機(jī)械故障診斷技術(shù)論文

　　機(jī)械故障診斷技術(shù)力求將損失降為最小的同時，保證機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行安全、防止突發(fā)事故的產(chǎn)生，下面是學(xué)習(xí)啦小編整理的機(jī)械故障診斷技術(shù)論文，希望你能從中得到感悟!

　　機(jī)械故障診斷技術(shù)論文篇一

　　汽車機(jī)械故障診斷技術(shù)的研究

　　摘 要：介紹汽車機(jī)械故障診斷的內(nèi)容，分別闡述了傳統(tǒng)的診斷方法的原理及各自的優(yōu)缺點(diǎn)。詳細(xì)研究了汽車機(jī)械故障發(fā)生的機(jī)理特征，然后利用診斷理論提出了一種先進(jìn)診斷技術(shù)，最后闡述了汽車機(jī)械故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢。

　　關(guān)鍵詞：汽車機(jī)械 故障 診斷

　　中圖分類號：U472 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007—3973(2012)009—063—02

　　汽車機(jī)械故障在汽車總體故障中占有很大比例。汽車機(jī)械故障對汽車的性能造成的影響也比較大，包括影響汽車的安全性、穩(wěn)定性、操縱性及動力性等，嚴(yán)重會造成安全事故的發(fā)生，給駕駛?cè)嗽斐扇松韨Α?/p>

　　1 傳統(tǒng)的汽車機(jī)械故障診斷技術(shù)

　　傳統(tǒng)的診斷方法有經(jīng)驗(yàn)診斷法、通過儀器測量診斷法、利用大型檢測診斷設(shè)備診斷法、車載自診斷法、診斷儀診斷法及計(jì)算機(jī)診斷等。

　　經(jīng)驗(yàn)診斷法是最早而且最常用的一種機(jī)械故障診斷方法。它主要是依靠維修人員通過積累的維修經(jīng)驗(yàn)對車的異常情況進(jìn)行診斷。這種方法的缺點(diǎn)是費(fèi)時費(fèi)力而且準(zhǔn)確度差。

　　利用儀器和大型診斷設(shè)備診斷技術(shù)提高了故障診斷的準(zhǔn)確度的診斷速度，而且利用診斷設(shè)備可以記錄存儲故障情況，便于故障診斷經(jīng)驗(yàn)的積累，但是這種方法投資比較大，尤其是大型診斷設(shè)備。

　　車載自診斷是汽車機(jī)械故障診斷智能化的標(biāo)志。它是利用智能化的控制裝置時刻監(jiān)測汽車的相關(guān)數(shù)據(jù)是否偏離正常的設(shè)定值來判斷汽車的故障情況。維修人員可以通過車載監(jiān)測裝置的提示迅速確定故障位置并將其排除。這種方法的缺點(diǎn)在于監(jiān)測傳感器的檢測范圍有限造成只能診斷部分故障。

　　診斷儀診斷法和計(jì)算機(jī)診斷法是目前比較先進(jìn)的診斷技術(shù)，具有高智能化和準(zhǔn)確度高的特點(diǎn)。隨著技術(shù)逐漸成熟，這兩種方法的應(yīng)用越來越廣泛。

　　2 汽車機(jī)械故障的診斷原理

　　汽車零部件的磨損、變形、斷裂、腐蝕及老化的因素是造成汽車機(jī)械故障的主要原因。汽車機(jī)械故障的主要特征表現(xiàn)在振動異常、響聲異常、溫度異常、及運(yùn)動副軌跡異常等。根據(jù)汽車的不同部位，故障表現(xiàn)的特征也有差別。車輪軸承及轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的機(jī)械故障表現(xiàn)為其幾何特性的改變;發(fā)動機(jī)氣缸活塞組、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)及輪胎氣壓的故障變現(xiàn)為部件的密閉性改變;汽車點(diǎn)火系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速系統(tǒng)、電系統(tǒng)及燈光系統(tǒng)的故障表現(xiàn)為電光熱的狀態(tài)參數(shù)的改變;傳統(tǒng)系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)的故障表現(xiàn)為車體振動或者聲頻的改變;發(fā)電機(jī)供給系統(tǒng)、潤呼系統(tǒng)及配合副磨損等的故障表現(xiàn)為潤滑機(jī)油成分和排氣成分的改變。

　　根據(jù)機(jī)械故障的特征信號的檢測可以確定機(jī)械故障的類型及故障部位。主要的機(jī)械故障特征信號包括幾何信號，壓力信號、電信號及物質(zhì)含量信號。幾何信號包括角度間歇、自由行程、工作行程及側(cè)滑量等;壓力信號包括氣缸壓縮壓力、機(jī)油壓力、進(jìn)氣管真空度及輪胎氣壓等;電信號包括電壓、電流、頻率、相位、時域特性及頻域特性等;物質(zhì)含量信號包括機(jī)油粘度、金屬雜質(zhì)含量、機(jī)油中清潔劑含量及排氣中特殊氣體的含量等。

　　機(jī)械故障特征信號的獲取是機(jī)械故障診斷的基礎(chǔ)。振動傳感器是獲取振動信號的主要部件，其原理是將機(jī)械振動信號轉(zhuǎn)換成電信號來表示振動參數(shù)(包括位移、速度及加速度等)。振動傳感器包括電渦流式位移傳感器、磁電式速度傳感器及壓電式加速度傳感器等。電磁傳感器是獲取磨粒信號的主要部件，其原理是利用金屬顆粒對磁場的擾動轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電壓值，從而確定金屬顆粒的尺寸，還可以利用相位的變化確定顆粒是否帶電。熱電阻傳感器和熱電偶傳感器是溫度信號獲取的主要部件，熱電偶的原理是不同材料的導(dǎo)體或者半導(dǎo)體構(gòu)成閉合回路，兩導(dǎo)體的溫差會使其產(chǎn)生電壓，從而將溫度信號轉(zhuǎn)換為電信號;熱電阻是利用金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的特征。

