對基于模糊故障樹的電噴發動機怠速不穩分析

劉陽 楊浩

南陽農業職業學院 河南省南陽市 473000

1 引言

當發動機轉速在穩定轉速上下波動時，被稱之為怠速不穩，在此種情況之下，發動機和車身的振動均比較明顯。而在電噴發動機怠速運轉過程中，也會產生不穩定情況，這種情況出現的主要原因是由于缸內混合燃燒氣體的作用力出現變化，導致活塞在氣缸之中的直線運動受水平方向作用力的影響，讓發動機整體橫向力矩出現不平衡情況，產生抖動現象。

2 電噴發動機怠速不穩的原因分析

2.1 空氣供給系統和燃油供給系統

在空氣供給系統運行過程中，如果進氣歧管或者是進氣總管出現破裂等問題時，以及節氣門出現積碳污垢等，將會促使整個怠速控制閥出現卡滯、阻塞情況，控制線路也會出現接觸不良問題，最終導致整個系統無法對進氣量進行精準控制，造成混合氣體過濃或者是過稀問題出現。受此種情況的影響，發動機在工作過程中無法正常燃燒，進而引起怠速不穩。另外，在燃油供給系統運行過程中，由于電控燃油泵、燃油壓力調節器等故障，同樣也會引發混合器過稀或者過濃問題的出現。其次，如果噴油器出現阻塞或者是滴漏情況，無法按照ECU指示進行噴油，便會影響整個噴油質量，此時發動機同樣會出現怠速不穩情況。

2.2 電子控制系統和機械系統

當空氣流量傳感器、溫度傳感器等傳感器本身或者是電控單元出現故障問題，將會導致噴油量或者點火時間出現失真問題，也會引起發動機怠速不穩問題的出現。在機械系統之中，如果皮帶的安裝位置出現錯誤，氣門的密封不夠緊密，凸輪軸磨損嚴重等，將會直接導致發動機功率出現變化，造成發動機怠速不穩。除此之外，引起電噴發動機怠速不穩的因素還有很多，如空調開關信號失常、空擋啟動開關機控制電路問題等等，需要相關工作人員提高重視程度。

3 電噴發動機怠速不穩的診斷方法

引起發動機怠速不穩故障的原因有很多，牽扯到的系統機構更是多種多樣，維修人員只需要掌握相關科學基礎，便可以憑借自身維修經驗和儀器設備對故障原因進行確定。一般來說，在電噴發動機怠速不穩故障維修過程中，主要涉及到的操作步驟如下：

3.1 詢問駕駛員或車主

維修人員在接到車后應該及時向駕駛員或者是車主詢問發動機不穩現象已經持續了多長時間，確定故障現象都會在什么環境之中出現，在故障出現之前存在何種征兆，還有該車輛在之前都經歷過哪幾項維修，和駕駛員平時的駕駛習慣等等。整體來看，維修人員提出的問題越多，便越接近與故障原因和真相，進而為后續維修工作的開展奠定基礎條件。

3.2 外觀初查

首先，工作人員應該做好發動機外圍的零部件檢查工作，看是否存在零件松動、破損等情況，重點關注漏油、漏氣、漏電等現象。其次，將發動機的機艙蓋打開，仔細觀察內部帶速運轉情況，看發動機轉速指針是否存在偏離正常值的情況。與此同時，還要留心觀察怠速抖動情況發生時，發動機處于無負荷怠速還是有負荷怠速狀態，這對于后續維修工作的開展起決定性作用。最后，注意對排氣管道進行觀察，看是否有黑煙冒出，以及是否存在異響。通過發動機的全面外觀檢查，可以幫助維修人員將檢測范圍縮小，還可以節省維修時間和維修成本，進一步提升維修效率[1]。

3.3 讀取和分析故障碼

在確保發動機溫度正常，排氣系統不存在任何問題之后，維修人員可以將變速桿調節至空擋附近，之后將發動機啟動，讀取其中的故障碼。另外，歷史遺留下來的故障碼很可能會對整個檢測工作帶來影響。因此，一旦在發動機運轉過程中發現此項問題，工作人員一定要做好故障代碼的清除工作，然后將發動機進行正常的關閉和再啟動，并對故障碼進行再次讀取。如果故障碼較為清晰，人們應該按照具體故障碼的提升對維修資料進行查找，進而做到故障的全面排除。如果解碼器之中所顯示的系統屬于正常狀態，此時工作人員更需要對其他部分進行深入檢查，尤其是ECU系統監測不到的地方，避免故障無法在第一時間內被發現。

