剩余性能診斷法在汽車故障診斷中的應用

李靈虎

(浙江省臺州市機動車輛檢測站)

1 汽車故障診斷與剩余性能診斷法的相關理論研究

1.1 汽車綜合故障診斷

汽車由多個結構復雜的集成系統組成，其整車結構與性能是其保障良好的整車技術狀況的重點。汽車運行中的動力性、經濟性、制動性、操縱穩定性、行駛平順性，安全性等方面，一直是人們關注和追逐汽車性能的真正需求。汽車系統內某一部位的異常極易造成各種各樣的故障，而解決故障的基礎在于故障診斷，追根朔源，方能做出正確的維修決策。常見的汽車故障有行駛無力、發動機點火不良、電子點火系統的故障、低壓或高壓電路故障，而引起這些故障的原因眾多，不同的故障檢測方法有所不同。如遇到復雜的綜合故障時，很難直接檢測出故障原因，所以故障診斷方法顯得尤為重要。

1.2 剩余性能診斷法基本理論

剩余性能診斷法一種依照一定的系統診斷程序在隔離的系統中診斷系統和性能參數的診斷技術。其診斷原理是按照診斷對象需要及相應的數學原理建立具體的診斷程序，接著確定整體診斷的系統與參數，構成數據化的分析系統。為了縮減測試范圍，更為準確地進行參數分析，可以將診斷系統進行隔離，需遵循的隔離原則有二分原則、主次原則、多選擇原則，同時結合診斷分析的整體技術與手段來確定有效的隔離方案。最后確定通過隔離后的剩余系統和性能的參數，進行循環診斷測試，通過連續縮小診斷范圍，最后進行精準的診斷定位。

1.3 應用理論

對于汽車故障的診斷，應依據汽車綜合故障診斷的目標與基本故障類型來確立可操作的故障診斷程序，具體過程依照上述剩余性能診斷法基本原理。

在具體診斷的過程中，首先我們要確定汽車故障的類型，主要依據故障的整體診斷技術原理。依照影響汽車整車技術狀況的幾項基本要素分別對汽車動力性、經濟性、制動性、操縱穩定性、車輪側滑量、前照燈、尾氣進行基本檢測以確定可能性影響因素，建立汽車診斷參數數據系統。當然在不同的部位要用相配的檢測儀器，尤其是能直接感觀的汽車故障可用曲線或圖像等直觀的方法來反映參數變化情況。如發動機正常起動后，出現逐漸熄火首先檢查油路情況，油路暢通，汽油霧化后進缸，亦無異常，再檢查高壓電路等，逐步檢測將診斷范圍由整車縮減至某一個集成系統。

在系統縮減到一定精確度后，再將其隔離為剩余系統與分離系統;把剩余系統作為主要的診斷對象，準確把握剩余系統及性能參數正常的標準值及相應的標準行為特征，通過參數對照及參數誤差進行集中診斷，最后確立精準的汽車故障的剩余系統。

2 實例分析剩余性能診斷法汽車故障診斷中的應用

一輛三星道奇乘用車，在行使了一段路程后其發動機突然自動熄火，再起動時發動機不能著火，但過了大約15 min后起到發動機時又能正常起到，且怠速平穩，加速性能良好。診斷方法與過程如下。

2.1 確定診斷系統

該故障屬于動力性故障，在室內檢測在用汽車動力性時，采用驅動車輪輸出功率或驅動力作為診斷參數，須在底盤測功試驗臺上進行。汽車動力性檢測分為臺架檢測和路試檢測，可分別對反映汽車動力性的一些指標進行檢測，如驅動輪輸出功率、驅動力、滑行距離、最高車速、加速能力、爬坡能力、傳動系傳動效率等;并將該系列參數作為診斷性能參數。由性能參數和汽車行為特征，初步診斷屬于發動機供油系統問題，首先從系統的基本檢查開始，對發動機供油、燃油泵及燃油壓力進行細致檢測。

2.2 確定診斷參數

對于EFI系統發動機來說，若混合氣的空燃比不當，混合氣過稀或過濃，均會影響發動機的動力性能。若混合氣過濃，排氣管必冒黑煙;若混合氣過稀，則會造成燃燒緩慢，嚴重時會導致進氣管回火放炮。電控燃油噴射發動機的燃油供給系統是由電動燃油泵、燃油波清器、油壓調節器、噴油器、冷起動噴油器等組成;電控燃油噴射發動機的燃油供給系統是燃油噴射發動機最容易產生故障的系統。尤其是電動燃油泵和噴油器，經常因為燃油品質問題的影響而損壞(主要是雜質和水分不達標)，從而導致不供油或油壓過低，噴油器堵塞等故障，需要著重檢測噴油器電阻、驅動電路。通過檢測發現電控燃油噴射式發動機為了便于再次起動，在發動機熄火后，燃油管路中仍保持著較高的燃油壓力。在拆卸燃油管道、進行檢修或更換燃油濾清器、電動燃油泵、噴油器等部件時，應釋放掉燃油管道內的油壓，因此我們需要起動發動機，并在發動機運轉中拔下電動燃油泵繼電器，待發動機自行熄火后，再轉動起動開關，起動發動機2～3次，燃油壓力即可完全釋放;最后關閉點火開關，反復打開、關閉數次，來預置燃油系統的油壓，然后進行燃油壓力及調節器與濾清器的檢測。最后還要檢測排氣系統的空氣濾清率以及催化轉換率。其中噴油器電阻率、驅動電路電阻率、燃油率清率、油壓系數、空氣濾清率以及催化轉換率都是可描述參數。通過反復路試實驗確定其他系數正常，而油壓系數不穩定。

