汽车性能检测与故障诊断.ppt

汽车性能检测与故障诊断 1 概述 2 汽车性能检测与故障诊断的目的 3 汽车性能检测与故障诊断的主要内容 4 汽车性能检测与故障诊断方法与原理 5 OBD车载诊断系统 主要内容 6 汽车性能检测与故障诊断的现状与发展 1 概述 1 概述 汽车性能检测与故障诊断 是通过对汽车性能进行检查 测试 分析 从而对其技术状况做出评价或判断的一项技术 1 概述 汽车性能检测与故障诊断 是力学 声学 热学 电学 光学 化学等学科领域的交叉融合以及机械 电子 计算机 自控等多项技术的结合 性能检测与故障诊断之间既有联系 又有区别 性能检测与故障诊断其实是一个问题 但却是从两个方面考虑的 它们的共同之处是 都要对汽车进行检查以了解汽车的技术状况 但是二者检测或检查的出发点不同 性能检测 是指在汽车使用过程中 对汽车的动力性 经济性 安全性和环保性能等方面进行检查测试 以便对相关的性能做出评价 对发现的问题做出及时调整 保证汽车保持良好的技术状况 故障诊断 是指在汽车出了故障之后 通过检查测试 判断出现故障的原因和故障点 并指出排除故障的方法 所以诊断的目的是为了 排除故障 简而言之 性能检测属于主动性检查 而故障诊断属于被动性检查 2 汽车性能检测与故障诊断的目的 2 汽车性能检测与故障诊断的目的 1 保证交通安全据调查 由于汽车制动 转向 照明等技术原因造成的事故 约占事故总量的1 4 所以汽车性能检测与故障诊断系统可以及时告知驾驶员汽车目前的工作状况和安全隐患 对于汽车安全起到非常重要的作用 2 减少环境污染可以检测各种尾气的排放和噪声污染 帮助驾驶员和检测部门及时了解汽车的污染情况 3 改善汽车性能汽车性能检测与故障诊断系统的的检查测试 既可以保持汽车经常处于良好的技术状况 改善汽车性能 还可以延长使用寿命 3 汽车性能检测与故障诊断的主要内容 3 汽车性能检测与故障诊断的主要内容 安全环保检测 综合性能检测 汽车检测的分类 3 汽车性能检测与故障诊断的主要内容 安全环保检测 安全环保检测是指对汽车实行定期和不定期安全运行和环境保护方面所进行的检测 目的是在汽车不解体情况下建立安全和公害监控体系 确保车辆具有符合要求的外观容貌和良好的安全性能 限制汽车的环境污染程度 使其在安全 高效和低污染工况下运行 3 汽车性能检测与故障诊断的主要内容 综合性能检测 综合性能检测是指对汽车实行定期和不定期综合性能方面的检测 目的是在汽车不解体情况下 对运行车辆确定其工作能力和技术状况 查明故障或隐患部位及原因 对维修车辆实行质量监督 建立质量监控体系 确保车辆具有良好的安全性 可靠性 动力性 经济性 排气净化性和噪声污染性 以创造更大的经济效益和社会效益 3 汽车性能检测与故障诊断的主要内容 动力性 经济性 安全性 环保性 主要检测内容包括 发动机动力性和经济性检测 整车动力性和经济性检测 制动性能检测 转向轮侧滑检测 车速表校核 前照灯检测 汽车排放和噪声检测等 主要内容 3 汽车性能检测与故障诊断的主要内容 安全环保检测站的检测项目按照国家标准 机动车运行安全技术条件 GB7258 2004 的要求 安全环保检测站主要检测以下项目 1 外观检查 外观检查属于人工检查项目 要检查的项目很多 主要有 车辆外表 如喷漆 喷字是否完好 牌照是否符合规定等 各种灯光 后视镜 刮水器 喇叭 仪表等设备是否齐全有效 驾驶室及车厢的密封情况 门窗的开闭 门窗玻璃升降是否正常 转向盘 离合器 制动踏板的自由行程是否符合要求 油 水 电 气系统的泄漏情况 转向系 制动系和传动系各机件是否连接牢固 转动灵活 前后桥 传动轴 车架等装置是否有明显的断裂 