第三節 汽車診斷參數與診斷周期

選擇合適的汽車診斷參數，制定合理的汽車診斷標準，確定最佳的汽車診斷周期是現代汽車檢測診斷技術的重要組成部分，是做好汽車檢測與故障診斷的前提。

一、汽車診斷參數

1.診斷參數

汽車診斷參數是指供診斷用的，表征汽車、總成及機構技術狀況的參數。在不解體條件下直接測量汽車結構參數往往受到限制，因此，在進行汽車診斷時，需要找出一組與汽車結構參數有聯系并能足夠表達汽車技術狀況的直接或間接汽車診斷參數，并通過對這些診斷參數的測量來確定汽車技術狀況的好壞。

通常，診斷參數不是孤立的，它與診斷對象的工作狀況和外界條件有密切關系。而診斷對象的工作狀況和外界條件往往受測試規范的制約。因此，采用某診斷參數時，一定要注意測試規范。沒有測試規范，診斷參數值就沒有意義。診斷參數值都是對一定測試規范而言的，如測量功率是針對一定轉速、一定節氣門開度和規定的測量條件而言；測量制動距離是針對一定制動初速度、一定載荷和規定的道路條件而言。

注意：

為了提高診斷的正確性，必須嚴格掌握與規定要求一致的測試規范，應當把測試規范與診斷參數看成一個整體。

2.診斷參數分類

汽車診斷參數按形成的方法可分為三大類：工作過程參數、伴隨過程參數和幾何尺寸參數。

（1）工作過程參數 工作過程參數是指汽車工作時輸出的一些可供測量的物理量和化學量，或指體現汽車或總成功能的參數，例如：發動機功率、油耗、汽車制動距離等。它可反映汽車或總成技術狀況的主要信息，能顯示診斷對象的功能、質量，是對汽車技術狀況進行綜合評價的主要依據，常用于汽車或總成的初步診斷，是深入診斷的基礎。

（2）伴隨過程參數 伴隨過程參數是指系統工作時伴隨工作過程輸出的一些可測量，例如：發熱、聲響、振動等。它具有很強的通用性，能反映有關診斷對象技術狀況的局部信息，常用于復雜系統的深入診斷。

（3）幾何尺寸參數 幾何尺寸參數是指由各機構零件尺寸間的關系決定的參數，例如：間隙、自由行程、車輪定位參數等。它是診斷對象的實在信息，能反映診斷對象的具體結構要素是否滿足要求。幾何尺寸參數與其他參數配合使用，無論是在初步診斷，還是深入診斷，均可對汽車技術狀況的評價或故障診斷起到重要的作用。

雖然每一類診斷參數都有不同的含義，但它們都是用來描述汽車或總成技術狀況的狀態參數。這些狀態參數與汽車或總成的結構參數變化有一定的函數關系，因此可通過檢測狀態參數的變化來準確描述結構參數的變化，從而達到不解體診斷汽車的目的。在確定汽車技術狀況或判斷某些復雜故障時，需采用不同類型的診斷參數進行綜合診斷。

提示：汽車不工作時，工作過程參數、伴隨過程參數均無法測量。

3.診斷參數選擇

能夠表征汽車技術狀況的參數很多，而且同一技術性能可采用不同參數反映。究竟選擇哪些參數作為診斷參數，如何選擇合適的診斷參數，應研究診斷參數隨汽車技術狀況變化的規律，從技術上和經濟上綜合分析確定。具體選擇時，診斷參數應滿足下列原則或特性。

（1）靈敏性 靈敏性通常用診斷參數的靈敏度來表示。靈敏度是指汽車診斷參數相對于汽車技術狀況的變化率，可用下式表示

式中 K_t——診斷參數靈敏度；

dy——汽車技術狀況參數微小變化量；

dT——汽車診斷參數T相對于dy的增量。

K_t值越高，表明汽車技術狀況發生微小變化時，其診斷參數的變化范圍越大，診斷參數的靈敏性越好。診斷汽車時，應優先選擇K_t值高的診斷參數，以提高汽車診斷的可靠性。

