陸瑤

摘 要：數(shù)據(jù)流分析集合了機(jī)電一體化中的電子控制、傳感器等多種技術(shù)，應(yīng)用這種技術(shù)讓電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)越來(lái)越突出的故障問(wèn)題得到了有效控制，從而讓汽車(chē)得到了極大優(yōu)化，并且還推動(dòng)了行業(yè)的發(fā)展。本文首先對(duì)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)故障做了簡(jiǎn)要介紹，隨后對(duì)汽車(chē)數(shù)據(jù)流做了分析，接下來(lái)闡述了汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)故障的傳統(tǒng)診斷方法及其缺陷，最后介紹了基于數(shù)據(jù)流分析電控發(fā)動(dòng)機(jī)故障的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)流；電控發(fā)動(dòng)機(jī)；故障分析

1 引言

汽車(chē)故障檢測(cè)共經(jīng)歷了四個(gè)階段，人工檢測(cè)，也就是以檢測(cè)人員經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，對(duì)汽車(chē)故障進(jìn)行判斷的檢測(cè)方式；儀表檢測(cè)，即利用相應(yīng)儀器儀表對(duì)汽車(chē)故障進(jìn)行檢測(cè)的方式，這種方式的出現(xiàn)令汽車(chē)檢測(cè)更加精確和智能，在一定程度上推動(dòng)了汽車(chē)故障檢測(cè)的發(fā)展；綜合檢測(cè)階段，這種故障檢測(cè)方式出現(xiàn)于上世紀(jì)的80年代，當(dāng)時(shí)各個(gè)汽車(chē)廠商都推出了用于自己品牌汽車(chē)故障診斷的設(shè)備，這些設(shè)備可分析相應(yīng)故障碼，從而更快速的對(duì)汽車(chē)進(jìn)行維修；數(shù)據(jù)流分析階段，這種診斷方式在綜合故障診斷的基礎(chǔ)上加入了計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了汽車(chē)故障分析對(duì)機(jī)電一體化的應(yīng)用，從而也產(chǎn)生了一套專(zhuān)門(mén)用于汽車(chē)故障診斷的系統(tǒng)。

2 汽車(chē)故障碼概述

目前在汽車(chē)的故障診斷中利用了最新的診斷系統(tǒng)，這種診斷系統(tǒng)能夠讓汽車(chē)在保證行駛的基礎(chǔ)上利用相應(yīng)的故障代碼對(duì)駕駛?cè)藛T進(jìn)行提示。新型診斷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)這種功能的主要原因是其可以對(duì)汽車(chē)實(shí)現(xiàn)全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，如果汽車(chē)存在故障即可通過(guò)故障位置的傳感裝置將故障信息傳回到中央控制室，并在中央控制室的屏幕上以代碼的形式體現(xiàn)出來(lái)，從而讓人直觀的明白汽車(chē)故障位置。

在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的故障診斷中，新型的故障診斷系統(tǒng)有一套設(shè)定好的診斷程序，系統(tǒng)的電子單元會(huì)實(shí)時(shí)采集汽車(chē)各部位傳感器傳回的信號(hào)，在采集到信號(hào)之后會(huì)對(duì)信號(hào)進(jìn)行判斷，如果斷定信號(hào)屬于汽車(chē)的故障，那么就會(huì)以相應(yīng)代碼的方式體現(xiàn)在中央控制室的面板上[1]。如果判定汽車(chē)存在故障，則不僅會(huì)在中央控制面板上體現(xiàn)出來(lái)，還會(huì)降低或者是停止發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行，而這種系統(tǒng)對(duì)汽車(chē)的監(jiān)控在汽車(chē)點(diǎn)火的那一刻就開(kāi)始工作了，并且通過(guò)傳感裝置、電子單元等部位的配合用以下三個(gè)方式對(duì)汽車(chē)故障進(jìn)行控制。