损伤 变形等问题 排气管 消声器 燃油箱 蓄电池 减振器 冷却风扇等的连接是否可靠等等 3 汽车性能检测与故障诊断的主要内容 2 前轮侧滑量 使用侧滑试验台检查前轮侧滑量 3 轴重测量 轴重也叫轴荷 即汽车某一轴的重量 轴重测量是为了配合检查制动效能而做的一个检侧项目 测量轴重使用轴重仪 有时将轴重仪与制动试验台做在一起 4 制动效果检查 制动检查是安全检测站最重要的检测项目之一 一般采用制动试验台检测汽车制动力 5 车速表校验 在车速表试验台上进行车速表校验 6 噪声测量 包括车内 外噪声和喇叭声级 测量噪声使用声级计 7 前照灯检验 目前由于在检测站测量近光灯较困难 所以以测量远光为主 包括前照灯的发光强度和照射方向 使用的仪器是前照灯检验仪 8 排气污染物检测 检查废气排放 也是检测站的一项重要任务 汽油车主要检测CO HC和NOX 柴油车主要检测排气烟度 另外车辆的经济性 各大系统 发动机 车身 地盘 电气设备 的工作状况都是要检测的对象 4 汽车性能检测与故障诊断方法与原理 4 汽车性能检测与故障诊断方法与原理 故障诊断检测是利用各种检测仪器和设备 充分利用电子控制技术的特点 获取汽车的各种数据 并根据这些数据判断汽车的技术状况 对汽车故障做出科学 准确的诊断 使汽车的故障诊断从定性诊断发展为定量诊断 4 汽车性能检测与故障诊断方法与原理 4 1汽车故障的形成原因 汽车是由很多零件组成的复杂的机械结构 这个技术系统是许多总成 机构和元件组成 在汽车工作过程中 各种原因的影响 使其工作性能随其使用时间和行驶里程的增加而变化 其动力性 经济性 可靠性 安全性将会下降 排气污染和噪声污染也加大 使用的故障率增加 对汽车的运行安全 运行消耗 运输效率 运输成本及环境造成极大的影响 甚至还直接影响到汽车的使用寿命 汽车故障的形成原因主要有以下几个方面 4 汽车性能检测与故障诊断方法与原理 1 自然故障 1 自然故障 在车辆正常工作和维护的条件下 零件之间的自然磨损 零件在长期交变载荷下产生疲劳 在外载荷及温度残余内应力下产生变形 非金属零件及电器元件老化等原因造成的故障 4 汽车性能检测与故障诊断方法与原理 2 人为故障 是指由于人的行为不慎而造成的故障 主要由于汽车设计 制造 维护过程中的人为因素 包括 汽车设计制造上的因素 维修配件质量的因素 燃料 润滑油选用因素 管理方面的问题 由于使用单位和个人不了解或不严格执行车辆技术管理规定 导致车辆使用不合理 维护不定期 修理不及时 而使人为故障丛生 4 汽车性能检测与故障诊断方法与原理 1 汽车故障的人工经验诊断 汽车故障的症状有多种表现 汽车故障的人工经验诊断就是凭人的感官和经验 对故障的原因进行分析判断 主要方法 望问法 观察法 听觉法 嗅觉法 触摸法 试验法等 4 2汽车故障诊断方法 2 汽车故障的仪器设备诊断 主要是指通过万用表 点火正时灯 气缸压力表 真空表 油压表 声级计 流量计 油耗仪 示波器 气缸漏气量检测仪 曲轴箱窜气量检测仪 气体分析仪 烟度计 以及功能比较齐全的测功机 四轮定位仪 制动试验台 侧滑试验台 发动机综合检测仪 底盘测功机等等对汽车的故障进行定量诊断 4 汽车性能检测与故障诊断方法与原理 3 汽车故障的自诊断 历史背景 1979年美国通用公司首次在汽车上运用电子控制装置ECU自诊断系统 该系统由存储于ECU中的软件及相应的硬件构成 当汽车运行时 ECU不断监控系统中各部分的工作情况 如果发生故障 ECU根据故障的性质和程度 首先进入失效安全模式 也称安全回家模式 使汽车有可能行驶到附近的维修点排除故障 同时 将故障信息以代码的形式存贮 汽车维修时 