关于汽车机械故障及维修的分析

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  摘要:本文中作者针对汽车机械故障的发生原因做出了详细的分析,并且根据实际情况提出了相对应的防范措施,介绍了汽车机械故障诊断技术的发展趋势。
  关键词:汽车;机械故障;维修;分析
  中图分类号:U471.14 文献标识码:A文章编号:
  
  随着人们生活水平的不断提高,城市汽车的数量也在快速增长。人们在享受汽车所带来的便利的同时,也应该提高对汽车机械故障的重视,将安全行车作为出行的基本遵则,努力从自身做起,在降低交通事故的同时,也保证了自身的人身财产安全;对于汽车维修气压来说,汽车维修人员应该提高自身专业知识与技术水平,加强对汽车机械故障原因的分析与诊断技术的创新,进而提高汽车维修质量,保证汽车行驶时能够处于最佳状态,为使用者安全、舒适使用汽车提供保障。
  1 汽车机械故障常见的病因
  1.1驾驶员认识不到位,缺乏责任感
  一般来说,汽车在出现机械故障前多数会有预兆,如汽车的转向拉杆球头销松旷了,活动间隙会变大,转向就会迟钝;带吊耳钢板弹簧断裂后,车子会摆头,制动时尤为明显,还有较易发现的制动跑偏,制动距离过长,制动管路漏气、漏油等等。这些现象有的极为明显,凭经验可以马上预感到,有些故障在驾驶中会察觉出来,但在实际中却有许多司机明明知道存在故障却依然带“病”驾驶,甚至超负荷行车,造成故障未能及时排除而导致交通事故发生。
  1.2 车辆超负荷运行导致故障频发
  我国现阶段车辆超负荷运行状况时有出现,尤其是长途汽车货运汽车发生事故非常常见,这些司机与驾驶人员因为长期超重载货或者超速运行,加速了车辆的损坏过程,对车辆内部机械零件的磨损程度加大了很多,导致了高速公路上事故频发的惨剧发生。其中主要事故包括爆胎、传动轴掉落、汽车发动机故障等。
  1.3 维修不到位
  汽车故障维修是常有之事,但由于一些维修人员维修技术有限,并不能够诊断出汽车故障的根源,也有些维修人员缺乏责任心和利益考虑对维修的也不够彻底,这些都会埋下很多安全隐患。此外,在汽车保养时,因操作不规范,例如在拆装、检查汽车时,拆下的螺丝、螺帽等部件不能准确放到指定位置,造成少装、错装、误装等问题,甚至把不合乎安全规格的部件也装到了车上,这些会造成难以想象的后果。
  2 汽车机械故障方法策略
  2.1强化安全驾车意识,自觉遵守交通法规
  《中华人民共和国道路交通管理条例》第十九条明确规定,“机动车必须保持车况良好,车容整洁,制动器、转向器、喇叭、刮水器、后视镜和灯光装置保持齐全有效。”这些规定是多年来汽车运行中的经验和教训的科学总结,是防止机损事故的制度措施。要严格执行以上规定,必须从单位领导、驾驶员到车辆维修人员等切实转变思想认识,对驾驶员而言要坚决克服麻痹思想,切除侥幸心理;对车辆维修而言要提高责任意识,确保维修质量。总之,车辆相关人员一定要有长远眼光,把安全放在第一位,安安全全驾驶,平平安安回家。
  2.2养成勤保养,出门前检查的良好用车习惯
  汽车中很多机械零部件需要经常性的定期维修,例如刹车片经常磨损而不维修就会导致汽车刹车失灵,制动气室的膜片不经常更换也会导致制动失败,这些都是车辆经常耗损的零部件,需要定期维修。在汽车运行过程中,各个部件会发生一定的冲击与震动,导致摩擦力加大,降低机械部件之间的问题,引起车辆故障。因此,必须每天养成对车辆检验的好习惯,培养良好的用车习惯。
  2.3车管部门要加强旧车报废制度管理
  目前我国有一大批车辆已经到了报废年龄却依然还在运行的车辆,这些车辆随时都有可能造成交通安全事故,对他人安全和国家财产造成一定的隐患。这些为数众多的报废车辆这些车使用了多年,其车身损坏程度较为严重,其部件都存在着不同程度的磨损、老化问题,其在路上行驶是不符合安全要求的。所以车管部门必须对一些检查不合格汽车实施强制报废。
  3 汽车机械故障的诊断原理
