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        機械電子診斷技術(shù)在汽車檢測維修中的應(yīng)用

        2019-07-26 09:26:00滕文祥
        制造業(yè)自動化 2019年7期
        關(guān)鍵詞:機械發(fā)動機汽車

        滕文祥

        (煙臺汽車工程職業(yè)學(xué)院,煙臺 265507)

        0 引言

        電子檢測技術(shù)的推廣應(yīng)用是汽車檢測維修新制度的需要,也是實現(xiàn)以狀態(tài)檢測為基礎(chǔ)進行科學(xué)修理的必要手段,電子檢測技術(shù)成為當(dāng)下汽車安全行駛的重要保證[1]。隨著科學(xué)技術(shù)不斷進步,汽車構(gòu)造趨向于復(fù)雜化,對于其故障檢測越來越難,因此,應(yīng)用機械電子診斷技術(shù)可研究多個汽車設(shè)備故障原因,并在維修領(lǐng)域不斷廣泛應(yīng)用,為我國汽車檢測維修行業(yè)提供技術(shù)支持[2]。

        在傳統(tǒng)汽車檢測維修工作中應(yīng)用的電子設(shè)備較少,受到人工檢測影響,汽車檢測維修效果較差,其內(nèi)部構(gòu)造和運轉(zhuǎn)原理將產(chǎn)生極大變化,針對傳統(tǒng)應(yīng)用方法的不足,機械電子診斷技術(shù)應(yīng)運而生,有效改善傳統(tǒng)應(yīng)用方法所面臨的困境[3]。

        1 汽車檢測維修中機械電子診斷技術(shù)的應(yīng)用

        現(xiàn)代汽車并不是簡單的機械設(shè)備,是綜合了現(xiàn)代技術(shù)的綜合性交通工具,通過復(fù)雜電路控制著汽車輔助系統(tǒng),并具有一定故障自我診斷功能,能夠在使用過程中記錄汽車出現(xiàn)的故障問題,借助解碼器就能在存儲器中提取相關(guān)故障碼,由此實現(xiàn)汽車快速檢測維修[4]。

        1.1 燃油機異響檢測診斷

        燃油機存在的異響主要是由汽車內(nèi)部敲缸、氣門響、連桿小端活塞與連桿銅套撞擊響、曲軸承響等引起的,由于這些異響都位于一個缸體內(nèi),很難判別內(nèi)燃機異響屬于哪一種異響[5]。

        采用機械電子診斷技術(shù)最常用的設(shè)備包括:聽診器、高感聽音器、頻譜分析儀,其中聽診器是通過放大管將產(chǎn)生的異響放大6~10倍,能夠清楚辨別出聲音大?。桓吒新犚羝魇峭ㄟ^信號輸出,接收陰極射線管示波器測定的振動頻率;頻譜分析儀是通過電子掃描方法,將信號進行處理,以此檢測汽車燃油機[6]。

        對于爆震傳感器安裝在燃油機的不同位置,測量各點波形,如圖1所示。

        圖1 燃油機爆震波形

        通過分析波形,可了解具體產(chǎn)生爆震的氣缸。由圖1可知,燃油機爆震波形起初并無明顯變化,但到中間階段,上下起伏波動較大,超過設(shè)定的{-400mV~400mV }閾值范圍,在最后階段,波形變化較小,上下波動維持在{-200mV~200mV }閾值范圍內(nèi)[7]。

        在燃油機中還易出現(xiàn)的問題是燃油系統(tǒng),當(dāng)燃油機沒有充足動力時,就說明油壓過低,造成汽車無法快速啟動,導(dǎo)致汽車運行速度不穩(wěn)定,很多內(nèi)構(gòu)件由于溫度突然升高而損耗嚴重;反之,油壓過低會增多油量消耗,還會排出黑色煙霧[8]。采用機械電子診斷技術(shù)中的技能分析儀,可綜合分析燃油系統(tǒng)油壓高低,由此自動生成電子信號,在示波器上顯示。

        1.2 電控系統(tǒng)故障檢測診斷

        提取故障信息碼,打開點火開關(guān),保證ABS制動防抱死系統(tǒng)警示燈長亮,由此啟動發(fā)動機,使ABS制動防抱死系統(tǒng)警示燈熄滅,如果警示燈在發(fā)動機熄火之后依然亮起,則說明ABS制動防抱死系統(tǒng)出現(xiàn)故障。