　　機(jī)械故障特征信號的分析是機(jī)械故障診斷的關(guān)鍵。特征信號的分析包括信號的預(yù)處理，時域分析及頻域分析等方法。信號的預(yù)處理包括模擬信號的濾波、A/D轉(zhuǎn)換及直流分量分離和數(shù)字信號的異常值處理。模擬信號濾波的目的是濾去噪聲，消除干擾信號。時域分析法包括統(tǒng)計(jì)分析法、無量綱指標(biāo)分析法、相關(guān)累積分析法及模型分析法等。頻域分析法包括傅里葉分析、倒譜分析及小波分析等。經(jīng)過特征信號的分析后，最終對故障做出診斷。常用的診斷方法包括殘差分析法、距離分類法及邏輯判別法等。這幾種故障診斷的方法的原理是根據(jù)不同故障特征確定一個對應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，然后通過觀測模型本身參數(shù)的變化來判定系統(tǒng)的工作狀態(tài)。

　　3 現(xiàn)代機(jī)械故障診斷儀

　　本文經(jīng)過故障診斷原理的闡述，結(jié)合現(xiàn)代通信技術(shù)、檢測技術(shù)及計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等，提出了一種現(xiàn)代機(jī)械故障診斷儀的設(shè)計(jì)。

　　3.1 硬件設(shè)計(jì)

　　診斷儀硬件部分包括計(jì)算機(jī)、微機(jī)控制系統(tǒng)、通訊模塊、按鍵顯示及檢測接口等。診斷儀處理系統(tǒng)采用嵌入式的設(shè)計(jì)方法。診斷儀和汽車ECU之間的通信采用OBD—II通信模塊，其設(shè)計(jì)原理為通過電壓比較器來完成各總線協(xié)議與計(jì)算機(jī)之間的電平轉(zhuǎn)換?？偩€通信采用CAN協(xié)議通信，其特點(diǎn)主要體現(xiàn)在成本低、極高的總線利用率、具有可靠的錯誤處理和檢錯機(jī)制及傳輸距離長等。

　　3.2 軟件設(shè)計(jì)

　　根據(jù)檢測診斷任務(wù)的需要，軟件系統(tǒng)完成的任務(wù)包括基本的操作功能(鍵盤及顯示等)、故障診斷功能及數(shù)據(jù)傳輸。軟件系統(tǒng)主要包括主函數(shù)模塊、通信模塊及診斷模塊等。

　　主函數(shù)模塊是軟件的核心，主要負(fù)責(zé)各子函數(shù)之間的調(diào)用和任務(wù)分配。通信模塊的主要任務(wù)是接收、識別及發(fā)送信號，包括收發(fā)函數(shù)和協(xié)議識別函數(shù)。收發(fā)函數(shù)由接收字節(jié)函數(shù)、發(fā)送字節(jié)函數(shù)、接收命令函數(shù)及發(fā)送命令函數(shù)四部分組成。協(xié)議識別函數(shù)的方法是發(fā)送特定的校驗(yàn)碼與讀取到的信息進(jìn)行比較，若相同，則認(rèn)為找到該協(xié)議，若不同，則認(rèn)為找不到該協(xié)議。診斷模塊包括傳統(tǒng)的診斷模塊和智能模塊。診斷模塊由讀取故障碼函數(shù)、清楚故障碼函數(shù)、及讀取數(shù)據(jù)流函數(shù)組成。

　　4 汽車機(jī)械故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢

　　隨著汽車功能和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度加大，自動化程度的提高，針對汽車機(jī)械故障診斷技術(shù)的要求也越來越高。診斷技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

　　(1)多功能化和人性化

　　車載自診斷系統(tǒng)和車外診斷儀的配合使用將越來越廣泛。車載自診斷可以及時地監(jiān)視汽車的行駛情況并記錄故障數(shù)據(jù)，為汽車維修中心或安全部門提供汽車的實(shí)況數(shù)據(jù)，就像飛機(jī)的黑匣子一樣。車外診斷儀將日趨人性化，例如易于操作、攜帶方便及價格便宜等。

　　(2)診斷智能化

　　診斷的智能化的主要體現(xiàn)為現(xiàn)代人工智能與診斷理論的結(jié)合?，F(xiàn)代人工智能包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)等。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以有效的組織和運(yùn)用積累的經(jīng)驗(yàn)知識進(jìn)行故障的診斷。目前神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于故障診斷的研究范例是BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在汽車故障中的應(yīng)用。相對于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，專家系統(tǒng)適合用于解決需要大量準(zhǔn)也知識的問題。其實(shí)兩者的結(jié)合是未來人工智能在故障診斷應(yīng)用的發(fā)展方向。

　　(3)診斷信息的網(wǎng)絡(luò)化

　　診斷信息的網(wǎng)絡(luò)化可以實(shí)現(xiàn)各種車型故障資料的共享，維修人員不僅可以通過網(wǎng)絡(luò)獲得這些信息，而且可以網(wǎng)絡(luò)平臺傳遞診斷信息和維修經(jīng)驗(yàn)，提高維修效率。隨著無線通訊技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)程故障診斷將成為可能。

　　參考文獻(xiàn)：

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