第一當(dāng)電子單元采集到汽車(chē)的故障信息以后，首先會(huì)通過(guò)中央控制面板發(fā)出警示信息，當(dāng)汽車(chē)駕駛員看到相應(yīng)的警示信息以后就可以將汽車(chē)開(kāi)至專(zhuān)業(yè)的修理中心進(jìn)行故障處理。第二是自動(dòng)儲(chǔ)存故障碼，當(dāng)故障檢測(cè)系統(tǒng)將故障信息反饋至中央控制面板的同時(shí)還可以將故障碼儲(chǔ)存到系統(tǒng)的存儲(chǔ)器中，這樣當(dāng)汽車(chē)送往修理中心的時(shí)候可通過(guò)連接專(zhuān)業(yè)儀器掃描這些故障信息，從而幫助修理人員采取更有針對(duì)性的方式繼續(xù)處理。第三當(dāng)系統(tǒng)采集到故障信息以后，這套系統(tǒng)不會(huì)馬上讓汽車(chē)失去正常的功能，基本都會(huì)用系統(tǒng)的備用措施進(jìn)行替換，從而讓汽車(chē)保持最基本的行駛功能。

3 汽車(chē)數(shù)據(jù)流概述

3.1 汽車(chē)數(shù)據(jù)流概念

汽車(chē)傳感器在對(duì)汽車(chē)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過(guò)程中向電子控制單元傳輸?shù)母鞣N信息就是汽車(chē)的數(shù)據(jù)流，采集數(shù)據(jù)流需要使用專(zhuān)業(yè)的設(shè)備連接到汽車(chē)故障檢測(cè)系統(tǒng)的電子單元上。由于數(shù)據(jù)流顯示的是一段時(shí)間之內(nèi)汽車(chē)的信息，因此在不同時(shí)間以及不用的環(huán)境之下數(shù)據(jù)流都會(huì)產(chǎn)生細(xì)微變化，通過(guò)汽車(chē)數(shù)據(jù)流的變化能夠輕松發(fā)現(xiàn)傳感器傳達(dá)的信息，這些信息能夠?yàn)槠?chē)維修人員提供有效的參考。根據(jù)檢測(cè)的內(nèi)容不同，檢測(cè)設(shè)備上所體現(xiàn)的信息也不同，主要分為了數(shù)值參數(shù)和狀態(tài)參數(shù)兩大類(lèi)，狀態(tài)參數(shù)反應(yīng)的是汽車(chē)相應(yīng)設(shè)備參數(shù)的高和低、開(kāi)和關(guān)等工作狀態(tài)，通過(guò)狀態(tài)參數(shù)能夠很好地觀察汽車(chē)各部分運(yùn)行是否正常。數(shù)值參數(shù)指的是汽車(chē)工作時(shí)間、溫度以及電壓等數(shù)值信息，是對(duì)汽車(chē)電控發(fā)動(dòng)機(jī)工作的直接體現(xiàn)。

3.2 切換數(shù)據(jù)流的產(chǎn)生

汽車(chē)上各電子元件的工作電壓、溫度、時(shí)間等信息都可以通過(guò)汽車(chē)數(shù)據(jù)流來(lái)體現(xiàn)，在汽車(chē)正常工作的狀態(tài)下，使用專(zhuān)業(yè)檢測(cè)設(shè)備可以對(duì)汽車(chē)電子單元中儲(chǔ)存的信息解碼然后讀取，并通過(guò)檢測(cè)設(shè)備上的屏幕體現(xiàn)這些信息。這個(gè)將汽車(chē)電子單元內(nèi)記錄的信息體現(xiàn)在檢測(cè)設(shè)備屏幕上的過(guò)程就是讀取數(shù)據(jù)流，而這些數(shù)據(jù)流也就是汽車(chē)的數(shù)據(jù)流。

3.3 數(shù)據(jù)流的特點(diǎn)