利用专门的仪具和方法提取故障代码 据此排除故障后再将其清除 这种汽车故障自身诊断系统又称为OBD OBD有OBD OBD OBD 三种汽车电控系统故障自诊断系统 1996年世界各汽车制造厂商全面执行OBD 标准 4 汽车性能检测与故障诊断方法与原理 4 汽车故障诊断参数 汽车的故障诊断与检测是确定汽车技术状况的应用性技术 不仅要求有完善的检测 分析 判断手段和方法 而且要有正确的理论指导 为此 在诊断与检测汽车技术状况时 必须选择合适的诊断参数 确定合理的诊断参数标准和最佳诊断周期 汽车诊断参数是指供诊断用的 表征汽车 总成及机构技术状况的量 它包括工作过程参数 伴随过程参数和几何尺寸参数 4 汽车性能检测与故障诊断方法与原理 1 工作过程参数工作过程参数是汽车 总成和机构在工作过程中输出的一些可供测量的物理量和化学量 工作过程参数也是深入诊断的基础 汽车不工作时 工作过程参数无法测得 2 伴随过程参数伴随过程参数是伴随工作过程输出的一些可测量 如振动 噪声 异响 过热等 可提供诊断对象的局部信息 常用于复杂系统的深入诊断 3 几何尺寸参数几何尺寸参数可提供总成 机构中配合零件之间或独立零件的技术状况 如配合间隙 自由行程 圆度 圆柱度 端面圆跳动 径向圆跳动等 4 汽车性能检测与故障诊断方法与原理 汽车故障的自诊断的优点汽车故障的自诊断系统能检测出汽车工作不正常的地方 并能将故障的具体位置反应出来 既能防止带故障的车一直驾驶 又能大大缩短检查故障的时间 汽车故障的自诊断的缺点但目前还有大部分车辆的自诊断系统是自成体系 不具有通用性 因而不利于推广 给汽车的售后服务和维修造成了很大的困难 5 OBD车载诊断系统 5 OBD车载诊断系统 OBD是英文On BoardDiagnostic的缩写 中文翻译为 车载诊断系统 这个系统随时监控发动机的运行状况和尾气后处理系统的工作状态 一旦发现有可能引起排放超标的情况 会马上发出警示 当系统出现故障时 故障灯 MIL 或检查发动机 CheckEngine 警告灯亮 同时OBD系统会将故障信息存入存储器 通过标准的诊断仪器和诊断接口可以以故障码的形式读取相关信息 根据故障码的提示 维修人员能迅速准确地确定故障的性质和部位 5 1 5 1OBD概述 5 OBD车载诊断系统 OBD车载诊断系统诊断图 5 OBD车载诊断系统 5 2OBD背景介绍 从20世纪80年代起 美 日 欧等各大汽车制造企业开始在其生产的电喷汽车上配备OBD 初期的OBD没有自检功能 比OBD更先进的OBD 在20世纪90年代中期产生 美国汽车工程师协会 SAE 制定了一套标准规范 要求各汽车制造企业按照OBD 的标准提供统一的诊断模式 在20世纪90年末期 进入北美市场的汽车都按照新标准设置OBD OBD 与以前的所有车载诊断系统不同之处在于有严格的排放针对性 其实质性能就是通过监测汽车的动力和排放控制系统来监控汽车的排放 当汽车的动力或排放控制系统出现故障 有可能导致一氧化碳 CO 碳氢化合物 HC 氮氧化合物 NOx 或燃油蒸发污染量超过设定的标准 故障灯就会点亮报警 5 OBD车载诊断系统 OBDII的特点 1 统一车种诊断座形状为16PIN 2 具有数值分析资料传输功能 DATALINKCONNECTOR 简称DLC 3 统一各车种相同故障代码及意义 4 具有行车记录器功能 5 具有重新显示记忆故障码功能 6 具有可由仪器直接清除故障码功能 5 OBD车载诊断系统 虽然OBD 对监测汽车排放十分有效 但驾驶员接受不接受警告全凭 自觉 为此 比OBD 更先进的OBD 产生了 OBD 主要目的是使汽车的检测 维护和管理合为一体 