时间：2023-06-05 10:16:14
2.4.13加热试验
加热模拟试验是为了发现热车及气候炎热时发生的间歇故障，如果有些故障只是在热车时才出现。可能是有关元器件或传感器受热而引起的。此时应该针对某些怀疑的元器件进行加热试验(图214)，加热可采用电吹风对元器件、导线束、插接件、传感器、机电器、执行器等进行局部加热。加热是不能对电脑控制模块中的集成电路直接加热，加热温度也不宜超过80℃。电子元器件对温度非常敏感，有许多与温度相联系的故障大多与电子元器件的温度特性有关，采用加热模拟试验是最好的发现由温度引起的软故障的方法。对于半导体元件出现的二次击穿故障，最明显的特征为温度升高到极限时发生，待温度降低后又恢复正常。对于在炎热季节才发生的间歇故障的检查，可以采用汽车烤房加热的方式进行加热模拟试验。
2.4.14加湿试验
加湿模拟试验(图215)是为了发现在雨天或湿度较大时才会出现的间歇故障。加湿试验可以采用喷雾器局部加湿，也可以采用喷淋器或高压水枪对整车进行淋水或喷雾试验，并且通过试验查找发现故障所在部位。加湿试验前应该对电子设备进行必要的保护。以免积水锈蚀电子器件，喷水角度应尽量喷向空中，让水滴自由下落，千万不可将水直接喷淋在相关零部件上。
2.4.15加载试验
通过改变负载的试验，使得间歇故障再现出来是故障征兆模拟试验的一种形式，它包括电气载荷试验和机械载荷试验两种。
2.4.15.1电气载荷模拟试验
电气载荷模拟试验是为了发现可能由于电气负荷改变导致的间歇故障部位，它采用接通汽车所有电气设备，例如：刮水器、空调、冷却风扇、加热器和前照灯等电器设备等方式来进行试验，从而发现由于电气负荷改变导致的间歇故障(图216)。
2.4.15.2机械载荷模拟试验
机械载荷模拟试验是为了发现可能由于机械负载改变导致的间歇故障部位，它可以采用施加制动力矩或者是在底盘测功机上进行道路模拟试验的方式来进行，通过汽车在加载后的行驶状态试验来发现汽车的故障部位。
2.4.16加振试验
通过施加振动的方式，使得间歇故障再现出来是故障征兆模拟试验的最后一种形式，它包括电气元件振动试验和机械装置振动试验两种(图217)。
2.4.16.1电气元件模拟振动试验
针对某些怀疑导致间歇故障发生的元器件、导线、插接件、传感器、机电器、执行器等采用敲击(用手锤敲打、用手拍打)和伸拉摇摆(上下左右前后拉动)的方法检查是否存在虚焊、松动、接触不良和导线断裂等故障。操作时注意不可用力过大，以免损坏电子器件，尤其在拍打继电器部件时。千万不可用力过度，否则将会引起继电器触点开路。利用振动法进行模拟检测时，应随时注意被检元件的工作反应，以确定故障部位。
2.4.16.2机械部件模拟振动试验
针对机械部件在行驶中产生的间歇故障，如间隙过大导致的异响、摆动等现象，可以在试车中再现，也可以利用拉动和振动的方式进行试验。底盘振动试验台和底盘间隙检测仪可以在汽车静止停放时对汽车进行上下、左右以及前后等多个方向的振动、摆动试验，用以检查汽车底盘各个部分的间隙和振动响应情况。
2.4.17互换替换对比试验
互换替换对比试验是采用机械零部件或电气元器件互换和替换的方法进行的工作状况对比试验。当怀疑某一部件可能存在故障时，如果汽车上存在多个相同部件(例如：火花塞、高压线、各缸独立式点火线圈、喷油器、轮胎、轮鼓、、车轮轮速传感器、左右氧传感器等)时，可以采用互相对换试验的方法判断是否存在故障，例如互换某两汽缸的火花塞或喷油器，检查有故障现象的汽缸是否发生了相互转移现象。当通过直观检查从外观直接可以发现电气元器件(例如烧蚀、损坏等)或机械零部件(例如变形、断裂等)的损坏时，可以采用替换元器件、零部件的方法来判断外观损坏的零部件和元器件是否导致故障症状发生的故障点。这也就是汽车维修中经常采用的换件修理的正确应用方法，对于无法通过直观检查发现损坏部位的故障，不能盲目采用替换元器件、零部件的方法进行故障诊断。另外，对用于替换的元器件、零部件，首先应该进行工作性能试验证明其自身的完好性。
2.4.18分离隔离对比试验
分离隔离对比试验是采用拆除或阻断元器件、零部件以及系统装置的方法进行的工作状况对比试验。当怀疑某一个部件或系统可能存在故障时，采取拆除的方法进行判断就是分离试验，例如拆除机械部件(拆除节温器、拆除滤清器等)。
采用隔离的方法进行对比试验，例如电路的断路短路(断路喷油器、断路点火初级电路、短路高压线、断路步进式怠速马达、短路开关和继电器等)，直接给电器元件通电也是短路试验的一种方法。还有堵塞油气路(掐住真空管路、掐住回油管路等)。
直接喷涂油液也是一种分离隔离试验的方法，例如对进气管喷油(隔离燃油喷射系统)、给汽缸内加注机油等。
使用诊断仪进行断缸动力平衡试验也是隔离分离对比试验的典型应用，图218为日产汽车公司CONSULT诊断仪动力平衡试验显示屏幕(资料源自日产汽车公司CONSULT诊断仪使用说明书)。
图218(1)进入断缸试验显示界面，选择3#作为对象，但此时还没有真正开始断缸，此刻发动机各缸均处于正常工作状态，工作参数如下：发动机转速为1378rpm(r／min)；空气流量计输出为1.37V；怠速控制阀开度20％。
关键词：汽车故障诊断思路
在汽车维修领域里，由于种种原因，很多维修人员在判断故障时失误较多，并不是因为他们技术欠缺，而是在诊断过程中过于急躁。遇到问题时不能冷静的思考，找到解决问题的方法。在确定维修思路前，千万不要忙于动手。首先要排除杂念，然后再遵循一定的诊断程序。
一、汽车故障诊断时要注意的问题
（一）查找合适的维修信息。对于装有自诊断系统的待检查的汽车来说，检查诊断的第一步就是查找合适的维修信息。必须拥有修汽车的说明书，不能用推测、猜想，如果实在找不到原车说明书，用同类车型作参考也可以，但要注意数据的差异。除此之外，最好拥有要维修汽车的服务通报。
同时，必须拥有汽车的电路图和结构图，没有相应的电路图对于诊断计算机系统的故障是很困难的，甚至是不可能的。制造商提供的维修手册、通用维修手册或电子数据系统中必须载有维修程序信息。诊断结果可以由专用的输出传感器表明是否有故障，但无法显示故障是出在传感器本身还是出在导线上，必须有合适的检查程序以确定出准确的故障原因。一本部件位置手册可以帮助找到汽车上的某一个部件，从而节省时间。
（二）积极的查找故障。有些汽车的间歇性故障是难于诊断的，除非是你检查汽车时正好故障显现。换句话说，当我们进行诊断测试时，故障症候不出现，故障就难以诊断。
当故障一出现，立即直接到现场去诊断故障。这一方法对无法启动的故障尤为适用。如果出现这种情况，应当告知顾客不要再试图启动汽车。这样做的费用可能偏高，但有时候，这可能是成功地诊断故障原因的唯一方法。一定要乐于多跑上几千米为顾客诊断，排除故障。
在汽车检修中，如果计算机装有可拆卸的“可编程只读存储器”，那么必须拥有最新的“可编程只读存储器”刷新的信息。假如不具备这类知识，而汽车制造商却推荐更换“可编程只读存储器”来修正一项特别的驾驶性能，那么将在检查、诊断上浪费时间。
再有一点需要注意的常识是，必须知道发动机的机械故障也能产生诊断故障代码，因此诊断故障代码并不一定是发动机计算机系统某一元件的故障。例如，如果是由于排气阀烧坏而使汽缸压缩性变差，而诊断故障代码显示的一直是氧传感器提供的缺氧信号。事实上，大量的油气混合气在这个汽缸内未燃烧，氧传感器能感应到排气气流中附加的氧气。这时必须能决定到底是传感器故障导致缺氧故障码还是有机械上的原因。
二、根据故障的性质不同进行不同的维修
汽车维修很重要的一点就是确定故障性质。根据汽车故障性质、状态的不同采用不同的维修方法。
（一）按工作状态可分为间歇性故障和永久性故障。间歇性故障就是有时发生、有时消失的故障。永久性故障是故障出现后，如果不经人工排除，它将一直存在。
（二）按故障程度可分为局部功能故障和整体功能故障。局部功能故障是指汽车某一部分存在故障，这一部分功能不能实现，而其它部分功能仍完好。整体功能故障虽然可能是汽车的某一部分出现了故障，但整个汽车的功能不能实现。
（三）按故障形成速度分，有急剧性故障和渐变性故障。急剧性故障是故障一经发生后，工作状况急剧恶化，不停机修理汽车就不能正常运行。渐变性故障发展较缓慢，故障出现后一般可以继续行驶一段时间后再修理。与急剧性故障相类似的一种故障叫突发性故障。在故障发生的前一刻没有明显的症状，故障发生往往导致汽车功能丧失，甚至危及人身、车辆安全。
（四）按故障产生的后果分，有危险性故障和非危险性故障。突发性故障和急剧性故障属于危险性故障，常引起汽车损坏，危及到车辆和人身安全，是汽车故障诊断与预防的重点。渐变性故障属非危险性故障，故障发生后一般可以修复。