2.3 確定隔離系統

采取反復打開、關閉點火開關將電控燃油噴射發動機的燃油供給系統與內部液壓機械系統進行隔離，將內部液壓機械系統作為剩余系統，也即主系統，燃油供給系統與排氣系統作為分離系統。

2.4 確定剩余性能參數標準值與對照值

以該車的正常的油壓性能參數作為剩余性能參數標準值。反復打開、關閉數次，來預置燃油系統的油壓，進行路試實驗，儀器測定油壓系數及其他參數比率作為剩余性能參數對照值。

2.5 手動路試實驗

在測試獲得相應的剩余性能參數后，斷開點火開關后控制電磁閥的插接器。在進行路試實驗過程中，盡量使汽車正常勻速行駛，使相應的測試結果與預知的標準值基本達到吻合;再開關電磁閥的插接器，汽車燃油內部液壓機械系統正常，同時參數結果誤差較小，測試結果表明汽車自動變速器內部的液壓機械系統不是汽車故障點。若測試數據結果異常，則可判斷該剩余系統存在故障;若測試數據結果與剩余性能參數故障點在燃油供給系統潤滑體系中標準值基本吻合，則說明故障區域處于分離系統中。所以我們判斷燃油供給系統與排氣系統是根本故障點。由于油壓系數及其他參數正常，我們判斷是燃油泵內部油的問題。但還需通過相應的電磁閥模擬試驗進行相應的驗證和確認;當然也不能排除故障點在電控系統的可能。

2.6 電磁閥模擬試驗

通過人為控制手段對汽車故障的剩余系統提供正常的分離系統參數，即為開關電磁閥人為提供正確的通、斷電信號，操縱燃油供給各檔油壓變化，再通過路試測出相應的剩余性能參數，并將其與預知標準值進行比較、判斷。最后進行潤滑系統檢測，其主要參數為:機油壓力，機油消耗量;機油品質。經上述診斷發現機油壓力，機油消耗量均屬正常，此時需檢測機油品質。由于燃油系統工作比較復雜，通過電磁閥模擬試驗可簡單高效判斷并確認其燃油潤滑系統是否為故障點。設定全開電磁閥狀態進行相應的手動電磁閥模擬試驗，行駛中燃油泵內燃油濾清率較低，有些許卡殼現象，可斷定燃油泵是故障點。

2.7 診斷結果驗證

在冷機狀態下測量燃油系統壓力，壓力正常;在發動機自動熄火后測量燃油系統壓力，該系統的壓力明顯低于正常值;進一步檢查時發現在冷機時燃油泵輸出的燃油壓力正常，在熱機時燃油泵輸出的燃油壓力偏低，因此燃油泵本身油問題，更換該燃油泵故障排除。

3 結語

隨著汽車機電一體化程度逐步增高，許多系統開始走向電子化與智能化控制方向。剩余性能診斷法等于一次全新的整車性能測試，其手段更為直接，其爭對性強，并且有整體到局部進行了全面的檢測;通過將檢測值與正常值對比不僅明確故障問題，也挖掘出各類不良性能問題。這是對電子化與智能化控制系統的重要補充。

汽車故障的原因的不確定性也越來越高，然而傳統汽車故障診斷難度卻在持續增大，剩余性能診斷法在進行汽車復雜系統的故障診斷中發揮其集中優勢，顯得格外高效、方便。

剩余性能診斷法是一種相對較為復雜的性能診斷理論，其應用層次要求較高，對檢測者的專業和實踐經驗要求也很高。所以在實際應用中，剩余性能診斷法不僅可以促進工作人員對汽車構造原理有更為深入的認識，更加熟悉整車性能參數;還能通過精準精簡的汽車故障診斷，準確有效地把握根本故障點，解決故障問題。

汽車整車技術狀況及內外故障影響到汽車運行中的動力性、經濟性、制動性、操縱穩定性、行駛平順性，安全性等，是汽車檢測的重點內容;剩余性能檢測法能縮減很多檢測程序，根據不同的檢測項目預備各項檢測所用設備的結構，依照相應的檢測原理進行適時有效的性能檢測和故障診斷，是汽車保持最好的行駛狀態。

［1］ 劉志忠.自動變速器故障的系統分析診斷法［J］.汽車技術，2005，(2).

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