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        汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷技術(shù)研究現(xiàn)狀與趨勢(shì)分析

        2011-08-15 00:46:05林志強(qiáng)
        黑龍江交通科技 2011年6期
        關(guān)鍵詞:故障診斷發(fā)動(dòng)機(jī)汽車

        林志強(qiáng)

        (黑龍江龍視旅游汽車服務(wù)有限公司)

        1 國(guó)外汽車診斷技術(shù)的發(fā)展概況

        在20世紀(jì)中期,汽車工業(yè)化國(guó)家形成了以故障診斷和性能調(diào)試為主的單項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)。隨著汽車技術(shù)的進(jìn)步,國(guó)外汽車檢測(cè)技術(shù)發(fā)展很快,并且大量應(yīng)用了電子技術(shù)、物理、化學(xué)、聲、光與機(jī)械相結(jié)合的多種檢測(cè)技術(shù)。20世紀(jì)70年代初以來,歐、美等西方國(guó)家的汽車新結(jié)構(gòu)新技術(shù)層出不窮,導(dǎo)致了汽車診斷內(nèi)容的復(fù)雜化。隨汽車保有量急劇增加,熟練維修人員相對(duì)短缺,各國(guó)有關(guān)汽車安全、排放的法規(guī)相繼出臺(tái),對(duì)診斷檢測(cè)提出了更精確、更可靠的要求。20世紀(jì)80年代,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了汽車檢測(cè)診斷、數(shù)據(jù)采集處理自動(dòng)化、檢測(cè)結(jié)果直接打印等功能的汽車檢測(cè)儀。在此基礎(chǔ)上,為加強(qiáng)汽車管理,各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相繼建立了汽車檢測(cè)診斷站,實(shí)現(xiàn)汽車檢測(cè)的制度化。

        1972年,在美國(guó)舊金山召開的第一次國(guó)家汽車安全會(huì)議就討論了汽車診斷標(biāo)準(zhǔn)化問題在本次會(huì)議上,德國(guó)大眾汽車公司首先開發(fā)了使用微機(jī)的診斷儀器,他們利用汽車裝設(shè)的診斷用傳感器和聯(lián)接器與車外微機(jī)相連,能檢查88個(gè)項(xiàng)目。該儀器一經(jīng)展出便在汽車制造業(yè)和維修業(yè)產(chǎn)生了巨大的震動(dòng)。隨后,各國(guó)相繼推出類似診斷裝置,如1975年美國(guó)哈米爾頓標(biāo)準(zhǔn)公司推出汽車自動(dòng)讀出儀。由于這類裝置數(shù)據(jù)存貯量小,缺乏對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的綜合分析能力,對(duì)故障部位的推理能力有限,使用成本高,因此帶有微機(jī)的車上實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制裝置是當(dāng)時(shí)汽車故障診斷設(shè)備的主流在汽車診斷設(shè)備的發(fā)展過程中,首先出現(xiàn)的是一些專用的監(jiān)測(cè)儀器,如正時(shí)提前角測(cè)試儀、閉合角測(cè)試儀等,它們是故障診斷的輔助工具,而真正的故障判斷仍憑借案例分析和人工經(jīng)驗(yàn)來完成。目前,汽車診斷設(shè)備分車內(nèi)診斷裝置與非車載診斷儀器。前者是利用所有裝在車上的診斷裝置進(jìn)行診斷,而后者是利用獨(dú)立于車輛的診斷設(shè)備進(jìn)行診斷。

        汽車故障診斷專家系統(tǒng)的研究始于20世紀(jì)70年代末,并用于工程領(lǐng)域的故障診斷研究。如20世紀(jì)70年代末期,Donald等把故障診斷專家系統(tǒng)用于軍用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的故障診斷中。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的故障診斷是早期汽車故障診斷專家系統(tǒng)的一個(gè)重要研究?jī)?nèi)容,也是人工智能的一個(gè)最具挑戰(zhàn)性的問題。特別是現(xiàn)代汽車的電控系統(tǒng)(燃油噴射系統(tǒng)等)不斷增加,其故障診斷正向高難度復(fù)雜化方向發(fā)展。1982年意大利米蘭汽車工業(yè)大學(xué)成功地研制汽車電系故障診斷專家系統(tǒng);1985年美國(guó)通用汽車公司研制了發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)診斷專家系統(tǒng)(Engine cooling advisor)1986年日本Nissan汽車公司研制的發(fā)動(dòng)機(jī)電子集成控制系統(tǒng)的診斷專家系統(tǒng);1987年加拿大太平洋鐵路公司開發(fā)了發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷專家系統(tǒng)等。上述故障診斷專家系統(tǒng)在快速故障診斷、改善汽車修理質(zhì)量和降低維修成本方面顯示出了巨大潛力。

