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簡論基于故障樹分析的汽車空調(diào)系統(tǒng)故障診斷研究分析
簡論基于故障樹分析的汽車空調(diào)系統(tǒng)故障診斷研究分析
引言
隨著現(xiàn)代汽車技術(shù)的不斷發(fā)展和對汽車舒適性能要求的不斷提高,汽車空調(diào)系統(tǒng)功能也日趨完善系統(tǒng),車載裝備率也越來越高。在汽車維護過程中,特別是夏季,汽車空調(diào)系統(tǒng)屬于高發(fā)故障。由于其結(jié)構(gòu)的封閉性與復(fù)雜性,使許多故障癥狀與原因之間的關(guān)系極不明朗且錯綜復(fù)雜,導(dǎo)致維修人員不能及時對故障原因做出科學(xué)的判斷。為了快速、準(zhǔn)確地對汽車空調(diào)故障進行診斷,在對既往故障進行大量統(tǒng)計的基礎(chǔ)上,引入故障樹分析法,為空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計與維修提供了科學(xué)依據(jù),為檢測、隔離及排除故障提供指導(dǎo)。
1故障樹分析法
故障樹分析法(FTA)是對復(fù)雜系統(tǒng)進行可靠性分析的有效工具,它將系統(tǒng)故障發(fā)生的故障事件從總體到部分、從系統(tǒng)到元件按樹狀進行逐級細(xì)化分析,以進一步判明基本故障,確定故障原因,確定各故障原因事件對故障癥狀發(fā)生的影響程度及結(jié)構(gòu)重要度。
故障樹分析法故障診斷步驟如下:
第一步,廣泛搜集實際故障診斷的第一手資料,分析、歸納并提煉出典型故障,建立故障癥狀與故障原因集。
第二步,頂事件選擇。選好頂事件有利于使整個系統(tǒng)故障分析相互聯(lián)系起來。確定頂事件時應(yīng)找出所有故障模式,選擇對系統(tǒng)影響最大的故障模式作為頂事件,該事件必須能分解為若干獨立事件以供分析。
第三步,故障樹的構(gòu)建。找出故障癥狀、故障原因的層級關(guān)系,確定構(gòu)建連接事件與事件的邏輯結(jié)構(gòu)圖,即故障樹。把系統(tǒng)最不希望發(fā)生的故障事件作為故障分析的目標(biāo),即頂事件;然后找出直接導(dǎo)致這一故障事件發(fā)生的全部原因(包括硬件、軟件、環(huán)境、人為因素等)即中間事件;一級一級地找尋,一直追查到毋需再深究的基本事件,即底事件為止。建造故障樹的目的是通過建立故障樹透徹了解系統(tǒng),找出系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié),以便改進設(shè)計,提高系統(tǒng)可靠性、安全性和可維修性。
第四步,對故障樹進行分析。通過分析在于尋找導(dǎo)致頂事件發(fā)生的所有可能的故障模式集合,幫助分析人員發(fā)現(xiàn)潛在的故障,可用于指導(dǎo)故障診斷,改進使用和維修方案。
2汽車空調(diào)故障診斷研究
2.1頂事件的選擇
對于在用汽車空調(diào),不同汽車制造商都有著不同的設(shè)計,但基本結(jié)構(gòu)及故障類型基本相同。汽車空調(diào)常見故障一般分為:電氣故障、機械故障、制冷劑和冷凍機油引起的故障。其表現(xiàn)為系統(tǒng)不制冷、制冷不足或產(chǎn)生異響,其中制冷不足是空調(diào)使用中最為典型的故障現(xiàn)象。
下面結(jié)合一輛2007款豐田凱美瑞轎車,應(yīng)用故障樹理論,以汽車空調(diào)制冷不足為頂事件進行故障診斷研究。
2.2故障樹的構(gòu)建
凡是引起風(fēng)量不足的一切因素,均可以導(dǎo)致系統(tǒng)制冷不足。當(dāng)風(fēng)量正常時,壓縮機運轉(zhuǎn)正常而系統(tǒng)高低壓側(cè)壓力不正常及壓縮機運轉(zhuǎn)不正常的所有因素也會引起制冷不足。
2.3對故障樹進行分析
故障樹分析是尋找導(dǎo)致頂事件發(fā)生的原因或原因組合,識別導(dǎo)致頂事件的所有故障模式,即所有最小割集。最小割集指示了要消除頂事件(故障癥狀)最少應(yīng)該注意到哪些底事件(故障原因)。現(xiàn)采用下行法求解汽車空調(diào)制冷不足故障樹的最小割集(x),逐步自上而下寫出。
故該故障樹有35個最小割集,分別為{X1}、{X2}、{X3}、{X4}、{X5}、{X6}、{X7}、{X8}、{X9}、{X10}、{X11}、{X12}、{X13}、{X14}、{X15}、{X16}、{X17}、{X18}、{X19}、{X20}、{X21}、{X22}、{X23}、{X24}、{X25}、{X26}、{X27}、{X28}、{X29}、{X30}、{X31}、{X32}、{X33}、{X34}、{X35}。
2.4故障樹的排查與故障診斷
在實際空調(diào)制冷故障排除中,為迅速準(zhǔn)確地確定故障源,提高排故效率,需綜合考慮實際維修經(jīng)驗、空調(diào)系統(tǒng)歷史故障數(shù)據(jù)、各個部件的可靠性、空調(diào)電腦中故障代碼(自動空調(diào)中電腦有故障自診斷功能)和部件的維修方便性等信息。
在故障分析中,一般是由簡到繁、由易到難。
首先檢查電源、保險絲、開關(guān)、熱敏電阻和外部接線,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)電源工作正常,保險絲、開關(guān)、熱敏電阻和外部接線良好,即底事件{X8,X9,X10,X11,X12,X13,X15,X16,X21}可排除。
接著,利用觀察法縮小診斷范圍:先檢查車廂密封是否良好,送氣管、吸氣口濾芯和冷凝器是否臟污或堵塞,蒸發(fā)器有無結(jié)霜;再察看感溫包安裝是否合適,壓縮機襯墊與閥門是否有損壞,壓縮機與電磁離合器運轉(zhuǎn)是否正常,有無松曠等。經(jīng)檢查,一切正常。故障原因{X1,X2,X3,X4,X6,X7,X14,X22,X25,X28,X33,X34}可排除。
至此,故障原因縮小在{X5,X14,X17,X18,X19,X20,X23,X24,X26,X27,X29,X30,X31,X32,X35}中。
通過以上分析,可初步確定汽車空調(diào)制冷不足主要與制冷管道制冷循環(huán)流量的量有關(guān),與貯液器、膨脹閥的性能有關(guān)。因此,為防止汽車空調(diào)制冷不足故障,應(yīng)加強對空調(diào)制冷系統(tǒng)的維護與保養(yǎng),管道不能出現(xiàn)破損、臟堵等現(xiàn)象,尤其要特別重視貯液器、膨脹閥的設(shè)計、維護與使用。
3總結(jié)
本文運用故障樹分析法研究了2007款豐田凱美瑞轎車空調(diào)制冷系統(tǒng)。結(jié)果表明,故障樹分析法能夠形象、直觀地反映故障癥狀與故障原因間的因果關(guān)系,為在設(shè)計、維護和維修汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)提供了良好的依據(jù),有利于進一步提高汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)工作的可靠性與安全性水平。故障樹分析理論可以進一步將常規(guī)的故障診斷方法和計算機技術(shù)有機地結(jié)合起來,形成專家系統(tǒng),為空調(diào)系統(tǒng)進行更有效的故障診斷。