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第二節 汽車故障及汽車技術狀況

汽車故障及汽車技術狀況是汽車檢測診斷的對象。了解汽車故障類型和汽車技術狀況,掌握汽車故障產生原因和汽車技術狀況變化規律,對汽車診斷參數及其標準的確定和檢測方法的選擇是極其重要的。

一、汽車故障

汽車故障是指汽車零部件或總成完全或部分喪失工作能力的現象,其故障癥狀是故障的具體表現。汽車在使用過程中,由于技術狀況的變壞,將會出現種種故障。為了迅速排除故障,應了解汽車故障的類型,熟悉汽車故障產生的原因。

1.汽車故障類型

盡管汽車故障錯綜復雜、多種多樣,但按一定的方法可將汽車故障劃分為下述幾種主要類型。

(1)按故障存在的系統可分為汽車電氣故障和汽車機械故障 汽車電氣故障又分為電器故障和線路故障。汽車電氣故障一般可方便地通過專用檢測診斷設備進行快速診斷,容易實現不解體檢測。汽車機械故障范圍較廣,內部機械故障實現不解體檢測相對較難,通常是利用汽車運行過程中的二次效應所提供的信息,如溫升、噪聲、潤滑油狀態、振動及各種物理、化學特性的變化來進行診斷。

(2)按故障形成的速度可分為突發性故障和漸發性故障 突發性故障是指發生前無任何征兆的故障,它不能靠早期的診斷來預測,其故障的發生具有偶然性,如汽車行駛時,鐵釘刺破輪胎、鋼板彈簧突然折斷等。而漸發性故障,是指汽車技術狀況連續變化,最終導致惡化而引起的故障,這種故障常有一個逐漸發展的過程,其故障的發生具有必然性,因此,能夠通過早期診斷來預測,如發動機氣缸磨損或曲軸軸頸磨損就屬于漸發性故障。

提示:突發性故障盡管難以預測,但它一般容易排除;而漸發性故障一經發生,就標志著產品壽命的終結,對于汽車而言,則往往是大修或報廢的標志。

(3)按故障存在的時間可分為間歇性故障和永久性故障 間歇性故障有時發生,有時消失,如汽油機供油系統氣阻故障;而永久性故障則只有在更換某些零部件后,才能使得故障排除,功能恢復,如曲軸軸瓦燒損、發動機拉缸故障。

(4)按故障顯現的情況可分為功能故障和潛在故障 導致汽車功能喪失或性能下降的故障稱為功能故障,這類故障可通過直接感受或測定其輸出參數而判定,如發動機不能起動或發動機輸出功率下降均屬功能故障;潛在故障是指正在逐漸發展但尚未對功能產生影響的故障,如曲軸、連桿的裂紋,當尚未擴展到極限程度使其斷裂時,為潛在故障。

(5)按故障造成后果的嚴重程度可分為輕微故障、一般故障、嚴重故障、致命故障輕 微故障一般不會導致汽車停駛或性能下降,不需要更換零件,用隨車工具作適當調整即可排除,如氣門響、怠速過高等。一般故障可能導致汽車性能下降或汽車停駛,但不會導致主要部件和總成的嚴重損壞,可更換易損零件或用隨車工具在短時間內排除,如來油不暢、濾清器堵塞、個別傳感器損壞等。嚴重故障可能導致主要零件的嚴重損壞,必須停駛,并且不能用更換零件或用隨車工具在短時間內排除,如發動機拉缸、燒瓦等。致命故障可能引起車毀人亡的惡性重大事故,如柴油機飛車、制動系統失效、轉向系統失控等。

提示:上述故障的分類有些是相互交叉的,而且隨著故障的發展,一種類型的故障可以轉化為另一種類型的故障

2.汽車故障原因

汽車各部件產生故障是由某些零件失效引起的。引發汽車零件失效的因素很多,主要是工作條件惡劣、設計制造存在缺陷以及使用維修不當三個方面。

(1)工作條件惡劣 汽車零件工作條件包括零件的受力狀況和工作環境。汽車運行時,絕大多數汽車零件(如活塞、曲軸、齒輪、軸承等)是在動態應力下工作,由于汽車起步、停車以及速度經常變化,使汽車零件承受著沖擊、交變應力,從而加速零件的磨損或變形而引發故障。另外,汽車零件往往不只承受一種載荷作用,而是同時承受幾種類型載荷的復合作用,若零件的載荷超過其允許承受能力,則會導致零件失效。

