汽车检测与故障诊断(第2版)
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

第二节 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

汽车故障是指汽车零部件或总成完全或部分丧失工作能力的现象,其故障症状是故障的具体表现。汽车在使用过程中,由于技术状况的变坏,将会出现种种故障。为了迅速排除故障,应了解汽车故障的类型,熟悉汽车故障产生的原因。

1.汽车故障类型

尽管汽车故障错综复杂、多种多样,但按一定的方法可将汽车故障划分为下述几种主要类型。

(1)按故障存在的系统可分为汽车电气故障和汽车机械故障 汽车电气故障又分为电器故障和线路故障。汽车电气故障一般可方便地通过专用检测诊断设备进行快速诊断,容易实现不解体检测。汽车机械故障范围较广,内部机械故障实现不解体检测相对较难,通常是利用汽车运行过程中的二次效应所提供的信息,如温升、噪声、润滑油状态、振动及各种物理、化学特性的变化来进行诊断。

(2)按故障形成的速度可分为突发性故障和渐发性故障 突发性故障是指发生前无任何征兆的故障,它不能靠早期的诊断来预测,其故障的发生具有偶然性,如汽车行驶时,铁钉刺破轮胎、钢板弹簧突然折断等。而渐发性故障,是指汽车技术状况连续变化,最终导致恶化而引起的故障,这种故障常有一个逐渐发展的过程,其故障的发生具有必然性,因此,能够通过早期诊断来预测,如发动机气缸磨损或曲轴轴颈磨损就属于渐发性故障。

提示:突发性故障尽管难以预测,但它一般容易排除;而渐发性故障一经发生,就标志着产品寿命的终结,对于汽车而言,则往往是大修或报废的标志

(3)按故障存在的时间可分为间歇性故障和永久性故障 间歇性故障有时发生,有时消失,如汽油机供油系统气阻故障;而永久性故障则只有在更换某些零部件后,才能使得故障排除,功能恢复,如曲轴轴瓦烧损、发动机拉缸故障。

(4)按故障显现的情况可分为功能故障和潜在故障 导致汽车功能丧失或性能下降的故障称为功能故障,这类故障可通过直接感受或测定其输出参数而判定,如发动机不能起动或发动机输出功率下降均属功能故障;潜在故障是指正在逐渐发展但尚未对功能产生影响的故障,如曲轴、连杆的裂纹,当尚未扩展到极限程度使其断裂时,为潜在故障。

(5)按故障造成后果的严重程度可分为轻微故障、一般故障、严重故障、致命故障轻 微故障一般不会导致汽车停驶或性能下降,不需要更换零件,用随车工具作适当调整即可排除,如气门响、怠速过高等。一般故障可能导致汽车性能下降或汽车停驶,但不会导致主要部件和总成的严重损坏,可更换易损零件或用随车工具在短时间内排除,如来油不畅、滤清器堵塞、个别传感器损坏等。严重故障可能导致主要零件的严重损坏,必须停驶,并且不能用更换零件或用随车工具在短时间内排除,如发动机拉缸、烧瓦等。致命故障可能引起车毁人亡的恶性重大事故,如柴油机飞车、制动系统失效、转向系统失控等。

提示:上述故障的分类有些是相互交叉的,而且随着故障的发展,一种类型的故障可以转化为另一种类型的故障

2.汽车故障原因

汽车各部件产生故障是由某些零件失效引起的。引发汽车零件失效的因素很多,主要是工作条件恶劣、设计制造存在缺陷以及使用维修不当三个方面。

(1)工作条件恶劣 汽车零件工作条件包括零件的受力状况和工作环境。汽车运行时,绝大多数汽车零件(如活塞、曲轴、齿轮、轴承等)是在动态应力下工作,由于汽车起步、停车以及速度经常变化,使汽车零件承受着冲击、交变应力,从而加速零件的磨损或变形而引发故障。另外,汽车零件往往不只承受一种载荷作用,而是同时承受几种类型载荷的复合作用,若零件的载荷超过其允许承受能力,则会导致零件失效。

