模块一汽车故障诊断基础知识

模块一汽车故障诊断基础知识课题一汽车故障基本概念【基础知识】一、汽车故障产品分为可修复产品和不可修复产品两大类。不可修复产品是指产品发生故障以后不进行维修而直接报废的产品，其中有的产品是技术上不便进行维修，一旦发生故障只能报废；有的产品是技术上可维修，但维修不经济；还有一些产品是本身属一次性使用产品，不存在维修问题。可修复产品是指产品发生故障后通过维修恢复其规定功能的产品。通常不可修复产品不能完成规定功能时称为失效。可修复产品不能执行规定功能的状态称为故障。汽车故障是指汽车部分（或完全）丧失工作能力或性能降低的现象，它包括汽车不能行驶、功能不正常和个别性能指标超出规定的技术要求。二、汽车故障的分类1．按故障发生的性质分为自然故障和人为故障自然故障是指汽车在使用期内，由于受到外部、内部不可抗拒的自然因素的影响而产生的故障。人为故障是指由于人为不慎而造成的故障。2．按故障发生的速度分为突发性故障和渐进性故障突发性故障是指零件在损坏前没有可以察觉到的征兆，零件损坏是瞬时出现的。渐进性故障是指由于汽车某些零件的初始参数逐渐恶化，其参数超出允许范围而引起的故障。3．按故障表现的稳定程度分为持续性故障和间歇性故障持续性故障一旦发生，其出现规律明显，症状表现稳定，俗称“硬故障”。间歇性故障具有突发性，时有时无，且无明显规律，俗称“软故障”。4．按故障表现特征分为功能性故障、警示性故障以及隐蔽性故障功能性故障是指具有明显的可感觉到的使用性能发生变化的故障。警示性故障是指具有明显的可察觉到的外观状况发生变化的故障。因为功能性故障和警示性故障是可以感觉或察觉到的故障，所以也统称为可见故障。隐蔽性故障是指故障发生后无法察觉到故障现象的故障。课题二汽车故障产生原因一、金属零件的失效汽车金属零件失效的主要表现为磨损、断裂、变形和蚀损。1．磨损磨损是指汽车零件摩擦表面的金属在相对运动过程中不断损失的现象。（1）磨料磨损。磨料磨损是指摩擦表面与硬质颗粒或硬质凸出物摩擦引起的磨损。这种硬质颗粒或硬质凸出物就是磨料。（2）粘着磨损。粘着磨损是指摩擦表面间接触点发生粘着现象，使一个零件表面的金属转移到另一个零件表面所引起的磨损。粘着磨损是破坏性极强的磨损，粘着磨损一旦发生，便能在很短的时间内对零件表面造成严重损坏，从而使相应机构的功能立即丧失。（3）疲劳磨损。疲劳磨损是指在摩擦表面间接触应力反复作用下，因表面材料疲劳而产生物质损失的现象。汽车上的齿轮、滚动轴承、凸轮等，在经过一定使用时间后，摩擦面所产生的麻点或凹坑均是表面磨损的典型例子。（4）腐蚀磨损。腐蚀磨损是指在腐蚀和摩擦共同作用下导致零件表面物质损失的现象。如曲轴轴颈、气缸、活塞销、齿轮啮合表面都会产生腐蚀（层剥落）磨损。2．变形汽车零件在长期工作中，由于受到外载荷、工作温度和残余应力的不断作用与影响，使零件的尺寸或形状发生改变的现象，称为零件的变形。变形分为弹性变形和塑性变形。弹性变形是指外力去除后能完全恢复的变形。塑性变形是指外力去除后不能恢复的变形。零件变形失效的原因除了设计、制造方面的原因外，还有使用过程中的残余应力、外载荷、温度以及使用维修不当等原因。汽车在使用中因温度引起变形的原因主要是热应力。所谓热应力是指气缸体、缸盖和变速器壳体等零件，在从高温冷却下来的过程中，由于结构厚薄不均，冷却速度不同，收缩有先后，因而在零件内部产生彼此相互制约的内应力。3．断裂断裂是在应力作用下产生的，包括裂纹和折断，它是一种最危险的零件失效形式。一次加载断裂指零件在一次静载荷或动载荷作用下发生的断裂。疲劳断裂是在交变载荷作用下，经历反复多次应力循环后发生的断裂。疲劳断裂是发生在应力低于屈服强度的情况下，断裂前一般不产生明显的塑性变形。4．蚀损蚀损是指在周围介质作用下产生表面物质损失或损坏的现象。按发生机理的不同可分为腐蚀、气蚀和浸蚀。（1）腐蚀。腐蚀是指零件在腐蚀性物质作用下而损坏的现象。