汽車(chē)數(shù)據(jù)流主要反應(yīng)的是電控發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的各種變化，通過(guò)傳感器反應(yīng)的信息對(duì)各種變化進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，然后將這些信息記錄起來(lái)就可以明顯反應(yīng)電控發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，如果電控發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)了某些故障便可通過(guò)分析這信息進(jìn)行判斷，進(jìn)而采取對(duì)應(yīng)的解決措施[2]。和傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷相比，數(shù)據(jù)流有著操作簡(jiǎn)便（通過(guò)檢測(cè)設(shè)備連接汽車(chē)的電子單元即可讀相應(yīng)的故障信息，通過(guò)對(duì)信息的讀取就能明確對(duì)應(yīng)故障）、數(shù)據(jù)量大（利用設(shè)備可以讀取汽車(chē)多個(gè)傳感器反應(yīng)的不同信息，大量數(shù)據(jù)也可以為故障分析提供更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參考）、精準(zhǔn)（所有信息都是對(duì)汽車(chē)狀態(tài)的實(shí)時(shí)反應(yīng)，反應(yīng)的過(guò)程中沒(méi)有其他干擾因素，因此準(zhǔn)確性特別高）的優(yōu)勢(shì)，這也成為了汽車(chē)數(shù)據(jù)流的主要特點(diǎn)，傳統(tǒng)故障診斷方式不能很好的反應(yīng)電子單元傳感器之間的數(shù)據(jù)反映，因此數(shù)據(jù)流分析在目前的汽車(chē)故障分析中占有主要地位。

4 汽車(chē)電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)故障的傳統(tǒng)診斷法及其缺陷

復(fù)雜性比較強(qiáng)是汽車(chē)電控發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)，因此對(duì)電控發(fā)動(dòng)機(jī)的故障進(jìn)行診斷也比較困難，通常診斷電控發(fā)動(dòng)機(jī)的故障都要從電子元件和零部件這兩方面出發(fā)。在傳統(tǒng)的電控發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷中，首先要根據(jù)分析零部件的工作狀態(tài)來(lái)確定故障是否由零部件引起，而發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件比較多，因此具體的分析過(guò)程會(huì)比較繁瑣。如果排除了零部件的問(wèn)題就要開(kāi)始分析電子元件，而對(duì)電子元件進(jìn)行分析就使用直掛判斷、儀器分析、換件診斷等很多種方法。通過(guò)上述分析可以得知，傳統(tǒng)的電控發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷非常復(fù)雜，會(huì)浪費(fèi)很多的人力資源和時(shí)間。除了其復(fù)雜性高、浪費(fèi)時(shí)間和人力的缺點(diǎn)以外，還有最重要的一點(diǎn)就是目前汽車(chē)工藝正在不斷進(jìn)步，電控發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)含量也在不斷提高，造成了使用傳統(tǒng)診斷方式不僅會(huì)浪費(fèi)時(shí)間和人力，還有可能導(dǎo)致無(wú)法準(zhǔn)確找出汽車(chē)的故障點(diǎn)，進(jìn)而就無(wú)法良好的處理故障，給行車(chē)造成不確定的安全隱患。

5 基于數(shù)據(jù)流分析電控發(fā)動(dòng)機(jī)故障的應(yīng)用

5.1 在有碼故障的分析中的應(yīng)用

對(duì)有碼故障進(jìn)行分析我們可以用一輛1.6排量、行駛了12萬(wàn)公里豐田卡羅拉來(lái)舉例，目前這輛卡羅拉的主要故障為每行駛100公里都會(huì)增加1L的油耗。接下來(lái)我們將檢測(cè)設(shè)備連接到汽車(chē)的電子單元上，經(jīng)過(guò)讀取信息后發(fā)現(xiàn)其提示的故障信息為“氧傳感器信號(hào)差”。對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行細(xì)致分析可以發(fā)現(xiàn)，傳感器的工作電壓為0.1V，遠(yuǎn)低于正常的工作電壓，通常混合氣稀薄和傳感器故障會(huì)導(dǎo)致這種情況出現(xiàn)，而通過(guò)踩油門(mén)發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力正常，因此混合氣稀薄的問(wèn)題可以排除，此時(shí)基本確定引起耗油高的主要原因是傳感器出現(xiàn)了故障。最后通過(guò)對(duì)氧傳感器進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)傳感器已經(jīng)損壞，因此更換了新的傳感器，最終汽車(chē)油耗高水位問(wèn)題被解決。