（2）單值性 單值性是指汽車技術狀況參數從初始值變化到終了值的過程中，診斷參數T與技術狀況參數y應具有單值對應關系。因此，診斷參數的變化不應出現極值，否則同一診斷參數將對應兩個不同的技術狀況參數，使得汽車的技術狀況無法判斷。

（3）穩定性 穩定性是指在相同的測試條件下，診斷參數的多次測量值保持一致的程度。診斷參數的穩定性可用均方差來衡量

式中 σ_T(y)——汽車技術狀況為y狀態下診斷參數測量值的均方差；

T_i(y)——診斷參數的第i次測量值，i=1，2，…，n；

——診斷參數n次測量值的平均值；

n——測量次數。

均方差越小，說明其重復一致的程度越高，穩定性越好，這樣的檢測診斷就越可靠。

（4）信息性 信息性是指診斷參數包含的信息量，它表明通過測量所能獲得的信息數量及其診斷的可靠程度。診斷參數的信息性越強，則診斷的結論越可靠。

診斷參數的信息性取決于診斷參數處于完好和故障狀態時的分布函數的分布情況。設f₁(T)、f₂(T)分別是無故障診斷參數和有故障診斷參數的分布函數，f₁(T)與f₂(T)分布曲線的重疊區域越少，則診斷結論出差錯的可能性就越小，診斷參數的信息性就越強。圖1-13中，診斷參數T的信息性強，診斷參數T′的信息性弱，而診斷參數T″的信息性差。

對于診斷參數的信息性強弱可用下式進行定量描述

式中 I(T)——診斷參數T的信息性；

——無故障時診斷參數T的平均值；

——有故障時診斷參數T的平均值；

σ₁——無故障時診斷參數T的均方差；

σ₂——有故障時診斷參數T的均方差。

I(T)越大，說明診斷參數的信息性越好，越能表明汽車技術狀況的特征，其診斷結果越可靠。

（5）經濟性 經濟性是指所確定的診斷參數在用于實際診斷時，投入費用的多少。診斷費用過高的診斷參數經濟性不好，是不可取的。

（6）方便性 方便性是指所確定的診斷參數在用于實際診斷時，其操作使用的方便程度。方便性好的診斷參數，其設備應簡單，其工藝應簡便，其測量應容易。若測量費時、費力，則再好的參數，人們也會棄之不用。

4.汽車常用的診斷參數

根據診斷參數選擇原則確定的汽車常用診斷參數見表1-3。

二、汽車診斷參數標準

為了定量評價汽車及總成的技術狀況，確定維修的范圍和深度，預報無故障工作里程，只有診斷參數是不夠的，還必須制定合理的汽車診斷參數標準，以提供一個比較尺度。

1.診斷參數標準

汽車診斷參數標準是指對汽車診斷參數限值的統一規定。它是從技術、經濟的觀點出發，表示汽車處于某種工作能力狀態下所測的診斷參數界限值。汽車診斷參數標準，一般都應包括診斷參數初始標準、診斷參數許用標準和診斷參數極限標準。

（1）初始標準 診斷參數的初始標準相當于無技術故障的新車診斷參數的大小，往往是最佳值，可作為新車和大修車的診斷標準。

（2）許用標準 診斷參數的許用標準是指汽車無需維修可繼續使用時，診斷參數的允許界限值，它是汽車維修工作中定期診斷的主要標準。當診斷結果超過許用標準時，即使汽車或總成還有工作能力，也需要進行維修，否則，汽車的技術經濟性能將會下降，故障率將會上升。