  汽车零部件的磨损、变形、断裂、腐蚀及老化的因素是造成汽车机械故障的主要原因。汽车机械故障的主要特征表现在振动异常、响声异常、温度异常、及运动副轨迹异常等。根据汽车的不同部位,故障表现的特征也有差别。车轮轴承及转向操纵机构的机械故障表现为其几何特性的改变;发动机气缸活塞组、冷却系统、润滑系统及轮胎气压的故障变现为部件的密闭性改变;汽车点火系统、发电机转速系统、电系统及灯光系统的故障表现为电光热的状态参数的改变;传统系统和发电机的故障表现为车体振动或者声频的改变;发电机供给系统、润呼系统及配合副磨损等的故障表现为润滑机油成分和排气成分的改变。
  根据机械故障的特征信号的检测可以确定机械故障的类型及故障部位。主要的机械故障特征信号包括几何信号,压力信号、电信号及物质含量信号。几何信号包括角度间歇、自由行程、工作行程及侧滑量等;压力信号包括气缸压缩压力、机油压力、进气管真空度及轮胎气压等;电信号包括电压、电流、频率、相位、时域特性及频域特性等;物质含量信号包括机油粘度、金属杂质含量、机油中清洁剂含量及排气中特殊气体的含量等。
  机械故障特征信号的获取是机械故障诊断的基础。振动传感器是获取振动信号的主要部件,其原理是将机械振动信号转换成电信号来表示振动参数(包括位移、速度及加速度等)。振动传感器包括电涡流式位移传感器、磁电式速度传感器及压电式加速度传感器等。电磁传感器是获取磨粒信号的主要部件,其原理是利用金属颗粒对磁场的扰动转换为对应的电压值,从而确定金属颗粒的尺寸,还可以利用相位的变化确定颗粒是否带电。热电阻传感器和热电偶传感器是温度信号获取的主要部件,热电偶的原理是不同材料的导体或者半导体构成闭合回路,两导体的温差会使其产生电压,从而将温度信号转换为电信号;热电阻是利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的特征。
  机械故障特征信号的分析是机械故障诊断的关键。特征信号的分析包括信号的预处理,时域分析及频域分析等方法。信号的预处理包括模拟信号的滤波、A/D转换及直流分量分离和数字信号的异常值处理。模拟信号滤波的目的是滤去噪声,消除干扰信号。时域分析法包括统计分析法、无量纲指标分析法、相关累积分析法及模型分析法等。频域分析法包括傅里叶分析、倒谱分析及小波分析等。经过特征信号的分析后,最终对故障做出诊断。常用的诊断方法包括残差分析法、距离分类法及逻辑判别法等。这几种故障诊断的方法的原理是根据不同故障特征确定一个对应的数学模型,然后通过观测模型本身参数的变化来判定系统的工作状态。
  4 现代机械故障诊断仪
  本文经过故障诊断原理的阐述,结合现代通信技术、检测技术及计算机处理技术等,提出了一种现代机械故障诊断仪的设计。
  4.1 硬件设计
  诊断仪硬件部分包括计算机、微机控制系统、通讯模块、按键显示及检测接口等。诊断仪处理系统采用嵌入式的设计方法。诊断仪和汽车ECU之间的通信采用OBD—II通信模塊,其设计原理为通过电压比较器来完成各总线协议与计算机之间的电平转换。总线通信采用CAN协议通信,其特点主要体现在成本低、极高的总线利用率、具有可靠的错误处理和检错机制及传输距离长等。
  4.2 软件设计
  根据检测诊断任务的需要,软件系统完成的任务包括基本的操作功能(键盘及显示等)、故障诊断功能及数据传输。软件系统主要包括主函数模块、通信模块及诊断模块等。
  主函数模块是软件的核心,主要负责各子函数之间的调用和任务分配。通信模块的主要任务是接收、识别及发送信号,包括收发函数和协议识别函数。收发函数由接收字节函数、发送字节函数、接收命令函数及发送命令函数四部分组成。协议识别函数的方法是发送特定的校验码与读取到的信息进行比较,若相同,则认为找到该协议,若不同,则认为找不到该协议。诊断模块包括传统的诊断模块和智能模块。诊断模块由读取故障码函数、清楚故障码函数、及读取数据流函数组成。
  5 汽车机械故障的实用检测方式
  5.1用“望问”法诊断故障
