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第二节 汽车检测与诊断技术基础
一、汽车故障及汽车技术状况
汽车故障及汽车技术状况是汽车检测诊断的对象。了解汽车故障类型和汽车技术状况，掌握汽车故障产生原因和汽车技术状况变化规律，对汽车诊断参数及其标准的确定和检测方法的选择是极其重要的。
（一）汽车故障
1．汽车故障类型
汽车故障：汽车零部件或总成完全或部分丧失工作能力的现象。
（1）按故障存在的系统分为汽车电器故障和汽车机械故障。
P6：汽车电器故障不解体检测相对容易，而汽车内部的机械故障的不解体检测相对较难。
（2）按故障形成的速度 突发性故障 和 渐发性故障 。
突发性故障发生前无任何征兆，无法通过诊断预测，具有偶然性；
渐发性故障是由于零件磨损、疲劳、变形、腐蚀、老化等原因使技术状况劣化而引起，是逐渐发展的过程，可通过早期诊断预测。
（3）按故障存在的时间分为 间歇性故障 和 永久性故障。
间歇性故障只是在引发故障的原因短期存在的条件下才显现。
例：气阻现象；
永久性故障只有在更换某些零件后才能使其得以排除.
例:发动机拉缸、轴瓦烧损事故等。
（4）按是故障显现的情况分为 功能故障 和 潜在故障 。
功能故障是导致功能丧失或性能降低的故障（通过直接感受和测定参数确定，如发动机不能起动、输出功率下降等）；
潜在性故障是正在发生但尚未对功能产生影响的故障（零件的裂纹等）。
（5）按故障造成后果的严重程度分为 轻微故障、一般故障、严重故障、和 致命故障 。具体见P6~7。
※故障的分类方法很多,相互间有交叉,一种类型的故障可转化成另一种类
型的故障。
2．汽车故障产生的原因
（1）工作条件恶劣
工作部件间或工作部件与介质之间的相互作用，从而引起零部件的受力、
变形、发热、磨损、腐蚀等。
道路、气候、环境、使用强度（车速、载荷、维护、驾驶等）变化等使汽
车零件承受冲击载荷、交变应力。
（2）设计制造缺陷
零件因设计不合理、选材不当、制造工艺不良而存在的先天不足。（如应力集中现象、操作不当产生的残余应力、表面制造缺陷造成的磨损等。）
（3）使用维修不当
超载运输、润滑不良、滤清效果不好、违反操作规程、汽车维护修理不当。
3．故障树分析法
（1）故障树分析法※
是一种将系统故障形成的原因由总体至部分按树枝状逐渐细化的逻辑分析方法。（由于用于表示故障因素间逻辑关系的图形很像一倒放着的树枝，因此又称为故障树分析法。）其目的是确定故障的原因、影响因素及发生概率。
例：发动机不能起动故障树

发动机不能起动故障树
（2）故障树分析过程
1）给系统明确的定义，选定可能发生的不希望事件作为顶事件。
2）对系统的故障进行定义，分析故障形成的各种原因。
3）作出故障树逻辑图。
4）对故障树结构作定性分析。
5）对故障树结构作定量分析。
（3）故障树建立
常用符号（P8，表1-1）
事件——所研究的故障和引起故障的原因统称为事件；
①故障事件（矩形符号表示，表示底事件之外的所有中间事件和顶事件）
②基本事件（圆形符号，表示初始事件，是不能再分解的事件）
③非故障性事件（屋形符号，表示偶然发生的非故障性事件）
④省略事件（棱形符号，表示暂时不分析或发生概率极小的事件）
逻辑关系——表示事件性质和事件间逻辑关系的符号。
“与”逻辑关系——事件x1、x2……xn同时发生，事件A才发生。
“或”逻辑关系——事件x1、x2……xn有一个发生，事件A就会发生。
（4）故障树定性分析
分析系统出现某种故障（顶事件）有多少种可能性。
（5）故障树定量分析
分析系统发生故障的各个可靠性特征量，估计故障事件出现的概率，评价系统的可靠性。
根据概率论中“和”事件和“积”事件的概率计算公式，可以根据基本事件的发生概率，逐级推算，直至求出故障事件的发生概率。
计算公式：
若基本事件x1、x2……xn间相互独立，并已知发生概率为P（xi），则
“与”事件T=x1·x2…xn的发生概率
P（T）=
“和”事件T=x1+x2+…+xn的发生概率
P（T）=1–
（二）汽车技术状况（略）
二、汽车诊断参数
1．诊断参数
供诊断用的，表征汽车、总成及机构技术状况的指标称为诊断参数。
2．诊断参数分类
（1）工作过程参数
汽车工作时输出的一些可供测量的物理量、化学量，或体现汽车或总成功能的参数。
例：发动机功率、燃料消耗量、制动距离
（2）伴随过程参数
系统工作时伴随工作过程输出的一些可测量，一般不直接体现汽车或总成的功能，但却能通过其在汽车工作过程中的变化，间接反映诊断对象的技术状况。
例：噪声、振动、发热
（3）几何尺寸参数
由各机构零件尺寸间的关系决定的参数。
（能够反映诊断对象的具体结构要素是否满足要求。）
例：间隙、自由行程、车轮定位参数等。
在确定汽车技术状况或判断某些复杂故障时，需采用不同的诊断参数进行综合诊断。
3．诊断参数选择※
汽车诊断参数的选择和确定，应研究诊断参数随汽车技术状况变化的规律，从技术上和经济上综合分析确定。汽车诊断参数的选择应满足以下原则或特性：
（1）灵敏性
通常用诊断参数的灵敏度来表示。灵敏度是指汽车诊断参数相对于技术状况的变化率。以下式表示。