（3）極限標準 診斷參數的極限標準是指汽車即將失去工作能力，或技術性能即將變壞時所對應的診斷參數值。當汽車技術狀況低于極限標準后，汽車經濟性能嚴重下降，甚至不能繼續使用。在汽車使用過程中，經常對汽車進行檢測，將檢測結果與診斷參數極限標準進行比較，可以預測汽車的使用壽命。

提示：汽車診斷參數標準既可以是一個值，也可以是一個范圍，視需要而定。

2.診斷參數標準分類

按檢測診斷標準的來源可分為國家標準、行業標準、地方標準和企業標準四類。

（1）國家標準 國家標準是指由國家標準化主管機構批準發布，對全國經濟、技術發展具有重大意義，且在全國范圍內統一執行的標準。國家標準又分為強制性標準（GB）和推薦性標準（GB/T）。強制性標準是法律及行政法規規定強制執行的標準，如GB 1495—2002《汽車加速行駛車外噪聲限值及測量方法》就是強制性標準。推薦性標準是指在生產、檢驗、使用等方面，通過經濟手段或市場調節而自愿采用的標準，但推薦性標準一經接受并采用，就會成為必須遵守的技術依據，具有法律上的約束性，如GB/T 37340—2019《電動汽車能耗折算方法》就是推薦性標準。

汽車診斷參數的國家標準很多，主要與汽車行車安全、環境保護、能源消耗有關，如制動距離、噪聲、排放污染物含量、汽車燃油消耗量等限值標準。使用這些參數標準進行檢測診斷時，只能從嚴，不可放寬，以保證國家標準的嚴肅性和權威性。

（2）行業標準 行業標準是指由國家行業主管部、委（局）批準發布的，在行業范圍內統一執行的標準。行業標準一般是對沒有國家標準而又需要在全國某個行業范圍內統一其技術要求而制定。它在行業內具有強制性和權威性。如我國交通運輸部頒布的JT/T 198—2016《道路運輸車輛技術等級劃分和評定要求》，曾是交通系統和運輸行業汽車技術等級評定的診斷標準。

（3）地方標準 地方標準是指由省、自治區、直轄市標準化行政主管部門制定并發布的，在地方范圍內貫徹執行的標準。地方標準是對沒有國家標準和行業標準而又需要在地方統一其技術要求而制定，需報國務院有關部門備案。地方標準根據本地具體情況制定，其標準內容可能比上級標準更多，標準限值可能比上級標準更嚴，以滿足本地區的特殊要求。如DB11/1475—2017《重型汽車排氣污染物排放限值及測量方法》就是北京市地方標準。

（4）企業標準 汽車企業標準是指由汽車制造廠商或汽車維修企業，根據自己的實際情況制定的，在企業范圍內協調、統一的技術標準。由于各企業的性質不同，企業標準也有差異。

汽車制造廠商提供的標準是根據其設計要求、制造水平，為保證汽車的使用性能和技術狀況而制定的。它通過技術文件對汽車某些參數規定其限值，將其限值作為診斷參數標準，主要與汽車的使用性能參數、結構參數、調整數據有關，如發動機功率、汽車爬坡能力、氣缸間隙、連桿軸承間隙、配氣相位等標準。它們通常可通過一定的函數關系與診斷參數進行換算，可以直接用診斷參數限值代替診斷標準。這些標準與汽車的可靠性、壽命和經濟性的優化指標有關。

汽車維修企業提供的診斷標準是根據其技術素質、維修要求等具體情況，為保證維修質量而制定的。其維修診斷標準一般與汽車使用經濟性和可靠性密切相關，其診斷標準限值往往比上級標準更嚴，要求更高，以確保汽車維修質量和樹立良好的企業形象。

3.診斷參數標準的制定

診斷參數標準是評價汽車技術狀況的依據，若診斷參數標準制定得不合理，就不能據此對汽車狀況做出合乎實際的評價，其結果是過早維修造成不必要的浪費，或者是維修不及時使汽車帶病運行，不能保證其技術經濟指標和行駛安全性，因此應科學合理地制定診斷參數標準。

