电子诊断技术在汽车发动机故障维修中的应用研究

史春林 高金桥 李聪 高桂生

摘要： 随着现代科学技术水平、网络科技和人工智能的发展，汽车电子化程度越来越高，现代汽车的机械结构，操作系统越来越复杂，汽车故障维修需要精密电子诊断设备和数字化程序化的汽车维修大数据分析，获取精确的维修数据和高效的维修效率。本文基于电子诊断技术，分析了电子诊断技术在现代汽车维修的必然性和必要性;利用概率统计方法和大数据分析，以汽车发动机故障诊断为例，研究了电子诊断技术在汽车发动机故障维修中的应用。研究结果表明，数字化和程序化的电子诊断技术结合计算机大数据网络分析，进一步促进汽车维修网络信息一体化的发展，使得电子诊断技术较于传统维修技术具有显著的高效优势。本文对提高汽车行驶安全检测和故障维修质量与效率上具有一定的借鉴意义。

关键词： 电子诊断技术;故障维修;故障诊断;数据统计方法

绪论

随着科学技术水平、网络科技、大数据和人工智能的发展，现代汽车结构发生较大变化，逐渐发展成为智能的复杂机电系统，且在车辆行驶过程中，大部分系统处于高速运行状态。因此，系统中各项信息表现出强含噪性、多特征性和模糊性等特征，需要运用现代数学方法如傅里叶变换、小波分析、模糊理论等，对车辆信息进行处理得到有效的故障诊断数据。

现代汽车的故障诊断维修和保养，经历人工检验、简单仪器测量、专用设备综合诊断、以及人工智能诊断这四个阶段，后三个阶段综合运用在现代汽车的故障诊断维修过程统称为电子诊断技术。

当出现故障时，电子诊断会显示出与标准参考值不一样的数据，电脑根据数据差异分析故障原因，并准确指出故障位置，并给与相应的声、光故障提示，维修者根据电子诊断设备给出的数据，查找到相应的故障信息，给出准确的解决方案，即缩短排查时间又降低排查难度。因此，电子诊断技术的数字化，推动汽车维修网络信息一体化的发展，使得汽车故障维修流程环节化。

电子诊断技术的理论基础

电子故障诊断流程

电子诊断技术在汽车故障检验、内燃机维修、油样检测等各方面应用广泛，随着半自动诊断系统和全自动诊断系统的发展，在设有全自动诊断系统的车辆上，利用测试设备，得到车内自检电路的检验信息并给出结论。

电子故障诊断仪器是车辆故障自检终端，针对车辆电控系统进行检测和调试，查看发动机转速、节气门开度和冷却液温度等动态数据流，将读取的故障码通过显示器高效率显示故障信息，准确指出故障位置及原因，故障诊断维修后消除故障码。

通过电子检测设备对车辆进行性能测试和故障检测，检测人们主观经验检测不到的安全隐患，在机械结构不解体的情况下发现故障原因，以及保证汽车的维修质量和准确度。

因此，便携又智能的电子诊断设备在车辆维修中占有重要地位。同时电子诊断设备逐渐向综合自动化和电算机化方向发展，诊断装置的故障分析准确性、诊断装置对技术状态变化的预知技能都在逐步提升，进一步完善汽车车辆诊断线和维修作业流水线。

故障数据统计方法

发动机作为机车的动力保障，关系到汽车的正常运行，且发动机内部构件众多、结构复杂，容易出现问题，是生产及维修中技术要求最高的部件。单纯运用解码器等电子诊断设备，进行汽车故障维修检测，并不能快速排除故障，此时需要将概率统计计算方法结合电子诊断技术，提高维修诊断效率。

根据概率统计计算方法，借助互联网汽车维修统计数据进行大数据分析，找出同一车型发动机常见故障的发生规律。首先找出发动机主要故障现象（其中i=1，2，3，......N）Xi，统计引发故障现象的故障起因Xij（i=1，2，3，......N;j=1，2，3，......M），并计算故障起因在此故障现象中的概率P，详细计算公式如公式1所示。

由此得岛发动机故障现象的发生规律，协助维修人员利用电子诊断设备，快速找到维修故障点，提高维修准确性和高效性。

通过维修企业发动机维修故障统计数据，发现造成发动机故障的四大主要故障现象，发动机启动困难、发动机怠速不稳、发动运转无力、发动机间歇性故障等主要故障现象。

发动机故障电子诊断实例分析

发动机故障起因分级分析

发动机启动困的主要影响因素按出现频率高低依次是蓄电池电压不足、起动机故障和电动燃油泵故障，发动机怠速不稳故障现象的主要影响因素是节温器故障、水温传感器故障、进气系统故障和氧传感器故障，发动机运转无力故障现象的主要影响因素是火花塞故障、點火线圈故障和高压油泵故障，发动机间歇性故障现象的主要影响因素是电线搭铁松动和点火线圈故障。

根据故障起因在故障现象中的概率比例，由此可以归纳出引发汽车发动机故障现象的分级故障起因，将故障概率值大于50%归为1级故障起因，故障概率值在归为2级故障起因，数值小于20%障概率值在归为3级故障起因。发动机启动困难故障的1级故障起因是蓄电池电压不足，怠速不稳故障现象的1级故障起因是节温器故障，发动机运转无力故障现象的1级故障起因是火花塞故障，发动机间歇性故障现象的1级故障起因是电线搭铁松动。

电子诊断技术的优势对比

汽车发动机零部件繁多且复杂，修理人员很难直接定位故障点，影响维修效果。因此通过电子诊断设备结合大数据分析，将故障声音转换成电子信息，显示在屏幕上，结合频率特点和构件功能特征，锁定故障位置，如此进行故障部位判断可以精准定位。为了验证电子诊断技术在汽车发动机故障维修中的优势，通过数据整理得到发动机维修效果对比分析图（如图1所示）和发动机电控系统的电流值对比分析图（如图2所示），图2中所示的红色曲线是采用电子诊断技术得到的电控系统的电流值，蓝色曲线是采用传统技术得到的电控系统的电流值，红色曲线所示的电流诊断曲线更接近实际值，由此验证电子诊断技术的优越性。

结论

本文基于基于电子诊断技术，分析了电子诊断技术在现代汽车维修的必然性和必要性。具体结论如下：

利用概率统计方法和大数据分析，以汽车发动机故障诊断为例，得到发动机故障的四大主要故障现象。

根据大数据归纳总结找出发动机故障的3级故障起因，优于仅通过电子诊断仪寻找故障点陈旧方式，使得排除故障成功率高效精确。

数字化和程序化的电子诊断技术结合计算机大数据网络分析，进一步促进汽车维修网络信息一体化的发展，使得电子诊断技术较于传统维修技术具有显著的高效优势。

参考文献

孔令来，肖云魁.发动机非稳态震动信号的短时Fourier变换[J].内燃机学报，2006.24.

孟庆华，周晓军，吴跃成.基于小波免疫系统的车辆总成故障检测[J].汽车工程，2004.