三、汽车诊断时要注意以下三点
（一）要有详细的汽车诊断参数。汽车诊断参数是诊断技术的重要组成部分。在不解体的条件下直接测量结构参数十分困难，因此必须通过状态参数进行描述。此时用来描述系统、零件和过程性质的状态参数称为诊断参数。一个结构参数的变化可能引起很多状态参数的变化。究竟选择哪些状态参数作为诊断参数，应从技术上和经济上综合分析来确定。
（二）合理使用汽车诊断方法。汽车在工作过程中，各种零件和总成都处于装配状态，无法对其零件进行直接测试，例如汽缸的磨损量、曲轴轴承的间隙等，在发动机不解体的情况下是无法测量的。因此，对汽车进行诊断时都是采用间接测量，如通过振动、噪声、温度等物理量的测量，来间接诊断汽车的技术状况。由于采用间接测量方法进行判断，必然会带来一些“不准确性”，例如，发动机工作时，曲轴主轴承的工作状态可分为正常状态和不正常状态两种情况，如果采用机油温度作为判断轴承工作状态的特征，并将油温分为“正常”、“过高”两种情况，则可能会产生误判。因为机油温度过高，固然可能是由于轴承运转失常所致，但也可能是其它原因(如机油粘度不合适、机油量不足、机油散热器不良等)造成机油温度上升。
“故障树”分析法，是根据汽车的工作特征和技术状况之间的逻辑关系构成的树枝状图形，来对故障的发生原因进行定性分析，并能用逻辑代数运算对故障出现的条件和概率进行定量估计。这是一种可靠性分析技术，它普遍应用于汽车等复杂动态系统的分析。树枝图分析法用于汽车诊断，不仅可以分析由单一缺欠所导致的系统故障，而且还可以分析两个以上零件同时发生故障时才发生的系统故障，还能分析系统组成中除硬件以外的其它成份，例如可以考虑汽车维修质量或人员因素的影响。超级秘书网
汽车故障的发生带有随机性，属于偶然性事件，如若建立树枝图，并用它来分析故障，则有助于弄清楚故障发生的机理，除可进行定性分析外，还可以根据树枝图中影响故障发生因素的出现概率，定量地预测出故障发生的可能性(即故障发生的概率)。
除此之外，汽车诊断方法还有其它的一些方法，概括起来有：经验法、推理法、对比法、替换法、分析法、仪器辅助诊断方法等。对于汽车维修工来说，具体使用哪一种方法，就要看汽车的故障与原因了。
关键词：民机；故障诊断；FTA；CBR；SDG；神经网络；人工智能
中图分类号：TP18文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)28-7061-02
Introduction of Civil Aircraft Fault Diagnosis
XUE Li-yin, ZUO Hong-fu, SU Yan
(College of Civil Aviation, Nanjing University of Aeronautics & Astronautics, Nanjing 210016, China)
Abstract: Aircraft to safety complete the mission is the normal operation of the basic requirements of the airline. The fault diagnosis for civil aircraft as aircraft maintenance is an important part in ensuring the safety of aircraft performance, plays a vital role. Describing the fault diagnosis method based on FTA, fault diagnosis method based on CBR, fault diagnosis method based on SDG and fault diagnosis method based on neural network, meantime the article illustrates the differences between these approaches and their strengths and weaknesses.
Key words: aircraft; fault diagnosis; FTA; CBR;SDG; neural network; artificial intelligence
对民航业而言，航班安全、按时是航空公司追求的第一目标。它不仅会影响到企业形象及经济效益，同时也是乘客和飞机机组人员人身安全的重要保证。维修部门是航空公司正常运作的重要后勤保障部门，主要负责保持飞机处于适航和完好状态并保证航空器能够安全运行。随着科学技术的发展，越来越多新型的故障诊断技术运用到民机故障诊断中，这样做不仅可以降低维修成本（人力，物力和时间），而且能偶减少飞机的定期维修时间，延长设备的使用寿命，极大的促进民航业的发展。
1 基于故障树分析的故障诊断方法
故障树作为一种最基本的故障诊断方法很早就被应用于民机的故障诊断。通常在飞机的设计阶段，飞机制造公司就利用绘制故障树的方法将飞机可能发生的故障绘制出来，这样做不仅方便日后排故手册的编制，同时也可以将故障树提供给飞机维修单位，帮助其完成飞机维修任务。
在传统的故障树基础上谢慧、李德英[1]提出了名为“广义故障树知识表示”的方法。传统的知识表示方法有着很多不足：比如基于规则的表示方法比较繁琐与复杂，基于模型的表示方法不适用于复杂系统且容易产生主观性错误，基于过程的表示方法一旦系统形成便难于修改等问题。针对以上这些不足，“广义故障树知识表示方法”在传统的故障树分析法基础上，引入面向对象的技术对传统的知识表示方法进行了改进，构建了如图1所示的故障树描述框架。
在故障树描述框架中包括框架名，类型槽，父节点槽，子节点槽，约束数据槽，监测点类变量槽，结构类变量槽，对策建议槽和故障对策验证槽。通过定义这些槽使得“广义故障树”相比普通的故障树所包含的信息内容更加丰富，同时也能清楚的表明各个部件之间的逻辑关系。因此“广义故障树知识表示方法”具有以下优点：1）可以求解从未发生过的新故障；2）使得知识库更加模块化，层次分明；3）处于广义故障树分类关系中的诊断对象结点可以继承所有父辈诊断对象结点中的属性，因而可以减少知识表达上的冗余；4）由于广义故障树中诊断对象结点具有很好的封装性，因此对某个诊断对象结点的框架槽值进行修改不会影响其它的诊断对象，从而达到对知识库进行适时修正的目的；5）极大的提高诊断推理效果。
2 基于案例的故障诊断方法
基于案例的推理方法被广泛用于民机空调系统的故障诊断中。该方法是一种基于经验知识的推理方法，适用于没有完整、精确的数学模型，而有丰富经验和大量历史记录的领域，如设计、诊断[2-3]，因此该方法常用于维修经验较为丰富的机型。针对飞机售后服务过程中积累的大量故障诊断和维修经验，通过构建案例库并将发生的故障与案例库中的案例进行比对，从而找出最近似的案例帮助维修人员能够迅速的定位故障源。李青，史雅琴[4]等人探讨了基于案例的故障诊断方法在民机故障诊断中的应用。基于案例的故障诊断方法包括：案例的表示，案例的检索与匹配，案例的调整与修改和案例的添加。
案例的表示是基础，如何能够清楚、有效的描述一个案例对于后续的案例检索与匹配起到了至关重要的作用。依据民机案例所包含内容的特点，通常将案例拆解为以下两大属性：故障描述属性和排故维修属性。其中故障描述属性主要负责清晰、准确的描述故障发生时的现象与飞机的状态。因此故障描述属性又可以划分为：故障机型，故障发生时间，故障发生现象，飞机所处状态等一系列更加细致的小属性。划分的小属性数量越多，故障描述的越准确，案例匹配所得结果就越精确，但存储的数据也较多，检索与匹配耗时较长。另一属性排故维修属性包括的内容是确定故障源后的维修解决方案。通常包括手册的选取，注意事项，维修经验等小属性。
案例的检索目前常用的方法是分词法。该方法是将故障信息分割，并与数据字典中的内容进行匹配，找出符合条件的关键词，同时对案例库中的信息进行同样的处理。找出关键词后利用KNN法[5]计算相似度，比较相似度就可以找到与故障最相似的案例。
如果维修人员发现故障与案例并非完全匹配，则排除故障后可以添加新的案例或者通过在原有案例上进行修改，丰富案例库的内容，以便于日后相同情况的处理。
基于案例的故障诊断方法不需要构建复杂的系统模型，表达起来清晰，直观。
3 基于图论的故障诊断方法