汽車零件在不同的環境介質和不同的溫度下工作,容易引起零件的腐蝕磨損、磨料磨損,以及熱應力引起的熱變形、熱疲勞等失效。某些工作介質還可以使汽車零件材料脆化、高分子材料老化而引發故障。

提示:若汽車的工作環境條件惡化,如長期在坎坷不平路段重載行駛、在高溫條件下大負荷高速運轉、汽車經常猛加速或常用緊急制動等,則容易誘發故障

(2)設計制造缺陷 設計制造缺陷主要是指零件因設計不合理、選材不當、制造工藝不良而存在的先天不足。設計不合理是汽車零件失效的主要原因之一,例如軸的臺階處過渡圓角過小,會造成應力集中,這些應力可能會成為汽車零件破壞的起源?;ㄦI、鍵槽、油孔、銷釘孔等設計時,如果沒有充分考慮到這些形狀對截面削弱而造成的應力集中,也將會引起零件早期疲勞損壞。材料選擇不當及制造工藝過程中因操作不當而使零件產生的裂紋、較大的殘余內應力以及較差的表面質量,都將可能成為零件失效的原因。某些過盈配合零件的裝配精度不夠,能導致相配合零件之間的滑移和變形,將會產生微動磨損,加速零件的失效。某些間隙配合零件的裝配間隙過大,則會導致汽車零件沖擊過大而引發故障,并容易產生異響,使汽車的使用性能下降;而裝配間隙過小,則零件運轉時摩擦力、摩擦熱過大,容易加快配合件的損壞,如發動機拉缸、燒瓦等。

(3)使用維修不當 汽車在使用過程中的超載、潤滑不良、濾清效果不好、違反操作規程、汽車維護和修理不當等,都會引起汽車零件的早期損壞。

汽車嚴重超載時,其各總成承受的負荷增加,發動機容易出現拉缸、燒瓦現象,底盤容易出現車架、車橋、懸架、彈簧、輪胎等損壞現象;汽車潤滑不良時,汽車相對運動部件的摩擦阻力會加大,其運動部件的磨損會加劇;汽車機油濾清器、燃油濾清器、空氣濾清器維護不當時,濾清效果不好,會加快發動機的磨損;汽車操作不當,如起步不平穩、急加速、超速行車、常用緊急制動等,會加大汽車的動載荷,容易加速汽車零件的損壞;汽車維護和修理不當,如配件質量欠佳、維修工藝不當、裝配質量不好等,都會在汽車中留下故障隱患,導致汽車在使用過程中技術狀況容易惡化。

3.汽車故障診斷基本流程

汽車故障診斷基本流程是汽車故障診斷最基礎的過程,是對診斷內容最一般的概括和總結。汽車故障診斷應從故障癥狀出發,通過問診試車、分析研究、確認故障部位、修復驗證,從而達到發現故障最終原因的目的。

(1)問診故障癥狀 通過對車主的詢問,了解汽車最初的故障癥狀。對于維修人員來說,準確了解并描述故障現象非常重要,這關系到故障診斷的方向和效率。因為車主只能從車輛使用中的異常判斷車輛出現故障,而維修人員則需要根據車主的描述以及自身觀察準確描述故障癥狀。把握好問診,不僅可以了解故障最初癥狀,還可以確定下一步故障診斷方向,甚至可以鎖定故障范圍。一般問診應包括以下內容。

1)汽車故障發生的狀況。

①初次故障發生的時間,汽車所處的狀態。

②故障發生之前有何征兆。

③故障發生的頻次:經常發生、有時發生、一定條件下發生、只發生一次。

④故障發生后的變化程度:沒有變化、越來越嚴重、迅速惡化。

⑤故障發生的環境:故障發生時的氣溫、氣候、道路情況等。

2)汽車維修保養情況。

①故障發生后是否進行過維修,進行了哪些維修,更換過哪些零部件。

②故障發生前是否加裝過設備,更改過線路或更換過零部件。

③該車是否按時進行保養,是否在正規維修企業進行保養。

3)車主的駕駛習慣。了解汽車經常行駛的道路條件、行駛車速、檔位情況,以及加注的燃油標號等。

注意:

詢問汽車的故障癥狀時,應盡量讓車主多說,不要提示太多,否則會誤導用戶說出模棱兩可的故障現象,增加故障診斷的難度。

(2)驗證故障癥狀 驗證確實存在的所述故障是沿著正確方向診斷和排除故障的前提。通過試車或模擬汽車部件工作可以驗證故障癥狀,而試車是維修人員感受汽車故障癥狀的最好過程。有條件時應進行試車,以此再現車主所述的故障癥狀,以驗證故障癥狀的真實性。完整的試車應包括汽車各種性能的試驗過程,即從發動機冷機起動、冷機高怠速,暖機到熱機怠速、加速、急加速全過程的運行狀況,以及儀表指示情況。此外還應該包括汽車起步、換檔、加速、減速、制動、轉向等過程的行駛狀況試驗。

試車時,應針對不同的故障現象檢查相應的項目,有選擇地檢查汽車的動力性能、制動性能、行駛穩定性能、操縱可靠性能、振動擺動異響等狀況,感受駕駛和操縱過程的各種反應,以便檢查是否有車主未感覺到的汽車故障癥狀存在。在試車再現故障癥狀后,維修人員應反復體會和觀察故障癥狀出現時,汽車的工況和環境條件等,并認真記錄,以確認故障癥狀。

(3)分析診斷故障 根據汽車的故障癥狀,借助汽車的結構原理、電路圖等技術資料,通過人工經驗和現代檢測設備,檢查、測試、分析和推理,判斷出故障癥狀發生的可能原因和故障部位所在。

(4)修復驗證故障

1)修復故障。根據故障部位狀況和最小故障點的表現模式,采取相應的修復方法予以修復,排除故障。

2)驗證故障。對修復后的車輛進行功能測試,驗證其故障是否修復。如果故障癥狀完全消失,車輛功能恢復正常,則可以確認車輛已經被完全修復,故障已徹底排除。如果故障癥狀依然存在,則說明真正的故障沒有修復或存在其他的故障,此時需要重新診斷排除故障。

(5)確定故障最終原因 最小故障點修復驗證后,故障癥狀盡管消除,但是導致這個最小故障點發生故障的最終原因如果還沒有認定,而就此結束維修,讓汽車出廠繼續行駛,很有可能導致故障癥狀的再次發生。因此,應對故障點的最終故障原因進行分析,找到其產生的內部原因和外部原因,徹底消除故障發生的根本原因,杜絕故障再次發生。

4.汽車故障診斷常用方法

(1)直觀診斷法 它是指診斷人員憑借其豐富的經驗,對故障汽車故障癥狀采用問詢、眼看、耳聽、手摸、鼻嗅、試車等手段,進行檢査、試驗、分析,確定汽車故障原因和部位的診斷方法。直觀診斷法是汽車故障診斷的最基本方法,適用于診斷比較常見和明顯的故障。

1)“問”。接到故障車后,向駕駛人詳細詢問車輛的行駛里程、技術狀況、行駛條件、維修情況、故障癥狀、故障起因等內容,掌握故障的初步情況。有經驗的維修人員,在平時汽車故障診斷經驗積累的基礎上,對有些常見故障或某種車型的普遍故障,通過問詢即可準確地診斷故障。

2)“看”??窗l動機工作狀況,如排氣管顏色,排氣顏色,機油顏色及液面高低,各部件是否漏油、漏水、漏氣;看汽車電路的連接有無脫落、損壞現象;看汽車各部件表面有無破裂、銹蝕等,然后再綜合分析判斷故障。

3)“聽”。聽汽車工作時各部件的工作聲響,察聽有無敲缸、機械撞擊、異常摩擦、排氣管放炮等異響。異響是發生故障和產生事故的前兆,汽車整車及各總成、各系統在正常工作時,發出的聲音一般都有一定規律性,通過仔細辨別能大致判斷出聲音是否正常,根據異響特征甚至可以直接判斷出故障的部位和原因。

