浅谈汽车故障诊断原理与方法

浅谈汽车故障诊断原理与方法
摘要：现代汽车的技术性能已变得越来越好，结构也变得越来越复杂，同时，
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。因此，汽车故
障诊断技术得到迅速发展，已成为科技研究的热点之一。汽车故障诊断技术是一
门综合性的技术，它涉及多门学科，如现代控制理论、信号处理、模式识别、计
算机工程、人工智能、电子技术、应用数学、数理统计以及相关的应用学科。

关键词：汽车；故障诊断；原理与方法
1.

传统的汽车故障诊断技术
1.1万用表诊断
汽车故障一般分为持续性故障和间歇性故障，万用表诊断主要
针对持续性故障，比如电路的断路、短路、电子元件的损坏等。
1.2汽车示波器
汽车示波器的诞生为汽车修理技术人员快速判断汽车电子设备
故障提供了有力的工具无需任何设定和调整就可以直接观察波形了，它的设定调
整是全自动的。
1.3专业综合诊断
专业综合诊断以将单项、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。
二、现代汽车故障诊断技术
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发展成果，并且借助于数学工具和计算机。目前
应用的主要方法有：
2.1人工经验诊断法
人工经验诊断即直观诊断，其特点是不需很多设备，在任何场
合都可进行，诊断的准确率在很大程度上取决于诊断人员的技术水平。
2.2故障树法
故障树(FTA)法是把故障作为一种事件，按其故障原因进行逻
辑分析，绘出树枝图。树枝图中，每下一级事件都是上一级事件的原因，而上一
级事件是下一级事件引起的结果。
2.3故障症状关联表
故障症状关联表描述故障症状和故障部位之间的关系，通常用
关联表表示。表中的行标明故障症状，列标明相关部件或子系统。当相互关联时，
在对应的交叉点作标记；如果资料完整，也可以用1、2、3、4、⋯⋯标出其检查顺
序，其中1表示可能性最大的原因，2表示次之，以此类推。
2.4普通仪器设备诊断
普通仪器设备诊断是采用专用测量仪器、设备对汽车的某一部
位进行技术检测，将测量结果与标准数据进行比较，从而诊断汽车的技术状况，
确定故障原因。
2.5汽车电脑专用诊断设备
汽车电脑专用诊断设备主要用于本公司生产的车系。如大众公
司的V．A．G1551及V．A．G1552、通用公司的Tech一2、本田公司的PGM、雪
铁龙公司的FLIT等。它们不但能读取各系统的故障代码，而且还具备执行元件
诊断、部件基本设定与匹配及阅读测量运行数据、清除故障代码等功能。
2.6汽车电脑通用诊断设备
汽车电脑通用诊断设备(如元征X431、车博士、修车王等)把故
障诊断的逻辑步骤及判断数据编成程序，由计算机执行各车系的诊断过程。
2.7汽车电脑自诊断系统
一般汽车电脑含有自诊断系统，用于检测信号网的故障。如有
故障，仪表板上的发动机警告灯“CHECK”亮，通知驾驶员汽车存在故障。系统
进入自诊断后，即可通过故障指示灯的闪烁次数读取故障代码。
2.8汽车检测站
在由外观检测、尾气检测、前轮定位检测、制动性能检测、底
盘测功、灯光检测等工位和相应检测设备组成的检测流水线上，在标准测试条件
和方法下对汽车进行室内检测，将检测数据与标准数据相比较，检查车辆的运行
状况。

三、汽车电子信号在汽车故障诊断中的应用
3.1 交流电子信号的应用分析
一辆汽车在行驶过程中出现了故障，首先，要对轿车的轮速传
感器进行检查，并清楚传感器外表的灰尘，这是要进行的第一步基础工作。其次，
再进行下一步的检查，发现汽车的电子信号出现异常。交流电子信号的波形在正
常情况下，在汽车的行驶过程中，是处于离线对称的上下跳动波形，其波形的波
峰具有相同的幅值，脉冲的形状和时间也是相同的，不会发生改变。骑车行驶的
频率会根据汽车的速度而发生变化。若交流电子信号的波峰存在着高低起伏、上
下不一致的情况，说明该辆汽车的磁组轮核磁芯发生了碰撞。若波峰比较低，则
说明该辆汽车的磁组轮已经损坏，需要更换磁组轮传感器。
3.2 频率调制信号应用分析
汽车在行驶过程中出现了熄火问题，并且汽车无法再启动。首
先，要对汽车气缸压力与燃油压力进行详细的检查，检查后发现汽车气缸压力与
燃油压力并无故障。其次，就要对汽车点火火花进行检查，如果汽车的点火火花
也没有故障，就说明汽车的点火系统出现了故障。最后，检查汽车凸轮轴的位置
传感器、发动机转速传感器以及曲轴位置传感器电子信号，最终确定，汽车的曲
轴位置传感器发生了故障。在汽车开始行驶时，或是轴位置的传感器，随着汽车
的行驶开始产生电子信号，其脉冲可数，也随着车速的增加而增加，但是无论汽
车的车速多快，汽车内部的占空比都不会发生改变。所以频率调制信号的波形与
汽车车速频率的波形是一致的，若汽车频率调制信号的波形与汽车车速的波形出
现了不一致的情况，则说明汽车出现了故障。
3.3 脉冲调制信号应用分析
一辆汽车在行驶的过程中，出现发动机熄火问题，并且排气管
冒出黑烟。分析其产生的故障原因是空燃比过浓，通过对其喷油器控制的电压信
号进行下一步的检查。脉冲调制信号对峰值的要求较高，脉冲的形状和实践要求
对峰值是一致的，并且其占空比会随着发动机传感器的变化而产生变化。分析脉
冲调制信号的重点是：信号是否震动、占空比是否发生变化、冲击电压是否发生
变化、振动结束值的大小。若一辆汽车的脉冲调制信号的占空比变化不正常，喷
油时间大于国际规定的标准时间，这就会使得轿车喷油量过多造成空燃比过浓，
会造成汽车发动机熄火，排气管冒黑烟等故障。
3.4 直流电子行号应用分析
若一辆汽车的加速效果不明显，時而还会出现熄火的情况。分
析其故障原因，首先，要针对火花塞和高压线进行一系列的检查，判断汽车的火
花塞是否有腐蚀的情况，高压线是否有破损。其次，要检查汽车的燃油压力问题，
汽车的燃油压力在正常的范围内，就要对汽车节气门位置传感器的电子信号进行
检测。汽车节气门电子信号是汽车在行驶的过程中松开及踩刹车油门时产生的电
子信号，属于直流电子信号，针对此类信号，可以根据不同的情况，对其电压信
号进行分析，并判断汽车故障产生的原因。

四、汽车故障诊断技术的发展趋势
近年来，一些新的科学分支的出现和发展及其在设备故障诊断
中的成功应用，为汽车故障诊断技术的发展开拓了新的途径。如基于信号处理的
小波分析法；基于人工智能的神经网络法；分形几何在汽车故障诊断中的应用等。

综上所述：随着计算机、电子、汽车等高新技术的发展，汽车故障诊断技术发展
会非常迅速，将朝着网络化、多功能化、智能化和专家系统化发展的方向迈进，
以微机及其网络为平台组织并综合集成各种专用分析仪器，资源共享。现代汽车
故障诊断技术的研究和生产应用，今后必将得到更加深入和迅速的发展，在生产
力发展中发挥更大作用。

参考文献：
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［2］韩大明．汽车故障诊断技术及其应用［J］．林业机械与木工设备，2002，
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［3］杨海泉．汽车故障诊断与检测技术[M]．北京：人民交通出版社，2004．