基于图论的故障诊断方法早已被广泛的应用于工业设备的故障诊断中，较为常见的是SDG（Signed Directed Graph）建模方法。SDG建模方法通常用来描述大规模复杂系统，利用节点和有向支路表示了系统中变量之间的相互影响关系。叶思远，左洪福[6]等人利用SDG建模方法建立了民机空调系统的模型，并通过模型进行故障诊断取得了良好的效果。
3.1 SDG介绍
SDG的基本表示形式如图1所示，包括节点以及节点之间的连线。这些连线都具有方向性，代表了节点之间的影响关系。通常用实线表示正影响（增强），虚线表示负影响（减弱）。
3.2 SDG建模方法
SDG建模方法包括三种：基于数学模型的建模方法，基于流程图的建模方法和基于经验知识的建模方法。
1）基于数学模型的建模方法根据系统的定量数学模型由差分方程直接转化得到。SDG的节点就是系统的变量，有向支路通过对方程求偏导得到。该建模方法准确度比较高，但是对于建模人员的数学要求高，且故障的表达方法不清晰。
2）基于流程图的建模方法相比数学模型的方法更加直观。通过将系统分为若干个元件，根据系统工作时各元件之间的相互影响关系建立模型。节点就是元件的状态，有向支路反映了元件之间的影响关系。该建模方法简单直观，建模人员只需了解系统工作状态即可。但是由于人的主观因素易产生错误，所以建立的模型不够准确，需要经过若干次调整才能达到满意的效果。
3）基于经验知识的建模方法相比流程图的方法更加清晰明了。运用该方法建模通常要求建模人员具有丰富的故障诊断经验，能够从故障节点开始直接给出影响该故障节点的原因节点，以此向上追溯出故障源。但是这种方法往往工作量巨大，冗余路径较多。
3.3 SDG故障诊断方法
通过SDG建模方法建立系统模型后，定位故障源通常是从故障节点开始利用寻找相容路径的方法寻找可能的故障源。
相容：某一刻两个相邻节点的状态符合它们之间连线的状态，则称这两个节点相容。对于未知状态的节点视为相容。
相容路径：由相容节点及它们的连线组成的路径成为相容路径。
故障诊断系统只需要从故障节点开始，沿着指向故障节点的反方向向上追溯，满足相容路径的上层节点保留并以该节点作为新的节点向上追溯，不满足相容路径的上层节点则剔除。最终保留下的节点与有向支路就形成了故障传播的路径，根节点即为可能的故障源。
SDG故障诊断方法的优点在于不仅能定位故障源，而且可以直观的描绘故障传播的路径，为维修人员的维修排故工作提供了极大的支持。
4 基于神经网络的人工智能故障诊断方法
除了以上3种应用于民机故障诊断的方法，神经网络等技术也被运用于民机的故障诊断。神经网络不仅能够模仿人类的逻辑思维，又可以人脑的思维方式，同时它又具有强大的学习能力和数据处理能力，并且具有较强的结构知识表达能力、自然语言处理能力和很强的容错能力。杨鹏，李春龙[6]将神经网络运用于空调系统的故障诊断。作者建立了空调系统的神经网络模糊模型，网络的输入向量代表了空调系统的不同故障征兆，输出向量代表不同的故障模式。通过将神经网络方法和专家系统的相结合，不仅利用神经网络消除了专家系统数据量大，应变能力低得缺点，同时利用专家系统解决了神经网络收敛速度慢，网络参数选取随意性大的毛病。因此该系统能够帮助维修人员迅速确定故障源，给出恰当的解决措施，提高了维修效率。
乔佳， 史艳霞[7]将信息融合技术与神经网络相结合，首先对某一时刻采样取得的信息神经网络进行初步判断，再采集多个时刻的故障信息并进行融合，通过这些信息建立了神经网络信息融合模型。该模型能够准确诊断处于运行状态的系统所发生的故障，有效地解决了干扰因素对诊断结果的影响，使故障综合诊断结果的可靠性大大提高。采样时间点越多，得到的故障诊断结果越精确。
5 结束语
随着各种新技术的开发与应用，民机故障诊断的方法也在逐渐增加和完善。但是无论技术怎样变化，故障诊断的目标却始终不变，就是更加准确迅速的诊断出故障源并帮助维修人员即时排除故障，为旅客飞行的安全提供保障。
参考文献：
[1] 李德英,谢慧.空调系统故障诊断的广义故障树知识表示方法[J].北京建筑工程学院学报,2005,21(2):1-6.
[2] Chen Wei-Chou, Tseng Shian-Shyong, Chen Jin-Huei, et a1.Framework of features selection for the case-based reasoning [C]//Piscataway, NJ:Proc IEEE Int Conf Syst Man Cybern.IEEE,2000,1:1-5.
[3] Chiu C, Chiu N-H, Hsu C-I. Intelligent aircraft maintenance support system using genetic algorithm and case-based reasoning[J].Int J Adv Manuf Technol, 2004,24(5/6):440-446.
[4] 李青,史雅琴,周扬.基于案例推理方法在飞机故障诊断中的应用[J].北京航空航天大学学报,2007,33(5):622-626.
[5] 李永平.基于CBR方法的飞机排故支持技术研究与应用[D].南京:南京航空航天大学民航学院,2006.
关键词 汽车故障；诊断技术；发展趋势
中图分类号U46 文献标识码A 文章编号1674―6708(2011)36―0181―02
随着科学技术的发展和先进科技在现代汽车上的广泛应用。现代汽车制造技术发生了翻天覆地的变化。今天的汽车无论从设计、制造工艺、加工设备、车辆材料上看，还是从整车能及美学造型等方面看，现代汽车都发生了质的飞跃。由于现代汽车的结构越来越复杂，功能越来越完善，自动化程度也越来越高，因此故障诊断的难度也有了相应的增加，人们迫切需要提高系统的可靠性、可维修性和安全性，因而有必要建立一个监控系统来监控整个系统的运行状态，不断检测系统的变化和故障信息，进而采取必要的措施，防止事故的发生。汽车故障诊断技术是一门综合性的技术，它已成为科技研究的热点之一。下面探讨一下汽车故障诊断技术的目前状况及发展趋势
1 传统汽车故障诊断技术
1.1 人工经验诊断法
这种方法是诊断人员凭丰富的经验和一定的理论知识，在汽车不解体或局部解体情况下，借助简单工具，用眼看、耳听、手摸和鼻子闻等手段，边检查、边试验、边分析，进而对汽车技术状况做出判断的一种方法。这种诊断方法具有不需要专用仪器设备，可随时随地应用和投资少、见效快等优点。但是，也有诊断速度慢、准确性差、不能进行定量分析和需要诊断人员有较高技术水平等缺点。人工经验诊断法多适用于中、小维修企业和汽车队的故障诊断。该法虽然有一定缺点，但在相当长的历史时期内仍有十分重要的使用价值。即使普遍使用了现代仪器设备诊断法，也不能完全脱离人工经验诊断法。近年来刚刚起步研制的专家诊断系统，也是把人脑的分析、判断通过计算机语言变成了电脑的分析、判断。所以，不能鄙薄人工经验诊断法。
1.2 简单仪表检测诊断法
将一些简单的仪表，如机油压力表、真空表、万用表、示波器等应用于汽车诊断工作中，从而使汽车诊断从眼看、耳听、手摸和鼻子闻等的定性阶段，逐步转变为仪表测量的定量诊断阶段。而且随着汽车诊断技术的不断进步和发展，一些技术性能先进的检测仪器和设备将得到广泛的应用。但这些测试仪器和设备常常是单项、分散地在汽车诊断中使用。
1.3 专业综合诊断法
专业综合诊断法以将单项、分散的检测设备联线建站为特征。使诊断工作成为汽车维修工作中一项新的专门任务。诊断工作是依靠仪表和设备，在不解体或不拆卸零件的情况下，得到一系列准确数据，并与规定的标准技术参数相比较。以确定汽车零部件是否需要维修或更换。由于许多相关法令或条例的制订，促进了有关方面对汽车专业综合诊断的深入研究和广泛推广。
2 现代汽车故障诊断技术
这种方法是在人工经验诊断法的基础上发展起来的一种诊断法。随着汽车电子技术的应用和发展，汽车电控系统日趋复杂。传统的诊断方法和诊断设备无论是精确度和使用方便性，还是对汽车技术发展的适应性均不能满足用户的需要，为了提高故障诊断技术，不断完善诊断理论和方法。必须广泛应用各学科的最新科研成果发展适用于故障诊断的边缘技术。该法可在汽车不解体情况下，用专用仪器设备检测整车、总成和机构的参数、曲线或波形，为分析、判断汽车技术状况提供定量依据。采用微机控制的仪器设备能自动分析、判断、存储并打印汽车的技术状况。现代汽车故障诊断法的优点是检测速度快，准确性高，能定量分析，可实现快速诊断等；缺点是投资大，占用厂房，操作人员需要培训等。该诊断法适用于汽车检测站和中、大型维修企业。
3 汽车故障诊断技术的发展趋势
