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摘 要：电子控制汽油喷射系统在明显提高了发动机性能的同时也带来了复杂电子系统的可靠性问题及故障诊断问题,文章在分析电控发动机故障诊断的基础上,重点对于基于层次分析法的电控发动机故障诊断进行探讨,并进行实例分析,有利于提高汽车维修管理现代化.
关键词：层次分析法；电控发动机；故障分析；故障树
中图分类号：U472 文献标识码：A
文章编号：1009-2374（ 2010）34-0046-02
汽车技术的飞速发展带动了汽车故障诊断与维修技术的进步,汽车维修模式正逐步由传统的拆卸修理型转变为“性能检测- 故障诊断- 换件修理”的模式,“维修设备现代化、维修资讯网络化、维修诊断专家化、维修管理电脑化”正日益成为今后的发展趋势.本文主要对于层次分析法在电控发动机常见故障诊断中的运用进行相关分析与探讨.
1. 电控发动机故障诊断的特征
发动机是汽车的心脏部件、动力之源,但同时也是故障率最高的总成( 其故障约占汽车全部故障的40％以上,单位里程的配件消耗约占整车的75.6％,保修工时消耗也占全车的24％ ).为了提高发动机的技术水平和性能指标,除了从发动机结构设计、制造工艺和电子控制等方面不断加以改进和优化外,可靠性测试水平和智能化故障诊断水平的提高也显得越来越重要.
发动机结构复杂,尤其是现代汽车装备的电子控制燃油喷射发动机( 以下简称电控发动机),在传统化油器式发动机机械结构的基础上,由传感器、电子控制单元(ECU) 和执行器组成了一个复杂的发动机管理系统.发动机工作时,要求各子系统和机构之间配合协调,任何一个部分或几个部分工作不良且相互影响时都会造成故障的发生.因此,电控汽油喷射系统在明显提高了发动机性能的同时也带来了复杂电子系统的可靠性问题及故障诊断问题.因为电控发动机涉及较复杂的机械技术、电子技术、计算机控制技术,产生故障的因素较多,且这些因素之间是相互交织和影响的,因此,一旦有了故障,对故障部位及故障原因的分析和寻找需要较高的技术水平.尽管现代电控发动机都有故障自诊断功能,但是其自诊断功能仅仅局限于电控系统中的一般性故障,如线路短路或断路、信号超出正常范围等,而对于一些复杂故障则无能为力.故障诊断的复杂性也使得一般的诊断检测仪器难以迅速、准确的进行故障定位.由此可见,电控发动机的故障诊断与维修是一项复杂的经验性工作,相关的知识多、技术要求高,需要丰富的专家经验和合适的诊断策略,已成为汽车维修行业的重点和难点.
2. 基于层次分析法的电控发动机故障诊断
层次分析法的基本步骤现分析如下：
2.1 建立层次结构模型
应用AHP 分析问题时,首先要使问题条理化、层次化,即建立层次结构模型.建立层次模型,首先要对所解决问题有明确的认识,弄清它涉及哪些因素,如目标、分目标、准则和方案等等,以及因素相互之间的关联及隶属关系.其次将决策问题层次化,将决策问题的因素按不同层次聚类,划分为若干个层次,按照最高层、若干有关的中间层和最低层排列起来.对于决策问题,通常可以分为下面几类层次：(1) 最高层.目标层,即所要达到的目标.(2) 中间层.表示采用某种措施或政策来实现预定目标所涉及的中间环节,一般义可分为标准层、准则层等.(3) 最低层.表示解决问题的方案、措施或政策,常称为方案层或措施层.
2.2 构造判断矩阵（群）
建立层次模型之后,接着是同层因素之间对上层某因素重要性进行评价,方法是将各层因素针对上一层某因素进行两两比较,并引入合适的评判标度将判断定量化,构造出比较判断矩阵( 群).建立判断矩阵是从定性分析过渡到定量分析的重要环节,是运用AHP 关键的一步.在针对具体问题的实际运用中,判断矩阵中的数值是决策者根据数据资料,专家意见和决策者的认识加以综合平衡后得出的.由于客观事物的复杂性和人们认识上的多样性,有产生片面性的可能,要求每个判断矩阵都具有完全的一致性是不可能的,特别是对于因素多、规模大的问题更是如此.为检查AHP 得到的结果是否基本合理,需要对判断矩阵进行一致性的检验,这种检验通常是结合排序步骤进行的.
2.3 次单排序及一致性检验
(1) 层次单排序：层次单排序是指根据判断矩阵求解同一层次的所有因素对于上一层次某一因素相对重要性的排序权值,它是对层次中所有因素针对上一层次而言的重要性进行排序的基础.
(2) 判断矩阵一致性检验：由于客观事物的复杂性以及评价人员认识的多样性,人们在对大量因素进行两两比较时,可能会产生一些不一致性的结论.为了检查决策者在构造判断矩阵时的判断思维是否具有一致性,要进行矩阵一致性检验,即计算一致性指标CI 和一致性比例CR.
发动机故障灯:高尔夫6自舒1.4T故障发动机全程拆解--过程8
2.4 层次总排序及一致性检验
层次总排序即利用同一层次中所有单排序的结果,求出对于上一层次而言本层次所有因素相对重要性的排序权值.为评价层次总排序计算结果的一致性,需要进行总排序的一致性检验.如果层次分析通过了这一检验,分析的结果便可用于决策.否则,研究者需要重新调整判断矩阵,再进行分析.
