试析汽车发动机性能检测与故障诊断专家系统的研究

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1、浙江大学硕士学位论文汽车发动机性能检测与故障诊断专家系统的研究姓名：张涌钢申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：何勇2001.5.1塑兰△堂堡．!：兰垡堡兰垫主垄垫!!丝盟丝型兰垫堕堡堑主塞墨竺竺婴丝—————一第一章绪论车是一个复杂的机械系统，它由数千种的零件所构成，发动机是汽车的动力源，是汽车的心脏，汽些基本技术性能都直接或间接地与发动机的相关性能相联系。它产生的故障I与全车的比例晟高(在全车中约占19．8％)．单位里程的配件消耗(在全车中约占75．6％)、保修．1：时消耗(在全车

2、中约lIl24．0哟汽车发动机也占首位【Ii，发动机的故障诊断和维修水平在汽车修理中最为重要，因此发动机综合性能的检测对整乍性能的了解至关重要。汽车发动机一般都采圳往复活塞式内燃机，常Hj的是汽油发动机(简称汽油机)和柴油发动机(柴油机)．其结构复杂一I：作条件恶劣，在K=期使州过程处丁各种的环境中，承受着各种应力，如外部的环境应力、内部功能应力和运动应力以及总成、部件等由丁-结构和使州条件，如道路、气候、使用强度、行驶J：况等的不同．发动机技术状况参数，将以不同规律和不同强度发生变化，或性能参

3、数劣化，最终将导致故障。发动机故障是指发动机部分或完全丧火l：作能力的现象，通常表现为声响异常、流体泄漏，温度过商。一动力F降、油耗过火、．1：况突变、外观异常、机身振动等。{a胛：饯动机故障诊断技术．魁在汽车不解体或不完全解体的前提‘F，依靠先进的传感器技术与检测技术，。采集发动机的各种具有某些特征的动态信息，并对这些信息进行各种分析和处理、区分、识别并确认其异常表现，预测其发展趋势，查明其产生原冈、发生部位和严重程度，提出针对性的维修措施和处理方法，并提供公正的、科学的数据。主要对汽车的动力

4、性、经济性、安全性、可靠性以及噪卢、污染排放等状况进行检测。随着汽车_llj途的日益J“泛，保有量的急剧增长，及其结构和技术的不断进步。使汽车检测与诊断技术必须改变比较原始的检测方法。以新的检测诊断技术和方法来保证汽车运行的安全、节能、降低车辆排放和噪卢，减少运用、维修成本，以延长经济使用寿命．＼————～一，一一一。1．1国内外汽车故障诊断技术的发展状况和趋势在四、五十年代．汽车的检测应用电流、电压、压力、真空、温度表笛简单仪表所测得的参数和操作者经验进行综合分析以判定故障。但判定的正确与否，

5、有很人的局限性。至入十年代。电子．I：业必起-麻用示波器、真空表、转速表、功率表、c0测定器、混合气浓度测定计、分电器触点闭合测定器等仪器仪表结合对发动机性能进行分析，由于它们依靠操作者来逐项进行，而且是边诊断、边记录，因此效率低．这是一种发动机诊断设备的雏型．随着微型计算机的问世，传感器舳种性能日益发展，为汽车性能检测、诊断技术的发展。提供了有利条件，从七十年代中、后期的汽车检测、诊断单机联线，逐步改进到由计算机程序控制的自动检测诊断系统，有许多已进入实用阶段”1．美国研制的汽油及柴油发动机的

6、检测监控装置．已于八十年代初期先后应J{j于美军汽车。日本三菱公司研制的较先进的电子计算机控制汽午诊断设备，可测试239项参数，其结果由打印机给山⋯。八十年代以来．由于电子技术、传感技术、集成电路技术和计算机技术高速发展，现代科学技术己经能够提供多种现场检测设备和仪器。随着人工智能技术特别是专家系统技术的日益成熟，发动机故障诊断技术进入了新的发展阶段．塑垩叁兰堡．i堂堡丝苎塑兰垄苎!!丝堕丝塑：!垫壁堡堕羔窒墨竺塑!望!——在我国，发动机检测技术起步较晚．八十年代以来，一些发动机故障诊断设备也已

7、研制山来。八十年代末，济南历下微机应用研究所研制出了发动机检测仪。是一种在不解体的情况F对各种型号的柴油机、汽油机参数进行全面检测的综合仪器．1993年兰州铁道学院研究了汽油机点火系的故障诊断，通过对汽油机点火线圈的初级电压波形和次级电压波形的观测和比较来进行，通过A／D转换，_}{j微机对数字信号作进一步分析”1．上海内燃机研究所研制开发了发动机检测分析系统EAS4900，以专家系统的设计思想提出了发动机性能评价与改进措施．1994年，哈尔滨工业大学汽车学院研制出一种具有多功能、充电／驱动系统

8、检测和燃油系实验等功能的新型发动机故障诊断系统“’。济南无线电六厂和淄博寿山金圆电子有限公司也研制开发了发动机综合测试仪，能对发动机的各种参数进行自动检测，同时具有发动机故障分析功能，可为用户进行故障追踪分析和技术参数查询。目前，专家系统是人工智能领域中最活跃最成功的一个分支．有关发动机故障诊断专家系统已基本完成了研究和实验阶段．开始进入广泛的应用阶段。如1985年Regenie等人研制的飞行器控制系统监视器(EFFSM)和1978年Malin研制的汽车故障诊断系统(FIXER)以及美国宇航局研