近几年来，高科技的发展，信息化的网络，使得汽车故障诊断技术必将向着智能化、集成化方向发展。如基于人工智能的神经网络法；基于信号处理的小波分析法和基于网络的集成汽车故障诊断专家系统等。它们的应用前景是令人鼓舞的，值得我们去进一步研究与推广。可以预见，其用于汽车的故障诊断研究必将有很大的发展。这里仅简要介绍以下几种：
1)人工神经网络在汽车诊断中的应用
人工神经网络是由大量神经元广泛互联而成的复杂网络系统。它具有较强的自学习功能、较好的容错性、很高的自适应能力，且有大规模并行处理能力等。把人工神经网络技术应用于诊断专家系统无论是在知识表达体系，还是在知识获取、并行推理等方面都有明显的优越性，解决了传统专家系统在知识获取上的“瓶颈”问题，很大的提高了诊断系统的智能水平，提高了诊断速度和诊断精度。所以，人工神经网络技术在汽车行业的应用前景是广阔而深远的。
2)小波分析在汽车诊断中的应用
小波分析是近年来发展起来的新的数学理论和方法，在噪声消除方面有着广泛的应用。小波分析能同时在时频域内对信号进行分析，所以它能有效区分信号中的突变部分和噪声，从而实现对非平稳信号的消噪。它将替代传统的FFT分析而广泛地应用于汽车故障诊断中。如在汽车故障特征信号分析中，采用了小波分析技术替代傅立叶分析技术。它在时域和频域上同时具有良好的局部化特征，弥补了傅氏变换仅能进行稳态信号分析的不足之处。
关键词：故障诊断；小波分析；专家系统：数据融合
引言
故障诊断(fd)全名是状态监测与故障诊断(cmfd)。基于解析冗余的故障诊断技术被公认为是这一技术的起源。所谓解析冗余，是指被诊断对象的可测变量之间(如输入与输出间，输出与输出间，输入与输入间)存在的冗余的函数关系，故障诊断在过去的十几年里得到了迅速的 发展 ，一些新的理论和方法，如遗传算法、神经 网络 、小波分析、模糊理论、自适应理论、数据融合等均在这里得到了成功的应用。
1 基于小波分析的故障诊断方法
小波分析是20世纪80年代中期发展起来的新的数学理论和方法，它被认为是傅立叶分析方法的突破性进展。小波分析最初由法国学者daubeches和callet引入信号处理领域，它具有许多优良的特性。小波变换的基本思想类似于fourier变换，就是用信号在一簇基函数张成空间上的投影表征该信号。小波分析优于博立叶之处在于：小波分析在时域和频域同时具有良好的局部化性质。小波分析方法是一种窗口大小(即窗口面积)固定但其形状、时间窗和频率都可以改变的时频局部化分析方法。即在低频部分具有较高的频率分辨率和较低的时间分辨率。因此，小波变换被誉为分析信号的显微镜，小波分析在信号处理、图像处理、话音分析、模式识别、量子物理、生物医学工程、 计算 机视觉、故障诊断及众多非线性 科学 领域都有广泛的应用。
动态系统的故障通常会导致系统的观测信号发生变化。所以我们可以利用连续小波变换检测观测信号的奇异点来检测出系统的故障。其基本原理是利用信号在奇异点附近的lipschitz指数。lipschitz指数时，其连续小波变换的模极大值随尺度的增大而增大；当时，则随尺度的增大而减小。噪声对应的lipschitz指数远小于0，而信号边沿对应的lipschitz指数大于或等于0。因此，可以利用小波变换区分噪声和信号边沿，有效地检测出强噪声背景下的信号边沿(援变或突变)。
2 专家系统故障诊断方法
专家系统故障诊断方法，是指计算机在采集被诊断对象的信息后，综合运用各种规则(专家经验)，进行一系列的推理，必要时还可以随时调用各种应用程序，运行过程中向用户索取必要的信息后，就可快速地找到最终故障或最有可能的故障，再由用户来证实。此种方法国内外已有不少应用。专家系统的故障诊断方法可用图1的结构来说明：它由数据库，知识库，人机接口，推理机等组成。其各部分的功能为：
数据库：对于在线监视或诊断系统，数据库的内容是实时检测到的工作数据；对于离线诊断，可以是故障时检测数据的保存，也可是人为检测的一些特征数据。即存放推理过程中所需要和产生的各利，信息。
知识库：存放的知识可以是系统的工作环境，系统知识(反映系统的工作机理及结构知识)：规则库则存放一组组规则，反映系统的因果关系，用来故障推理。知识库是专家领域知识的集合。
人机接口：人与专家系统打交道的桥梁和窗口，是人机信息的交接点。
推理机：根据获取的信息综合运用各种规则进行故障诊断，输出诊断结果，是专家系统的组织控制结构。
3 基于数据融合的故障诊断方法
数据融合是针对一个系统中使用多个传感器这一问题而展开的一种信息处理的新的研究方向。数据融合将各种途径、任意时间和任意空间上获取的信息做为一个整体进行综合分析处理，为决策及控制奠定基础，产生比单一信息源、单一处理机制更精确、更完全的估计和判决。
数据融合模型一般可表为图2所示的三级结构。数据融合模型的每一级内部又可有相应子结构，其中，第一级为原始信息融合层，其输入是由信息源提供的各种原始数据，其输出是特征提取的结果或某种局部决策。第二级为特征融合层，它以原始信息融合层的输出做为输入。其输出为目标的局部标识。第三级是决策融合层，其输入为特征融合层的输出，并以全局决策做为本层的输出。全局决策一般既要有硬决策，如故障类别、部位、程度，也要给出软决策，如可信度。
一、汽车故障引发的原因
汽车故障是指汽车部分或全部丧失工作能力的现象，即零部件本身或其相互配合状态发生异常变化，它一般分为人为故障和自然故障两种。汽车产生故障的原因归纳起来有以下几种：
1、汽车驾驶员技术水平低，驾驶、维修经验少，对所操纵的汽车构造、特性不甚了解，责任心、事业心不强。
2、驾驶员不按驾驶操作规程使用车辆，装载不妥、超速行驶；途中发现异常而不及时排除隐患。
3、驾驶员没按期对汽车进行保养、维护，没定时对汽车进行技术检测。
4、维护修理中，未严格执行技术规范，漏检或野蛮操作留下事故隐患。
5、汽车本身内在质量存在的问题。如材料不佳，强度不够，设计不妥。对先天不足引起的故障，只能在日常维护及时发现后更换部件解决。
6、运动副机件自然磨损、腐蚀、变质、老化引起的故障。只能延缓此故障的出现，不能完全控制。
7、运行条件恶劣（如道路、环境和气候）引起的故障，此类故障也是可以采取相应措施预防的。
8、大型货运汽车违法改装、改型，严重超载运行。
9、车辆使用不符合规定的汽车油品，如燃油、油等。
实际上，导致汽车故障的因素是非常复杂的，有的故障原因涉及的因素相当广泛，可达几十种之多。这些因素有时单独起作用，有时则是综合交替起作用，但都是由渐变到突变，因此要做到准确而迅速地判断故障，就要求驾驶员在实践中不断总结经验，熟悉汽车构造及其工作原理，掌握汽车的有关理论知识。遇到具体故障时，首先应搞清故障的特征，然后由简到繁，由表及里，逐步深入，进行认真检查和推理分析，最后作出正确的判断，并进行调整或修复。
二、汽车故障诊断方法
故障诊断就是找出故障原因及部位的分析、判断、检查过程。对于汽车故障现行的诊断方法基本上有两种：一种是人工直观经验诊断法，另一种是仪器设备诊断法。
1、仪器设备诊断法
仪器设备诊断法是在汽车总成不解体的情况下，用仪器设备获取汽车性能和故障的信息参数，并与正常汽车技术状况相比较，给出技术性能和故障的诊断结论。随着电子信息及计算机技术在汽车上的应用，汽车故障的诊断仪器设备日益完善，越来越多的先进仪器应用在汽车故障诊断中。仪器设备对故障诊断的速度快，准确性高，且能发现潜伏的故障，同时也能预测出总成部件的使用寿命。
2、人工经验诊断法
人工经验诊断法是指检查人员凭实际经验感觉和观察，通过简单工具，在汽车不解体或局部解体的情况下，通过试问、眼看、耳听、手摸、鼻嗅的方法，对汽车技术性能和故障进行定性的诊断，其具体做法是：
试问：用“三脚油门”通过慢加速从发动机怠速、中速到高速检查发动机的技术状态；通过急加速检查发动机的加速性能；利用加速滑行测试汽车底盘总成部件的异常，怠速检查发动机的平稳性，同时利用断火、断油试发动机的异响。查问汽车的行驶里程、近期的使用状况和维修情况、故障发生预兆等。
眼看：通过审视观察汽车的漏油、漏水、漏气、漏电部位；各仪表信号的工作情况，排气、跑偏、发动机的抖动及转向摇摆等。
耳听：察听发动机在各种转速下的声响，化油器的回火声，消声器突突和放炮声，发动机的爆震声和异常的敲击声。
手摸：触感发生故障部位的温度、振动，各配合部位的过热，轴承的松紧度，总成部件的松旷，柴油发动机高压油管的脉动等。
鼻嗅：嗅汽车在运行中，发出的特殊气味，如离合器摩擦片的烧焦臭味，油不正常的燃烧臭味，电路胶质线的烧焦味等。
三、汽车故障的预防
1、驾驶人员要加强专业技能的学习和积极参加专业技术培训，以提高自身的专业技术水平和工作责任心、事业心。同时要学会自我技术总结，积累驾驶工作经验，提高综合素质。
2、强制实行定期保养维护、定期检测制度，建立防患于未然的使用汽车的新理念。
