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(hù)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(cuò)綜復(fù)雜，導(dǎo)致維修人員不能及時(shí)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(jìn)行診斷，在對既往故障進(jìn)行大量統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，引入故障樹分析法，為空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(jìn)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(jìn)行逐級(jí)細(xì)化分析，以進(jìn)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(shí)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(gè)系統(tǒng)故障分析相互聯(lián)系起來。確定頂事件時(shí)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(dú)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(jí)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(jí)一級(jí)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(jìn)設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)可靠性、安全性和可維修性。

　　第四步，對故障樹進(jìn)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(jìn)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(jì)，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(jī)械故障、制冷劑和冷凍機(jī)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(jìn)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(shí)，壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常而系統(tǒng)高低壓側(cè)壓力不正常及壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不正常的所有因素也會(huì)引起制冷不足。

　　2.3對故障樹進(jìn)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(shí)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(gè)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(shí)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(shí)際維修經(jīng)驗(yàn)、空調(diào)系統(tǒng)歷史故障數(shù)據(jù)、各個(gè)部件的可靠性、空調(diào)電腦中故障代碼(自動(dòng)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(xiǎn)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(xiǎn)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(jī)襯墊與閥門是否有損壞，壓縮機(jī)與電磁離合器運(yùn)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(qiáng)對空調(diào)制冷系統(tǒng)的維護(hù)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(jì)、維護(hù)與使用。

　　3總結(jié)

　　本文運(yùn)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(jì)、維護(hù)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(jìn)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(jìn)一步將常規(guī)的故障診斷方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來，形成專家系統(tǒng)，為空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行更有效的故障診斷。