绪论
汽车故障诊断技术是以汽车及内燃机理论、汽车故障诊断学为理论指导，以汽车及内燃机结构原理、计算机控制技术以及汽车运用性能为分析依据，以汽车检测及试验技术为测试手段的综合技术。汽车故障诊断是从故障症状出发，通过问诊试车、分析研究、推理假设、流程设计、测试确认、修复验证，最后达到发现故障原因的目的。
随着汽车新技术、新结构的大量出现，特别是计算机控制技术在汽车上的广泛应用，出现了汽车动力系统机电热一体化的趋势，汽车传动、制动、转向及悬架系统机电液一体化的趋势，汽车电器及通讯系统机电光一体化的趋势。这些根本性的变化，也改变了汽车故障诊断的方式。传统的汽车故障诊断采用的是从症状入手，通过检测查故障点的分析方法，这个诊断方法具有明显的人对车的单方向推进特征。现代汽车计算机控制系统中由于加入了自诊断功能，使得现代的汽车故障诊断可以直接从自诊断结果入手，通过检查检测查出故障点，这样的诊断方法具有了人车互动双向对话的特征。这就使得今天的汽车故障诊断技术有了症状分析和自诊断分析两个入手点，这正是现代汽车故障诊断技术的基础和出发点。
故障机理的复杂性分析、诊断手段的多样性运用、诊断参数的精确性测试、分析判断的准确性把握等重要方法和关键技术都已成为汽车故障诊断技术发展所必须追逐的目标。汽车诊断测试技术的提高与汽车诊断分析方法的改进是当前汽车故障诊断技术发展的两个关键方向，也是建立现代汽车故障诊断科学体系的重要基础。
汽车故障诊断是汽车维修工程中技术层面最高的技术工作。这项工作要求不仅要有扎实的理论功底，还要有丰富的实践经验；不仅要有娴熟的测试技巧，还要有精准的推理分析。“七分诊断、三分修理”不仅是现代汽车维修的技术特征，还是汽车医生（汽车维修工程师）和汽车护士（汽车修理工）的职责分工。汽车故障诊断技术是汽车维修工程师必须掌握的关键技术，也是汽车维修工程师区别于汽车修理工的核心技术。这门课程不仅是对前面所学汽车维修专业课程的归纳性实践应用，更是对过去汽车维修实训课程的总结性理论提高。因此，汽车故障诊断技术是高等职业教育汽车运用与维修专业中最重要的专业课程之一。
第一章 汽车故障诊断基础知识
1.1汽车故障诊断的基本概念
1.1.1基本术语和定义的解释
汽车维修常用技术术语在GB5624- 1985《汽车维修术语》中已做了明确规定，有关汽车故障诊断、汽车检测和汽车维修的术语主要如下：
(1)汽车技术状况（Techni
cal condition of vehicle）：定量测得的表征某一时刻汽车外观和性能参数的总和。
(2)汽车技术状况参数（Parameters for Technical condition of vehicle）：评价汽车使用性能的物理量和化学量。
(3)汽车工作能力（Working ability of vehicle）：汽车按技术文件规定的使用性能指标，执行规定功能的能力。
(4)汽车检测（Vehicle inspection and test）：确定汽车技术状况和工作能力的检查。
(5)汽车故障（Vehicle failure）：汽车部分或完全丧失工作能力的现象。
(6)汽车故障现象（Symptom of vehicle failure）：汽车故障的具体表现。
(7)汽车诊断（Vehicle diagnosis）：在不解体（或仅卸下个别小件）的条件下，确定汽车技术状况，查明故障部位及原因的检查。
( 8 ) 诊断参数（D i a g n o s t i c parameters）：表征汽车、总成及机构技术状况的供诊断用的参数。
(9)诊断规范（Diagnostic norms）：对汽车诊断作业技术要求的规定。
(10)故障率（Failure rate）：使用到某行程的汽车，在该行程后的单位行程内发生故障的概率。
(11)故障树 （Failure tree）：表示故障因果关系的分析图。
(12)汽车维修（Vehicle maintenance and repair）：汽车维护和修理的泛称。
(13)汽车维护（Vehicle maintenance）：为维持汽车完好技术状况或工作能力而进行的作业。
(14)汽车修理（Vehicle repair）：为恢复汽车完好技术状况或工作能力和寿命而进行的作业。
(15)技术检验（Technical checking）：按规定的技术要求确定汽车、总成、零部件技术状况所实施的检查。