3、汽车故障排除要彻底，并要采取防止类似故障再发生的有效措施，坚决禁止汽车带病行驶。
关键词：汽车故障 诊断方法
汽车故障有的是突发性的,有的是渐进性的。当汽车发生故障时,如能够用经验和科学知识准确快速地诊断出故障原因和部位,找出损坏的零部件,及时修复或更换,排除故障,恢复汽车原有的性能,就能发挥汽车高效、便捷的交通作用。
一、故障成因
汽车在使用过程中不发生故障是相对的,而发生各种各样的故障是必然的。汽车故障的形成原因主要有:
1.存在易损零件。汽车在设计中不可能做到所有零件都具有同等寿命,有些零件为易损零件。例如:空气滤清器滤芯,火花塞,离合器摩擦片等使用寿命较短,均需定期更换,如没有及时更换就会发生故障。
2.零件质量差异。汽车零件批量大,并由不同厂家生产,因此不可避免地存在质量差异。
3.运行材料质量。汽车上的消耗品主要有燃油和油等,这些用品质量差会严重影响汽车的使用性能和寿命,使汽车易发生故障。加入劣质燃油和机油对发动机危害极大。
4.使用环境影响。汽车使用环境变化很大,涉及气温高低,风霜雪雨,道路不平使汽车振动颠簸严重,容易发生故障或引起突发性损坏。
5.驾驶技术影响。驾驶技术对汽车故障的产生影响很大,使用方法不当影响更大。如汽车新车磨合期超速超载,不定期维护,就会使汽车损坏和出现故障。
6.维修技术影响。汽车在使用中要定期维护,出了故障要作出准确的诊断,及时排除。要求汽车使用、维修工作人员要了解和掌握汽车技术性能和高新技术在汽车上的应用。
二、故障症状
汽车常见故障的表现和症状有:
1.性能异常
动力性和经济性变差,如最高行驶速度明显降低；汽车燃油消耗量大和机油消耗大。乘坐舒适性差,如汽车振动和噪声明显加大。汽车操纵稳定性差,如汽车易跑偏,车头摆振；制动侧滑和距离长,排放超标等。
2.工况异常
使用中突然出现某些不正常现象,如行驶中发动机突然熄火；制动无效；冬季起动困难；发动机熄火后再也起动不了等。
3.声响异常
使用中发生的故障往往以异常响声的
形式表现出来,如果响声比较沉闷并且伴有强烈的振抖时,故障比较严重。
4.排烟异常
汽车排气管冒黑烟一般为混合气过浓,燃烧不完全；排气管冒蓝烟，一般为烧机油；排气管冒白烟，一般为燃油中有水,或气缸有水,或室外温度过低。
5.操作异常
汽车不能按驾驶员意愿进行加速、转向、制动。如油门踏板、离合器踏板、制动踏板、转向盘、变速杆操作不灵活等。
6.气味异常
刹车片和离合器片的非金属材料发出的烧焦味；蓄电池电解液的特殊臭味；电气系统导线烧毁的焦糊味；漏机油滴到排气管的烧焦味和汽油味。
7.外观异常
汽车停放在平坦场地上时,检查外观时会发现汽车纵向倾斜或横向歪斜；灯光、信号、仪表失常；表面碰伤、擦痕损伤等。
8.过热
各部温度超出正常使用温度范围。如水箱“开锅”、变速器、制动器、后桥壳发热烫手。
9.渗漏
燃油、机油、冷却液、制动液、电解液、制冷剂等漏液;电气系统漏电;气缸垫,进、排气管垫,真空管等漏气。
三、故障诊断方法
汽车发生故障,如果查不出故障原因和故障部位,就无法动手修理。汽车故障种类繁多,千变万化,但万变不离其中,只要掌握汽车的构造、原理、性能,且具有丰富的维修实践经验,就很容易作出准确的判断。内行的人只要汽车一开过他身旁,他一听一看就可以判断出该车的技术状况。汽车一般故障诊断方法大概归纳为深问历程、慎察症状、细听异响、触感变化、辨嗅气味、试验求证、部件替换、分离检查和局部拆装等过程,对于疑难故障,在利用仪器和设备进行检测的过程中也要结合维修经验,灵活运用检测结果,对故障进行综合诊断。
1.深问历程
中医诊病要望、闻、问、切,汽车故障诊断也是一样。其中深问也是快速诊断汽车故障的方法之一。维修人员一定要向车主询问使用年限、修理历史、发生故障时的症状以及发生故障后的状态,进一步深入地了解故障产生的原因,判断故障的部位。
2.慎察症状
所谓慎察症状是对初步判断的故障发生部位进行仔细观察或模拟检测。
3.细听异响
用听觉判断汽车故障是常用的简便方法。当汽车某个部位发生故障时,就会出现异常响声,有经验者可以根据响声判断故障部位。
4.触感变化
凭触感来诊断汽车故障就像中医切脉一样,以传到人体上感觉到的汽车状况来判断故障。如柴油机动力不足、怠速不稳、加速不顺有突突声,用手指触碰各缸高压油管,如果哪一条高压油管没有脉动感,说明该缸不工作(缺缸工作)；如用手摸水泵出水口胶管可以感觉到水流压力波动,说明水泵工作正常；如感觉不到水流压力波动,说明水泵坏或者水箱无水；如用手指的压力检查风扇皮带的松紧度:用拇指从皮带中间用40N的力按下皮带,其挠度为10-15mm为合适,否则说明皮带过松或过紧。
5.辨嗅气味
汽车上不同的气味代表着不同的状态。如闻到焦糊味是电线短路烧焦味,必须立即关掉电源,查找故障部位。当手摸到发烫的地方就是电线短路的部位。当停车时或行驶中闻到汽油味,可能是某处油管或油箱漏油,要查明原因；如汽车载重上坡,发动机转速很高,但车速很慢,且在车后闻到一股古怪难闻的焦臭味,这是离合器打滑的故障。
6.试验求证
所谓的试验求证就是以试验来证明汽车技术状态的变异程度,以确定故障原因和部位。如汽车液压制动不灵的故障诊断。
7.部件替换
所谓的部件替换就是对可能发生故障的部件用合格的部件替换。
8.分离检查
分离检查就是对具有系统性的结构进行分段或隔离检查,以确定故障部位。
9.局部拆装
所谓局部拆装就是已经判明故障发生在某个总成以后,还不能准确判断具体某个零件发生故障时,可按总成工作原理,局部拆卸某个零件进行检查。
四、结语
通过汽车一般常见故障形成的原因及故障表现的症状和故障诊断方法的论述。便于汽车使用和维修工作人员在汽车发生故障时能够快速诊断出故障的原因和部位,及时修复,提高汽车的维修工作效率和汽车的使用效率,使汽车造福于人类。
参考文献:
关键词：ABS故障灯故障现象原因实例
ABS自诊断系统能迅速准确地判断出故障部位，但在实际应用中，也可以利用ABS故障警告灯和制动装置警告灯的闪亮规律，粗步地判断出ABS发生的故障部位。正常情况下，点火开关打开，ABS故障警告灯和制动装置警告灯应闪亮一下（约2s），一旦发动机运转，驻车制动在释放位置，两个警告灯应该熄灭，否则说明ABS有故障。
一、ABS故障警告灯和制动装置警告灯现象和原因分析
1、ABS故障警告灯亮，ABS不起作用的原因可能是：
⑴轮速传感器不良
⑵液压控制单元不良
⑶ECU不良
2、ABS故障警告灯不亮，踩制动时，制动踏板震动强烈的原因可能是：
⑴制动开关失效或调整不当
⑵制动开关断路或插头脱落
⑶制动鼓失圆
⑷ECU不良
⑸轮速传感器不良
⑹液压控制单元不良
3、ABS故障警告灯偶尔或间歇点亮，ABS作用正常，只要点火开关关闭以后再打开，ABS灯即会熄灭的原因可能是：
⑴ECU插头松动
⑵轮速传感器电线受干扰
⑶轮速传感器内部工作不良
⑷车轮轴承松旷
⑸油路中有空气
⑹制动轮缸动作不良
4、驻车制动灯亮制动液缺乏或驻车制动拖滞的原因可能是：
⑴驻车制动没有松开
⑵驻车制动调整不当
⑶制动管路或轮缸漏油
⑷制动装置警告灯搭铁
5、ABS故障警告灯和制动装置警告灯亮，ABS不起作用的原因可能是：
⑴轮速传感器故障
⑵ECU故障
⑶液压控制单元不良
二、几个ABS故障实例
1、宝来轿车ABS故障灯亮诊断维修
故障现象：一辆一汽宝来1.8L型轿车ABS故障灯亮，低速行驶时轻踩制动时有“刺啦，刺啦”的异响，并且伴随有脚部轻微的抖动的感觉。
故障诊断：用VAG1552故障阅读仪查询故障记忆，发现有一个故障码——“00285右前转速传感器G45电路故障”。经试车发现，轻点制动踏板使车辆减速时有上述故障现象，而再加一点力踩制动踏板，故障现象就几乎消失了。将车辆升起，发现车辆的底盘上挂着许多麦秸秆，右前轮轮速传感器与信号转子之间也夹满了麦秸秆，轮速传感器己因麦秸秆缠绕受力而弯曲断裂，前端与信号转子贴在一起，车轮转动时信号转子与轮速传感器相互摩擦发出异响。其内部的线圈已断路，所以ABS系统自诊断出上述的故障码。
故障排除：更换右前轮轮速传感器，清除故障记忆后，故障排除。
2、雅阁轿车ABS灯常亮故障诊断
故障现象:一辆95年本田CD5雅阁轿车(VIN码:JHMCD5630SC308767)，发动机为F22B4型，近一个月来ABS灯常亮。
故障诊断:先用修车王读取故障代码为10，内容是ABS泵过度运转。该车的ABS系统主要由电磁阀安全继电器、油泵继电器、轮速传感器、液压调节器(油泵电磁阀和滑动活塞组件)、蓄压器、压力开关、ABS灯和ABS电脑组成。造成该故障的可能原因有:①ABS总泵线圈出现故障；②ABS泵马达压力开关不良。