汽车上较易产生腐蚀破坏的零件有燃料供给系统和冷却系的管道及车身、驾驶室、车架等裸露的金属件等。（2）气蚀。气蚀又称蚀穴，指在压力波和腐蚀共同作用下产生的破坏现象。气蚀经常发生在与液体接触并有相对运动的零件表面，如湿式气缸套外壁、水泵叶轮表面等。（3）浸蚀。由于高速液流对零件的冲刷导致其表面物质损失或损坏的现象称为浸蚀。二、电子元器件的失效1．电阻器故障机理电阻器失效分为两类，即致命失效和参数漂移失效，电阻器大多数情况是致命失效，常见的有断路、机械损伤、接触损坏、短路和击穿等。2．电容器故障机理电容器的故障模式常见的有击穿、开路、参数退化、电解液泄漏和机械损伤等。3．集成电路芯片故障机理集成电路芯片的故障模式主要有电极开路或时通时断、电极短路、引线折断、机械磨损和封装裂缝、电参数漂移、可焊接性差和无法工作等。4．接触件故障机理接触件是指用机械压力使导体与导体接触，并具有导通电流的功能元器件。通常包括开关、插接件、继电器和起动器等。继电器等接触件的故障模式主要是接点故障和机械故障。具体故障形式及故障机理如表1.1和表1.2所示。常见故障形式故障机理接触不良接触表面污染、插接件未压紧到位、接触弹簧片应力不足和焊剂污染绝缘不良表面有尘埃、焊剂污染、受潮、绝缘材料老化及电晕和电弧烧毁、炭化等机械失效主要由弹簧失效、零件变形、底座裂缝和推杆断裂等引起绝缘材料破损主要原因是绝缘体存在残余应力、绝缘老化和焊接热应力等弹簧断裂弹簧材料的疲劳、损坏和破裂等表1.1开关与插接件常见故障形式及机理常见故障形式故障机理继电器磁性零件去磁或特性恶化主要是由于磁性材料缺陷或外界电磁应力过大造成的接触不良解除表面污染或有介质绝缘物、有机吸附膜及炭化膜等，接触弹簧片应力不足和焊剂污染等节点误动作结构部件在应力下出现谐振弹簧断裂弹簧材料疲劳、裂纹损坏或脆裂、有害气体腐蚀等线圈断路潮湿条件下的电解腐蚀和有害气体的腐蚀等线圈烧毁线圈绝缘热老化、引出线焊接头绝缘不良引起短路而烧毁等表1.2继电器常见故障及机理5．电动机故障机理汽车电动机故障主要分为电气故障和机械故障两类，电器故障主要模式为换向器和电刷损坏、电枢线圈搭铁短路、永久磁铁去磁等特性恶化、励磁线圈搭铁短路烧坏。机械故障主要模式为电枢弯曲变形和断裂、电枢与轴承磨损、擦伤与腐蚀，电动机外壳变形与烧坏。【课题实施】操作一继电器性能检测步骤一通过继电器和保险丝标注中的提示认识继电器在汽车上的安装位置，并认识各继电器的名称，如图1.1所示。图1.1发动机舱继电器和保险丝步骤二学会看继电器的电路符号，并掌握其工作过程，如图1.2所示。步骤三从汽车上拔下任一继电器，观察它们的结构特点，并小心拆卸继电器外壳，熟悉其工作原理，如图1.3和图1.4所示。图1.2常开继电器图1.3继电器外观图1.4继电器结构步骤四将万用表调整指欧姆挡，并进行校零，如图1.5所示。步骤五测量继电器线圈绕组的阻值，如图1.6所示。图1.5欧姆挡校零图1.6继电器线圈阻值步骤六利用蓄电池给继电器线圈供电，测量继电器开关两端子的阻值，如图1.7所示。图1.7继电器工作性能操作二保险丝性能检测步骤一分别拆卸继电器盒中的保险丝、熔断器和易熔丝，如图1.8所示。图1.8保险丝、熔断器、易熔丝步骤二观察保险丝、熔断器和易熔丝的结构特点，如图1.9所示。图1.9保险丝、熔断器、易熔丝结构步骤三观察不同颜色保险丝的容量，如图1.10所示。步骤四将万用表置于电阻200挡，校零并测量保险丝通断，从而判断其性能好坏，如图1.11所示。图1.10保险丝容量图1.11保险丝检测课题三汽车故障诊断原理一、汽车故障诊断参数及标准1．诊断参数汽车诊断参数是能够反映出汽车发动机和底盘的机械装置结构特征、运动状态、工作性能的技术参数（见表1.3）。是能够反映出汽车电器装置工作状态及性能和汽车电子控制系统工作状态及性能的检测试验参数，是能够反映出汽车车身结构尺寸的几何参数，这些参数在汽车不解体或部分解体的情况下，可以通过检测诊断仪器设备方便地测量出来。