第三节 汽车诊断参数与诊断周期
选择合适的汽车诊断参数，制定合理的汽车诊断标准，确定最佳的汽车诊断周期是现代汽车检测诊断技术的重要组成部分，是做好汽车检测与故障诊断的前提。
一、汽车诊断参数
1.诊断参数
在不解体条件下直接测量汽车结构参数常常受到限制，因此，在进行汽车诊断时，需要找出一组与汽车结构参数有联系，并能足够表达汽车技术状况的直接或间接参数，并通过对这些参数的测量来确定汽车技术状况的好坏。这种供诊断用的，表征汽车、总成及机构技术状况的参数称为汽车诊断参数。
通常，诊断参数不是孤立的，它与诊断对象的工作状况和外界条件有密切关系。而诊断对象的工作状况和外界条件往往受测试规范的制约。因此，采用某诊断参数时，一定要注意测试规范。没有测试规范，诊断参数值就没有意义。诊断参数值都是对一定测试规范而言的，如测量功率是针对一定转速、一定节气门开度和规定的测量条件而言；测量制动距离是针对一定制动初速度、一定载荷和规定的道路条件而言。
注意：
为了提高诊断的正确性，必须严格掌握与规定要求一致的测试规范，应当把测试规范与诊断参数看成一个整体。
2.诊断参数分类
汽车诊断参数按形成的方法可分为三大类：工作过程参数、伴随过程参数和几何尺寸参数。
（1）工作过程参数 工作过程参数是指汽车工作时输出的一些可供测量的物理量和化学量，或指体现汽车或总成功能的参数，例如：发动机功率、油耗、汽车制动距离等。它可反映汽车或总成技术状况的主要信息，能显示诊断对象的功能、质量，是对汽车技术状况进行综合评价的主要依据，常用于汽车或总成的初步诊断，是深入诊断的基础。
（2）伴随过程参数 伴随过程参数是指系统工作时伴随工作过程输出的一些可测量，例如：发热、声响、振动等。它具有很强的通用性，能反映有关诊断对象技术状况的局部信息，常用于复杂系统的深入诊断。
（3）几何尺寸参数 几何尺寸参数是指由各机构零件尺寸间的关系决定的参数，例如：间隙、自由行程、车轮定位参数等。它是诊断对象的实在信息，能反映诊断对象的具体结构要素是否满足要求。几何尺寸参数与其他参数配合使用，无论是在初步诊断，还是深入诊断，均可对汽车技术状况的评价或故障诊断起到重要的作用。
虽然每一类诊断参数都有不同的含义，但它们都是用来描述汽车或总成技术状况的状态参数。这些状态参数与汽车或总成的结构参数变化有一定的函数关系，因此可通过检测状态参数的变化来准确描述结构参数的变化，从而达到不解体诊断汽车的目的。在确定汽车技术状况或判断某些复杂故障时，需采用不同类型的诊断参数进行综合诊断。
提示：汽车不工作时，工作过程参数、伴随过程参数均无法测量。
3.诊断参数选择
能够表征汽车技术状况的参数很多，而且同一技术性能可采用不同参数反映。究竟选择哪些参数作为诊断参数，如何选择合适的诊断参数，应研究诊断参数随汽车技术状况变化的规律，从技术上和经济上综合分析确定。具体选择时，其诊断参数应满足下列原则或特性。
（1）灵敏性 灵敏性通常用诊断参数的灵敏度来表示。其灵敏度是指汽车诊断参数相对于汽车技术状况的变化率，可用下式表示
式中 Kt——诊断参数灵敏度；
dy——汽车技术状况参数微小变化量；
dT——汽车诊断参数T相对于dy的增量。
灵敏度高意味着汽车技术状况发生微小变化时，其诊断参数的变化范围较大。因此，选择灵敏度值高的诊断参数来诊断汽车技术状况，可以提高汽车诊断的可靠性。例如：气缸磨损后，作为结构参数的气缸间隙增加了，从而导致发动机的诊断参数发生变化，如功率下降、气缸漏气率增加。虽然功率和漏气率都可以作为发动机气缸磨损的诊断参数，但是漏气率的变化要比功率变化明显，故选用灵敏性高的漏气率作为诊断参数更为可靠。
