu)出缸內(nèi)壓力，進(jìn)而對缸內(nèi)燃燒狀況進(jìn)行診斷。這種方法由于具有理論基礎(chǔ)雄厚、分析測試設(shè)備完備、診斷結(jié)果準(zhǔn)確可靠、便于實(shí)時診斷等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此具有診斷速度快、準(zhǔn)確率高、診斷部 位準(zhǔn)確等特點(diǎn)，但受到環(huán)境、溫度等外部條件的影響和傳感器的安裝位置的影響。 油液分析技術(shù) 油液分析法是從發(fā)動 機(jī)中抽取潤滑油樣，用旋轉(zhuǎn)鐵譜儀制取鐵譜片，通過鐵譜片上包含的磨粒信息去判斷發(fā)動機(jī)的磨損狀態(tài)，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是信息集成度高，即在機(jī)械設(shè)備故障診斷時，只要是油液所流過的部位其磨損故障一般都可通過對該處的油液進(jìn)行取樣分析診斷出來；缺點(diǎn)是儀器費(fèi)用高、檢測周期長、難以普及。 現(xiàn)代汽車底盤故障診斷技術(shù)及其發(fā)展趨勢分析 第 6 頁 共 33 頁 溫度監(jiān)測技術(shù) 正如人的體溫可用于其健康檢查，溫度參數(shù)也常用于設(shè)備的故障診斷。其中