Kt—诊断参数灵敏度；
dy—汽车技术状况参数微小变化量；
dT—汽车诊断参数T相对于dy的增量；
Kt值越高，表明诊断参数的灵敏性越好。诊断汽车时，应优先选择Kt值高的诊断参数，以提高汽车诊断的可靠性。
（2）单值性
汽车技术状况参数从初始值变化到极限值的过程中，诊断参数值T与技术状况参数值y应具有单值对应关系。即诊断参数没有极值。

（3）稳定性
在相同的测试条件下，诊断参数的多次测量值具有的一致性程度。诊断参数的稳定性可用均方差来衡量。

式中 ——汽车技术状况为y状态下诊断参数测量值的均方差；
——诊断参数的第i次测量值，i=1、2…、n;
——诊断参数n次测量值的平均值。
均方差越小，重复性越好，汽车诊断参数的稳定性则越高。
（4）信息性
指诊断参数包含的信息量，它表明通过测量所能获得的信息数量及其诊断的可靠程度。诊断参数的信息性越强，则诊断的结论越可靠。

——参数T的信息性；
——无故障时诊断参数T的平均值；
——有故障时诊断参数T的平均值；
——无故障时诊断参数T的均方差；
——有故障时诊断参数T的均方差。
越大，说明诊断参数的信息性越好，越能表明汽车技术状况的特征，其诊断结果越可靠。
（5）经济性
所确定的诊断参数在用于实际诊断时，其投资的费用的多少。
（6）方便性
所确定的诊断参数在用于实际诊断时，其操作使用的方便程度。方便性好的参数，其设备应简单、工艺应简便、测量容易。
4．常用的汽车诊断参数
见表1-2（16页）。
三、汽车诊断参数标准
1．诊断参数标准
是指对汽车诊断参数限值的统一规定。是从技术、经济的观点出发，表示汽车处于某工作能力下所测得诊断参数的界限值。汽车诊断参数标准，一般包括：诊断参数初始标准、诊断参数许用标准、诊断参数极限标准。
（1）诊断参数的初始标准（Tf）
相当于无技术故障的新车诊断参数的大小。
（2）诊断参数的许用标准（TP）
汽车无需维护修理可继续使用时，诊断参数的允许界限值。
它是汽车维修工作中定期检测的主要标准。当诊断结果超过许用标准时，即使汽车还有工作能力，也需要进行维修，否则汽车的技术经济性能将会下降，故障率上升。
（3）诊断参数的极限标准(TL)
汽车即将失去工作能力或技术性能即将变坏时所对应的诊断参数值。
当汽车技术状况低于极限标准值后，汽车技术经济性能严重下降，甚至不能继续使用。
2．诊断标准分类
（1）国家标准。由行业部委提出，国家质量技术监督局发布，具有权威性和强制性。
（2）行业标准（部、委制定，国家技术监督局备案批准，在行业内部执行）
（3）地方标准（省、市、县制定发布，其标准限值可能比上级标准更严，以满足本地区的特殊要求。）
（4）企业标准（汽车制造厂商或汽车维修企业根据自己的实际情况制定的标准。在企业内部执行。）
3．诊断参数标准的制定
关键问题：诊断参数许用标准值的制定。
（1）诊断参数标准的制定——统计法※
基本思路：通过找出相当数量的在用汽车在正常状况下诊断参数测试值的分布规律，然后经综合考虑并以大多数在用汽车合格为前提制定诊断参数的标准值。
步骤：
1）随机选择相当数量的有工作能力的车辆，对所研究的诊断参数T进行全面测试，得到一组测试值，测试值分布于T0～TL之间。
2）把T0～TL分成若干个小区间(Tf ,T1),(T1 ,T2)…,(TL-1,TL)，计算测试值落于各个区间上的汽车百分数。。
3）以测试值为横坐标，汽车百分数为纵坐标，制成直方图。
4）把各个小区间中值所对应的百分数的曲线连接起来，得到测试值的分布规律曲线。
5）确定诊断参数标准值（分三种情况）。