（2）单值性 单值性是指汽车技术状况参数从初始值变化到终了值的过程中，诊断参数的变化应与技术状况参数的变化具有一一对应关系，否则同一诊断参数将对应两个不同的技术状况参数，使得汽车的技术状况无法判断。
（3）稳定性 稳定性是指在相同的测试条件下，诊断参数的多次测量值保持一致的程度。诊断参数的稳定性可用均方差来衡量
式中 σT（y）——汽车技术状况为y状态下诊断参数测量值的均方差；
Ti（y）——诊断参数的第i次测量值，i=1，2，…，n；
——诊断参数n次测量值的平均值；
n——测量次数。
均方差越小，说明其重复一致的程度越高，稳定性越好，这样的检测诊断就越可靠。
（4）信息性 信息性是指诊断参数包含的信息量，它表明通过测量所能获得的信息数量及其诊断的可靠程度。诊断参数的信息性越强，则诊断的结论越可靠。
诊断参数的信息性取决于诊断参数处于完好和故障状态时的分布函数的分布情况。设f1、f2分别是无故障诊断参数和有故障诊断参数的分布函数，若f1与f2分布曲线的重叠区域越少，则诊断结论出差错的可能性就越小，诊断参数的信息性就越强。图1-7中，诊断参数T的信息性强，诊断参数T′的信息性弱，而诊断参数T″的信息性差。
对于诊断参数的信息性强弱可用下式进行定量描述
式中 f（T）——诊断参数T的信息性；
——无故障时诊断参数T的平均值；
——有故障时诊断参数T的平均值；
σ1——无故障时诊断参数T的均方差；
σ2——有故障时诊断参数T的均方差。
图1-7 诊断参数信息性比较
a）T的信息性强 b）T′的信息性弱 c）T″的信息性差
f（T）越大，说明诊断参数的信息性越好，越能表明汽车技术状况的特征，其诊断结果越可靠。
（5）经济性 经济性是指所确定的诊断参数在用于实际诊断时，其诊断作业费用的多少，包括人力、工时、场地、仪器、设备和能源消耗等项费用。诊断费用过高的诊断参数是不可取的，经济性好的诊断参数，所需要的诊断作业费用低。
（6）方便性 方便性是指所确定的诊断参数在用于实际诊断时，其设备应简单，其工艺应简便，其测量应容易。若测量费时、费力而不方便，则再好的参数，人们也会弃之不用。
汽车常用诊断参数见表1-2。
表1-2 汽车常用的诊断参数
（续）
二、汽车诊断参数标准
为了定量评价汽车及总成的技术状况，确定维修的范围和深度，预报无故障工作里程，只有诊断参数是不够的，还必须制定合理的汽车诊断参数标准，以提供一个比较尺度。
1.诊断参数标准
汽车诊断参数标准是指对汽车诊断参数限值的统一规定。它是从技术、经济的观点出发，表示汽车处于某种工作能力状态下所测的诊断参数界限值。汽车诊断参数标准，一般都应包括诊断参数初始标准、诊断参数许用标准和诊断参数极限标准。
（1）初始标准 诊断参数的初始标准相当于无技术故障的新车诊断参数的大小，往往是最佳值，可作为新车和大修车的诊断标准。
（2）许用标准 诊断参数的许用标准是指汽车无需维修可继续使用时，诊断参数的允许界限值，它是汽车维修工作中定期诊断的主要标准。当诊断结果超过许用标准时，即使汽车或总成还有工作能力，也需要进行维修，否则，汽车的技术经济性能将会下降，故障率将会上升。