汽车零件在不同的环境介质和不同的温度下工作,容易引起零件的腐蚀磨损、磨料磨损,以及热应力引起的热变形、热疲劳等失效。某些工作介质还可以使汽车零件材料脆化、高分子材料老化而引发故障。

提示:若汽车的工作环境条件恶化,如长期在坎坷不平路段重载行驶、在高温条件下大负荷高速运转、汽车经常猛加速或常用紧急制动等,则容易诱发故障

(2)设计制造缺陷 设计制造缺陷主要是指零件因设计不合理、选材不当、制造工艺不良而存在的先天不足。设计不合理是汽车零件失效的主要原因之一,例如轴的台阶处过渡圆角过小,会造成应力集中,这些应力可能会成为汽车零件破坏的起源。花键、键槽、油孔、销钉孔等设计时,如果没有充分考虑到这些形状对截面削弱而造成的应力集中,也将会引起零件早期疲劳损坏。材料选择不当及制造工艺过程中因操作不当而使零件产生的裂纹、较大的残余内应力以及较差的表面质量,都将可能成为零件失效的原因。某些过盈配合零件的装配精度不够,能导致相配合零件之间的滑移和变形,将会产生微动磨损,加速零件的失效。某些间隙配合零件的装配间隙过大,则会导致汽车零件冲击过大而引发故障,并容易产生异响,使汽车的使用性能下降;而装配间隙过小,则零件运转时摩擦力、摩擦热过大,容易加快配合件的损坏,如发动机拉缸、烧瓦等。

(3)使用维修不当 汽车在使用过程中的超载、润滑不良、滤清效果不好、违反操作规程、汽车维护和修理不当等,都会引起汽车零件的早期损坏。

汽车严重超载时,其各总成承受的负荷增加,发动机容易出现拉缸、烧瓦现象,底盘容易出现车架、车桥、悬架、弹簧、轮胎等损坏现象;汽车润滑不良时,汽车相对运动部件的摩擦阻力会加大,其运动部件的磨损会加剧;汽车机油滤清器、燃油滤清器、空气滤清器维护不当时,滤清效果不好,会加快发动机的磨损;汽车操作不当,如起步不平稳、急加速、超速行车、常用紧急制动等,会加大汽车的动载荷,容易加速汽车零件的损坏;汽车维护和修理不当,如配件质量欠佳、维修工艺不当、装配质量不好等,都会在汽车中留下故障隐患,导致汽车在使用过程中技术状况容易恶化。

3.汽车故障诊断基本流程

汽车故障诊断基本流程是汽车故障诊断最基础的过程,是对诊断内容最一般的概括和总结。汽车故障诊断应从故障症状出发,通过问诊试车、分析研究、确认故障部位、修复验证,从而达到发现故障最终原因的目的。

(1)问诊故障症状 通过对车主的询问,了解汽车最初的故障症状。对于维修人员来说,准确了解并描述故障现象非常重要,这关系到故障诊断的方向和效率。因为车主只能从车辆使用中的异常判断车辆出现故障,而维修人员则需要根据车主的描述以及自身观察准确描述故障症状。把握好问诊,不仅可以了解故障最初症状,还可以确定下一步故障诊断方向,甚至可以锁定故障范围。一般问诊应包括以下内容。

1)汽车故障发生的状况。

①初次故障发生的时间,汽车所处的状态。

②故障发生之前有何征兆。

③故障发生的频次:经常发生、有时发生、一定条件下发生、只发生一次。

④故障发生后的变化程度:没有变化、越来越严重、迅速恶化。

⑤故障发生的环境:故障发生时的气温、气候、道路情况等。

2)汽车维修保养情况。

①故障发生后是否进行过维修,进行了哪些维修,更换过哪些零部件。

②故障发生前是否加装过设备,更改过线路或更换过零部件。

③该车是否按时进行保养,是否在正规维修企业进行保养。

3)车主的驾驶习惯。了解汽车经常行驶的道路条件、行驶车速、档位情况,以及加注的燃油标号等。

注意:

询问汽车的故障症状时,应尽量让车主多说,不要提示太多,否则会误导用户说出模棱两可的故障现象,增加故障诊断的难度。

(2)验证故障症状 验证确实存在的所述故障是沿着正确方向诊断和排除故障的前提。通过试车或模拟汽车部件工作可以验证故障症状,而试车是维修人员感受汽车故障症状的最好过程。有条件时应进行试车,以此再现车主所述的故障症状,以验证故障症状的真实性。完整的试车应包括汽车各种性能的试验过程,即从发动机冷机起动、冷机高怠速,暖机到热机怠速、加速、急加速全过程的运行状况,以及仪表指示情况。此外还应该包括汽车起步、换档、加速、减速、制动、转向等过程的行驶状况试验。

试车时,应针对不同的故障现象检查相应的项目,有选择地检查汽车的动力性能、制动性能、行驶稳定性能、操纵可靠性能、振动摆动异响等状况,感受驾驶和操纵过程的各种反应,以便检查是否有车主未感觉到的汽车故障症状存在。在试车再现故障症状后,维修人员应反复体会和观察故障症状出现时,汽车的工况和环境条件等,并认真记录,以确认故障症状。

(3)分析诊断故障 根据汽车的故障症状,借助汽车的结构原理、电路图等技术资料,通过人工经验和现代检测设备,检查、测试、分析和推理,判断出故障症状发生的可能原因和故障部位所在。

(4)修复验证故障

1)修复故障。根据故障部位状况和最小故障点的表现模式,采取相应的修复方法予以修复,排除故障。

2)验证故障。对修复后的车辆进行功能测试,验证其故障是否修复。如果故障症状完全消失,车辆功能恢复正常,则可以确认车辆已经被完全修复,故障已彻底排除。如果故障症状依然存在,则说明真正的故障没有修复或存在其他的故障,此时需要重新诊断排除故障。

(5)确定故障最终原因 最小故障点修复验证后,故障症状尽管消除,但是导致这个最小故障点发生故障的最终原因如果还没有认定,而就此结束维修,让汽车出厂继续行驶,很有可能导致故障症状的再次发生。因此,应对故障点的最终故障原因进行分析,找到其产生的内部原因和外部原因,彻底消除故障发生的根本原因,杜绝故障再次发生。

4.汽车故障诊断常用方法

(1)直观诊断法 它是指诊断人员凭借其丰富的经验,对故障汽车故障症状采用问询、眼看、耳听、手摸、鼻嗅、试车等手段,进行检査、试验、分析,确定汽车故障原因和部位的诊断方法。直观诊断法是汽车故障诊断的最基本方法,适用于诊断比较常见和明显的故障。

1)“问”。接到故障车后,向驾驶人详细询问车辆的行驶里程、技术状况、行驶条件、维修情况、故障症状、故障起因等内容,掌握故障的初步情况。有经验的维修人员,在平时汽车故障诊断经验积累的基础上,对有些常见故障或某种车型的普遍故障,通过问询即可准确地诊断故障。

2)“看”。看发动机工作状况,如排气管颜色,排气颜色,机油颜色及液面高低,各部件是否漏油、漏水、漏气;看汽车电路的连接有无脱落、损坏现象;看汽车各部件表面有无破裂、锈蚀等,然后再综合分析判断故障。

3)“听”。听汽车工作时各部件的工作声响,察听有无敲缸、机械撞击、异常摩擦、排气管放炮等异响。异响是发生故障和产生事故的前兆,汽车整车及各总成、各系统在正常工作时,发出的声音一般都有一定规律性,通过仔细辨别能大致判断出声音是否正常,根据异响特征甚至可以直接判断出故障的部位和原因。

