[摘要]汽车检测与诊断技术的发展前景非常广阔,我国与国外的先进水平有较大差距,还需进一步发展提高。在完善检测手段和与硬件相配套的检测技术软件的同时,应重点开展汽车检测技术基础研究。
[关键词]汽车;性能检测;检测技术;趋势;对策
[基金项目] 重庆市自然科学基金计划项目(编号:CSTC,2007BB6434)
[作者简介]周友波,重庆交通大学实验师,研究方向:汽车维修管理、汽车实习实验,重庆,400074
[中图分类号] U463.07[文献标识码] A[文章编号] 1007-7723(2010)04-0029-0003
一、引言
汽车综合性能检测是在汽车使用、维护和修理中对汽车的技术状况进行测试和检验的一门技术。它是伴随着汽车技术的发展而发展的。在汽车发展的早期,人们主要是通过有经验的维修人员发现汽车的故障并作有针对性的修理。随着现代科学技术的进步,特别是计算机技术的进步,汽车检测技术也飞速发展。目前人们能依靠各种先进的仪器设备,对汽车进行不解体检测,而且安全、迅速、可靠。其发展远景是自动寻找故障和实现诊断,提高诊断的准确程度和以最小的劳动消耗实现高的可靠性。
二、汽车综合性能检测的作用
(一)减少环境污染
汽车排放的尾气中对人和生物直接有害的物质主要是CO(一氧化碳)、HC(碳氢化合物的总称)、NOx(氮氧化合物的总称)、铅化合物、微粒以及硫化物等。这些有害气体污染了大气,对人类造成了严重的健康威胁,损害生态环境,污染河流湖泊,危及野生动植物的生存。汽车尾气中还含有CO2。它是一种主要的温室气体,向大气排放过多的CO2,会使地球表面温度升高,影响气候变化。
汽车噪声是汽车的第二公害,其噪声影响范围大、干扰时间长,它不仅会破坏安静的环境,还会损害人体健康,引起某些疾病,如听力下降、噪声性耳聋以及神经系统和血液循环系统疾病。另外,车内噪声过大还会影响驾驶员的正常操作而诱发汽车交通事故。
因此,通过对汽车进行定期检测,可严格限制汽车的废气和噪声污染。
(二)保证行车安全的重要手段
由于汽车制动、转向、照明等技术原因造成的事故,约占汽车交通事故总量的1/4,现已构成不可忽视的社会问题。采用现代汽车检测与故障诊断技术,利用先进的检测仪器,能对机动车辆加强安全技术检测,对汽车的技术状况作出准确的诊断,找出隐患及时排除,发现问题及时维修,确保汽车的行车安全。
(三)改善汽车性能
汽车用久了,性能或技术状况逐渐变差。不仅动力性和经济性会降低,油耗会增加,尾气排放情况会变坏,有的时候(例如制动性能变差时)还会引发交通事故。所以,通过定期的检查测试,就可以保持汽车经常处于良好的技术状况,改善汽车性能,还可以延长使用寿命。
(四)提高维修效率、监督维修质量的重要措施
资料统计表明,查找故障的时间约为70%,而排除和维修的时间约占30%。若没有现代汽车检测与故障诊断技术,则车辆的故障就不能迅速排除,车辆的技术状况就不能迅速恢复,车辆的维修质量也就不能得到有效的监督。因此,现代汽车检测与故障诊断技术在汽车技术保障中处于十分关键的地位,它是提高维修效率、保证维修质量的重要措施。
(五)实施汽车维修制度的重要保证
我国现行的汽车维修制度属于计划预防维修制度,车辆的维修必须贯彻预防为主、定期检测、强制维护、视情修理的原则。这一维修制度的实施,是以先进的汽车检测诊断技术为前提的。因此,我国交通部《汽车运输业车辆技术管理规定》中明确指出:现代汽车检测诊断技术,是检查、鉴定车辆技术状况和维修质量的重要手段,是促进维修技术发展,实现视情修理的重要保证。
三、汽车检测与诊断技术发展状况
(一)国外汽车检测与诊断技术的发展概况
汽车检测技术是从无到有逐步发展起来的,早在20世纪50年代在一些工业发达国家就形成以故障诊断和性能调试为主的单项检测技术和生产单项检测设备。60年代后期,国外汽车检测诊断技术发展很快,并且大量应用电子、光学、理化与机械相结合的光机电、理化机电一体化检测技术。进入80年代以来,随着计算机技术的发展,出现了汽车检测诊断、数据采集处理自动化、检测结果直接打印等功能的汽车性能检测仪器和设备。在此基础上,为了加强汽车管理,各工业发达国家相继建立汽车检测站和检测线,使汽车检测制度化。
总体上讲,工业化发达国家的汽车检测,在管理上实现了“制度化”;在检测指标上实现了“标准化”;在检测技术上向“智能化、自动化检测”方向发展。
1.检测管理制度化。在汽车工业发达国家,汽车检测工作由交通部门统一管理,在全国各地建立了由交通部门认证的汽车检测场(站),负责新车的登记和在用车的安全环保检测,修理厂修过的汽车也要经过汽车检测场的检测,以确定其安全性能和排放是否符合国家的标准。