        為了提高電控系統(tǒng)故障檢測診斷效果,需檢查保險絲情況,避免受到保險絲影響。根據(jù)警示燈閃爍次數(shù)讀取故障碼,或應(yīng)用檢測設(shè)備讀取故障信息碼,具體步驟為:

        1)汽車專用診斷頭的一端連接汽車診斷座,另一端連接車的主機,使用檢測設(shè)備讀取故障信息;

        2)連續(xù)3次跨接汽車專用診斷頭,之后再使用紅綠線讀取故障碼;

        3)設(shè)置啟動碼為88,通常情況下碼與碼之間間隔僅為3s,最多也只能維持4s左右,能夠連續(xù)獲取8~9個故障碼;

        4)結(jié)束全部故障檢測項目之后,需根據(jù)上述步驟再次讀取故障碼,直到不能獲取故障碼為止。

        在診斷過程中,不能踩剎車,否則故障碼將全部失效,還要注意在發(fā)動機啟動之后,ABS制動防抱死系統(tǒng)指示燈熄滅,在10s之內(nèi)繼續(xù)踩剎車踏板,ABS制動防抱死系統(tǒng)指示燈亮起,經(jīng)過2~3s后熄滅,此時清除全部故障碼。

        1.3 底盤輸出功率異常檢測診斷

        底盤測功儀是最常見底盤輸出功率電子診斷工具,在獲取底盤輸出功率時,應(yīng)當(dāng)在發(fā)動機具有穩(wěn)定轉(zhuǎn)速情況下,才能使電渦流具有相同輸出功率,此時,查看儀表盤上功率,就可判斷出驅(qū)動輪上輸出功率。

        采用機械電子診斷技術(shù)在獲取異常信號后,進行異常診斷,由于故障診斷中所檢測的信號大多是不平穩(wěn)信號,因此需通過小波分析處理。小波分析起到局域和時域作用,并具有局部分析功能,其平移和伸縮性能夠觀測到信號全部內(nèi)容,因此,對于底盤輸出功率異常檢測與診斷,采用機械電子診斷技術(shù)中的小波分析具有實用價值。

        1.4 汽油發(fā)動機故障檢測診斷

        通過汽油發(fā)動機綜合性能分析儀,從低壓側(cè)、高壓側(cè)兩個方向獲取信號,使用示波器顯示發(fā)動機啟動瞬間的電壓變化情況,以此判斷某個汽油發(fā)動機某個瞬時故障情況。

        由點火波形峰值和峰谷多少以及閉合情況判斷點火系統(tǒng)各缸全部情況,此外,通過示波器顯示單缸功率是否平衡、混合氣體濃度是否達標(biāo)以及節(jié)氣門后方是否達到真空狀態(tài)等。

        針對發(fā)動機第一缸次級測點火波形如圖2所示。

        圖2 發(fā)動機第一缸次級測點火波形

        通過對波形點火線、擊穿電壓、燃燒線以及燃燒電壓等分析可知,整體擊穿電壓偏低,也為火花塞積碳引起故障進行檢測維修。

        1.5 油樣檢測診斷

        機械電子診斷過程中無法避免的會出現(xiàn)表面摩擦而產(chǎn)生金屬磨粒,并且會進入到液壓油之中,通過液壓油檢測可得知機械磨損情況,并將其應(yīng)用到汽車檢測維修過程之中。

        對于油樣檢測診斷主要應(yīng)用油液鐵譜分析和油液光譜分析兩種技術(shù),其中油液鐵譜分析主要是應(yīng)用高梯度和高強度磁場,將油液磨損產(chǎn)生的金屬磨粒分離出來,由此觀察磨粒大小、數(shù)量和形狀,并掌握機械部件磨損情況,利用不同元素加熱、光照射和離子碰撞等情況,產(chǎn)生能量級躍遷吸收能量不同特征,從而判斷機械部件磨損情況。

        2 實驗分析

        為了驗證分析機械電子診斷技術(shù)在汽車檢測維修中的應(yīng)用效果,需將傳統(tǒng)技術(shù)與機械電子診斷技術(shù)的維修效果進行對比分析。

        2.1 實驗平臺與參數(shù)設(shè)置

        選擇某營運重載火車制動試驗臺進行測試,平臺如圖3所示。

        圖3 營運重載火車制動試驗臺

        依據(jù)該平臺獲取的制動數(shù)據(jù)參數(shù)如表1所示。

        表1 制動數(shù)據(jù)參數(shù)