4)“摸”。用手触摸各接头处、插接口处、固定螺栓(钉)等是否有松脱现象,汽车各部件连接是否松动等,可判断相应部件工作是否正常;用手触摸各总成部件,感觉其温度有无异常升高,导线插头、插接口处有无发热现象,可判断相应部件是否存在故障。

5)“嗅”。嗅汽车工作时有无异味,有些故障出现后,会产生比较特殊的气味,据此可较准确地判断故障部位所在。如:发动机烧机油时,会产生烧油味;混合气过浓时,排气中有生油味;离合器、制动器等摩擦片打滑时会发出煳臭味;传动带打滑后会产生烧焦味;导线过热则会发出胶皮味;橡胶及塑料件过热后会发出橡胶及塑料味等。

6)“试”。试车检查,就是通过对汽车及总成进行不同工况的模拟试验,再现并确认故障症状,以进一步判断故障部位及原因。

(2)仪器诊断法 它是指诊断人员凭借简单仪表、诊断仪器,对汽车故障进行检测、分析,确定汽车故障原因和部位的诊断方法。仪器诊断法是对汽车电控系统故障、电器故障、疑难故障以及具体故障部位和原因进行诊断的常用方法。

1)用检测仪器初步诊断和验证故障。根据汽车的故障症状,选择相适应的汽车专用诊断设备,如汽车故障诊断仪、发动机综合分析仪、无负荷测功仪、四轮定位仪、机油分析仪、废气分析仪、烟度计、温度检测仪、压力检测仪等,对故障汽车进行检测,可以快速诊断或验证汽车的故障范围、性质和大致原因,可以大大提高汽车故障诊断的效率。

2)用简单仪表深入诊断故障。根据汽车故障类型、故障性质、最小故障点特点,选择相适应的汽车专用诊断仪表,如万用表、示波器、气缸压力表等,可以对汽车具体故障进行深入诊断。如利用万用表测量元件的电阻或输出电压,用示波器测试元件工作时的输出电压波形,并与标准比较可诊断故障;利用万用表测量元件导通性,则可判断元器件或线路是否工作正常;利用气缸压力表测量发动机各缸压力,可迅速诊断各缸是否存在故障。

(3)对比试验法 它是指诊断人员有意改变故障汽车的工作条件,进行对比试验诊断故障的方法。

1)隔除对比试验。通过隔除某些系统或部件,使其停止工作,如故障现象消失,则故障在被隔除部件或系统。诊断发动机异响或怠速不稳故障时,常用单缸断火试验查找故障缸,电工维修中常见的跨接线法查找断路故障点、断路法查找短路故障点,均属此法。又如汽车加速不良故障,判断故障是否因空气滤清器堵塞引起时,可取下空气滤清器试车,如故障消失,则故障确实是由空气滤清器引起的。

2)替换对比试验。对怀疑有故障的零部件用工作正常的相同件替换,如果换件后故障现象消失,则说明原件有问题。此方法经常用于诊断火花塞、传感器、电子控制单元等工作是否正常。

(4)模拟诊断法 它是指诊断人员在充分分析和了解故障的基础上,采用与车辆出现故障时相同或相似的条件和环境进行试验模拟,使其再现故障,来进行故障部位和原因诊断的方法。模拟诊断法常用于间歇性故障,因为间歇性故障会根据汽车行驶条件、状况,时而出现时而消失,而当需要对这类故障进行诊断时,它又没有明显的故障征兆,但其故障又确实存在。因此,利用模拟诊断法较好。故障征兆模拟诊断法主要有如下几种。

1)振动法。汽车在坏路面上运行时,电控系统容易出现故障,其振动可能是产生故障的原因,此时可采用振动法模拟。对发动机电控系统的导线束、插接器、传感器、执行器等元器件,进行人为的敲打振动,如在水平、垂直方向上拉动摇摆,以检查是否存在虚焊、松动、接触不良、导线断裂等故障,并根据被检测装置的反应来分析诊断。

注意:

振动模拟时,一定不能用力过度,否则会造成新的损伤或故障!