(16)汽车检测站（Vehicle inspection and test station）：从事汽车检测的企业。
(17)汽车诊断站（Vehicle diagnostic station）：从事汽车诊断的企业。
(18)汽车维修企业（Enterprise of vehicle maintenance and repair）：从事汽车维护和修理生产的经济实体。
(19)定期维护（Periodic maintenance）：按技术文件规定的运行间隔期实施的汽车维护。
(20)视情修理（Repair on technical condition）：按技术文件规定对汽车技术状况进行诊断或检测后，
决定修理内容和实施时间的修理。
1.1.2 汽车检测、汽车维修与汽车故障诊断的关系
汽车故障诊断包含了“诊”和“断” 两个环节。汽车故障诊断的过程就是由技术人员从汽车的故障现象出发，熟练应用各种检测设备对汽车进行全面综合的检测，完成第一个“诊”的环节，而后运用对汽车原理与结构的深刻理解，对测试的结果进行综合分析后对故障部位和原因做出确切的判断，完成第二个“断”的环节。
汽车故障诊断中的第一环节“诊”应该比汽车检测的内容更深入一些，它不是一个单纯的“检测”过程，而是一个综合的“测试”
过程，而测试包括了“参数检测和性能试验”两个部分。因为汽车检测的目的是判断被测汽车是否符合安全环保或综合性能的规定，检测参数超标为不合格，未超标为合格。检测是定性分析，它只有通过和不通过两个结果。而汽车诊断的目的是判断汽车的故障部位和原因，检测参数必须做出定量分析，而后通过性能试验才能到故障部位，查明故障原因。诊断的结果可能由多个部位和多种原因造成。所以，汽车诊断应该包括技术检测、性能试验和结果分析三个部分。技术检测的主要任务是通过测试仪器和设备对汽车进行诊断参数的测量。性能试验的主要任务是对被检测系统进行功能性动态试验，通过改变系统的状态进行对比试验分析，旨在发现系统故障与诊断参数之间的联系。结果分析的目的是对诊断的最终
结果做出因果关系的客观分析，也就是对故障生成的机理与故障现象特征之间的必然联系以及故障现象与诊断参数之间的内在联系做出理论分析。
在我国，汽车检测已经发展成为一个独立的行业，汽车检测分为安全环保检测和综合性能检测。安全环保检测是在不解体的情况下，对机动车进行的有关安全性能及涉及环境保护方面的项目进行的检查和测量，主要包括制动性能检测、转向轮侧滑检测、车速表校核、前照灯检测及汽车排放与噪声的检测。安全环保检测主要依据是GB7285-2004《机动车运行安全技术条件》，针对所有上路行驶的机动车定期实施强制检测。安全环保检测隶属于公安交通管理部门。综合性能检测是在不解体的情况下对运营车辆进行的有关综合性能方面的项目进行的检查和测试，主要在安全环保检测项目的基础上又增加了发动机功率检测、底盘输出功率检测、燃油消耗量检测、滑行距离与时间检测、转向角与车轮定位检测、悬架性能检测等项目的检测。综合性能检测主要依据是 GB 18565-2001《运营车辆综合性能要求和检验方法》，针对运营车辆定期实施强制检测。另外，综合性能检测还依据 JT/T198-1995《汽车技术等级评定标准》和JT/T 199-1995《汽车技术等级评定的检测标准》，担负车辆技术等级评定的工作。同时，综合性能检测还可以担负车辆维修质量检测和汽车发动机、底盘故障诊断的工作。综合性能检测隶属于交通运输管理部门。
汽车故障诊断是汽车维修和汽车检测中的一个环节。汽车维修包括汽车维护和汽车修理两种类别，维护作业主要包括维护和检验两个环节，而修理作业则包括诊断、修理和检验三个环节。这是因为定期维护
的车辆通常是没有故障的车辆，而视情修理的车辆都是带有故障的车辆。维护的
车辆一般不需要经过诊断的环节，只需根据行驶里程就可以确定要实施的维护项目，而修理的车辆通常都必须经过诊断的环节，才能够确定要修理的项目。所以，汽车故障诊断是汽车维修工作中维护、修理、检验、诊断四个环节中技术水准最高的一个重要环节，既要求诊断人员有较高的理论水平，又必须具备丰富的实践经验。其检测手法的“灵活”、试验手段的“巧妙”、分析思路的“清晰”，无不要求汽车维修工程师（汽车医生）具备出类拔萃的诊断技艺。汽车故障诊断技术的研究与应用将会成为现代汽车维修技术的重要组成部分，同时还将是现代汽车维修技术的主要发展方向
汽车故障的分类