以满足环境保护的要求 OBD 系统会分别进入发动机 变速箱 ABS等系统ECU 电脑 中去读取故障码和其它相关数据 并利用小型车载通讯系统 例如GPS导航系统或无线通信方式将车辆的身份代码 故障码及所在位置等信息自动通告管理部门 管理部门根据该车辆排放问题的等级对其发出指令 包括去哪里维修的建议 解决排放问题的时限等 还可对超出时限的违规者的车辆发出禁行指令 因此 OBD 系统不仅能对车辆排放问题向驾驶者发出警告 而且还能对违规者进行惩罚 5 OBD车载诊断系统 5 2OBD发展历程 OBD技术最早起源于80年代的美国 初期的OBD技术 是通过恰当的技术方式提醒驾驶员发生的失效或是故障 欧盟和日本在2000年以后引入OBD技术 04年之后 汽车发达国家的OBD技术进入第三个阶段 欧洲和美国在OBD检测的项目和限值方面 存在一定差别 具体差别内容不再详述 美国OBD监控的目的在于成为高排放标准车辆之前发现故障 欧洲OBD监控的目的在于发现高排放车辆 5 OBD车载诊断系统 OBD装置监测多个系统和部件 包括发动机 催化转化器 颗粒捕集器 氧传感器 排放控制系统 燃油系统 EGR等 OBD是通过各种与排放有关的部件信息 联接到电控单元 ECU ECU具备检测和分析与排放相关故障的功能 当出现排放故障时 ECU记录故障信息和相关代码 并通过故障灯发出警告 告知驾驶员 ECU通过标准数据接口 保证对故障信息的访问和处理 5 3OBD工作原理 5 OBD车载诊断系统 OBD系统将从发动机的运行状况随时监控汽车是否尾气超标 一旦超标 会马上发出警示 当系统出现故障时 故障 MIL 灯或检查发动机 CheckEngine 警告灯亮 同时动力总成控制模块 PCM 将故障信息存入存储器 通过一定的程序可以将故障码从PCM中读出 根据故障码的提示 维修人员能迅速准确地确定故障的性质和部位 OBD实时监测发动机 催化转化器 颗粒捕集器 氧传感器 排放控制系统 燃油系统 EGR等系统和部件 然后通过不同与排放有关的部件信息 联接到ECU 电控单元 它能检测 分析与排放相关故障的功能 当出现排放故障时 ECU记录故障信息和相关代码 并通过故障灯发出警告 告知驾驶员 ECU通过标准数据接口 保证对故障信息的访问和处理 5 OBD车载诊断系统 5 OBD车载诊断系统 在OBD 计划实施之后 任一技师可以使用同一个诊断仪器诊断任何根据标准生产的汽车 OBD 成熟的功能之一是当系统点亮故障灯时 记录下全部传感器和驱动器的数据 可以最大程度地满足诊断维修的需要 面对各国日益严格的汽车排放法规 OBD 监视排放控制系统效率的目标是 随着汽车运行中效率的降低 根据联邦测试步骤 当汽车排放水平已达到新车排放标准的1 5倍时 点亮故障灯并存贮故障码 此外 OBD 还要求配置某些附加的传感器硬件 例如附加的加热氧传感器 装在催化转换器排气的下游 采用更精密曲轴或凸轮轴位置传感器 以便更精确地检测是否缺火 全部车型配置一个新的16针诊断接口 这样一来 计算机的能力大大提高 不仅能够跟踪部件的损坏 而且满足了汽车排放的严格限制 5 4OBD作用 5 OBD车载诊断系统 OBD系统出现故障后及时修理 一年一次的车检对控制汽车排放作用是有限的 但汽车安装了OBD之后就完全不一样了 它可以随时监测汽车的排放水平 如果一旦排放不达标 OBD就会发出警告 及时通知驾驶者去修理 欧 最关键的就是使用OBD 5 OBD车载诊断系统 5 5OBD系统结构 扫描器 示波器 接口 5 OBD车载诊断系统 扫描器 OBD 条例规定了故障代码 大量的发动机管理的传感器信号 计算机命令等 