汽車(chē)異響的故障診斷分析及對(duì)策

王建軍 高英

摘 要：本文主要是根據(jù)汽車(chē)一項(xiàng)故障診斷的具體實(shí)例來(lái)創(chuàng)建有關(guān)的模型，并列出異響診斷的關(guān)系矩陣，制定診斷系統(tǒng)的措施和技術(shù)指標(biāo)，通過(guò)具體的診斷發(fā)現(xiàn)，此故障診斷方式是非常有效的。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)異響 故障診斷 診斷方法

機(jī)構(gòu)和總成是汽車(chē)的重要構(gòu)成部分，而在機(jī)構(gòu)和總成當(dāng)中有包括了諸多的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)件。眾所周知，運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)件是汽車(chē)的基礎(chǔ)性構(gòu)造，在工作期間很有可能因?yàn)槭艿綑C(jī)械摩擦、變形而出現(xiàn)幾何變形，并且還會(huì)擴(kuò)大運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)件間的間隙，導(dǎo)致汽車(chē)出現(xiàn)各種異響，這就表情汽車(chē)已經(jīng)受到損壞，要馬上進(jìn)行故障診斷分析，并進(jìn)行維修。目前汽車(chē)一項(xiàng)的故障診斷和維修方式有多種，下面我們通過(guò)實(shí)例來(lái)具體的介紹一下。

1 案例

1.1 故障情況

一輛福特蒙迪歐致勝，配備了2.3L電噴發(fā)動(dòng)機(jī)、手自一體變速器。在停止運(yùn)行的時(shí)候使用發(fā)動(dòng)機(jī)的過(guò)程中，此車(chē)右前部分有時(shí)候會(huì)發(fā)出輕微的響聲，在不平整的路面行駛的過(guò)程中，此部位也會(huì)發(fā)出異響。

1.2 故障診斷和排除

經(jīng)車(chē)主介紹：他的車(chē)并沒(méi)有遭到過(guò)嚴(yán)重的沖撞，在一次快速行駛的過(guò)程中，經(jīng)過(guò)一個(gè)坑時(shí)發(fā)生了異響。于是關(guān)掉了四門(mén)和車(chē)窗玻璃，在凹凸不平的路面試路，在慢速駕駛的過(guò)程中，汽車(chē)前端發(fā)出了異響。

而為了能夠準(zhǔn)確的找到異響源，讓汽車(chē)右側(cè)自己通過(guò)路面凹凸的減速帶，發(fā)現(xiàn)在右前輪以中，如果行車(chē)速度過(guò)快就會(huì)出現(xiàn)異響，而在左前輪自己經(jīng)過(guò)減速帶時(shí)，并沒(méi)有出現(xiàn)異響。汽車(chē)在勻速滑行的過(guò)程中，發(fā)出異響的地方并沒(méi)有太大的變化。因此可以認(rèn)為在右前輪懸架、扭力桿等位置上出現(xiàn)了故障的問(wèn)題。

檢查車(chē)右前部位的螺栓、球頭等零件，發(fā)現(xiàn)并沒(méi)有老化。兩手緊抓輪胎外圓，從徑向位置搖晃前輪，發(fā)現(xiàn)軸承、球頭并沒(méi)有松動(dòng)。

通過(guò)一系列檢查發(fā)現(xiàn)車(chē)右前處地盤(pán)部件沒(méi)有受到損壞，那么異響出自何處還要進(jìn)行下一步的分析，發(fā)現(xiàn)此車(chē)異響具有以下的特點(diǎn)：

在平路快速運(yùn)行的過(guò)程中，車(chē)的右前方位置時(shí)不時(shí)會(huì)發(fā)出比較小的異響，在顛簸路運(yùn)行的過(guò)程中，發(fā)生異響的可能性要高于平整路段，這就證明右前輪行駛系存在故障問(wèn)題的可能性較大。右前減震器并沒(méi)有發(fā)生漏油的情況。在通過(guò)檢修后發(fā)現(xiàn)，減震器中的支撐轉(zhuǎn)向軸承運(yùn)行比較順暢。用手按住減震器伸縮桿感受不到阻力，因此可以確定是減震器出了問(wèn)題，不過(guò)在換了新的減震器之后還是沒(méi)有解決故障問(wèn)題。

2 診斷方法

汽車(chē)出現(xiàn)異響通常是由很多的因素造成的。而且各種因素所引發(fā)的一項(xiàng)和一項(xiàng)的頻率、振幅等都存在明顯的區(qū)別。各種原因會(huì)造成各種異響，而各種故障又會(huì)牽扯到各種故障情況。所以故障類型和異響情況間屬于模糊關(guān)系。因此最好把故障情況、種類制作成故障診斷關(guān)系表，并創(chuàng)建模糊關(guān)系矩陣，這樣一來(lái)就可以解決以上所遇到的問(wèn)題，具體工作流程為：

2.1 先選定數(shù)學(xué)模型

設(shè)U={U}屬于論域，A是U中的模糊子集，即：A：U[0，1]也就是相應(yīng)任意ueU都設(shè)立了uAe[0，1]，通常被叫做u對(duì)A額隸屬程度，uA（x）：U[0，1]被叫做A的隸屬函數(shù)。

