故障檢測與診斷

1、基于故障樹分析法的輪胎異常磨損診斷系統(tǒng)1.1 輪胎異常磨損的故障機理1.1.1 輪胎異常磨損故障模式本文所涉及到的故障模式主要依據(jù)江淮汽車 (FCO3的胎異常磨損的調研情況 并經分析總結及專家考證得出。江淮 HFC6703KY汽車輪胎異常磨損可分為以下 9種模式：單點塊狀磨損胎冠上發(fā)生早期磨損的部位呈單個點狀或小塊狀分布。對稱多點塊狀磨損胎冠上發(fā)生早期磨損的部位呈多點塊狀，并且相對于輪胎的中心線呈對稱分布 狀。兩側胎肩磨損兩側胎肩的早期磨損量明顯比胎冠上的大。胎冠第二道花紋磨損胎冠第二道花紋處的磨損比其它部位明顯，一般為子午線胎特有的一種異常磨損 形式。胎冠均勻磨損胎冠磨損較均勻，但汽車行駛里

2、程明顯遠離規(guī)定里程。胎冠胎肩波浪或碟邊狀偏磨損胎冠胎肩的磨損呈波浪狀或碟邊形。胎冠胎肩均勻偏磨損 胎冠和胎肩的一邊比另一邊磨損量大，磨損呈均勻狀分布胎冠胎肩禿斑偏磨損單側胎冠胎肩部位呈禿斑狀磨損，即有的部位磨損量較大，有的部位只有輕微的磨 痕，并且呈零亂分布。胎肩開裂胎肩上有明顯的裂口或撕裂處。1.1.2 輪胎異常磨損的影響因素輪胎異常磨損的影響因素很多，主要涉及到汽車設計階段的參數(shù)選用、制造工藝保障、使用維修措施等方面，具體分析如下：1前輪定位參數(shù)前輪定位參數(shù)在討論輪胎異常磨損中致關重要。在車輛前束過大時峰面作用于輪胎的切向力位于輪胎外側，如圖4 一 1(a)所示，因此胎面外側 比內側磨損量

3、大。而當車輪外傾角過大時，地面的垂直作用力相對集中于輪胎內 側，輪胎內側比外側的磨損量大。如圖 4一 1b所示。施法方向(2)氣壓充氣壓力對輪胎壽命的影響主要表達在以下幾個方面：輪胎的氣壓越低，其側偏剛度越小，在一定橫向力作用下其滑移角越大，因 此磨損越大。較低的氣壓可使輪胎與路面間的實際接觸面積增大 ，降低胎面上的平均接 觸壓力，可減少磨損。但低氣壓在增加接觸面積的同時 ，也增加了輪胎與路面間接 觸區(qū)域的長度從而加大了輪胎的希思科滑移，使輪胎磨損加劇。如果輪胎氣壓過高，那么輪胎的胎冠部將明顯突出，使胎冠部的磨損加劇。 相反,如果輪胎的氣壓過低，那么由于胎側剛度的影響，胎肩部的壓強將增大，而胎

4、 冠部的壓強將減小 從而使胎肩部的磨損加劇，而胎冠部的磨損減輕。低氣壓的輪胎在滾動時將使輪胎橡膠產生較大的彈性變形，從而使輪胎的彈性滯后損失增加發(fā)熱加劇,導致輪胎早期的疲勞破壞。速度速度主要是通過下面兩個方面來影響輪胎的磨損。輪胎的溫度。速度越高，輪胎在單位時間內的摩擦發(fā)熱量越大，輪胎的溫度 就越高將加速輪胎的機械一化學腐蝕磨損。切向力。汽車行駛的加速度過大會使車輪的運動狀態(tài)突然改變 ，地面對輪 胎的切向作用力也會隨之發(fā)生急劇變化，致使輪胎磨損加劇。這種情況下，輪胎的 磨損形式通常為胎面的塊狀磨損。2.1 檢測與判斷故障的方法輪胎發(fā)生異常磨損后，首先應查清磨損所屬的故障模式也即磨損的病癥和 輪

5、胎的類型 然后進展分析判斷和人機對話，推斷出其可能的原因。為了進一 步查明發(fā)生故障確實切部位和原因，還應當采取正確的方法和手段進展檢查判 斷。通常要求在未明確故障的原因時，盡量使用就車檢查方法。概括起來可分 為直觀判斷法和簡便檢查試驗法兩種。(l)直觀判斷法，主要包括:詢問。就是調查，除駕駛員自己診斷所駕駛的車輛外，任何人在診斷時，必須弄明白諸如：車輛的行駛里程、行駛的道路狀況、輪胎的換位保養(yǎng)情況等。觀察。觀察輪胎的磨損部位和磨損的程度等。觸摸。就是用手觸試可能產生故障的部位的溫度情況等。比方在診斷是 否有制動拖滯發(fā)生時，就可以通過觸摸感覺行駛一段距離后汽車制動鼓的溫度 變化來判斷。(2)簡便