4)“摸”。用手觸摸各接頭處、插接口處、固定螺栓(釘)等是否有松脫現象,汽車各部件連接是否松動等,可判斷相應部件工作是否正常;用手觸摸各總成部件,感覺其溫度有無異常升高,導線插頭、插接口處有無發熱現象,可判斷相應部件是否存在故障。

5)“嗅”。嗅汽車工作時有無異味,有些故障出現后,會產生比較特殊的氣味,據此可較準確地判斷故障部位所在。如:發動機燒機油時,會產生燒油味;混合氣過濃時,排氣中有生油味;離合器、制動器等摩擦片打滑時會發出煳臭味;傳動帶打滑后會產生燒焦味;導線過熱則會發出膠皮味;橡膠及塑料件過熱后會發出橡膠及塑料味等。

6)“試”。試車檢查,就是通過對汽車及總成進行不同工況的模擬試驗,再現并確認故障癥狀,以進一步判斷故障部位及原因。

(2)儀器診斷法 它是指診斷人員憑借簡單儀表、診斷儀器,對汽車故障進行檢測、分析,確定汽車故障原因和部位的診斷方法。儀器診斷法是對汽車電控系統故障、電器故障、疑難故障以及具體故障部位和原因進行診斷的常用方法。

1)用檢測儀器初步診斷和驗證故障。根據汽車的故障癥狀,選擇相適應的汽車專用診斷設備,如汽車故障診斷儀、發動機綜合分析儀、無負荷測功儀、四輪定位儀、機油分析儀、廢氣分析儀、煙度計、溫度檢測儀、壓力檢測儀等,對故障汽車進行檢測,可以快速診斷或驗證汽車的故障范圍、性質和大致原因,可以大大提高汽車故障診斷的效率。

2)用簡單儀表深入診斷故障。根據汽車故障類型、故障性質、最小故障點特點,選擇相適應的汽車專用診斷儀表,如萬用表、示波器、氣缸壓力表等,可以對汽車具體故障進行深入診斷。如利用萬用表測量元件的電阻或輸出電壓,用示波器測試元件工作時的輸出電壓波形,并與標準比較可診斷故障;利用萬用表測量元件導通性,則可判斷元器件或線路是否工作正常;利用氣缸壓力表測量發動機各缸壓力,可迅速診斷各缸是否存在故障。

(3)對比試驗法 它是指診斷人員有意改變故障汽車的工作條件,進行對比試驗診斷故障的方法。

1)隔除對比試驗。通過隔除某些系統或部件,使其停止工作,如故障現象消失,則故障在被隔除部件或系統。診斷發動機異響或怠速不穩故障時,常用單缸斷火試驗查找故障缸,電工維修中常見的跨接線法查找斷路故障點、斷路法查找短路故障點,均屬此法。又如汽車加速不良故障,判斷故障是否因空氣濾清器堵塞引起時,可取下空氣濾清器試車,如故障消失,則故障確實是由空氣濾清器引起的。

2)替換對比試驗。對懷疑有故障的零部件用工作正常的相同件替換,如果換件后故障現象消失,則說明原件有問題。此方法經常用于診斷火花塞、傳感器、電子控制單元等工作是否正常。

(4)模擬診斷法 它是指診斷人員在充分分析和了解故障的基礎上,采用與車輛出現故障時相同或相似的條件和環境進行試驗模擬,使其再現故障,來進行故障部位和原因診斷的方法。模擬診斷法常用于間歇性故障,因為間歇性故障會根據汽車行駛條件、狀況,時而出現時而消失,而當需要對這類故障進行診斷時,它又沒有明顯的故障征兆,但其故障又確實存在。因此,利用模擬診斷法較好。故障征兆模擬診斷法主要有如下幾種。

1)振動法。汽車在壞路面上運行時,電控系統容易出現故障,其振動可能是產生故障的原因,此時可采用振動法模擬。對發動機電控系統的導線束、插接器、傳感器、執行器等元器件,進行人為的敲打振動,如在水平、垂直方向上拉動搖擺,以檢查是否存在虛焊、松動、接觸不良、導線斷裂等故障,并根據被檢測裝置的反應來分析診斷。

注意:

振動模擬時,一定不能用力過度,否則會造成新的損傷或故障!

