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1、汽车底盘结构设计与故障诊断分析1、相关定义1.1、故障诊断的基本概念故障是指系统或系统的一部分不能或将不能完成预定功能的事件或状态。它是对其原始状态的任何一种可识别的偏离,而这种偏离对特定用户来说是不合格的。它是系统运动过程中的普遍现象,在特定条件下发生。”诊断”一词是根据医学名词沿引而来,医学诊断指的是对人的健康状态、劳动能力和某一特定的生理过程的判断的过程[4],采用的是由现象判断本质的方法,这一方法推广到工程技术领域,逐步形成了故障诊断学这一新兴学科。系统状态监测与故障诊断技术是以复杂工程系统或设备的可靠
2、性为研究对象,以高新技术为依托,涉及多种学科领域的综合性应用技术。它以信息论、可靠性理论、控制论和系统论为理论基础,以现代测试仪器和计算机技术为手段。其内容是了解和掌握设备在运行过程中的状态;评价、预测设备的可靠性;早期发现故障,并对其原因、部位、危险程度等进行识别,预报故障发展趋势,并针对具体情况做出科学合理的决策。其实质是一个动态的模式识别的过程。具体实践中,是在对系统运行原理充分了解的基础上,在设备不解体的前提下,依靠先进的传感器技术对系统的运行状态进行严密监测,采集设备的某些特征的动态信息,对这些信息进
3、行分析处理,得到设备状态变化的趋势性规律;并区分识别异常表现,判断故障的原因、发生部位和严重程度等,进而指导设备的维修管理或控制。系统状态监测是指通过对系统各种状态变量及信息进行检测、测量,对得到的信息进行分析和判别,并结合系统特性或历史数据及一定的规则对系统工作状态给出现评价的过程。同时,它为进一步的故障诊断作必要的信息及数据准备,是故障诊断系统运作的前提及实现自动化测试、诊断的基础[5]。一般来说,状态监测可以分为三步[6]:1数据采集;2数据分析与特征提取;3状态评估。故障对于系统来说,不仅会造成人力与物
4、力的浪费,而且严重影响系统执行任务,对于设3备的使用者或维修管理人员来说,其面临的任务是如何有效地避免灾难性的故障发生,及早发现和预报危险性故障,进而把故障的危害限制在最小或允许的范围内。所以故障诊断包含三方面的内容[7]:1故障检测:确定是否发生了故障;2故障分离定位:确定故障的种类及发生地点;3故障模式识别:确定故障的大小及发生时间。广义的故障诊断还应包括设备异常诊断[8],即测量值超过了预设的临界值,但还没有丧失设备所规定的性能状态。由此可见,系统状态监测与故障诊断是相互依存、不可分割的整体。状态监测是基
5、础,故障诊断是目的;故障诊断技术为监测模型的建立提供决策支持,监测模型为故障诊断提供数据支持;诊断技术是监测技术的完善和延伸。所以在一些不太严格的地方,状态监测与故障诊断技术经常被统称为故障诊断。1.2、汽车故障码总定义范围ISO15031-6详细说明了诊断故障码定义的规则和条例,其中诊断故障码DTC的格式包含三个方面:寻址格式、结构和报文。根据ISO汽车电子电气系统故障码设计总说明:完整的故障码统一以两个字节四位16进制数表示。而全球统一推荐使用的汽车电子电气故障码适用总范围如表5-4所示:表5-4汽车电子电
6、气系统推荐故障码范围系统代码类别16进制数值车身B0xxx-B3xxx8xxx-Bxxx底盘C0xxx-C3xxx4xxx-7xxx传动系P0xxx-P3xxx0xxx-3xxx通用/网络U0xxx-U3xxxCxxx-Fxxx推荐的诊断故障码由一个三位数字代码作为后缀的数字标示符组成。数字标示符有“B0”,“B1”,“B2”,“B3”,“C0”,“C1”,“C2”,“C3”,“P0”,“P1”,“P2”,“P3”,“U0”,“U1”,”U2”,“U3”,分别与车身、底盘、传动系、通用/网络故障码的四个位段设置
7、相一致。代码结构本身是部分开发式的,其中”B0”,“C0”,“P0”,“P2”,“P3”,“U0”,”U3”这些是预留该统一故障代码分配给当前或以后更新使用的,剩下的部分才是可以用户自行定义的。561.3、汽车故障概念随着汽车使用时间的增加,因操作不当、维修质量和自然环境等影响,总成和系统因磨损、破损、固定松动、老化、接触不良、短路和断路等原因,使汽车部分或全部丧失工作能力的现象,称为汽车故障。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以下几种主要类型。(1)按故障存在的系统可分为汽车机械
8、故障和汽车电器故障汽车机械故障的范围较广,通常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、振动及各种物理和化学特性的变化来进行诊断。汽车电器故障又可分为数字和模拟两种类型。一般来说,现代汽车电器故障不解体检测相对容易,而汽车内部的机械故障不解体检测相对困难。(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,不能依靠早期诊断来