6、檢查實驗法：比擬法。用技術狀態(tài)正常的零、部件去替換汽車上的零、部件或將汽車 上一樣的零、部件相互對換，通過比擬換件前后的故障變化情況，來判斷所換零部 件的技術狀態(tài)。如用另一種品牌的輪胎替換當前使用的輪胎，觀察在一樣的行駛里程里輪胎的磨損情況，以判斷是否是輪胎質量問題。就車檢測法。在不對整車和總成進展解體的情況下，用簡便的檢測手段檢 測零、部件或總成的技術參數(shù)。比方用前輪側滑測試儀檢查前輪前束和外傾角的 匹配能否引起側向力，以驗證前束與外傾角的匹配程度。3.1 輪胎異常磨損的故障樹分析3.1.1 輪胎異常磨損故障樹的建立(1)故障樹邊界條件說明故障樹中以最不希望發(fā)生的故障一輪胎異常磨損為頂事件；

7、各種異常磨損的具體模式(胎冠均勻磨損等)為中間事件；底事件是導致輪胎異常磨損的各具體模 式發(fā)生的直接和不必再分的原因。(2)樹的邏輯關系說明樹中的邏輯與門是指當卒&入事件同時發(fā)生時，具輸出事件才發(fā)生；樹中的邏輯或門是指當輸入事件中至少有一個發(fā)生時，那么輸出事件發(fā)生。(3)輪胎異常磨損故障樹針對江淮汽車廠的輪胎發(fā)生異常磨損的調研分析結果，再依據(jù)專家經歷建立的故障樹如下圖：肩裂X4胎開A內損5 肩磨A胎損6 側磨A損冠波偏 胎肩狀抬混lgA9胎勻損7 冠均磨A 胎肩偏胎肩偏O.尚費O冠磨A1 胎勻海書11 冠磨A1胎狀其中,底事件分別為：A.尖物劃傷；B輪胎成型質量差；C.前束過小；D.外

8、傾角偏??；E車軸剛性缺乏；F輪胎氣壓缺乏；G.嚴重超載;H換位 不及時;工.外傾角過大；J車輪動不平衡；K輪毅軸承松曠；L.前束與外 傾角不匹配；M.懸架剛度過大；N.輪胎花紋選擇不當；0.輪胎耐磨性差；P輪胎氣壓過高；Q.緊急制動正制動拖滯；5.懸架剛度和阻尼不匹配；T.寬輪胎；U.窄輪物4.1.故障樹定性分析對故障樹作定性分析的主要目的是為了弄清系統(tǒng)出現(xiàn)某種故障的可能性有多少，即分析有哪些因素會引起體系的某種故障。首先分析系統(tǒng)的最小割集，它 描述了處于故障狀態(tài)的系統(tǒng)中必需要修理的故障，指出系統(tǒng)最薄弱環(huán)節(jié)。最小割集的求取方法有Fussd-vesely（行列式法卜Booloan（布爾代數(shù)法）等

9、。以下是用布爾代數(shù)化簡的過程：T=A1+A2+A31A1=A4+A5+A6=A+B+C+D+E+N+F+G 2A2=A7+A8+A9=H+I+J+H+J+K+L+M 3A3=A10+A11+A12=N+O+P+A13+A14+U+T4=n+o+p+q+r+s+r+u+t所以：t=a+b+c+d+e+n+f+g+h+i+j+h+j+k+l+m+n+o+p+q+r+s+r+u+t=a+b+c+d+e+f+g+h+i+j+k+l+m+n+o+p+q+r+s+t+u5由公式5可以得出最小割集21個，即K1=A, K2=B, K3=C, K4=D, K5=E,K6=F, K7=G,、，K20=T, K2

10、1=U每一個最小割集都代表頂端事件故障發(fā)生的一種可能，有幾個最小割集，頂端事件發(fā)生就有幾種可能，經分析，輪胎異常磨損故障發(fā)生的可能性有21種。5.1. 故障樹定量分析所謂故障樹的定量分析，就是以故障樹為根底，分析系統(tǒng)故障的發(fā)生概率以及各底事件的重要程度，以便于采取相應措施5.1.1 概率計算的根本公式設事件X1, X2,Xn發(fā)生概率分別為P1, P2, 1Pn ,那么可分為以下幾 個局部。（1）當X1, X2,Xn為相互獨立的事件時，P（f 陽）=1 - 口（1 -乩）和的概率為：11 16p（ = np，積的概率為：一 "I7（2）當X1, X2,Xn為相斥的事件時，p（ 

11、3; 孫）二，p， , I和的概率為：-8p（ riE）= °積的概率為：1 = 19（3）當X1, X2,Xn為相容的事件時，和的概率為： anflhp（ £爸）=- Zp（f）+ £ p（/百盧j#i -1i<j=2i 4 n 1，（- l）n'p（xt，/%） 10積的概率為： riip =（ n*i =產（陽）pa/%）p（%/寸/i）p（/繪/孫）115.1.2 頂端事件發(fā)生概率假設各底端事件發(fā)生概率皆為0.001,那么頂端事件發(fā)生概率為:p(£*J = - -pj P(T)=_ lS-_I=0.001*21=0.0215.1.3 事件重要度分析(1)構造重要度。由