簡論基於故障樹分析的汽車空調系統故障診斷研究分析
簡論基於故障樹分析的汽車空調系統故障診斷研究分析
引言
隨著現代汽車技術的不斷髮展和對汽車舒適性能要求的不斷提高，汽車空調系統功能也日趨完善系統，車載裝備率也越來越高。在汽車維護過程中，特別是夏季，汽車空調系統屬於高發故障。由於其結構的封閉性與複雜性，使許多故障症狀與原因之間的關係極不明朗且錯綜複雜，導致維修人員不能及時對故障原因做出科學的判斷。為了快速、準確地對汽車空調故障進行診斷，在對既往故障進行大量統計的基礎上，引入故障樹分析法，為空調系統的設計與維修提供了科學依據，為檢測、隔離及排除故障提供指導。
1故障樹分析法
故障樹分析法(FTA)是對複雜系統進行可靠性分析的有效工具，它將系統故障發生的故障事件從總體到部分、從系統到元件按樹狀進行逐級細化分析，以進一步判明基本故障，確定故障原因，確定各故障原因事件對故障症狀發生的影響程度及結構重要度。
故障樹分析法故障診斷步驟如下：
第一步，廣泛蒐集實際故障診斷的第一手資料，分析、歸納並提煉出典型故障，建立故障症狀與故障原因集。
第二步，頂事件選擇。選好頂事件有利於使整個系統故障分析相互聯絡起來。確定頂事件時應找出所有故障模式，選擇對系統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立事件以供分析。
第三步，故障樹的構建。找出故障症狀、故障原因的層級關係，確定構建連線事件與事件的邏輯結構圖，即故障樹。把系統最不希望發生的故障事件作為故障分析的目標，即頂事件;然後找出直接導致這一故障事件發生的全部原因(包括硬體、軟體、環境、人為因素等)即中間事件;一級一級地找尋，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透過建立故障樹透徹瞭解系統，找出系統中的薄弱環節，以便改進設計，提高系統可靠性、安全性和可維修性。
第四步，對故障樹進行分析。透過分析在於尋找導致頂事件發生的所有可能的故障模式集合，幫助分析人員發現潛在的故障，可用於指導故障診斷，改進使用和維修方案。
2汽車空調故障診斷研究
2.1頂事件的選擇
對於在用汽車空調，不同汽車製造商都有著不同的'設計，但基本結構及故障型別基本相同。汽車空調常見故障一般分為：電氣故障、機械故障、製冷劑和冷凍機油引起的故障。其表現為系統不製冷、製冷不足或產生異響，其中製冷不足是空調使用中最為典型的故障現象。
下面結合一輛2007款豐田凱美瑞轎車，應用故障樹理論，以汽車空調製冷不足為頂事件進行故障診斷研究。
2.2故障樹的構建
凡是引起風量不足的一切因素，均可以導致系統製冷不足。當風量正常時，壓縮機運轉正常而系統高低壓側壓力不正常及壓縮機運轉不正常的所有因素也會引起製冷不足。
2.3對故障樹進行分析
故障樹分析是尋找導致頂事件發生的原因或原因組合，識別導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(故障症狀)最少應該注意到哪些底事件(故障原因)。現採用下行法求解汽車空調製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
在實際空調製冷故障排除中，為迅速準確地確定故障源，提高排故效率，需綜合考慮實際維修經驗、空調系統歷史故障資料、各個部件的可靠性、空調電腦中故障程式碼(自動空調中電腦有故障自診斷功能)和部件的維修方便性等資訊。
在故障分析中，一般是由簡到繁、由易到難。
首先檢查電源、保險絲、開關、熱敏電阻和外部接線，經檢查發現電源工作正常，保險絲、開關、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範圍：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髒汙或堵塞，蒸發器有無結霜;再察看感溫包安裝是否合適，壓縮機襯墊與閥門是否有損壞，壓縮機與電磁離合器運轉是否正常，有無松曠等。經檢查，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。
透過以上分析，可初步確定汽車空調製冷不足主要與製冷管道製冷迴圈流量的量有關，與貯液器、膨脹閥的效能有關。因此，為防止汽車空調製冷不足故障，應加強對空調製冷系統的維護與保養，管道不能出現破損、髒堵等現象，尤其要特別重視貯液器、膨脹閥的設計、維護與使用。
3總結
本文運用故障樹分析法研究了2007款豐田凱美瑞轎車空調製冷系統。結果表明，故障樹分析法能夠形象、直觀地反映故障症狀與故障原因間的因果關係，為在設計、維護和維修汽車空調製冷系統提供了良好的依據，有利於進一步提高汽車空調製冷系統工作的可靠性與安全性水平。故障樹分析理論可以進一步將常規的故障診斷方法和計算機技術有機地結合起來，形成專家系統，為空調系統進行更有效的故障診斷。