5.2 在無(wú)碼故障的分析中的應(yīng)用

如果汽車(chē)出現(xiàn)了無(wú)碼故障，需要檢修人員將自身經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)流分析結(jié)合在一起，這樣才能對(duì)故障進(jìn)行有效判斷。我們可以用一輛桑塔納2000轎車(chē)為例，這輛汽車(chē)的發(fā)動(dòng)在怠速狀態(tài)下會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)、動(dòng)力不足、冒黑煙等問(wèn)題。通常引起以上問(wèn)題原因都是混合氣濃度太高導(dǎo)致的，這也證明了這輛汽車(chē)的噴油量超過(guò)了汽車(chē)的實(shí)際需求，燃油無(wú)法充分利用才導(dǎo)致冒出了量黑煙[3]。燃油壓力過(guò)大、空氣傳感器失效、發(fā)動(dòng)機(jī)的電子元件出現(xiàn)了故障等都會(huì)造成混合氣濃度過(guò)高，因此應(yīng)從這三個(gè)方面入手來(lái)排除故障。

首先對(duì)這輛汽車(chē)的燃油壓力進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)其燃油壓力在正常范圍之內(nèi)，隨后對(duì)火花塞進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)其中心電極被燒毀，換了新的火花塞之后重新測(cè)試汽車(chē)發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速狀態(tài)下的抖動(dòng)明顯減輕，但是冒黑煙的問(wèn)題依然存在，而對(duì)空氣傳感器進(jìn)行更換后黑煙的問(wèn)題也沒(méi)有被解決，進(jìn)而判定發(fā)動(dòng)機(jī)電子元件出現(xiàn)了問(wèn)題。其次，確定了發(fā)動(dòng)機(jī)電子元件的問(wèn)題以后，檢修人員使用檢測(cè)設(shè)備連接電子元件發(fā)現(xiàn)沒(méi)有故障碼的提示，隨后將冷卻液升至85°C再次檢測(cè)發(fā)現(xiàn)油噴時(shí)間、節(jié)氣門(mén)開(kāi)度、進(jìn)氣壓等都在正常范圍之內(nèi)，但發(fā)現(xiàn)氧傳感器的數(shù)值過(guò)低，因此發(fā)動(dòng)機(jī)的電子元件加大了噴油量，最終導(dǎo)致汽車(chē)無(wú)法徹底利用燃油而出現(xiàn)大量黑煙。最后，經(jīng)過(guò)以上一系列的分析可以證明，發(fā)動(dòng)機(jī)的氧傳感器已經(jīng)失去功能，因此電子元件無(wú)法根據(jù)其信號(hào)為汽車(chē)提供正確的噴油量，進(jìn)而導(dǎo)致了火花塞中心電極燒毀，因此發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速狀態(tài)下抖動(dòng)并冒出大量黑煙，在更換了火花賽和發(fā)動(dòng)機(jī)的氧傳感器之后這些問(wèn)題最后得以排除。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)電一體化在汽車(chē)上的表現(xiàn)更加明顯，尤其在汽車(chē)電控發(fā)動(dòng)機(jī)故障的監(jiān)測(cè)應(yīng)用了數(shù)據(jù)流分析技術(shù)，這對(duì)于汽車(chē)故障檢修來(lái)講是一次里程碑式的進(jìn)步。在汽車(chē)故障的診斷中，數(shù)據(jù)流分析目前占據(jù)著主要地位，通過(guò)對(duì)汽車(chē)中電子元件反應(yīng)的信息進(jìn)行分析可以直觀、簡(jiǎn)便的發(fā)現(xiàn)汽車(chē)電控發(fā)動(dòng)機(jī)的故障，進(jìn)而可采取有針對(duì)性的措施進(jìn)行排除，為行車(chē)安全提供了有利保障。

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