（3）极限标准 诊断参数的极限标准是指汽车即将失去工作能力，或技术性能即将变坏时所对应的诊断参数值。当汽车技术状况低于极限标准后，汽车技术经济性能严重下降，甚至不能继续使用。在汽车使用过程中，经常对汽车进行检测，将检测结果与诊断参数极限标准进行比较，可以预测汽车的使用寿命。
提示：汽车诊断参数标准既可以是一个值，也可以是一个范围，视需要而定。
2.诊断参数标准分类
按检测诊断标准的来源可分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准四类。
（1）国家标准 国家标准是指由国家标准化主管机构批准发布，对全国经济、技术发展具有重大意义，且在全国范围内统一执行的标准。国家标准又分为强制性标准（GB）和推荐性标准（GB/T）。强制性标准是法律及行政法规规定强制执行的标准，如GB 14023—2011《车辆、船和内燃机 无线电骚扰特性 用于保护车外接收机的限值和测量方法》就是强制性标准。推荐性标准是指在生产、检验、使用等方面，通过经济手段或市场调节而自愿采用的标准，但推荐性标准一经接受并采用，就会成为必须遵守的技术依据，具有法律上的约束性，如GB/T 15746—2011《汽车修理质量检查评定办法》就是推荐性标准。
汽车诊断参数的国家标准很多，主要与汽车行车安全、环境保护、能源消耗有关，如制动距离、噪声、排放污染物含量、汽车燃油消耗量等限值标准。使用这些参数标准进行检测诊断时，只能从严，不可放宽，以保证国家标准的严肃性和权威性。
（2）行业标准 行业标准是指由国家行业主管部、委（局）批准发布的，在行业范围内统一执行的标准。行业标准一般是对没有国家标准而又需要在全国某个行业范围内统一其技术要求而制定。它在行业内具有强制性和权威性。如我国交通部颁布的JT/T 198—2004《营运车辆技术等级划分和评定要求》，曾是交通系统和运输行业的汽车技术等级评定的诊断标准。
（3）地方标准 地方标准是指由省、自治区、直辖市标准化行政主管部门制定并发布的，在地方范围内贯彻执行的标准。地方标准是对没有国家标准和行业标准，而又需要在地方统一其技术要求而制定的，需报国务院有关部门备案。地方标准根据本地具体情况制定，其标准内容可能比上级标准更多，其标准限值可能比上级标准更严，以满足本地区的特殊要求。如DB11/207—2010《油罐车油气排放控制和限值》就是北京市地方标准。
（4）企业标准 汽车企业标准是指由汽车制造厂商或汽车维修企业，根据自己的实际情况制定的，在企业范围内协调、统一的技术标准。由于各自企业的性质不同，因而企业标准也有差异。
汽车制造厂商提供的标准是根据其设计要求、制造水平，为保证汽车的使用性能和技术状况而制定的。它通过技术文件对汽车某些参数规定其限值，将其限值作为诊断参数标准，主要与汽车的使用性能参数、结构参数、调整数据有关，如发动机功率、汽车爬坡能力、气缸间隙、连杆轴承间隙、配气相位等标准。它们通常可通过一定的函数关系与诊断参数进行换算，可以直接用诊断参数限值代替诊断标准。这些标准与汽车的可靠性、寿命和经济性的优化指标有关。
汽车维修企业提供的诊断标准是根据其技术素质、维修要求等具体情况，为保证维修质量而制定的。其维修诊断标准一般与汽车使用经济性和可靠性密切相关，其诊断标准限值往往比上级标准更严，要求更高，以确保汽车维修质量和树立良好的企业形象。
3.诊断参数标准的制定