并可通过一个通用的扫描工具读出 扫描工具可给出大量重要的维修信息 但很多维修人员并没使用其全部功能 仅用于读取故障码 实际上 扫描工具所提供的数据 多数可用于查出故障所在 特别有效的故障排除方法是同时使用扫描工具和四气体 HC CO 氧气和二氧化碳 或五气体 外加NOx 红外线式尾气分析仪 这样可对传感器信号或计算机命令信息与实际尾管的排气相比较 看看这些读数的逻辑结果是否合理 测试模式对全部OBD 汽车都是通用的 使用OBD 扫描工具就可测试 满足OBD 要求的扫描工具 必经能访问和解释任何车型与排放相关的诊断故障码 扫描工具有线束可与标准的16针连接器相接 5 OBD车载诊断系统 示波器 只要扫描工具正常 它就告诉用户发动机工作情况 但读者仍然不能 看到 问题或者因 假信号 发生得太快 扫描工具显示不出来 或者OBD 系统根本就没有编程识别这种差异 针对这种情况 使用实验室示波器非常有效 示波器有台式 也有手持式 用模拟示波器检查点火系统的故障已有几十年历史了 但它与现代实验室示波器完全是不同的类型 传统模拟示波器要求所显示的信号是一个重复的周期信号 而实验室示波器是对这一信号的实时显示 因为取样的频率高 所以信号的每一重要细节都被显示出来 这样高的速度可在发动机运转时识别出任何可造成故障的信号 如果需要 任何时间都可重看波形 因为这些波形都可存于内存中 典型的现代实验室示波器具有双线或多线功能 即同时可在屏幕上看到两个或多个单独的信号 这样就可观察一个信号如何影响另一个信号 例如可将氧传感器电压信号输入到通道A 将喷油器脉冲输入到通道B 然后观察脉冲是否响应氧传感器信号的变化 5 OBD车载诊断系统 可将实验室示波器看成一个高速可视电压表 能够看到清晰的信号波形 在图形上能捕捉到瞬间干扰 尖峰脉冲 噪声和所测部件的不正常波形 值得注意的一点 OBD只是在排放不达标时报警 但如果油品不合格 安装OBD就将形同虚设 据了解 国内合资汽车厂引进中国的一些车型 也会在欧洲同期销售 它们在生产之初就配备有OBD并达到了欧 甚至欧IV标准 在国产后减去或关闭OBD的一大原因就是为了避免因油品不合格而导致报警 从而带来不必要的麻烦 5 OBD车载诊断系统 接口 OBD 程序的设计要求避免系统之间的混淆 这不仅要求使用标准的16针诊断接口 还要使用特定的编码及在制造商的文件中对部件的说明 这是为了达到以下几方面的统一和标准化 例如 为计算机提供曲轴位置和转速信息的装置称为曲轴位置传感器 缩写均为 CKP 计算机统一都称为 PCM 每车都装有一标准形状和尺寸的16针诊断接口 每针的信号分配相同 并位于相同的位置 装在仪表盘之下 在仪表盘的左边与汽车中心线右300mm之间的某处 应当注意的是 诊断接口的某些端子 指定为特定的信号如附表所示 而其他端子则可让制造商使用 或在当前型号的车上尚未使用 5 OBD车载诊断系统 5 OBD车载诊断系统 5 6OBD通讯协议 要求制造商使用相同的多路通信语言 进行PCM与其传感器和执行器间的通信 以及诊断工具之间诊断信息的发送与接收 OBD 标准要求发动机管理系统对每一受监视的电路 根据专门设置的运行条件如暖机周期 驱动周期 OBD 行程 OBD 驱动周期和相似条件等 在监视序列检测其故障 位置故障代码 点亮和熄灭故障灯 以及消去故障代码 在这里 所谓监视序列是一个运行过程 是一个用来测试规定系统功能或部件的操作 例如计算机可在减速时打开或关闭EGR阀 并监视MAP传感器 以观察EGR阀是否在工作 或在巡航时 计算机打开或关闭碳罐净化 以观察氧传感器的信号 这样就可以同时测试两个部件 5 OBD车载诊断系统 5 7OBD