诊断对象诊断参数汽车总体最高车速，km/h最大爬坡度，%加速时间，s驱动车轮输出功率，kW驱动车轮驱动力，kN汽车滑行距离，m汽车拉动阻力，N侧倾稳定角，°燃油消耗量，L/km、L/100km、L/（100t、km）、km/L发动机总体发动机功率，kW燃油消耗量，L/h发动机转速，r/min单缸断火（油）转速下降值，r/min发动机异响发动机排放CO、CO2、O2，%；HC，ppm排气温度，℃自由加速烟度，FSN燃烧室气缸压力，MPa气缸漏气率，%气缸漏气量，L/min曲轴箱窜气量，L/min进气系统进气压力、真空度，kPa进气温度，℃排气系统排气背压、kPa排气温度，℃曲轴连杆机构曲轴主轴承间隙，mm连杆轴承间隙，mm配气机构配气相位，mm气门间隙，mm表1.3汽车常用诊断参数诊断对象诊断参数汽油燃油系统供油压力，kg/cm2油泵出油量，L/min回油量，L/min喷油脉宽，ms喷油量，mL/s喷油雾化状态喷油器电压、电流波形喷油器电源电压，V柴油燃油系统喷油提前角，°各缸供油间隔角，°各缸喷油量，mL各缸供油均匀度，%喷油器针阀开启、关闭压力，kPa输油泵压力，kPa高压喷油管最高、残余压力，kPa润滑系统机油压力，kPa机油温度，℃机油清净度机油铁谱分析（铜、铭、铝、硅等），%机油透光度，%机油介电常数机油黏度、颜色、质量机油液面高度续表冷却系统冷却液温度，℃冷却液面高度，mm水箱盖阀门开启压力，kPa冷却液冰点，℃风扇皮带张力，N/mm散热器进出口温差，℃冷却液颜色、质量点火系统初级电路电压、压降，V初级电路电流，A初级线圈电阻、电感，、mH次级电路电阻、电感，、mH各缸点火击穿电压、跳火电压波形，kV各缸点火跳火时间波形，ms各缸点火闭合角、时间波形，ms各缸加速点火击穿电压波形，kV点火线圈次级开路电压波形，kV点火提前角，°电容器容量、绝缘电压实验，F、220V各缸点火波形重叠角，°火花塞型号火花塞压力断火实验，kg/cm2火花塞间隙，mm高压线电阻，k高压线、分电器盖、分火头绝缘实验断电器触点间隙，mm断电器触点闭合角，°诊断对象诊断参数续表诊断对象诊断参数起动系起动电压、电流，V/A起动转速，r/min起动时间，s起动机起动电流、电压、力矩，A、V、N·m起动机空转转速、电压、电流，r/min、V、A供电系统发电机输出功率、电压、电流/转速，kW、V、A、r/min蓄电池充放电压、电流，V、A蓄电池电解液密度蓄电池功率放电时间、电压、电流，s、V、A蓄电池温度，℃蓄电池漏电电流，A蓄池桩头及搭铁线压降，Mv传动系统传动系游动角度，°传动系振动与异响离合器踏板自由行程，mm自动变速器油压，kg/cm2变速器、差速器、驱动桥液面高度、温度，℃传动系机械效率，%续表制动系统制动距离，m制动力、力差，kN、%制动减速度，m/s2制动协调时间，s制动完全释放时间，s制动时间，s驻车制动力，N制动拖滞力，N制动踏板踏力，N制动踏板间隙，mm制动主缸油压，kPa制动轮缸油压，kPa转向系统转向角度，°转向助于油压，kg/cm2车轮侧滑量，mm/m、m/km主销后倾角，°主销内倾角，°前轮外倾角，°前轮前束，mm最小转弯半径，m转向盘最大转向力，N诊断对象诊断参数续表诊断对象诊断参数行走系统车轮动不平衡量，g车轮静不平衡量，g车轮端面圆摆动量，mm车轮径向圆跳动量，mm轮胎胎面花纹深度，mm电器系统前照灯发光强度，cd前照灯照度，lx光轴偏斜量，mm车速表允许误差范围，%喇叭声级，dB客车车内噪声声级，dB驾驶员耳旁噪声声级，dB电路及元件测量，、L、V、A、Hz、%、ms计算机控制系统故障码数据流传感模拟，V、Hz执行器驱动试验，Y/N传感器输入、输出信号（物阻量电量，化学量、电量，几何参数、电量）传感器执行器元件测量，、L、V、A、Hz、%、ms电路测量，V、A、Hz、%、ms电脑版本编号传感器执行器波形电源电压及搭铁，V空调系统高低压管路压力，kPa高低压管路温度，℃出风口温度、湿度，℃，%压缩机皮带