2)加热法。有些故障只在热车时出现,电控系统的有关零部件受热温度过高可能是引起故障的原因,此时可采用加热法模拟。可用电吹风或类似的加热工具加热可能引起故障的零部件,如传感器、执行器等元器件,检查故障是否出现。当加热某个元器件时,若故障出现,则表明该元器件为故障件,应维修或更换。

注意:

对有关电子元器件进行加热时,加热温度必须控制在60℃以下,而且不可直接加热电控单元,以免造成新的损坏。

3)加湿法。有些故障在雨天或潮湿环境时出现,而在干燥的晴天又恢复正常,此时可采用加湿法模拟。诊断时,可向怀疑的元器件上方喷水雾,模拟潮湿环境,来检查确认是否发生故障。

注意:

加湿模拟前,要对元器件作防水保护,以免因水损坏电控系统或腐蚀元器件。

4)电器全接通法。有些故障在电负荷过大时出现,此时可采用电器全接通法模拟。模拟时,可接通全车所有的用电设备,如音响、空调、前照灯等,检查是否发生故障。

5)电阻法或电压法。在电路诊断中,当怀疑电阻式传感器存在故障时,可采用电阻法模拟。模拟时,用电阻元件代替某些怀疑的电阻式传感器,并根据被代替后的反应来分析诊断传感器是否存在故障。例如:怀疑冷却液温度传感器损坏时,可将一只与冷却液温度传感器阻值大小相当的电阻,串联在冷却液温度传感器的插接器上,进行模拟试验,以便诊断该冷却液温度传感器是否存在故障。

在电路诊断中,当怀疑某信号传感器损坏时,可采用电压法模拟。模拟时,以外接的合适电压或用合适的元器件,来代替某些怀疑损坏的传感器,进行电压信号模拟试验,以便诊断该传感器是否损坏。

提示:在故障征兆模拟时,检测人员必须注意,根据不同故障对象采用不同的模拟试验;模拟试验的强度和持续的时间要严格掌握;模拟试验的范围要严格控制;模拟试验的故障表现形式,应耐心观察、仔细分析,以便快速确诊故障之所在

(5)故障树分析法 汽车是由多个不同功能的子系统构成的复杂机电系统,其故障产生的原因往往较为复杂,采用故障树分析法进行汽车故障原因的诊断,尤其是对汽车自诊断系统不能准确把握的故障诊断,效果较好。

1)故障树基本概念。故障树分析法(Fault Tree Analysis)简称FTA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,其目的是确定故障的原因、影响因素及发生概率。

故障树分析法应用于汽车故障诊断时,是将汽车故障现象作为分析目标,从汽车故障发生的机理出发进行发散思维、逻辑推理,找出导致故障发生的全部直接原因,然后再找出导致下一级故障的全部直接原因,逐级细化一直追查到那些最基本的、无须深究细节的原因为止,从而形成的反映汽车故障因果关系的树枝状图形——故障树,它是一种特殊的倒立树状逻辑因果关系图。

故障树分析法不仅可以定性分析故障发生的机理,而且还能定量预测故障发生的概率。故障树分析法简便、直观,可以一目了然地看出故障的原因与形成过程,能发现潜在的问题,有利于防患未然和预报故障。

2)故障树建立方法。通常,把研究对象即汽车故障事件称为顶事件,而无须深究的形成系统故障的基本事件称为底事件或初始事件,介于顶事件与底事件之间的一切事件称为中间事件。在故障树图中,常用一些事件符号、逻辑门符号等来描述系统中各种事件之间的因果、逻辑关系。故障树分析法常用的事件符号和逻辑门符号及其含义见表1-2。