2.检测指标标准化。汽车工业发达国家的汽车检测有一整套的标准。判断受检汽车技术状况是否良好,是以标准中规定的数据为准则,检查结果是以数字显示,有量化指标,避免主观上的误差。
国外比较重视安全性能和排放性能的检测,除对检测结果有严格完整的标准以外,国外对检测设备也有标准规定,如检测设备的检测性能、检测精度、具体结构都有严格的规范。对检测设备的使用周期、技术更新等都作出了具体要求。由于检测制度、技术的标准化,不仅提高了检测效率,也保证了检测质量。
3.检测技术智能化和自动化。随着科学技术的进步,国外汽车检测设备在智能化、自动化、精密化、综合化方面都有新的发展,应用新技术开拓新的检测领域,研制新的检测设备。进入80年代后,计算机技术在汽车检测技术领域的应用进一步向深度和广度发展,已出现集检测工艺、操作、数据采集和打印、存储、显示等功能于一体的系统软件,使汽车检测线实现了全自动化。这样不仅可避免人为的判断错误,提高检测准确性;而且可以把受检汽车的技术状况储存在计算机中,对汽车进行全寿命管理,可作为下次检验参考,还可供处理交通事故参考。
(二)国内汽车检测与诊断技术的现状
我国对汽车检测与故障诊断技术的研究起步较晚,始于20世纪60年代,进入90年后得到迅猛发展。目前,我国汽车检测与诊断技术的发展,主要突出了如下三方面的特点。
1.检测技术水平逐步提高。进入20世纪90年代后,随着计算机技术在我国的迅猛发展及电子控制系统(燃油喷射系统、制动防抱死系统、安全气囊等)在汽车上的应用,汽车维修检测市场上不仅出现了大量的诊断硬件设施,同时应用计算机的汽车故障诊断专家系统软件也有了长足的发展。我国自行研制生产的诊断设备已由单机发展为配套,由单功能发展为多功能,由手工操纵发展为自动控制,并逐步开发出与计算机联网,满足快速、方便、准确测试的汽车诊断专家系统。
目前全国生产汽车综合性能检测设备的厂家已达100多个,除交通部门外,机械、城建、高等院校等部门也进入汽车检测设备研制、开发、生产、销售领域,已能自己生产全套汽车检测设备。
2.法规建设逐步完善。交通部从加强车辆管理的需要出发,1990年在《汽车运输业车辆技术管理规定》中提出要对车辆实施“定期检测、强制维护、视情修理”的汽车维修制度。
1991年4月,交通部颁发了《道路运输业车辆综合性能检测站管理办法》,对汽车检测站的职责、分级、基本条件及资格认定等进行了明确的规定。
2007年7月1日实施的GB18352.3-2005《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国Ⅲ、Ⅳ阶段)》中规定:所有汽车必须装备车载诊断(OBD)系统。
目前,国内已发布实施了有关汽车检测的国家标准、行业标准、计量检定规程等100多项。这些规章的出台,促进了汽车检测站的建设与发展,汽车综合性能检测基本做到了有法可依。
3.检测站普及全国。检测站是从20世纪80年代初开始的,当时,我国汽车保有量急剧增加,为保证车辆安全运行,减少交通事故,政府有关部门采取了一些积极措施。自1980年交通部在大连建立第一个检测站后,汽车检测站作为检测技术的象征在全国各地蓬勃发展。在全国中等以上城市,建成了许多安全性能检测站,促进了汽车诊断技术的发展。目前建成了1000多个汽车检测站,可以说我国已基本形成了全国性的汽车检测网,汽车检测与故障诊断技术已初具规模。
四、发展趋势
我国汽车综合性能检测经历了从无到有,从小到大;从引进技术、引进检测设备,到自主研究开发推广应用;从单一性能检测到综合检测,取得了很大的进步。尤其是检测设备的研制生产得到了快速发展,但与世界先进水平相比,还有一定距离。我国汽车检测技术要赶超世界先进水平,应该在汽车检测技术基础、汽车检测设备智能化和汽车检测管理网络化等方面进行研究和发展。目前,我国的汽车检测与诊断技术有如下发展趋势:
(一)随车诊断技术将大大发展
由于计算机技术的发展和控制技术日趋成熟,利用车载计算机对发动机、传动系、制动、转向等系统的故障进行自诊断,并以故障码的方式予以存储和显示,极大地方便了用户,提高了汽车的可靠性,是汽车检测与诊断发展的一个方向。
(二)车辆检测周期延长
由于汽车制造质量、可靠性、寿命和公路路况的不断改善提高,目前在工业发达国家开始出现了延长检测周期的趋势。
(三)车外诊断方式向智能化方向发展
监控和预测汽车技术状况是汽车诊断技术发展的必然趋势。检测技术的发展将使检测设备向智能化、多功能、易携带方向发展。故障机理的解析技术、诊断参数信息的传感和识别技术、人工智能技术等,为智能化提供了理论和技术保障。
(四)汽车检测管理网络化