先检查ABS蓄压器有无泄漏，ABS油罐内缺不缺油,以上检查均无发现异常问题；观察ABS灯亮时,ABS泵并没有工作。测量ABS泵线圈电阻正常，直接给ABS泵通电，ABS泵工作正常，因此排除ABS泵线圈不良造成上述故障的可能。接下来检查压力开关,根据ABS系统的工作原理和电路图(见图1)分析，造成因可能是压力不够或压力开关不能闭合所致。于是找出压力开关线(黄色)，以ABSECU处和液压调节器处搭铁试验。点火锁处于ON状态，ABS灯亮，启动发动机，ABS灯灭。ABS泵运转，10s后ABS灯亮，泵停转。这时将黄色线搭铁，ABS灯熄灭，5s后重新搭铁，ABS泵停转，这样重复1min，ABS灯始终没亮。用万用表测压力开关上搭铁线，正常，拆开液压调节器上压力开关护罩，用一字旋具直接压动微开关，用万用表测量两接线柱不通。
故障诊断:由于没有单独的微动开关买，只好把微动开关拆开,发现微动开关触点脏,于是用酒精清洗干净后,装复试车，ABS灯熄灭，一切正常。
3、日产公爵ABS失效
故障现象:日产公爵“ANTI－LOCK”灯亮，制动时无ABS作用。
故障诊断:该车为1993年以前车型，采用三个速度传感器。首先，准备读取故障码，在行李箱一侧找到ABSECU，打开点火开关，ABSECU上的LED灯即闪烁，得故障码“2”，为右前轮电磁阀系统故障。在ABS调节器处，测量电磁阀电阻，正常，直接给电磁阀送电，可听到其动作声音，说明电磁阀无故障，在电脑连接线束端子处测量电磁阀，以确定线路是否良好。这最好能有系统电路图。不妨先做一下假码，看ABS电脑自诊断系统是否良好、可靠。拔下电磁阀插头，发现能读取故障码“1”、“2”、“3”，分别为左前轮、右前轮、后轮电磁阀系统故障，插好电磁阀插头，只显示故障码“2”，说明右前轮电磁阀系统确实存在故障。拔下ABSECU插头，测量32号脚与35号脚之间的电阻为右前轮电磁阀电阻，正常。
关键词:柴油机;振动;故障诊断;冲击;敲缸
在对舰船设备进行振动监测与故障诊断时，常常将设备按照运转方式分为回转设备和往复设备2大类，它们的振动评价标准和故障诊断方法明显不同。回转设备振动信号频谱简单，不同故障时频谱相差明显，多数情况下对振动速度的频谱和时间信号进行分析可以准确判断故障。但是往复设备特别是柴油机振动故障诊断复杂得多，这是因为柴油机振动激励源多，振动信号成分复杂。柴油机振动的中低频信号(1kHz以下)主要来源于汽缸压力的周期性变化、运动部件的惯性力和不平衡力，其振动频率成分主要是单缸发火频率及其高次谐频，是相对稳定的振动信号。而其高频信号主要来源于各种冲击，例如燃烧冲击、气阀敲击、齿轮啮合等，冲击激发零部件的固有频率振动，频率高达数千赫兹或者数万赫兹，持续时间短。根据波动理论，高频冲击信号在结构中以波动形式传播，随着距离的增加，信号衰减很快。这使得异常的高频冲击信号对于故障定位很有意义，振源一定在高频信号最强烈的测点附近。在振动位移、速度和加速度信号中，加速度信号更能突出高频信号，因此，高频冲击加速度信号是柴油机振动故障诊断的一个重要参数。但是柴油机高频冲击加速度信号动态范围大，频带宽，因此对信号的采集频率范围敏感，对测点位置敏感，这需要监测人员有丰富的经验，合理选择测点和设置测量参数。
某舰主机是4冲程废气涡轮增压柴油机，额定转速1000r/min。监测发现1台主机在较低转速时(小于或者等于600r/min)A1汽缸附近存在强烈的敲击声，但是爆压正常，排气温度正常。为了判断敲击声的来源，对该主机进行了振动监测与故障诊断。
1信号采集与分析
测量该主机各缸盖垂向和横向的振动信号。测量A1缸盖以外的其它缸盖是为了类比分析。同时测量振动加速度、速度和位移的时间和频谱信号，首次测量参数如下:振动加速度时间信号滤波频率1Hz～10kHz，加速度频谱滤波频率2Hz～12．8kHz，速度时间信号滤波频率2Hz～1kHz，速度频谱滤波频率2Hz～1．6kHz，位移时间信号滤波频率2Hz～1kHz，位移频谱滤波频率2Hz～800Hz。这样的采集参数设置在多数情况下是合适的，既能分析判断故障，又能合理控制数据量。但是，采用该设置测量柴油机缸盖振动后，发现故障汽缸振动信号与其它汽缸差别不明显。无法判断故障的原因和部位。敲击应该能激发出缸盖或者机体的高频固有频率振动，高频冲击加速度应该有明显的不同。
为此，调整加速度时间信号的采样频率和滤波频率重新测量，加速度时间信号采样频率131072Hz，滤波频率10Hz～40kHz，此时A1缸盖振动加速度存在明显不同于其它缸盖的强烈的高频冲击。调整参数后，测量得到的A1缸盖和A2缸盖横向高频加速度时间波形，A1缸盖高频冲击加速度明显强烈得多，而且峰值不稳定。而A2缸盖高频冲击加速度峰值小得多，进排气阀敲击信号与燃烧冲击相差不大。根据高频加速度信号的区别，可以判断A1缸盖振动存在问题，而高频振动在结构中衰减很快，因此，振源一定在缸盖附近，燃烧冲击或者是气阀敲击是最可能的原因。
2故障诊断由于没有相位信号，不好判断异常是燃烧造成的，还是气阀冲击造成的。为此，进行单缸断油试验，A1缸单缸断油后的振动加速度信号，最大冲击加速度明显下降，因此燃烧是异常振动的主要激励源，异响就是敲缸。但是敲缸可能是燃油雾化不良、供油定时不对、进气不足或者是活塞环损坏，需要进一步判断故障原因。检查发现原来的喷油器启喷压力低，导致喷油提前。这一故障诊断过程中，首先根据A1缸高频加速度的异常判断出振源在缸盖附近，根据单缸断油后的监测结果判断出异常燃烧是故障源，再根据高压油管的冲击脉冲异常判断出是供油问题。合理选择监测量标和数据采集参数，逐渐缩小范围，快速确定了故障原因和部位。根据振动监测结果进行有针对性的维修工作，缩短了检修的时间，提高了维修工作的效率。
3结束语
1)由于柴油机自身振动信号复杂，激励源多，在对柴油机进行振动监测与故障诊断时，不能简单的以振动烈度值和振动速度频谱判断设备状态和诊断故障。高频冲击信号在结构中衰减快，高频冲击信号较大的点离振源近，对故障定位意义更大。
2)高压油管的高频冲击信号能够反映供油问题，在对柴油机进行振动监测与故障诊断时应该引起关注。
3)由于高频加速度信号对测点位置敏感，对测量频率范围敏感，需要合理选择测点和测量参数才能准确判断故障。
参考文献
［1］赵慧敏．柴油机非稳态振动信号分析与智能故障诊断研究［D］．天津:天津大学，2010．
关键词 数控系统；故障；维修
中图分类号 TG659 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2013）012-0104-01
数控系统故障维修的难点，在于查找故障原因。笔者从事数控系统故障维修多年，总结出一些行之有效的快速诊断方法，现介绍如下。
1 直观法
这是最基本最常用的方法。充分利用人的感觉器官，注意发生故障时的各种现象，如有无火花、亮光，有无异常响声，有无焦糊味等。仔细观察可能发生故障的每块印刷电路板的表面状况，看看有无烧毁和损伤痕迹，以进一步缩小检查范围。用好直观法，要求维修人员具有丰富的实际经验、多学科的知识和综合判断能力。
2 CNC系统自诊断功能法
现代的数控机床具有丰富的自诊断功能，能在CRT上显示故障报警信息。数控系统自诊断功能可分为两类：一类为“开机自诊断”，它是指从每次通电开始至进入正常运行准备状态为止，系统内部的诊断程序自动对CPU、存储器、总线和I/O单元等模块、印刷电路板、CRT单元、阅读机及软盘驱动器等设备进行运行前的功能测试，确认系统的主要硬件是否可以正常工作。另一类是故障信息提示，当机床运行中发生故障时，在CRT上会显示编号和内容。根据提示，可查阅有关维修手册，确认引起故障的原因及排除方法。但要注意的是，有些故障的真正原因与故障内容和提示不相符，或一个故障显示有多个故障原因，这就要求维修人员分析故障原因时要思路开阔，对可能引起该故障的原因，要尽可能全面地进行综合判断和筛选，通过必要的试验，达到确诊和最终排除故障的目的。这个方法是维修时最有效的一种方法。
3 参数检查法
数控系统的数据是经过一系列试验和调整而获得的重要参数，是机床正常运行的保证。这些数据包括增益、加速度、轮廓监控允差、反向间隙补偿值和丝杠螺距补偿值等。它们通常存放在磁泡存储器或存放在需由电池保持的CMOSRAM中，一旦电池不足或由于外界某些干扰的因素，会使个别参数丢失或变化，发生混乱，使机床不能正常工作。可通过核对修正参数将故障排除。当机床长期闲置，工作中无缘无故地出现不正常现象或有故障而无报警时，就应该根据故障特征，检查和核对有关参数。
4 测量比较法