        2.2 發(fā)動機異常檢測維修效果分析

        正常情況下發(fā)動機氧傳感器電壓波形如圖4所示。

        圖4 正常情況下發(fā)動機氧傳感器電壓波形

        由圖4可知:正常情況下,發(fā)動機氧傳感器電壓波形具有規(guī)律性,保持0~1V以內(nèi)。

        分別采用傳統(tǒng)技術(shù)與機械電子診斷技術(shù)對發(fā)動機氧傳感器電壓波形進行對比分析,結(jié)果如圖5所示。

        圖5 兩種技術(shù)發(fā)動機氧傳感器電壓波形

        由圖5可知:采用傳統(tǒng)技術(shù)受到人為操作影響,導(dǎo)致發(fā)動機氧傳感器電壓波形過于密集,且維持在0.4V~0.8V范圍內(nèi)。而采用機械電子診斷技術(shù)不會受到人為操作影響,與正常情況下發(fā)動機氧傳感器電壓波形一致。在該條件下,將兩種技術(shù)的維修效果進行對比分析,結(jié)果如表2所示。

        表2 兩種技術(shù)對發(fā)動機維修效果對比分析

        由表2可知:隨著實驗次數(shù)增加,傳統(tǒng)技術(shù)對發(fā)動機維修效果逐漸降低,當(dāng)實驗次數(shù)為2次時,維修效果最低可達到0.2298。而機械電子診斷技術(shù)對發(fā)動機維修效果也逐漸降低,但始終高于93%,當(dāng)實驗次數(shù)為4次時,維修效果最低可達到0.9451。

        2.3 電控系統(tǒng)故障檢測維修效果分析

        電控系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障,所獲取的電流值如圖6所示。

        圖6 正常情況下電控系統(tǒng)故障獲取的電流值

        由圖6可知:當(dāng)時間為3ms時,電控系統(tǒng)電流值達到最大為48A;當(dāng)時間為4~6ms時,電控系統(tǒng)電流值達到最小為-20A。

        分別采用傳統(tǒng)技術(shù)與機械電子診斷技術(shù)對電控系統(tǒng)電流值進行對比分析,結(jié)果如圖7所示。

        圖7 兩種技術(shù)電控系統(tǒng)電流值對比分析

        傳統(tǒng)技術(shù):當(dāng)時間為3~4ms時,電流值達到最大為20A;當(dāng)時間為4~6ms時,電流值達到最小為-25A,最終電流值穩(wěn)定在-15A。

        機械電子診斷技:當(dāng)時間為3ms時,電控系統(tǒng)電流值達到最大為48A;當(dāng)時間為4~6ms時,電控系統(tǒng)電流值達到最小為-20A,與實際值一致。

        在該條件下,將兩種技術(shù)的維修效果進行對比分析,結(jié)果如表3所示。

        由表3可知:當(dāng)實驗次數(shù)為1次時,傳統(tǒng)技術(shù)維修效果和機械電子診斷技術(shù)維修效果都達到最高;當(dāng)實驗次數(shù)為5次時,傳統(tǒng)技術(shù)維修效果達到最低為0.2289,而機械電子診斷技術(shù)在實驗次數(shù)為2次時,維修效果達到最低為0.9742。

        表3 兩種技術(shù)對電控系統(tǒng)故障檢測維修效果對比分析

        因此,機械電子診斷技術(shù)在汽車檢測維修中的應(yīng)用效果比傳統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用效果要好。

        3 結(jié)束語

        傳統(tǒng)汽車檢測維修通常先開展汽車故障定型分析,在檢測過程應(yīng)用設(shè)備較少,儀器現(xiàn)代化水平并不理想,由于汽車中應(yīng)用了大量電子設(shè)備,使得汽車修理技術(shù)無法滿足需求,機械電子診斷技術(shù)作為一種靈敏故障檢測技術(shù),在汽車維修中廣泛應(yīng)用。

        綜上所述,國內(nèi)汽車行業(yè)呈現(xiàn)較快發(fā)展速度,不過機械電子診斷技術(shù)依然處于初級研究階段,為了加大該技術(shù)理論研究,需不斷改革,高度重視本行業(yè)發(fā)展。只有電子診斷技術(shù)不斷優(yōu)化,才能推動汽車維修行業(yè)向前發(fā)展,為汽車維修開辟更廣闊發(fā)展空間奠定基礎(chǔ)。

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