制定診斷參數標準是一項比較復雜的工作，既要考慮技術、經濟、安全等方面的因素，又要考慮標準是否適應大多數汽車的診斷，同時還應注意與國際標準接軌。確定診斷標準的一般方法如下。

（1）統計法 統計法是指通過隨機選擇相當數量有工作能力的在用汽車，對所研究的診斷參數進行全面測試，找出正常狀況下診斷參數測試值的分布規律，然后經綜合考慮并以大多數在用汽車合格為前提制定診斷參數標準的一種方法。

（2）試驗法 試驗法是指在實際使用條件或在實驗室工作條件下，通過試驗和測量制定診斷參數標準的一種方法。采用實車試驗時，為使診斷參數標準制定合理，必須有足夠數量的汽車，在不同使用條件下進行長期實車試驗，因此試驗周期長、費用高。采用實驗室臺架試驗時，往往通過控制試驗條件，采取強化運行、加速損壞的手段來加速試驗進程獲得診斷參數標準，但試驗費用較高。

（3）計算法 計算法是指建立在理論分析的基礎上，通過一定的數學模型計算獲得診斷參數標準的一種方法。例如，通過理論分析，得知發動機氣缸壓縮壓力是壓縮比的函數，當壓縮比一定時，氣缸壓縮壓力應有確定的數值，因此，通過計算分析可確定氣缸壓縮壓力的診斷參數標準。但由于汽車實際工作條件極為復雜，影響因素很多，計算法所依賴的數學模型還不能完全反映汽車工作的實際狀況，因此計算法得到的一些數據，通常應作充分的修正才能作為診斷參數標準。

（4）類比法 類比法是指利用類似結構在類似使用條件下已建立的診斷標準，根據自己的實際情況加以比較，從而確定診斷參數標準的一種方法。它借鑒了以往的使用經驗，具有經濟、簡便、實用的特點。類比法在實際工作中得到了廣泛的應用，如GB 18285—2018《汽油車污染物排放限值及測量方法（雙怠速法及簡易工況法）》中的限值及測試方法是類比了多個相關標準制定的。

（5）相對法 相對法是指通過對正常汽車總成或零部件進行測試后，采用一定的處理措施確定診斷參數標準的一種方法。通常的做法是測定一定數量正常的汽車總成或零部件的運行參數，確定一個基準值，然后用一個適當的系數乘上基準值即可得到診斷參數標準。在實際工作中，這種方法具有實用價值。由于我國目前技術水平和經濟實力的限制，一個產品投入使用后，不可能對一些漸變故障的破壞特征有十分清楚的了解。然而，為了能對一些重要部件進行監測與診斷，可用相對法確定診斷參數標準。

提示：不管采用哪種方法，其制定的診斷參數標準都要在實際中試用、修改后才能最后確定，且隨著汽車技術的發展和人們對汽車使用性能要求的提高，診斷參數標準往往需要進行修正。

三、汽車診斷周期

診斷周期是指汽車診斷的間隔期，以汽車行駛里程或使用時間表示。科學地確定診斷周期，對于經濟、可靠地保障汽車技術狀況具有重要的作用。

1.最佳診斷周期

診斷周期如果過短，汽車的技術狀況沒有什么變化或變化很小，執行診斷就會造成浪費；相反，診斷周期如果過長，則有可能在下一次診斷到來之前，汽車的故障隱患引爆，導致汽車不能在安全、經濟狀況下運行，且失去汽車維修良機，使汽車因故障停駛的損耗費用增加。這樣就會有一個最佳診斷周期，若按最佳診斷周期診斷汽車，則既能使車輛在無故障狀態下運行，又能使車輛的檢測診斷、維修費用降到最低。

最佳診斷周期是根據技術與經濟相結合的原則進行定義的，它是指能保證車輛的完好率最高，而消耗的費用最少的診斷周期。據此，利用大量的檢測、維護費用等統計資料，可以通過計算的方法求出最佳診斷周期。