還要設(shè)立模糊關(guān)系，ReP×S，在式子當(dāng)中，P代表的是對(duì)系統(tǒng)具有效果的影響因素，也就是汽車(chē)總成的異響位置，S代表的是讓系統(tǒng)功能減弱的癥狀，也就是異響的情況，而模糊關(guān)系R用（Pj，Si）來(lái)代表，SieS，i=1，2，...，m;PjeP，j=1，2，...，n。要是已知第j個(gè)影響因素，那么uR（Si）可定量的標(biāo)識(shí)成第i個(gè)癥狀發(fā)生的可能性，模糊關(guān)系用矩陣來(lái)表示則是：

R=r11 r12…rij…r1n;R=r21 r22…r2j…r2n;R=ri1 ri2…rij…rin。在這組式子當(dāng)中，ri代表的是Si和Pj間的模糊關(guān)系值，數(shù)值的大小能夠反應(yīng)出模糊關(guān)系的強(qiáng)弱，rije[0，1]

在對(duì)汽車(chē)異響進(jìn)行診斷的過(guò)程中，故障所構(gòu)成的檢模式集合A=（a1，a2，…，a1，…，an）T。bi=（a1，ri1）+（a2，ri2）+…+（an，rin），i=1，2，…，m。權(quán)重集A和單原因評(píng)價(jià)矩陣R的結(jié)合，通常會(huì)使用M（.，+）來(lái)代表，其中M代表的是模型，.代表的是廣義模糊“與”算子，而+則代表的是廣義模糊“或”算子。依據(jù)汽車(chē)異響診斷的特征，可以使用加權(quán)平均算法，

B=R×A=r11 r12…rij…rin;B=R×A=r21 r22…r2j…r2n;B=R×A=r11 r12…rij…rin;ri1 ri2…rij…ri.（a1，a2，…an）T=（b1，b2，…bi…，bm）T

比較b1，b2…的大小，能夠掌握故障部位的隸屬程度，這就就可以找到汽車(chē)異響故障。

2.2 譜距離指標(biāo)-J散度

因?yàn)楣收纤鶚?gòu)成的模型待檢模式集合A（a1，a2，…，an）T，怎樣才可以把傳感器所測(cè)出的振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成式子里的a1，a2，…，an？那么就要遵循J散度的概念。

設(shè)立檢測(cè)信號(hào)是x（t）、y（t），所相應(yīng)的功率譜依次是Sx（t）以及Sy（t），那么兩個(gè)檢測(cè)信號(hào)間的差異則能以其功率譜Sy（t）和Sx（t）之間的J散度J（y，x）來(lái)進(jìn)行橫梁，也就是J（y，x）=1/2N（Sy（k）/Sx（k）+Sx（k）/Sy（k））-1。

能夠看出，J（x，y）>0，如果Sy（f）=Sx（f），那么J（y，x）=0，這就表明它們都屬于相同的譜。J（y，x）越大，則表明它們間的差異會(huì)越來(lái)越明顯。如果兩者分別屬無(wú)故障標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)和實(shí)測(cè)信號(hào)，那么就能夠使用J散度來(lái)判斷它們間的差別性，分別掌握故障的程度。

如果把模糊子集A表示成y（t）和x（t）的差異性，使用升半梯形分布來(lái)展現(xiàn)其隸屬度，也就是：

uA（J）=0（J-a1）/（a1-a2）;J

J1、J2是通過(guò)真實(shí)測(cè)試所確立的上下限值，兩者都是正，從而就能夠讓譜距離值轉(zhuǎn)化為[0，1]區(qū)間里的值，這樣就可以方便進(jìn)行對(duì)比。

3 維修小結(jié)

根據(jù)以上的理論能夠確定，車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)之間由于橡膠老化而造成車(chē)?yán)锏膬?nèi)部液壓油出現(xiàn)了漏油的情況，依靠發(fā)動(dòng)機(jī)的重力，上支架下移拉近了支架的距離，發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)啟和汽車(chē)在不平整的路面進(jìn)行行駛的時(shí)候，兩個(gè)支架金屬殼體會(huì)相撞，進(jìn)而出現(xiàn)異響。

汽車(chē)在不平整的路面運(yùn)行的過(guò)程中，異響最大，所以看似有可能是懸架系統(tǒng)出現(xiàn)了問(wèn)題，其實(shí)是發(fā)動(dòng)機(jī)附件出現(xiàn)了故障，要是不進(jìn)行分辨，很容易判斷錯(cuò)誤。在對(duì)異響進(jìn)行維修的時(shí)候，能夠精準(zhǔn)的找到異響故障的部位非常重要，在未精準(zhǔn)的確定異響位置的時(shí)候不要隨便的換部件，因此只能夠不斷的進(jìn)行試驗(yàn)，認(rèn)真研究異響的特征，發(fā)生的條件，在通過(guò)機(jī)理研究后就可以精準(zhǔn)的確定故障位置。

4 結(jié)語(yǔ)

目前很多的用戶只是重視企業(yè)異響問(wèn)題，但是在排出故障的時(shí)候不要只是根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，跟不可以靠自己的判斷，而是要對(duì)故障進(jìn)行全面分析，在維修期間選定數(shù)學(xué)模型、確立譜距離指標(biāo)-J散度，這樣就可以避免汽車(chē)發(fā)生異響的情況。

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