2)加熱法。有些故障只在熱車時出現,電控系統的有關零部件受熱溫度過高可能是引起故障的原因,此時可采用加熱法模擬。可用電吹風或類似的加熱工具加熱可能引起故障的零部件,如傳感器、執行器等元器件,檢查故障是否出現。當加熱某個元器件時,若故障出現,則表明該元器件為故障件,應維修或更換。

注意:

對有關電子元器件進行加熱時,加熱溫度必須控制在60℃以下,而且不可直接加熱電控單元,以免造成新的損壞。

3)加濕法。有些故障在雨天或潮濕環境時出現,而在干燥的晴天又恢復正常,此時可采用加濕法模擬。診斷時,可向懷疑的元器件上方噴水霧,模擬潮濕環境,來檢查確認是否發生故障。

注意:

加濕模擬前,要對元器件作防水保護,以免因水損壞電控系統或腐蝕元器件。

4)電器全接通法。有些故障在電負荷過大時出現,此時可采用電器全接通法模擬。模擬時,可接通全車所有的用電設備,如音響、空調、前照燈等,檢查是否發生故障。

5)電阻法或電壓法。在電路診斷中,當懷疑電阻式傳感器存在故障時,可采用電阻法模擬。模擬時,用電阻元件代替某些懷疑的電阻式傳感器,并根據被代替后的反應來分析診斷傳感器是否存在故障。例如:懷疑冷卻液溫度傳感器損壞時,可將一只與冷卻液溫度傳感器阻值大小相當的電阻,串聯在冷卻液溫度傳感器的插接器上,進行模擬試驗,以便診斷該冷卻液溫度傳感器是否存在故障。

在電路診斷中,當懷疑某信號傳感器損壞時,可采用電壓法模擬。模擬時,以外接的合適電壓或用合適的元器件,來代替某些懷疑損壞的傳感器,進行電壓信號模擬試驗,以便診斷該傳感器是否損壞。

提示:在故障征兆模擬時,檢測人員必須注意,根據不同故障對象采用不同的模擬試驗;模擬試驗的強度和持續的時間要嚴格掌握;模擬試驗的范圍要嚴格控制;模擬試驗的故障表現形式,應耐心觀察、仔細分析,以便快速確診故障之所在

(5)故障樹分析法 汽車是由多個不同功能的子系統構成的復雜機電系統,其故障產生的原因往往較為復雜,采用故障樹分析法進行汽車故障原因的診斷,尤其是對汽車自診斷系統不能準確把握的故障診斷,效果較好。

1)故障樹基本概念。故障樹分析法(Fault Tree Analysis)簡稱FTA法,是一種將系統故障形成的原因由總體至部分按樹枝狀逐漸細化的邏輯分析方法,其目的是確定故障的原因、影響因素及發生概率。

故障樹分析法應用于汽車故障診斷時,是將汽車故障現象作為分析目標,從汽車故障發生的機理出發進行發散思維、邏輯推理,找出導致故障發生的全部直接原因,然后再找出導致下一級故障的全部直接原因,逐級細化一直追查到那些最基本的、無須深究細節的原因為止,從而形成的反映汽車故障因果關系的樹枝狀圖形——故障樹,它是一種特殊的倒立樹狀邏輯因果關系圖。

故障樹分析法不僅可以定性分析故障發生的機理,而且還能定量預測故障發生的概率。故障樹分析法簡便、直觀,可以一目了然地看出故障的原因與形成過程,能發現潛在的問題,有利于防患未然和預報故障。

2)故障樹建立方法。通常,把研究對象即汽車故障事件稱為頂事件,而無須深究的形成系統故障的基本事件稱為底事件或初始事件,介于頂事件與底事件之間的一切事件稱為中間事件。在故障樹圖中,常用一些事件符號、邏輯門符號等來描述系統中各種事件之間的因果、邏輯關系。故障樹分析法常用的事件符號和邏輯門符號及其含義見表1-2。