        進(jìn)入了80年代后,車內(nèi)診斷無非是在發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元內(nèi)部都設(shè)有簡(jiǎn)單的故障自診斷程序,可以將汽車的故障狀態(tài)以故障碼的方式紀(jì)錄在發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元中,并用相應(yīng)的故障指示燈進(jìn)行提示,維修人員可按規(guī)定的程序讀取故障碼,并據(jù)此確定故障的部位與原因,進(jìn)而進(jìn)行維修。但是自診斷系統(tǒng)設(shè)在電子控制單元內(nèi)部,其診斷程序僅限于與傳感器有關(guān)問題,特別是只停留在與線束相關(guān)的短路、斷路的故障診斷上,而且考慮成本問題及電子控制單元中的數(shù)據(jù)輸出也很難。因此,基于串行通信口的車外故障診斷工具(解碼器)得到迅速發(fā)展,它通過與電子控制單元交互式通信,獲取更多的信息,診斷功能有較大的提高。

        隨著計(jì)算機(jī)的普及以及人工智能技術(shù)的發(fā)展,特別是專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在故障診斷領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用,為智能汽車故障診斷的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)80年代中后期,國(guó)外對(duì)汽車故障診斷專家系統(tǒng)進(jìn)行了大量的研究,并進(jìn)行了試運(yùn)作和評(píng)價(jià),部分診斷專家系統(tǒng)已經(jīng)走向成熟和實(shí)用化。

        2 國(guó)內(nèi)汽車診斷技術(shù)的發(fā)展概況

        我國(guó)從60年代開始研究汽車檢測(cè)技術(shù),當(dāng)時(shí)由交通部門主持研制了一些簡(jiǎn)單的診斷設(shè)備。70年代末,我國(guó)下達(dá)了第一個(gè)關(guān)于汽車維修方面的國(guó)家級(jí)課題——“汽車不解體檢測(cè)技術(shù)”,我國(guó)開始了汽車檢測(cè)與診斷技術(shù)。進(jìn)入80年代后,隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,在交通部門的統(tǒng)籌規(guī)劃下,汽車檢測(cè)診斷技術(shù)得到了迅速發(fā)展。目前,我國(guó)汽車檢測(cè)設(shè)備生產(chǎn)廠家已超過900家,產(chǎn)品種類達(dá)12000個(gè),年產(chǎn)值40多億,全國(guó)已建立各類汽車診斷站1500個(gè)。我國(guó)的汽車檢測(cè)水平也不斷提高反映在汽車檢測(cè)診斷設(shè)備制造水平和技術(shù)含量都有了明顯的提高。汽車電子控制技術(shù)廣泛應(yīng)用,一批具有高新技術(shù)的診斷儀器被研制出來。如我國(guó)自主開發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷儀、汽車底盤測(cè)功機(jī)、四輪定位儀、全自動(dòng)轉(zhuǎn)向角檢測(cè)儀、制動(dòng)檢測(cè)臺(tái)等均達(dá)到了較高的水平。就發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)儀器而言,發(fā)動(dòng)機(jī)無負(fù)載加速測(cè)功儀點(diǎn)火系檢測(cè)儀、數(shù)字轉(zhuǎn)速表、異響診斷儀、發(fā)動(dòng)機(jī)漏氣量分析儀、油耗儀、潤(rùn)滑油分析儀等專用檢測(cè)設(shè)備在技術(shù)上已相當(dāng)成熟。發(fā)動(dòng)機(jī)綜合檢測(cè)儀,最初的功能主要對(duì)點(diǎn)火系和異響進(jìn)行檢測(cè),在微機(jī)控制下,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè),具有顯示、打印功能。20世紀(jì)80年代末,國(guó)內(nèi)部分高校和科研機(jī)構(gòu)對(duì)汽車故障診斷專家系統(tǒng)進(jìn)行研究,并相繼發(fā)表了一些研究文獻(xiàn)。盡管如此,我國(guó)汽車診斷技術(shù)水平與國(guó)外還存在較大的差距。主要表現(xiàn)在:

        汽車診斷理論的基礎(chǔ)研究不完善、不系統(tǒng)、不深入;汽車檢測(cè)儀器產(chǎn)品可靠性差自動(dòng)化水平低;品種不齊全更新慢,技術(shù)含量低,附加值低;產(chǎn)品性價(jià)比低;某些高性價(jià)產(chǎn)品也無獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán),等等。

        3 汽車診斷技術(shù)的發(fā)展展望

        今后,我國(guó)汽車檢測(cè)診斷技術(shù)應(yīng)向如下三方面發(fā)展:

        (1)完善與硬件配套的軟件建設(shè),制定定量化的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn);(2)在大型檢測(cè)診斷設(shè)備研制方面,向聲、光、電等自動(dòng)化技術(shù)方向發(fā)展,進(jìn)一步提高診斷系統(tǒng)的智能化水平;(3)汽車檢測(cè)診斷實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化,提高信息資源共享、硬件共享、軟件共享水平。利用信息高速公路,將全國(guó)的汽車檢測(cè)站聯(lián)成一個(gè)廣域網(wǎng),使交通管理部門隨時(shí)掌握車輛狀況。

        [1] 肖云魁.汽車故障診斷學(xué)[M].北京理工大學(xué)出版社,2001.

        [2] 蔣紅楓,賈民平.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷專家系統(tǒng)的研究[J].公路與汽運(yùn),2005.

        [3] 鐘秉林,黃仁.機(jī)械故障診斷學(xué)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,1997.

        [4] 曾彌雅.美國(guó)汽車故障診斷系統(tǒng)的發(fā)展動(dòng)向[J].國(guó)外汽車,1987.

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