目前我国的汽车综合性能检测站部分已实现了计算机管理系统检测,虽然计算机管理系统采用了计算机测控,但各个站的计算机测控方式千差万别。即使采用计算机网络系统技术的,也仅仅是一个站内部实现了网络化。随着技术和管理的进步,今后汽车检测将实现真正的网络化(局域网),从而做到信息资源共享、硬件资源共享、软件资源共享。在此基础上,利用信息高速公路将全国的汽车综合性能检测站联成一个广域网,使上级交通管理部门可以即时了解各地区车辆状况。
五、发展对策
(一)重视汽车诊断技术基础的规范化研究
我国检测技术发展过程中,普遍重视硬件技术,忽略或是轻视了难度大、投入多、社会效益明显的检测方法、限值标准等基础性技术的研究。随着检测手段的完善,与硬件相配套的检测技术软件将进一步完善。今后我国应重点开展下述汽车检测技术基础研究:
1.制定和完善汽车检测项目的检测方法和限值标准,如驱动轮输出功率、底盘传动系的功率损耗、滑行距离、加速时间和距离、发动机燃料消耗率、悬架性能、可靠性等。
2.制定营运汽车技术状况检测评定细则,统一规范全国各地的检测要求和操作技术。
3.制定用于综合性能检测站的大型检测设备的形式认证规则,以保证综合性能检测站履行其职责。
(二)加强新技术的研究
应加强新技术的研究,并利用科学技术的新成果,充实和发展汽车检测与故障诊断技术,将一些新技术用于汽车故障诊断,如:专家系统的知识数据库、神经网络和扰动分析模式识别技术及动态模型技术等。增强故障诊断专家系统的功能,提高诊断故障的能力和准确性。
(三)提高汽车诊断设备的性能和智能化水平
目前国外的汽车检测设备已大量应用光、机、电一体化技术,并采用计算机测控,有些检测设备具有专家系统和智能化功能,能对汽车技术状况进行检测,并能诊断出汽车故障发生的部位和原因,引导维修人员迅速排除故障。
我国目前的汽车检测设备在采用专家系统和智能化诊断方面与国外相比还存在较大差距。如四轮定位检测系统、电喷发动机综合检测仪等还主要依靠进口。今后要在汽车检测设备智能化方面加快发展速度。
目前的诊断设备还只能诊断汽车的部分性能和故障,对某些总成如离合器、变速器、差速器等的故障诊断还缺乏方便、实用的诊断设备,仍然以人工经验法为主。
(四)大力开发具有自动诊断功能的随车诊断装置
随着汽车工业在我国的迅猛发展和汽车电子技术的飞速发展,汽车电子控制系统及微机在汽车上的应用将会逐渐增多,应大力开发具有自动诊断功能的随车诊断装置。
增强随车诊断系统对汽车运行状态的监视功能,采用大容量的存储器,使随车诊断装置能随时监测并实时记录车辆的运行状态(各种传感器及执行器的工作状态),记录故障发生前后的各种运行参数的数值,存储汽车行驶状态下的故障信息,以便维修时用于分析故障发生的原因。
同时能够利用监测技术,开发出机件恶化和故障预测的软技术,使预测技术得到发展。
(五)尽快实现汽车诊断网络化
随着计算机网络技术的普及,汽车检测与故障诊断应实现网络化。网络化可使信息、硬件、软件资源共享。人们从网上可很方便地与世界上很多汽车公司、厂家联络,获得汽车故障诊断信息,而且随时可以得到具有高水平的“故障诊断专家系统”的指导,远在千里之外的专家能像在现场一样,逐步地指导检修人员诊断和排除故障。
为适应这一发展,采用汽车局域网对各子系统模块进行管理的技术。要求各子系统模块提高智能化的程度,具有相应的在线自诊断功能,由专用的诊断模块对各子系统进行监控,提供故障信息和故障发生的部位。外部诊断设备可以通过汽车局域网,直接对各子系统故障进行诊断和测试。
(六)逐步实现汽车故障的预测
实现汽车故障的预测是今后汽车检测与故障诊断技术发展的一个重要课题。其重要性在于通过预测可以预知诊断对象——汽车或其总成的未来技术状况,并确定其剩余的工作寿命和运行潜力,预报无故障期限,做到事先预防和减少危险性故障。但到目前为止,整车故障的预测实际上还没有真正解决。这首先是因为诊断设备还不完善;其次是缺少必要的结构参数和输出过程参数的变化规律资料。因此,应逐步加强对汽车的实验与理论的研究,掌握汽车技术状态的变化与其组成的零部件发生磨损、变形、疲劳或腐蚀引起配合特性变化的规律,确定诊断参数和诊断标准,开发包括检测技术、预测技术和分析技术在内的诊断软件,利用先进技术,尽可能在车辆的关键部位装人车载式监测传感器来获取诊断信息。采用随车计算机及连续不断进行检测的指示仪表,对汽车的转轴、轴承、齿轮、润滑油、排放、油耗、振动等进行有效的监测,对汽车的渐发性故障进行有效的预报。
六、结语
汽车综合性能检测技术的发展前景广阔,随着技术的进步,必将对环境保护、安全生产起到重要作用。
[参考文献]
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