2.最佳診斷周期的確定

在確定汽車最佳診斷周期時，只依賴理論計算是遠遠不夠的，因為還有很多因素影響著最佳診斷周期。因此，確定診斷周期時，往往是通過計算法、類比法、經驗法初選一個診斷周期，然后通過重點考慮影響最佳診斷周期的主要因素，來修正其初選值，最后得到汽車的最佳診斷周期。確定最佳診斷周期時，應重點考慮如下因素。

（1）各構件的故障率不同 汽車是一個不等強度的復雜系統，各機構的故障率及故障間的平均行程一般并不相同。即使是同一總成、機構內的不同零件，其故障率和故障間平均行程也不會相同。從可靠性著想，通常取總成內故障概率最大的零部件的故障間平均行程作為制定診斷周期的依據，而不能僅以計算結果確定最佳診斷周期。另外，由于汽車是由許多總成、機構組成的，不可能對每一個總成或機構都規定一個診斷周期，一般把需要診斷的總成或機構，按診斷周期相近的原則組合在一級診斷中，對汽車執行與現行維護制度類似的分級診斷。

（2）各系統的重要性不同 有關汽車行車安全的系統如轉向、制動系統等，在確定診斷周期時，其可靠性始終是首要的，而經濟性的考慮則占據次要地位。因此，對于與汽車行車安全有關的系統或機構，不能僅以計算結果為依據建立最佳診斷周期，而應從安全角度出發，以保證足夠高的可靠度為條件來確定診斷周期，因而其診斷周期常較其他系統或機構的診斷周期短得多。

（3）汽車技術狀況不同 汽車的新舊程度、行駛里程、技術狀況等級不同，其最佳診斷周期顯然也不會一樣。凡是新車或大修車、行駛里程較少的車、技術狀況等級為一級的車，其最佳診斷周期長，其余則短。對于大規模的汽車運輸企業，由于車輛數量較大，汽車的使用年限不一，技術狀況等級不同，因此汽車的無故障行駛里程在很寬的范圍內變化。故在確定最佳診斷周期時，應按車種、使用年限、技術狀況等級分成若干類別，使每一類車的無故障行駛里程相差不大，并據此分別建立每一類車的診斷周期。

（4）汽車使用條件不同 汽車的使用條件如氣候條件、道路條件、裝載條件、燃潤料質量、駕駛技術等條件不同，其最佳診斷周期顯然也不會一樣。凡是處于氣候惡劣、道路狀況極差、經常超載、拖掛行駛、燃潤料質量得不到保障、駕駛技術不佳等使用條件的汽車，其最佳診斷周期短，反之則長。

3.推薦的汽車診斷周期

根據交通運輸部《汽車運輸業技術管理規定》，我國汽車實行計劃預防維修制度，車輛維修必須貫徹“預防為主、強制維護、定期檢測、視情修理”的原則。該規定要求車輛二級維護前都應進行檢測診斷和技術評定，以確定附加作業或修理項目；又規定車輛修理應根據車輛檢測診斷和技術鑒定的結果，視情按不同作業范圍和深度進行。既然規定在二級維護前進行檢測診斷，則二級維護周期（間隔里程）就可作為推薦的汽車診斷周期，若選擇的汽車診斷周期比它長，則就是違規；若比它短，則汽車技術狀況還好，是一種浪費。因此，汽車二級維護周期實際上是我國目前汽車的最佳診斷周期。

由于我國地域遼闊，汽車使用條件復雜，車輛結構性能、制造水平不同，因此，我國對各種車型的二級維護周期沒有統一的規定。目前，汽車二級維護周期基本上是依據生產廠家汽車使用說明書的規定、車況、具體使用條件來確定。通常，中型貨車的二級維護周期約為10000～15000km；轎車的二級維護周期約為30000km。