故障树可以清晰地反映系统故障与单元故障的关系,为检测、隔离及排除故障提供指导,但是,在进行实际的故障诊断与排除时,按照故障树理论,自顶事件向下搜索故障起因遇到逻辑门时,并不明确应该优先沿哪条路径搜索下去,如果采用顺序搜索( 即按照排除故障原因X1、故障原因X2、等、故障原因Xn 的顺序进行故障诊断),则往往会由于搜索策略及检测顺序不当而误入歧途,不得不返工回溯,从而导致诊断效率降低.另外,在安排搜索顺序时没有考虑各中间事件或底事件检测代价的大小和发生概率的高低,此种低效搜索过程需要优化.为此,在电控发动机的故障诊断与检修过程中,以故障树理论为基础,引入层次分析法,将思维过程数量化,从而优化故障树诊断搜索策略,得出最佳诊断与检修方案.
采用层次分析法进行电控发动机检修方案的制定时,选择出故障概率A1、故障危害程度A2 和检测容易度A3 这三个因素作为影响搜索方案的准则层中的三个准则,措施层B中的措施B1、B2、等 Bn 分别对应于针对故障树中的不同故障原因Xl、X2、等 Xn 而采取的诊断措施.
3. 发动机不能起动实例分析
实例1：一辆汽车,不论文范文动,怠速时运转不稳易熄火,中高速运转时则正常.
故障诊断与排除：用故障诊断仪读取故障码,显示故障码为“00527”,表明进气温度传感器G72 开路或短路到蓄电池正极接线柱上.用万用表测量进气温度传感器G72 电阻值为12Ω,远小于20℃时1500~2000Ω 的正常值.因考虑到即使该传感器有故障也不可能使发动机不能启动,因而暂未作处理.先检查燃油供给系统,依次检查燃油泵熔断器、喷油器及控制电路、燃油泵继电器均无故障.将V．A．G1318接入进油管路进行油压测试,怠速时油压为250kPa,加油门时油压表指针在280 ～ 300 kPa 之间摆动.关闭点火开关10min 后,燃油系统保持压力为160kPa.油压值均符合要求,表明燃油供给系统无渗漏、堵塞现象.至此,燃油供给系统一切正常.接下来检查点火系统,依次检查点火信号电路、点火模块均无异常.当进行火花塞的检查时,发现四个缸的火花塞都有不同程度的积炭,进行火花塞电极间隙的检查,1、4 缸的电极间隙分别为0．6mm、0．5mm,大大低于0.9 ～ 1.1mm的标准值.将火花塞清洗干净,间隙调至1.0mm,重新起动发动机,能顺利着车且启动后发动机工作正常.随后又检查清洗了燃油泵,更换了进气温度传感器,一切恢复正常.事后分析,由于1、4 缸积炭严重致使火花塞电极间隙减小,点火能量不足,最终导致起动时1、4 缸无法正常工作,起动困难.
实例2：一辆桑塔纳2000GSi 型轿车,行驶里程约20 万km.该车出现经常无故熄火现象,且熄火后起动困难,要经多次起动才能成功.
故障诊断与排除：用故障诊断仪V．A．G1551 读取故障码,显示出“01249、01250、0125l、01252”四个故障码,即一缸至四缸4 只喷油器全部断路或短路.检查4 只喷油器的控制线路,未发现异常.根据以往经验,4 只喷油器同时发生故障的可能性很小,遂怀疑是ECUT 作不良.更换同型号的ECU 试车,故障现象依旧.
再次用V．A．G1551 检查,仍显示同上次一样的故障码,说明原ECU 并无工作不良的问题,估计问题出在燃油供给系.
首先检查燃油泵熔断器,完好无故障.再检查喷油器,一缸至四缸喷油器电阻依次为15Ω、14Ω、14Ω、16Ω,均在13 ～ 18Ω 之间的正常范围内.用起动机带动发动机运转,同时听诊各缸喷油器,发现4 只喷油器均没有“咔哒、咔哒”的工作声,经仔细查找,仍没有发现喷油器线路有任何断路、短路的迹象.接下来检查位于论文范文继电器板2 号位的燃油泵继电器J17,用测试线短接测试盒上2、4 端子,接通点火开关,发现电动燃油泵继电器不工作,由此可基本认定故障在电控燃油泵继电器上.更换电动燃油泵继电器,清除故障码后试车,发动机顺利起动,运行正常,故障彻底排除.
4. 结语
深入汽车维修企业,将表明故障与故障成因之间逻辑关系的故障树和最佳故障诊断方案用于生产实践,检修人员能够方便快捷地查找出故障原因并迅速排除故障,在提高了诊断效率的同时也降低了检修成本.
参考文献
[1] 关天聪．浅谈利用数据流分析电控发动机故障[J]．魅力中国,2009,（22）．
[2] 李增芳,何勇．基于粗糙集与BP 神经网络的发动机故障诊断模型[J]．农业机械学报,2005,36（8）．
作者简介：彭志伟（1973-）,男,广东高州人,广东省高州市第三汽车运输有限公司汽车运用工程师.
总结：本文是一篇关于故障发动机论文范文，可作为相关选题参考,和写作参考文献。
发动机故障灯引用文献:
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