诊断参数标准是评价汽车技术状况的依据，若诊断参数标准制定得不合理，就不能据此对汽车状况作出合乎实际的评价，其结果是过早维修造成不必要的浪费，或者是维修不及时使汽车带病运行，不能保证其技术经济指标和行驶安全性，因此应科学合理地制定诊断参数标准。
制定诊断参数标准是一项比较复杂的工作，既要考虑技术、经济、安全等方面的因素，又要考虑标准是否适应大多数汽车的诊断，同时还应注意与国际标准接轨。确定诊断标准的一般方法如下。
（1）统计法 统计法是指通过随机选择相当数量有工作能力的在用汽车，对所研究的诊断参数进行全面测试，找出正常状况下诊断参数测试值的分布规律，然后经综合考虑并以大多数在用汽车合格为前提制定诊断参数标准的一种方法。
（2）试验法 试验法是指在实际使用条件或在实验室工作条件下，通过试验和测量制定诊断参数标准的一种方法。采用实车试验时，为使诊断参数标准制定合理，必须有足够数量的汽车，在不同使用条件下进行长期实车试验，因此其试验周期长、费用高。采用实验室台架试验时，往往通过控制试验条件，采取强化运行、加速损坏的手段来加速试验进程获得诊断参数标准，但试验费用较高。
（3）计算法 计算法是指建立在理论分析的基础上，通过一定的数学模型计算获得诊断参数标准的一种方法。例如，通过理论分析，得知发动机气缸压缩压力是压缩比的函数，当压缩比一定时，其气缸压缩压力应有确定的数值，因此，通过计算分析可确定气缸压缩压力的诊断参数标准。但由于汽车实际工作条件极为复杂，影响因素很多，计算法所依赖的数学模型还不能完全反映汽车工作的实际状况，因此计算法得到的一些数据，通常应作充分的修正才能作为诊断参数标准。
（4）类比法 类比法是指利用类似结构在类似使用条件下已建立的诊断标准，根据自己的实际情况加以比较，从而确定诊断参数标准的一种方法。它借鉴了以往的使用经验，具有经济、简便、实用的特点。类比法在实际工作中得到了广泛的应用，如我国曾用标准GB18285—2000《在用汽车排气污染物限值及测试方法》中的加速模拟工况试验限值及试验方法，是类比美国国家环保局标准EPA—AA—RSPD—IM—96—2《加速模拟工况试验规程、排放标准、质量控制要求及设备技术要求技术导则》制定的。
（5）相对法 相对法是指通过对正常汽车总成或零部件进行测试后，采用一定的处理措施确定诊断参数标准的一种方法。通常的做法是测定一定数量正常的汽车总成或零部件的运行参数，确定一个基准值，然后用一个适当的系数乘上基准值即可得到诊断参数标准。在实际工作中，这种方法具有实用价值。由于我国目前技术水平和经济实力的限制，一个产品投入使用后，不可能对一些渐变故障的破坏特征有十分清楚的了解。然而，为了能对一些重要部件进行监测与诊断，可用相对法确定诊断参数标准。
提示：不管采用哪种方法，其制定的诊断参数标准都要在实际中试用、修改后才能最后确定，且随着汽车技术的发展和人们对汽车使用性能要求的提高，诊断参数标准常常需要进行修正。
三、汽车诊断周期
诊断周期是指汽车诊断的间隔期，以汽车行驶里程或使用时间表示。科学地确定诊断周期，对于经济、可靠地保障汽车技术状况具有重要的作用。
1.最佳诊断周期
诊断周期如果过短，汽车的技术状况没有什么变化或变化很小，执行诊断就会造成浪费；相反诊断周期如果过长，则有可能在下一次诊断到来之前，汽车的故障隐患发作，导致汽车不能在安全、经济状况下运行，且失去汽车维修良机，使汽车因故障停驶的损耗费用增加。这样就会有一个最佳诊断周期，若按最佳诊断周期诊断汽车，则既能使车辆在无故障状态下运行，又能使车辆的检测诊断、维修费用降到最低。