CNC系统生产厂家在设计印刷电路板时，为了调整、维修的方便，在印刷电路上设计了多个监测用端子。用户可利用这些端子，比较测量正常印刷电路板和有故障印刷电路板之间的差异，检测这些测量端子的电压或波形，分析故障的所在位置。或者可以对正常的印刷电路板人为地制造“故障”，如断开连线或短路，拔去组件等，以判断真实故障的起因。
5 功能程序测试法
所谓功能程序测试法，就是将数控系统的正常功能和特殊功能，如直线定位、圆弧插补、螺纹切削、固定循环、用户宏程度等手工编程或自动编程方法，编制成一个功能程序测试纸带，通过纸带阅读机送入数控系统中，然后起动数控系统使之运行，借以检查机床执行这些功能的准确性和可靠性，进而判断出故障发生的可能起因。对于长期闲置的数控机床第一次开机时的检查，以及对于机床加工造成废品但又无报警的情况，或者当确定是编程错误、操作错误，还是数控系统故障时，这是一种较好的方法。
6 原理分析法
根据CNC系统的组成原因，可从逻辑上分析各点的逻辑电平和特征参数（如电压值或波形），然后利用万用表、逻辑笔、示波器或逻辑分析仪进行测量、分析和比较，从而对故障定位。运用这种方法，要求维修人员必须对整个系统或每个电路的原理有清楚的、较深的了解。
7 备板置换法
维修人员利用备用的印刷电路板、模板、集成电路芯片或元器件替换有疑点的部分，从而把故障范围缩小到印刷电路板或芯片一级。在备板置换前，应仔细检查备板是否完好，并且备板的状态应与原板状态完全一致。这包括检查备板上的选择开关、短路棒的设定位置，以及电位器的位置。在置换CNC装置的存储器板时，还需要对系统作存储器的初始化操作，重新设定各种数据，否则系统仍将不能正常工作。另外，断电后才可置换印刷电路板或组件。
8 交换判断法
相互之间具有相同功能的电路板和控制装置，局部交换后观察故障转移情况，即可快速确定故障的部位。若用交换法诊断故障，应将好的装置换在出故障机床上，决不能将坏的装置放在好机床上试机，否则得出的结果是不正确的。这种方法常用于伺服进给驱动装置的故障检查，或用于两相同数控系统之间相同模块的互换。
维修实例：MAZK H500/50卧式加工中心，曾出现下述故障：当NC电源接通时，无报警信息，但急停放开；液压起动时，面板上NC报警灯亮，CRT上出现28#、211#报警，主伺服板上报警显示37#，X、Y、Z轴伺服报警显示56#，机床所有动作停止。
关键词：高压上电；控制逻辑；故障排除
1故障现象
一辆2018款帝豪EV450纯电动汽车行驶5万公里。车主反映，踩下制动踏板，按下START上高压电时，出现断续上下高压电，同时仪表“充电连接指示灯”断续出现，过一会又正常，踩下制动准备挂挡时，又出现断续上下高压电，挂上挡过一会现象消失，又能正常行驶。行驶过程中，也时常出现断续上下高压电而导致车辆无法行驶。
2高压上电原理分析
帝豪EV450高压上电需经过低压上电，即在上高压电的过程中，要确保低压上电正常。低压上电原理如图1所示，逻辑控制过程为：车辆中央集控器BCM需检测到智能钥匙的射频，然后按下启动按钮（ACC、ON），中央集控器BCM接收到上低压电的请求，通过高压动力通信V-CAN通知电子转向柱锁ESCL对转向进行解锁，解锁成功后，反馈一个信号到中央集控器BCM，中央集控器BCM再接通ACC、IG1、IG2继电器，继电器一旦接通，所有电脑进入工作待命状态，同时仪表亮起。在低压上电正常的前提下，高压上电的原理如图2所示。其逻辑控制过程为：按下启动按钮SATRT→中央集控器BCM收到上高压电请求信号，将发送启动信号至整车控制器VCU→VCU确认踩制动信号正常；接着VCU通过低速通信V-CAN与BCM认证ID码，同时VCU检查互锁信号（包括功能互锁与结构互锁）、碰撞信号正常→认证成功后，VCU通过动力通信P-CAN向BMS请求上电→BMS检测确保动力电池内的温度、电压采样、漏电传感器信号以及绝缘等正常，从而接通动力电池的预充接触器和负极接触器→PEU检测预充完成，并通过动力通信P-CAN告知BMS→BMS接通正极接触器→PEU检测上电完成，并通过动力通信P-CAN告知VCU上电完成→VCU通过低速通信V-CAN告知组合仪表上电完成→仪表上READY灯点亮。
3高压无法上电的原因分析
3.1控制器的输入与输出
从图2可以看出，每一个控制器都涉及到电源输入、通信联接输入、传感器等信号输入以及最终控制动力电池内接触器的输出（表1）。表1中各个信号的输入与输出正常与否，都影响高压上电。
3.2高压电气系统
高压电气系统包括各个高压模块（动力电池、OBC、PEU、高压分线盒、PTC、压缩机、三相电机）、各个高压模块连接线束、高压熔断丝以及高压电气间的互锁。高压模块故障、高压熔断丝损坏、高压连接线束断路、短路都会导致高压无法上电。
4故障诊断与排除
4.1读取故障码和数据流
接车后进行检查，低压电能正常上电，仪表有充电连接指示灯，踩下制动踏板，按下点火开关，出现断续上下高压电，同时仪表充电连接指示灯断续出现，过10s左右又正常，熄火再次高压电，现象重现。踩下制动挂档，出现断续上下高压电情况，仪表同样断续出现充电连接指示灯，持续约5s后正常。行驶过程中，也偶尔出现断续上下高压电而导致车辆无法行驶，每次持续时间大约5s左右，情况与车主反映一致。连接故障诊断仪，打到ON挡，读取整车各个单元故障码，发现动力电池管理系统BMS有历史故障码：P159E01———充电故障，车载充电机故障，清码后再读，故障码消失。车载充电机OBC中有当前故障码：P1A881C———充电连接故障，清码后再读，故障码依旧存在。读取OBC数据流，停在OBC数据流界面，再次按START上高压电，在高压电断续上下过程中，其中数据流“充电枪连接检测”值出现：“充电枪连接”和“充电枪未连接”交替变化。当显示“充电枪连接”时，仪表“充电枪连接指示灯”点亮，同时高压下电，当显示“充电枪未连接”时，高压上电正常。
4.2故障原因分析
查阅相关资料，仪表上充电连接信号显示条件为：①车载充电器（OBC）已检测到充电连接CC的信号；②将此信号通过P-CAN输送入整车控制器VCU，整车控制器VCU再通过V-CAN告诉仪表显示充电连接信号。车辆高压安全功能设计时应考虑到如下：当充电枪正常充电过程中，不允许系统中出现高压电路接触器闭合的情况。当上高压电后，VCU检测到充电相关信号时，会通过P-CAN让动力电池强制下电，以确保充电时高压电路接触器不能闭合，即不能上高压电。
4.3故障检测
查阅维修手册，找到故障码：P1A881C———充电连接故障检测内容，手册上该码显示的是车载充电机的电源、搭铁、通信的电路图，因为系统能正常读码读数据流，暂排除故障在此线路与相关元件上。因故障码指向充电连接故障，即CC信号故障，查电路图，找到交流充电电路图（图3）进行测量。接通点火开关，用万用表电压挡测量交流充电插座口CC与PE的电压，显示为OV异常。断开点火开关，用万用表电阻挡测量CC与PE电阻，显示为3.3Ω异常。断开12V蓄电池负极，分别拔下OBC低压接头BV10，拔下中间连接器BV01与CA58测量CC与PE电阻，显示均为3.3Ω异常。拆下左前轮护板并拔下中间连接器CA62与BV25，测量CC与PE电阻，显示为无穷大，正常。测量CA62/8对搭铁电阻显示为无穷大，正常。接回BV10插头、BV01与CA58连接器，再次测量CA62/8对搭铁电阻显示也为无穷大，正常。怀疑故障在BV25/8至交流充电插座口CC之间线路同某根搭铁线短路。检查充电连接线束，发现线束棕色线（CC信号线）与黑色线（充电口灯光控制器搭铁线）有破损，且2根线连接在一起，测量BV25/8与BV25/6之间电阻为0Ω，异常。分开2根线，测量BV25/8与BV25/6之间电阻为无穷大，正常。
4.4故障排除
对棕色线（CC信号线）与黑色线（充电口灯光显示搭铁线）用电工胶布进行分开包扎，然后检查车辆，按下START时，车辆高压上电正常，充电连接指示灯不再显示，断续上下高压电故障现象消失。连接诊断仪，清码，读取OBC故障码，无故障码；查看OBC数据流“充电枪连接检测”值始终显示：“充电枪未连接”，正常。外出试车，行驶中没出现断续上下高压电现象，故障排除。
5结束语
本文中的故障是CC信号线与充电口灯光显示搭铁线间短路，促发了充电与上高压电的功能互锁，但当下高压后，系统由于存在上高压请求，同时又检测不到充电连接等信号，又上高压电。上完高压电后，有时又检测到有CC信号故障，又下高压电，从而出现断续上下高压电的故障现象。在纯电动汽车故障日常检测中，除了要了解其工作原理，还要注意其功能安全设计，才能做到全面分析故障，快速锁定故障。
参考文献：
［1］赵鹏宇，罗健章，赵鹏媛.2018款吉利帝豪EV450无法用交流模式充电［J］.汽车维修与保养，2020，260（9）：40-42.