a.平均诊断参数标准
诊断参数测试值在某一数值范围内为合格时，以测试值分布密度的均值为中心，取汽车正常概率为95%或85%范围时，所对应的诊断参数值做为诊断参数标准。
b.限制上限的诊断参数标准
诊断参数测试值必须小于这个标准值才为合格。以分布密度曲线右侧某个数值TP作为诊断参数标准值，一般取汽车正常概率为95%或85%范围时所对应的诊断参数值。
c.限制下限的诊断参数标准
诊断参数测试值必须大于这个标准值才为合格。以分布密度曲线左侧某个数值TP作为诊断参数标准值，一般取汽车正常概率为95%或85%范围时所对应的诊断参数值。

（2）试验法
在实际使用条件和实验室工作条件下，通过试验和测量制定诊断参数标准的方法。
（3）计算法
建立在理论分析的基础上，通过一定的数学模型计算获得诊断参数标准的方法。
(4)类比法
利用类似结构在类似使用条件下已建立的诊断标准，根据自己的实际情况加以比较从而确定诊断参数标准的方法。
（5）相对法
通过对正常汽车总成或零件进行测试后，采用一定的处理措施确定诊断参数标准的一种方法。
四、汽车检测分类与诊断方法
1．汽车检测分类
（1）综合性能检测
对汽车实行定期或不定期的综合性能检测，其目的是在汽车不解体情况下，确定运输车辆的技术状况和工作能力，评定车辆的技术等级，确保运输车辆具有良好的动力性、经济性、排放、安全性等。一般为行业或企业行为。
（2）安全环保性能检测
对汽车实行定期或不定期的安全运行和环保性能检测。（制动、测滑、灯光、噪声等），其目的是建立安全和公害的监控体系，强化汽车的安全管理，确保汽车具有符合要求的外观、良好的安全性能和规定范围内的环境污染程度，使汽车能在安全、高效和低污染下运行。
（3）汽车故障检测
是指对汽车故障的检测，其目的是在不解体情况下（或仅卸下个别小件），查出汽车故障的确切部位和产生的原因，从而确定故障的排除方法，提高故障的排除效率，使汽车尽快恢复正常。
（4）汽车维修检测
包括汽车维护检测和汽车修理检测两类。
13号令规定为“定期检测、强制维护、视情修理”。其中，维护分为一级维护和二级维护。
一级维护：清洁、润滑和紧固。
二级维护：在一级维护作业基础上进行检查、调整作业，并通过检测确定附加作业项目，并视情修理。
维修前的检测：结合二级维护进行，确定是否增加作业项目。
维修中和维修后的检测：确定维修质量。
2．汽车诊断基本方法
（1）人工经验诊断法
是指利用人工观察、经验检查、推理分析、逻辑判断进行诊断的方法。
通过眼看、手摸、耳听，辅之以简单工具进行的检测与诊断。
特点：成本低；速度慢；准确性差，不能进行定量分析；对诊断人员的经验依赖性强（经验丰富、技术水平高）。
（2）仪器分析诊断法
在不解体情况下，利用各种专用仪器和设备获取汽车的各种数据，并根据这些数据来进行诊断的方法。（通过数值、曲线、波形分析，确定的车辆的技术状况或故障原因。）
特点：速度快；准确性高；能定量分析；投资大、成本高。
（3）自诊断法
利用汽车电控单元的自诊断功能进行故障诊断。
利用监测电路检测传感器、执行器及微处理器的各种实际参数，并将其与存储器中的标准数据进行比较，从而判定系统是否存在故障。当判定系统存在故障时，电控单元将故障信息以故障码的形式存入存储器，并控制警示灯向驾驶员发出警示信号。自诊断法就是通过一定的操作方式，把汽车电控系统中电控单元的故障码提取出来，然后通过查阅相应的“故障码表”来确定故障的部位和原因。
特点：快捷准确，适用于电子控制系统。
三种方法是相辅相成的（如某些故障离不开人工经验诊断，如离合器、变速器等；车体是否周正，油漆状况；转向横拉杆、传动轴的螺栓松旷或裂纹等）。
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