建立故障樹時,首先把要分析的頂事件即汽車故障事件扼要地寫在矩形框內,置于故障樹的最上端,并用“T”表示,作為故障樹的第一級;然后,在頂事件下面,通過分析寫出引起頂事件直接原因的事件,作為故障樹的第二級,用“A”表示;以下繼續分析還可列出第三級、第四級……,直到列出最基本原因的初始事件為止,并用“X”表示;暫時不分析的省略事件用“D”表示。上、下級事件之間有著“或”“與”關系,用邏輯門符號聯系,于是就形成了故障樹。在故障樹圖中,每一級事件都是上一級事件的直接原因,同時又是下一級事件的直接結果。圖1-10為發動機不能起動的故障樹。

表1-2 故障樹分析法常用符號及含義

圖1-10 發動機不能起動的故障樹

3)故障樹分析。通過故障樹定性分析和定量分析,可以確定汽車故障診斷流程。

①故障樹定性分析。定性分析就是通過故障樹,分析汽車系統出現某種故障(頂事件)有多少種可能性,由多少種原因引起,并從中找出系統的最薄弱環節,最容易引發故障(頂事件)的原因,以此作為故障排除的重點。

②故障樹定量分析。定量分析就是通過故障樹,分析各基本事件引發汽車故障(頂事件)發生的可能性大小,即引發故障的概率,其中汽車故障(頂事件)發生概率最大的路徑,是最容易引發故障(頂事件)的原因,以此作為故障排除的重點。

汽車故障(頂事件)發生的概率,可以根據系統中各基本事件發生的概率,按故障樹的邏輯結構,應用邏輯與、或的概率計算公式逐級向上運算,直至求出汽車故障發生的概率。

若輸入事件x1x2,…,xn間相互獨立,并已知發生的概率為P(xi),則輸出事件X發生的概率可按下列方法計算。

當邏輯關系為“與”聯接時,事件X=x1x2xn發生的概率為

當邏輯關系為“或”聯接時,事件X=x1+x2+…+xn發生的概率為

③確定汽車故障診斷流程。通過故障樹的分析,剔除故障率很小的故障原因,并根據具體的故障表現和維修經驗,確定汽車故障診斷的最佳操作順序和具體的操作方法,即確定汽車故障診斷流程,以便排除汽車故障。

提示:故障樹分析法采用的是邏輯推斷方法,在人工經驗診斷和智能專家系統診斷中,都會自覺或不自覺地應用故障樹分析法。

二、汽車技術狀況

1.汽車技術狀況及其變化

汽車技術狀況是指定量測得的表征某一時刻汽車外觀和性能參數值的總和。汽車是一個多元件構成的復雜系統,系統內各元件、部件是相互關聯的,系統內元件性能的變化或產生故障,必然會引起整個系統技術狀況的變化。

汽車在使用過程中,汽車內部零件之間、零件與工作介質之間、汽車與外界環境之間均存在著相互作用,其結果是引起零件磨損、發熱、腐蝕等一系列物理的和化學的變化,使零件尺寸、零件相互裝配位置、配合間隙、表面質量等發生改變,使汽車總成或零件失去原有性能,引起工作質量下降,從而使汽車技術狀況發生變化。

隨著行駛里程的增加,汽車技術狀況會逐漸變壞,從而導致汽車使用性能(動力性、經濟性、制動性、操縱穩定性、行駛平順性、通過性、環保性、可靠性)下降和外觀形象變差。然而,汽車技術狀況變化的速度是根據汽車的結構強度、使用條件(道路、載荷、氣候、車速)、駕駛技術和汽車維護情況的不同而有所差別的。檢測人員可通過檢測表征汽車外觀和性能的診斷參數值,來反映或確定某一時刻汽車的技術狀況,例如:通過檢測汽車加速時間、驅動輪輸出功率、燃油消耗量等參數的變化情況來評價汽車的技術狀況。