建立故障树时,首先把要分析的顶事件即汽车故障事件扼要地写在矩形框内,置于故障树的最上端,并用“T”表示,作为故障树的第一级;然后,在顶事件下面,通过分析写出引起顶事件直接原因的事件,作为故障树的第二级,用“A”表示;以下继续分析还可列出第三级、第四级……,直到列出最基本原因的初始事件为止,并用“X”表示;暂时不分析的省略事件用“D”表示。上、下级事件之间有着“或”“与”关系,用逻辑门符号联系,于是就形成了故障树。在故障树图中,每一级事件都是上一级事件的直接原因,同时又是下一级事件的直接结果。图1-10为发动机不能起动的故障树。

表1-2 故障树分析法常用符号及含义

图1-10 发动机不能起动的故障树

3)故障树分析。通过故障树定性分析和定量分析,可以确定汽车故障诊断流程。

①故障树定性分析。定性分析就是通过故障树,分析汽车系统出现某种故障(顶事件)有多少种可能性,由多少种原因引起,并从中找出系统的最薄弱环节,最容易引发故障(顶事件)的原因,以此作为故障排除的重点。

②故障树定量分析。定量分析就是通过故障树,分析各基本事件引发汽车故障(顶事件)发生的可能性大小,即引发故障的概率,其中汽车故障(顶事件)发生概率最大的路径,是最容易引发故障(顶事件)的原因,以此作为故障排除的重点。

汽车故障(顶事件)发生的概率,可以根据系统中各基本事件发生的概率,按故障树的逻辑结构,应用逻辑与、或的概率计算公式逐级向上运算,直至求出汽车故障发生的概率。

若输入事件x1x2,…,xn间相互独立,并已知发生的概率为P(xi),则输出事件X发生的概率可按下列方法计算。

当逻辑关系为“与”联接时,事件X=x1x2xn发生的概率为

当逻辑关系为“或”联接时,事件X=x1+x2+…+xn发生的概率为

③确定汽车故障诊断流程。通过故障树的分析,剔除故障率很小的故障原因,并根据具体的故障表现和维修经验,确定汽车故障诊断的最佳操作顺序和具体的操作方法,即确定汽车故障诊断流程,以便排除汽车故障。

提示:故障树分析法采用的是逻辑推断方法,在人工经验诊断和智能专家系统诊断中,都会自觉或不自觉地应用故障树分析法

二、汽车技术状况

1.汽车技术状况及其变化

汽车技术状况是指定量测得的表征某一时刻汽车外观和性能参数值的总和。汽车是一个多元件构成的复杂系统,系统内各元件、部件是相互关联的,系统内元件性能的变化或产生故障,必然会引起整个系统技术状况的变化。

汽车在使用过程中,汽车内部零件之间、零件与工作介质之间、汽车与外界环境之间均存在着相互作用,其结果是引起零件磨损、发热、腐蚀等一系列物理的和化学的变化,使零件尺寸、零件相互装配位置、配合间隙、表面质量等发生改变,使汽车总成或零件失去原有性能,引起工作质量下降,从而使汽车技术状况发生变化。

随着行驶里程的增加,汽车技术状况会逐渐变坏,从而导致汽车使用性能(动力性、经济性、制动性、操纵稳定性、行驶平顺性、通过性、环保性、可靠性)下降和外观形象变差。然而,汽车技术状况变化的速度是根据汽车的结构强度、使用条件(道路、载荷、气候、车速)、驾驶技术和汽车维护情况的不同而有所差别的。检测人员可通过检测表征汽车外观和性能的诊断参数值,来反映或确定某一时刻汽车的技术状况,例如:通过检测汽车加速时间、驱动轮输出功率、燃油消耗量等参数的变化情况来评价汽车的技术状况。

提示:要重视汽车技术状况变化的研究,掌握变化症状、探究变化原因,以便适时地实施维修,保持汽车技术状况完好

2.汽车技术状况变化原因

汽车技术状况变化是由汽车系统零件的原有尺寸、几何形状及表面质量发生改变,破坏了零件原来的配合特性和正确位置关系引起的。导致零件发生这种改变是汽车诸多原因综合作用的结果,其主要原因如下。