［2］2018帝豪EV350/450维修手册［Z］.
［3］2018帝豪EV350/450电路图册［Z］.
［4］刘炜山.论新能源汽车维修中电子诊断技术的应用［J］.农机使用与维修，2019（12）：74.
【关键词】减速机；结构；故障
1 减速机的结构
一单级直齿圆柱齿轮减速机主要由齿轮、轴及轴承组合、箱体和减速机附件等组成。箱体是减速机的重要组成部分，是传动零件的基座。箱体通常用灰铸铁制造，对于重载或有冲击载荷的减速机可以采用铸钢箱体。单件生产的减速机，可采用钢板焊接的箱体。为了便于安装和拆卸，箱体制成沿轴心线水平剖分式结构。上箱盖和下箱体用螺栓联接成一体。箱座与地基用地脚螺栓联接。箱盖上的视孔是为检查啮合情况及向箱内注入油而设置的，箱盖顶部还装有通气器，它能及时排出箱内废气。为了检查箱内油面的高低，在箱座侧面装有测油尺，箱座底部设有放油螺塞，用以放出箱内的油。
箱盖上的吊钩是为了吊装箱盖用的，而整个减速机的吊运，则用箱座上铸出的吊耳。为了便于打开箱盖，有些减速机上常设有起盖螺钉。为了保证在拆装箱盖时，保证箱盖与箱座的定位精确，而设置了两个定位销。
2 减速机的故障特征分析
2.1 轴不平衡
不平衡是旋转机械最常见的故障。引起转子不平衡的原因有结构设计不合理，制造和安装误差，材质不均匀，运行中转子的腐蚀、磨损、结垢、零部件的松动和脱落等。轴系不平衡的主要故障特征：（1）轴频或基频出现峰值，其他倍频振幅较小；（2）径向振动大；（3）轴心轨迹成为椭圆形；（4）振动强烈程度对工作转速的变化很敏感。
2.2 轴不对中
轴不对中通常是指相邻两转子的轴心线与轴承中心线的倾斜或偏移程度。轴不对中可分为联轴器不对中和轴承不对中，联轴器不对中又可分为平行不对中、偏角不对中和平行偏角不对中三种情况。轴不对中的主要故障特征：（1）平行不对中径向出现轴的一倍频、二倍频峰值，尤以二倍频显著。（2）偏角不对中轴向振动大，在基频、二倍频甚至三倍频处有稳定的高峰。（3）平行偏角不对中轴向和径向均发生振动。
2.3 滚动轴承故障
滚动轴承的主要故障形式有：
（1）疲劳剥落。滚动轴承工作时，滚道和滚动体表面既承受载荷又相对滚动，由于交变载荷的作用，首先在表面下一定深度处最大剪应力处形成裂纹，继而扩展到接触表面层生剥落坑，最后发展到大片剥落，这种现象就称为疲劳剥落。
（2）磨损。由于滚道和滚动体的相对运动包括滚动和滑动和尘埃异物的侵入等都会引起表面磨损，而当不良时更会加剧表面磨损。磨损的结果使轴承游隙增大，表面粗糙度增加，降低运转精度。
（3）塑性变形。在工作负荷过重的情况下，轴承受到过大的冲击载荷和静载荷，或者因为热变形引起的额外的载荷，或者当有高硬度的异物侵入时，都会在滚道表面上形成凹痕或划痕。
（4）断裂。当载荷超过轴承滚道或滚动体的强度极限时会引起轴承零件的断裂。此外，由于磨削加工、热处理或装配时引起的残余应力、工作时的热应力过大等也都有可能造成轴承零件的断裂。
2.4 齿轮故障
由于齿轮制造，操作，维护以及齿轮材料、热处理、运行状态等因素的不同，产生异常的形式也不同，常见的齿轮异常有以下几种形式。
（1）齿面磨损。油不足或油质不清洁，将造成齿面剧烈的磨粒磨损。
（2）齿面胶合和擦伤。重载和高速的齿轮传动，使齿面工作区温度很高。新齿轮未经跑合时，常在某一局部产生这种现象，使齿轮擦伤。
（3）齿面接触疲劳。齿轮在啮合过程中，既有相对滚动，又有相对滑动，而且相对滑动的摩擦力在节点两侧的方向相反，从而产生脉动载荷。这两种力的作用使齿轮表面层深处产生脉动循环变化的剪应力。当这种剪应力超过齿轮材料的剪切疲劳极限时，表面将产生疲劳裂纹。
（4）弯曲疲劳与断齿。轮齿承受载荷，如同悬臂梁，其根部受到脉冲循环的弯曲应力作用。当这种周期性应力超过齿轮材料的弯曲疲劳极限时，会在根部产生裂纹，并逐步扩展。
3 主要故障诊断方法分析
一般而言，对随机信号可从时域和频域这两个角度来进行分析。如果对所测得的时间历程信号直接实行各种运算且运算结果仍然属于时域范畴，则这样的分析运算即为时域分析，如统计特性参量分析、相关分析等；反之，如果首先将所测时域信号经过傅立叶变换为频域信号，然后再对其施行各种运算的分析方法称为频域分析。
3.1 时域分析
常用工程信号都是时间波形的形式。时间波形有直观、易于理解等特点，由于是最原始的信号，所以包含的信息量大。缺点是不太容易看出所包含信息与故障的联系。对于某些故障信号，其波形具有明显的特征，这时可以利用时间波形做出初步判断。时域分析方法包括自相关函数、互相关函数、概率密度，时域平均等。
3.1.1 自相关函数
信号或数据X（t）的自相关函数Rx（τ）用以描述一个时刻的取值与另一个时刻的取值之间的依赖关系。相关函数数学表达式为：
不同信号具有不同的相关函数，是利用自相关函数进行故障诊断依据。正常运动的机器，其平稳状态下的振动信号的自相关函数往往与宽带随机噪声的自相关函数相近，而当有故障，特别是周期性冲击故障时，自相关函数就会出现较大的峰值。
3.1.2 互相关函数
互相关函数是表示两组数据之间的依赖关系的相关统计量，互相关的函数表示为：
互相关函数在时间位移等于信号通道系统所需时间值时，将出现峰值。互相关分析不但可以利用互相延时和能量信息对传输通道进行识别，还可以检测外界噪声中的信号。
3.2 频域分析
3.2.1 自功率谱分析
自功率谱密度函数是在频域中对信号能量或功率分布情况的描述，它可由自相关函数的傅立叶变换求得，也可以直接用FFT求得。
自功率谱分析能够将实测的复杂工程信号分解成简单的谐波分量来研究，描述了信号的频率结构，因此对机器设备的动态信号作功率谱相当于给机器“透视”，从而了解机器设备各个部分的工作状况。功率谱分析在解决工程实际问题中获得了广泛的应用。
3.2.2 倒频谱分析
由于一般减速机中都有很多齿轮和转轴，因而有很多不同的转轴速度和齿轮啮合频率。每一个轴速度都有可能在每一个啮合频率周围调制出一个边带信号。因此，在减速机振动的功率谱中，就可能有很多调制频率不同的边带信号，即功率谱图中包含很多大小和周期都不同的成分，在功率谱图上都混在一起，很难分离，即很难直观看出其特点。如果对具有连带信号的功率谱本身再做一次谱分析，则能把连带信号分离出来，因为功率中的周期分量在第二次谱分析的谱图中是离散谱线，其高度就反映原功率谱中周期分量的大小。这就是倒谱分析法。
参考文献：
[1]陈仲生.机器状态监测与故障诊断综述[J].机电一体化，2001.
[2]马波.旋转机械故障诊断专家系统[J].机电工程技术，2005.
