基于故障樹分析的電控汽油機無法起動的故障診斷

韓建國，王海寶

（河南職業技術學院 河南 鄭州 450046）

故障樹分析技術是美國貝爾電報公司開發的，常用于系統工程問題的故障分析、預測和診斷。故障樹分析法在汽車故障診斷中曾得到廣泛應用，但隨著車載診斷技術的興起，這種方法逐漸被忽視。實際上，故障樹分析法對當今的汽車故障診斷仍有一定的指導意義和幫助作用。文章以電控汽油機無法起動故障的故障樹分析為例，展開說明。

1 故障樹和故障樹分析法

故障樹也稱為負分析樹，是一種邏輯因果關系圖。以系統故障作為一種事件，將可能造成故障癥狀的各種因素（包括硬件、軟件、環境、人等）進行邏輯分析，形成由總體至部分逐級細化的樹枝狀圖形，稱為故障樹。

以故障樹的形式來判明基本故障、確定故障原因、故障影響和發生概率以及分析系統可靠性的方法，稱為故障樹分析法。故障樹分析的方法有定性分析和定量分析兩種。定性分析是找出導致頂事件發生的所有可能的故障模式，即求出故障的所有最小割集。定量分析主要有兩方面的內容：一是由輸入系統各單元(底事件)的失效概率求出系統的失效概率；二是求出各單元(底事件)的結構重要度、概率重要度和關鍵重要度，根據關鍵重要度的大小排序出最佳故障診斷和修理順序。

2 電控汽油機無法起動的故障樹分析

電控汽油機工作時，由發動機控制模塊(ECM)對進氣量、噴油量和點火進行集中控制，以優化發動機的運行。一臺汽油機要能正常工作，須同時滿足四個必要條件：①正確的燃油供應；②良好的壓縮；③精確的電火花；④控制系統正常。

汽油機的起動工況具有一定的特殊性，ECM中往往有專門的控制程序來進行起動控制。起動時，ECM首先要根據點火開關和曲軸位置等信號識別出起動工況，再結合冷卻液溫度、曲軸轉速、節氣門位置等參數計算出噴油時間、點火時刻、起動空氣流量等控制值，去驅動噴油器、點火器和節氣門機構，以實現順利起動。如果ECM沒能識別出起動狀態，則發動機將不能起動。ECM還是防非法起動系統的執行元件，如果防非法起動系統處于鎖止狀態，發動機也不能起動。

基于以上的分析，構建電控汽油機無法起動的故障樹，如圖1所示。

對于曲軸的機械抱死這類導致汽油機無法啟動的機械故障，參考文獻中已有詳盡論述，本故障樹中不再展開分析。在故障診斷和排除時，諸如油泵、噴油器和火花塞等零部件采用換件維修法。因此，在本故障樹中不再分析導致其損壞的下一級事件或底事件。本故障樹對于電路斷路和連接不良這類事件，也不再進一步分析。

故障樹分析法能夠清晰地列出各種故障原因和故障部位與故障癥狀之間的因果關系，具有形象直觀、清晰明確的特點，可以作為一個輔助診斷工具使用。

但故障樹分析法也存在對常見故障癥狀和原因列舉過多等缺點，構造故障樹的任務量較大，難度也較大，易發生錯誤和失察，對分析人員的要求也較高。這些都限制了故障樹分析法的推廣和普及，實際中常使用汽車生產廠家給出的故障診斷流程圖來進行故障診斷。

圖1 電控汽油機無法起動的故障樹

3 電控汽油機無法起動的故障診斷流程

故障診斷的過程就是“提出假設和驗證假設”的過程，或者說是驗證故障樹的中間事件或底端事件的過程。根據故障癥狀和故障系統的工作原理，來推理假設可能的故障原因，再經過測試驗證假設是否成立。如果驗證環節證明假設不成立時，應返回到前一個環節重新進行分析、假設和驗證，直至發現故障點。

故障樹只是對可能故障原因及其邏輯關系的列舉，并不能直接用于實際的故障診斷與排除過程。因此，參照電控汽油機無法起動的故障樹，按一定的規則將診斷過程進行排序，形成故障診斷流程圖。在設計故障診斷流程時，應重點檢查那些出現在故障樹中出現頻度較高的底端事件。但如果同時考慮到工作對象的“接近性”，則應先檢查容易接近的元件（即便在故障樹中出現的頻度較低）。

4 結語

文章以電控汽油機無法起動的故障診斷為例，通過系統分析，構建了電控汽油機無法起動的故障樹，并將故障樹轉化為更具實際指導意義的故障診斷流程。在實際汽車維修工作中，當遇到比較復雜的故障而又缺乏相應的技術指南時，可以運用故障樹分析法構建故障樹，再將故障樹轉化為故障診斷流程圖來指導診斷。因此，故障樹分析法對當今的汽車故障診斷仍有一定的指導意義和幫助作用。

[1]朱軍.汽車故障診斷方法[M].北京：人民交通出版社，2008.

[2]戴冠軍.汽車維修理論[M].北京：人民交通出版社，1991.

[3]陳煥江，任軍.汽車檢測與診斷[M].北京：機械工業出版社，2001.