(1)零件磨损损坏 零件表面间相互摩擦产生磨损,汽车长时间使用会导致零件表面磨损损坏。绝大多数汽车零件不能继续使用并不是由于汽车零件的整体被破坏,而是由于零件工作表面的磨损逾限而促使零件加速失效。据统计,有75%的汽车零件是由于磨损而报废的。因此,磨损失效是汽车零件的主要损坏形式。

磨损现象只发生在零件表面,其磨损速度的快慢既与零件的材料、加工方法有关,又受汽车运用中装载、润滑、车速等条件的影响。引起汽车技术状况变化的主要磨损形式有磨料磨损、粘着磨损和腐蚀磨损。

磨料磨损是指零件表面与硬质微粒或硬质凸出物相互摩擦引起表面材料磨损的现象。磨料的来源主要有空气中的尘埃、机油里的夹杂物、零件在摩擦过程中剥落的磨屑。气缸表面、曲轴轴颈常发生磨料磨损。

粘着磨损是指摩擦副相对运动时,由于固相焊合,零件接触表面的材料由一个表面转移到另一个表面的现象。干摩擦和在润滑不良条件下工作的滑动摩擦副容易产生粘着磨损,严重时会使摩擦副咬死。发动机气缸“拉缸”和曲轴“烧瓦”是典型的黏着磨损。

腐蚀磨损是指在摩擦过程中,摩擦表面在酸、碱等腐蚀物质作用下产生材料损失的现象。腐蚀磨损是腐蚀和摩擦共同作用的结果:腐蚀物质对零件表面的腐蚀可使表面形成薄而脆的氧化层,而在摩擦力作用下,氧化层脱落,腐蚀作用进一步向零件深部发展,再形成氧化层。如此,氧化层不断生成,不断脱落,从而造成了零件表面的磨损。

(2)零件疲劳损坏 零件疲劳损坏是指零件在交变应力作用下,零件承受的循环应力超过了材料的疲劳极限而造成的损坏。汽车零件在长期承受较大交变载荷作用时,易产生疲劳损坏。在交变载荷作用下,零件表面易产生疲劳裂纹,当裂纹不断积累、加深、扩展至一定程度,则零件在循环应力作用下产生疲劳损坏。汽车钢板弹簧断裂是一种典型的疲劳损坏。

(3)零件腐蚀损坏 零件腐蚀损坏是指零件表面与腐蚀性物质接触受到腐蚀而产生的损坏。汽车易于产生腐蚀损坏的主要部件有燃料供给系统和冷却系统管道、车身、车架等。汽车使用环境中的潮湿空气、尘埃,对车身及裸露的金属零件具有一定的腐蚀作用。车身表面的鸟粪、昆虫尸体等污物有很强的酸性,对漆膜和车身具有很强的腐蚀性,能使漆膜失去光泽。另外,酸雨对漆膜具有侵蚀作用,酸雨是指含有较高酸性(pH)的雨水。当汽车受到酸雨袭击后,漆膜就遭到酸性腐蚀,严重时漆膜出现点蚀状况,并伤及车身基体金属。

(4)零件变形损坏 零件变形损坏是指零件在载荷作用下,因零件的内应力超过零件材料的弹性极限而产生的变形失效。零件在制造和加工过程中产生的残余内应力和零件受热不匀而产生的热应力足够大时,也会导致零件变形或加剧变形过程,使零件产生变形损坏。

(5)零件老化损坏 零件老化损坏是指零件材料在物理、化学和温度变化的影响下,逐渐变质或性能下降的故障形式。汽车上的橡胶零部件(如轮胎、油封、膜片等)和电器元件(如晶体管、电容器等),长期受环境和温度变化的影响,会逐渐老化而失去原有性能。