1.2.1 汽车故障类别术语
有关汽车故障类别的技术术语在GB5624-1985《汽车维修术语》中作了如下解释：
⑴完全故障（complete failure）：汽车完全丧失工作能力，不能行驶的故障。
⑵局部故障(partial failure)：汽车部分丧失工作能力，即降低了使用性能的故障。
⑶致命故障（critical failure）：导致汽车、总成重大损坏的故障。
⑷严重故障(major failure)：汽车运行中无法排除的完全故障。
⑸一般故障(minor failure)：汽车运行中能及时排除的故障或不能排除的局部故障。
上述故障的类别划分显然是偏少一些。故障类别因分类方法的不同，其范围也非常广泛。另外，在上述解释中“局部故障”的定义从其释义来看，称为“部分故障”更为合适。
1.2.2汽车故障分类表
汽车故障按不同的分类方法可以分成多种不同的类型，见表1。
1.3 汽车故障的规律汽车维修检测
汽车是由机电液一体化构成的复杂产品，故障类别繁多、原因复杂，但从可靠性角度分析，其故障发生的概率遵循一定的规律。
1.3.1汽车故障率
汽车行驶到一定里程后，有百分之几的汽车会发生故障呢？于是引入故障率来表征汽车发生故障的几率。把行驶在某一里程内单位里程发生故障的汽车数，相对于行驶在这个里程内还在行驶的未发生故障的汽车数的百分比值，称为行驶在该里程内汽车的瞬时故障率，习惯上称之为汽车故障率（见表2）。
计算故障率公式（按间隔为0.5万千米计算）：
故障率λ(x)=此次间隔中出故障辆数/0.5万千米/(总辆数－累计已发生故障辆数)
＝(2×此次间隔中出故障辆数)/(尚未发生故障辆数×1万千米)
例如；总数为50辆汽车，行驶6万千米，按每间隔0.5万千米统计一次发生故障的情况如下：
在4万千米处的故障率λ(4)＝(2×2辆)/(38辆×万千米)=10.52%/万千米
1.3.2 汽车故障规律
汽车故障规律是指汽车开始使用后，其故障率λ(x)与行驶里程(或时间)
的关系。
汽车机械装置故障率
汽车机械装置故障率曲线如图1所示，由于曲线具有明显的两头高中间低的几何形状特征，该曲线又被称为浴盆曲线。
(1) 早期故障期
浴盆曲线左侧部分为早期故障期，这是新车或大修过的汽车开始使用的初期。新车出现早期故障是由于设计或制造上的缺陷等原因造成的，如设计不良、制造质量差、材料有缺陷、工艺质量有问题、装配不佳、调整不当、质量管理和检验的差错等。大修车出现早期故障主要是由于装配不当、修理质量不高所致。早期故障可以通过强化试验和磨合加以排除。该阶段特点是故障率较高，但在此阶段中汽车故障率随时间增加而迅速下降，属于故障率递减型曲线。
(2) 偶然故障期
浴盆曲线的中间部分为偶然故障期，又称为随机故障期，其特点是故障率的值比较低，并且相对稳。此阶段故障率是与行驶里程和时间无关的常数，属于故障率恒定型曲线。
偶然故障期内故障产生的原因：一是偶然因素造成的，如材料缺陷、操作失误、超载运行、润滑不良、维修欠佳及产品本身的薄弱环节等引起的；二是一些零件合乎规律的早期损耗所引起的。在偶然故障期内发生故障的时间是随机的，难以确定的，但从统计学角度来看，故障发生的概率又是有规律可循的。汽车正常使用的过程中所出现的故障，多属于偶然期故障。
(3) 耗损故障期
浴盆曲线的右侧部分为耗损故障期，在这段时期故障率随时间的延长而上升得越来越快，属于故障率递
增型曲线。耗损故障期内故障产生的原因主要是汽车机件的磨损、疲劳、变形、腐蚀、老化衰竭等造成的。这种故障引起性能参数恶化、振动增大、出现异响等，故障率达到一定值时汽车或总成就不能再继续使用，必须报废或大修。因此，确定汽车机件何时进入耗损故障期是汽车生产厂家确定定期更换易损件的理论根据。
汽车电子装置故障率
汽车电子装置的故障率如图2所示，图中示出汽车电子装置的故障率随时间变化的曲线。
（1）早期故障期
早期故障由于部件选择不当、超载或误用以及制造缺陷等原因造成，故障率随时间而下降，但由于电子产品没有磨合期，因此早期故障期相比较机械产品的磨合期要短一些。
（2）偶然故障期
偶然期故障通常都是突发的、没有预兆，而且故障率在这一段时期内呈递减趋势。这也与机械产品不同，机械产品在偶然期故障率基本保持不变。
（3）老化故障期
老化期故障随着电子部件的使用寿命到达老化期而迅速上升。最新研究表明，对于复杂的电子设备（包括航空电子设备）在使用过