  汽车发生故障需要诊断,修理技术人员第一眼看到汽车时,就应对汽车类型、使用年限及车辆使用状况做出初步的判断。在查看汽车的17位条码过后,判断了汽车的大致使用年限,经过对车辆使用年限的调查,发现了汽车故障的一些基础问题,维修技术人员必须要询问车主一些问题,包括汽车的型号与汽车的维修保养情况等,甚至要问其驾驶习惯,注意车主描述汽车的故障情况以及发生故障后做了哪些检查和修理,尽可能深入的了解故障的形成条件,这些做法对维修技术人员的工作会提供很大的帮助。
  5.2正确的运用仪器仪表进行诊断故障
  随着科技的发展,西医通过各种诊断仪器对患者病因的诊断变得更加准确和快捷。汽车的专用诊断设备也随着汽车工业的发展而变得越来越先进,其中部分汽车的维修与保养离开了专用诊断设备根本进行不了。俗话说的好“手巧不如家什妙”,能够正确熟练的运用好汽车诊断维修设备就会使维修人员得到事半功倍的效果。现代汽车的维修已经告别了过去“敲敲打打”的时代,如对于电控发动机故障的诊断,通过汽车专用诊断仪器可以快捷的得到其故障代码信息,通过对汽车实车的数据流观测,可以清楚的了解到车辆实际的工作状况,与标准的数据进行比较分析就能容易的得到故障的原因所在。其它的电控系统如ABS,TRAC,等也用同样的方法进行。
  还有一些常用的汽车检测设备,如FLUKE汽车万用表,包含电压、电流、电阻、频率、温度、转速等检测功能。在维修工作中能够熟练运用它会对维修工作起到事半功倍的效果。对部分没有配备发动机转速表的车辆进行发动机和变速器的故障进行诊断是比较困难的。这时运用电汽车用非接触式转速表,可以比较准确地测取发动机的即时转速,行车中指示发动机转速,换档时指示发动机转速的变化情况,有了发动机转速的参数比较,发动机或变速器的一些故障也能比较容易的判断出来,同时又能准确地反映维修后的效果是否理想。另外汽车四轮定位仪,车身测量设备,灯光检测仪等,都是现代汽车维修保养工作所必备的。要熟练掌握并正确运用仪器及电子诊断设备是比较困难的,一定要有扎实的基础知识,还要不断积累新的汽车知识,加之不断运用练习,诊断仪器在维修保养过程中运用起来才能得心应手。
  5 汽车机械故障诊断技术的发展趋势
  随着汽车功能和结构的复杂程度加大,自动化程度的提高,针对汽车机械故障诊断技术的要求也越来越高。诊断技术的发展主要体现在以下几个方面:
  5.1 多功能化和人性化
  车载自诊断系统和车外诊断仪的配合使用将越来越广泛。车载自诊断可以及时地监视汽车的行驶情况并记录故障数据,为汽车维修中心或安全部门提供汽车的实况数据,就像飞机的黑匣子一样。车外诊断仪将日趋人性化,例如易于操作、携带方便及价格便宜等。
  5.2 诊断智能化
  诊断的智能化的主要体现为现代人工智能与诊断理论的结合。现代人工智能包括神经网络和专家系统等。神经网络可以有效的组织和运用积累的经验知识进行故障的诊断。目前神经网络应用于故障诊断的研究范例是BP神经网络在汽车故障中的应用。相对于神经网络,专家系统适合用于解决需要大量准也知识的问题。其实两者的结合是未来人工智能在故障诊断应用的发展方向。
  5.3 诊断信息的网络化
  诊断信息的网络化可以实现各种车型故障资料的共享,维修人员不仅可以通过网络获得这些信息,而且可以网络平台传递诊断信息和维修经验,提高维修效率。随着无线通讯技术和电子技术的发展,远程故障诊断将成为可能。
  6 结束语
  汽車机械故障发生导致的车祸是最为常见的一种车祸类型,全国每年因为汽车机械故障检修不及时,造成的人身安全问题与财产损失数目不计其数,对我国人民安全及道路安全造成了极为严重的影响。现阶段全国都非常重视汽车机械故障检修与机械故障排除的问题,在全国也多次开展了关于汽车机械故障检修与审查的活动,要求各单位与交通工作部门积极配合,严密提高汽车机械故障的检修频率,加强汽车机械故障的检修方式与保养次数。
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