(6)偶然事故损坏 偶然事故损坏是指汽车在发生意外交通事故后造成的整车及零部件性能下降的损坏。

3.汽车技术状况变化规律

汽车技术状况变化规律是指汽车技术状况与汽车行驶里程或行驶时间的变化关系。按变化过程的不同,汽车技术状况的变化规律有渐发性和偶发性两种。

(1)汽车技术状况渐发性变化规律 渐发性变化规律是指汽车技术状况的变化随汽车行驶里程或使用时间呈单调变化,可用函数式表示的变化规律。如果汽车使用合理,则汽车大部分总成、机构的技术状况是随行驶里程或工作时间而逐渐平缓地发生变化(图1-11),如从初始状况E0yH)随行程依次变化至E1,E2,…,En-1、极限状况EnyP)。其变化规律可用n次多项式或幂函数加以描述。

1)n次多项式

式中 y——汽车技术状况参数值;

L——汽车工作状况参数,即汽车行程或汽车工作时间;

a0——汽车技术状况初始参数值;

a1a2,…,an——用来表征yL关系的待定系数。

在实际应用时,一般取第一至第四项,其计算精度已足够;而对制动蹄与制动鼓间的间隙、离合器踏板自由行程等参数变化规律的描述,只需用前两项,即用线性函数描述其精度就足够。

2)幂函数。对于主要因零件磨损所引起的汽车技术状况参数变化的规律,可用幂函数加以描述。

图1-11 汽车技术状况的渐发性变化

式中 ab——确定汽车技术状况变化程度的系数。

若已知y=φ(L)的函数关系和汽车技术状况的极限参数值,则可确定汽车的使用寿命;若已知y=φ(L)关系和汽车的使用寿命,则可确定汽车技术状况的极限参数值。

属于渐发性变化规律的技术状况参数有许多,如:汽车零件因磨损而导致的配合间隙变化量;冷却系统和润滑系统中沉淀物的积累值;机油消耗率及机油中机械杂质含量等。当汽车技术状况呈渐发性变化规律时,可根据其单调性,通过对上述参数变化量的测量,来确定汽车的技术状况,并预测汽车故障的发生。

(2)汽车技术状况偶发性变化规律 偶发性变化规律也称为随机性变化规律,它表示汽车、总成出现故障或达到极限状态的时间是随机的、偶发的,没有严格的对应关系,没有必然的变化规律,对其变化过程独立地进行观察所得的结果呈现不确定性,但在大量重复观察中又具有一定的统计规律。

在随机性变化过程中,汽车技术状况恶化所对应的汽车行程是随机变量,汽车行程的长短与汽车技术状况恶化前的状况无直接关系。但它仍然不同程度地受汽车使用中的偶然因素、驾驶人操作水平、零部件材料的不均匀性和隐蔽缺陷等因素的影响。

汽车技术状况参数的随机性变化是各影响因素具有随机性的反映。当给定汽车技术状况参数的极限值时,该随机性变化表现为汽车技术状况参数达到极限值所对应的行程是多种多样的,如图1-12a中的LP1LP2,…,LPn;而在同一行驶里程L0时,汽车技术状况也存在明显差异,对应着不同的技术状况参数值,如图1-12b所示。

图1-12 汽车技术状况的随机变化

yP—技术状况参数的极限值 ya—技术状况参数的许用值 yH—技术状况参数的原始值

对于汽车技术状况的随机性变化,不可避免地会引起汽车定期检测、维护作业的超前或者滞后,导致错失汽车维修时机。显然,只有掌握汽车的偶发性变化规律,才能正确地确定汽车的技术状况,从而更精确地把握汽车检测和维修作业的良机。

提示:汽车技术状况实际上是汽车渐发性和偶发性变化过程的总反映。因此,只有彻底掌握汽车技术状况的渐发性和偶发性变化规律,才能合理地制定汽车诊断标准和诊断周期,才能有针对性地对汽车实行定期维修,并预测汽车的运行潜力和故障