最佳诊断周期是根据技术与经济相结合的原则进行定义的，它是指能保证车辆的完好率最高，而消耗的费用最少的诊断周期。据此，利用大量的检测、维护费用等统计资料，可以通过计算的方法求出最佳诊断周期。
2.最佳诊断周期的确定
在确定汽车最佳诊断周期时，只依赖理论计算是远远不够的，因为还有很多因素影响着最佳诊断周期。因此，确定诊断周期时，往往是通过计算法、类比法、经验法初选一个诊断周期，然后通过重点考虑影响最佳诊断周期的主要因素，来修正其初选值，最后得到汽车的最佳诊断周期。确定最佳诊断周期时，应重点考虑如下因素。
（1）各构件的故障率不同 汽车是一个不等强度的复杂系统，各机构的故障率及故障间的平均行程一般并不相同。即使是同一总成、机构内的不同零件，其故障率和故障间平均行程也不会相同。从可靠性着想，通常取总成内故障概率最大的零部件的故障间平均行程作为制定诊断周期的依据，而不能仅以计算结果确定最佳诊断周期。另外，由于汽车是由许多总成、机构组成的，不可能对每一个总成或机构都规定一个诊断周期，一般把需要诊断的总成或机构，按诊断周期相近的原则组合在一级诊断中，对汽车执行与现行维护制度类似的分级诊断。
（2）各系统的重要性不同 有关汽车行车安全的系统如转向、制动系统等，在确定诊断周期时，其可靠性始终是首要的，而经济性的考虑则占据次要地位。因此，对于与汽车行车安全有关的系统或机构，不能仅以计算结果为依据建立最佳诊断周期，而应从安全角度出发，以保证足够高的可靠度为条件来确定诊断周期，因而其诊断周期常较其他系统或机构的诊断周期短得多。
（3）汽车技术状况不同 汽车的新旧程度、行驶里程、技术状况等级不同，其最佳诊断周期显然也不会一样。凡是新车或大修车、行驶里程较少的车、技术状况等级为一级的车，其最佳诊断周期长，其余则短。对于大规模的汽车运输企业，由于车辆数量较大，汽车的使用年限不一，技术状况等级不同，因此汽车的无故障行驶里程在很宽的范围内变化。故在确定最佳诊断周期时，应按车种、使用年限、技术状况等级分成若干类别，使每一类车的无故障行驶里程相差不大，并据此分别建立每一类车的诊断周期。
（4）汽车使用条件不同 汽车的使用条件如气候条件、道路条件、装载条件、燃润料质量、驾驶技术等条件不同，其最佳诊断周期显然也不会一样。凡是处于气候恶劣、道路状况极差、经常超载、拖挂行驶、燃润料质量得不到保障、驾驶技术不佳等使用条件的汽车，其最佳诊断周期短，反之则长。
3.推荐的汽车诊断周期
根据交通部《汽车运输业技术管理规定》，我国汽车实行计划预防维修制度，车辆维修必须贯彻“预防为主、强制维护、定期检测、视情修理”的原则。该规定要求车辆二级维护前都应进行检测诊断和技术评定，以确定附加作业或修理项目；又规定车辆修理应根据车辆检测诊断和技术鉴定的结果，视情按不同作业范围和深度进行。既然规定在二级维护前进行检测诊断，则二级维护周期（间隔里程）就可作为推荐的汽车诊断周期，若选择的汽车诊断周期比它长，则就是违规；若比它短，则汽车技术状况还好，是一种浪费。因此，汽车二级维护周期实际上是我国目前汽车的最佳诊断周期。
由于我国地域辽阔，汽车使用条件复杂，车辆结构性能、制造水平不同，因此，我国对各种车型的二级维护周期没有统一的规定。目前，汽车二级维护周期基本上是依据生产厂家汽车使用说明书的规定、车况、具体使用条件来确定。通常，中型货车的二级维护周期约为10000～15000km；轿车二级维护周期约为30000km。