提示:要重視汽車技術狀況變化的研究,掌握變化癥狀、探究變化原因,以便適時地實施維修,保持汽車技術狀況完好

2.汽車技術狀況變化原因

汽車技術狀況變化是由汽車系統零件的原有尺寸、幾何形狀及表面質量發生改變,破壞了零件原來的配合特性和正確位置關系引起的。導致零件發生這種改變是汽車諸多原因綜合作用的結果,其主要原因如下。

(1)零件磨損損壞 零件表面間相互摩擦產生磨損,汽車長時間使用會導致零件表面磨損損壞。絕大多數汽車零件不能繼續使用并不是由于汽車零件的整體被破壞,而是由于零件工作表面的磨損逾限而促使零件加速失效。據統計,有75%的汽車零件是由于磨損而報廢的。因此,磨損失效是汽車零件的主要損壞形式。

磨損現象只發生在零件表面,其磨損速度的快慢既與零件的材料、加工方法有關,又受汽車運用中裝載、潤滑、車速等條件的影響。引起汽車技術狀況變化的主要磨損形式有磨料磨損、粘著磨損和腐蝕磨損。

磨料磨損是指零件表面與硬質微?;蛴操|凸出物相互摩擦引起表面材料磨損的現象。磨料的來源主要有空氣中的塵埃、機油里的夾雜物、零件在摩擦過程中剝落的磨屑。氣缸表面、曲軸軸頸常發生磨料磨損。

粘著磨損是指摩擦副相對運動時,由于固相焊合,零件接觸表面的材料由一個表面轉移到另一個表面的現象。干摩擦和在潤滑不良條件下工作的滑動摩擦副容易產生粘著磨損,嚴重時會使摩擦副咬死。發動機氣缸“拉缸”和曲軸“燒瓦”是典型的黏著磨損。

腐蝕磨損是指在摩擦過程中,摩擦表面在酸、堿等腐蝕物質作用下產生材料損失的現象。腐蝕磨損是腐蝕和摩擦共同作用的結果:腐蝕物質對零件表面的腐蝕可使表面形成薄而脆的氧化層,而在摩擦力作用下,氧化層脫落,腐蝕作用進一步向零件深部發展,再形成氧化層。如此,氧化層不斷生成,不斷脫落,從而造成了零件表面的磨損。

(2)零件疲勞損壞 零件疲勞損壞是指零件在交變應力作用下,零件承受的循環應力超過了材料的疲勞極限而造成的損壞。汽車零件在長期承受較大交變載荷作用時,易產生疲勞損壞。在交變載荷作用下,零件表面易產生疲勞裂紋,當裂紋不斷積累、加深、擴展至一定程度,則零件在循環應力作用下產生疲勞損壞。汽車鋼板彈簧斷裂是一種典型的疲勞損壞。

(3)零件腐蝕損壞 零件腐蝕損壞是指零件表面與腐蝕性物質接觸受到腐蝕而產生的損壞。汽車易于產生腐蝕損壞的主要部件有燃料供給系統和冷卻系統管道、車身、車架等。汽車使用環境中的潮濕空氣、塵埃,對車身及裸露的金屬零件具有一定的腐蝕作用。車身表面的鳥糞、昆蟲尸體等污物有很強的酸性,對漆膜和車身具有很強的腐蝕性,能使漆膜失去光澤。另外,酸雨對漆膜具有侵蝕作用,酸雨是指含有較高酸性(pH)的雨水。當汽車受到酸雨襲擊后,漆膜就遭到酸性腐蝕,嚴重時漆膜出現點蝕狀況,并傷及車身基體金屬。

(4)零件變形損壞 零件變形損壞是指零件在載荷作用下,因零件的內應力超過零件材料的彈性極限而產生的變形失效。零件在制造和加工過程中產生的殘余內應力和零件受熱不勻而產生的熱應力足夠大時,也會導致零件變形或加劇變形過程,使零件產生變形損壞。

(5)零件老化損壞 零件老化損壞是指零件材料在物理、化學和溫度變化的影響下,逐漸變質或性能下降的故障形式。汽車上的橡膠零部件(如輪胎、油封、膜片等)和電器元件(如晶體管、電容器等),長期受環境和溫度變化的影響,會逐漸老化而失去原有性能。

(6)偶然事故損壞 偶然事故損壞是指汽車在發生意外交通事故后造成的整車及零部件性能下降的損壞。

3.汽車技術狀況變化規律

汽車技術狀況變化規律是指汽車技術狀況與汽車行駛里程或行駛時間的變化關系。按變化過程的不同,汽車技術狀況的變化規律有漸發性和偶發性兩種。

(1)汽車技術狀況漸發性變化規律 漸發性變化規律是指汽車技術狀況的變化隨汽車行駛里程或使用時間呈單調變化,可用函數式表示的變化規律。如果汽車使用合理,則汽車大部分總成、機構的技術狀況是隨行駛里程或工作時間而逐漸平緩地發生變化(圖1-11),如從初始狀況E0yH)隨行程依次變化至E1,E2,…,En-1、極限狀況EnyP)。其變化規律可用n次多項式或冪函數加以描述。

1)n次多項式

式中 y——汽車技術狀況參數值;

L——汽車工作狀況參數,即汽車行程或汽車工作時間;

a0——汽車技術狀況初始參數值;

a1,a2,…,an——用來表征yL關系的待定系數。

在實際應用時,一般取第一至第四項,其計算精度已足夠;而對制動蹄與制動鼓間的間隙、離合器踏板自由行程等參數變化規律的描述,只需用前兩項,即用線性函數描述其精度就足夠。

2)冪函數。對于主要因零件磨損所引起的汽車技術狀況參數變化的規律,可用冪函數加以描述。

圖1-11 汽車技術狀況的漸發性變化

式中 a,b——確定汽車技術狀況變化程度的系數。

若已知y=φ(L)的函數關系和汽車技術狀況的極限參數值,則可確定汽車的使用壽命;若已知y=φ(L)關系和汽車的使用壽命,則可確定汽車技術狀況的極限參數值。

屬于漸發性變化規律的技術狀況參數有許多,如:汽車零件因磨損而導致的配合間隙變化量;冷卻系統和潤滑系統中沉淀物的積累值;機油消耗率及機油中機械雜質含量等。當汽車技術狀況呈漸發性變化規律時,可根據其單調性,通過對上述參數變化量的測量,來確定汽車的技術狀況,并預測汽車故障的發生。

(2)汽車技術狀況偶發性變化規律 偶發性變化規律也稱為隨機性變化規律,它表示汽車、總成出現故障或達到極限狀態的時間是隨機的、偶發的,沒有嚴格的對應關系,沒有必然的變化規律,對其變化過程獨立地進行觀察所得的結果呈現不確定性,但在大量重復觀察中又具有一定的統計規律。

在隨機性變化過程中,汽車技術狀況惡化所對應的汽車行程是隨機變量,汽車行程的長短與汽車技術狀況惡化前的狀況無直接關系。但它仍然不同程度地受汽車使用中的偶然因素、駕駛人操作水平、零部件材料的不均勻性和隱蔽缺陷等因素的影響。

汽車技術狀況參數的隨機性變化是各影響因素具有隨機性的反映。當給定汽車技術狀況參數的極限值時,該隨機性變化表現為汽車技術狀況參數達到極限值所對應的行程是多種多樣的,如圖1-12a中的LP1,LP2,…,LPn;而在同一行駛里程L0時,汽車技術狀況也存在明顯差異,對應著不同的技術狀況參數值,如圖1-12b所示。

圖1-12 汽車技術狀況的隨機變化

yP—技術狀況參數的極限值 ya—技術狀況參數的許用值 yH—技術狀況參數的原始值

對于汽車技術狀況的隨機性變化,不可避免地會引起汽車定期檢測、維護作業的超前或者滯后,導致錯失汽車維修時機。顯然,只有掌握汽車的偶發性變化規律,才能正確地確定汽車的技術狀況,從而更精確地把握汽車檢測和維修作業的良機。

提示:汽車技術狀況實際上是汽車漸發性和偶發性變化過程的總反映。因此,只有徹底掌握汽車技術狀況的漸發性和偶發性變化規律,才能合理地制定汽車診斷標準和診斷周期,才能有針對性地對汽車實行定期維修,并預測汽車的運行潛力和故障。

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