3.4 數據流的讀取和分析

在現代發動機維修過程中，數據流得到了更加廣泛的應用，可以幫助維修人員在工作之中獲得更多的實施數據，這已經成為了發動機維修人員不可獲取的一項基本技能，需要對數據流之中的信息進行全面研究。站在電噴發動機怠速不穩現象研究角度來說，相關工作人員需要對一些數據變化提高重視程度，如發送機轉速、節氣門開度以及怠速流量學習值等等，借助與相關儀器，將具體的數據變化情況突顯出來，為后續維護工作的開展創造有利條件。

4 基于模糊故障樹的電噴發動機怠速不穩診斷原理及方法

4.1 建立模糊故障樹

在正常怠速運轉過程中，發動機轉速在期望值±10r/min之間變化，基本上可以維持在穩定狀態之中。一旦出現怠速不穩情況，整體怠速期望值將會出現明顯偏差，甚至還會超過±20r/min，進而實現劇烈抖動。在該項故障原因分析過程中，應該將診斷重點放在發動機電控系統之中，由于相關動作的不協調，進而導致混合氣體無法實現正常的燃燒，汽缸整體輸出功率也會發生劇烈變化，產生功率不平衡問題。因此，在該項怠速不穩故障排除過程中，由于故障系統之中的各個零部件相對獨立，工作人員可以將各個系統之中的零部件當做一個子系統進行模式分析，在確定中間事件之后，做到逐級向下建樹。在該種思路的影響下，人們可以利用故障樹頂事件將發動機怠速不穩情況一一表示出來，并確定與之相對應的問題原因。例如，在部件失效分析上，僅僅對突變失效進行考慮是不全面的。所以說，除了一些完全失效的零部件之外，應該對未失效零部件之中的損失考慮在其中，進而做好損失的彌補工作[2]。

4.2 模糊故障樹的結構函數

在模糊故障函數應用過程中，人們可以將模糊集合理論應用其中，進而將所有故障樹中的節點模糊化，確定出每一個模糊時間的隸屬函數，另外，在模糊時間發生程度的確定上，其中有“完全失效”的部件，其隸屬度為1，如果部件之間能夠保持完好狀態，其隸屬度為0，在二者之間連續變化過程中，需要一個過渡環節，這種以模糊事件為主的故障樹便被稱之為模糊故障樹的結構函數。該種函數可以對發動機怠速不穩故障進行深入性分析，具體的函數表達式如下：

4.3 模糊故障樹的分析方法

由于發動機怠速的不穩固，很多零部件的功能得到了退化，進而可以利用模糊數對零件故障發生率進行描述。假設一個零件概率的發生概率在0.025到0.035之間，但具體數值無法得到根本性確定，屬于模糊性問題。因此，在該類問題分析過程中，人們可以將模糊數引入其中。另外，在模糊數概率描述過程中，可以降低事件發生的精確該類獲取難度，還能根據具體判斷情況建立起模糊數的隸屬函數，提升整體結構的靈活性和適應性。而在傳統故障樹分析過程中，整個頂事件的失效概率主要是利用基本事件發生概率來獲取的。整體來看，模糊故障樹的分析主要以描述底事件的發生概率為主，利用模糊算子代替傳統的邏輯門算子，最終得到頂事件模糊數。為了確保研究的深入性和有效性，人們可以利用模糊數對整體事件的發生概率進行滿足，利用模糊數截集進行表示。

4.4 底事件模糊概率重要度分析

站在電噴發動機整體角度來說，各個零部件的重要性不僅與本身結構息息相關，還取決于本身的可靠性程度。根據相關文獻內容，底事件模糊概率重要度可以表示成：

該 式 中，h（p）=h（p1，p2， ……，pn），屬于頂事件模糊故障函數。另外，站在三角形模糊數底事件描述角度來說，需要將具體的事件發生率為描述對象，將其中的概率重要性描述出來，為后續工作的開展創造有利條件。為了配合整個模糊故障樹電噴電動機怠速不穩故障診斷工作，人們可以將故障樹定性和定量分析作用展示出來，利用最小割集法做好不穩定故障系統的最小割集。為了整個分析工作的順利進行，研究人員可以從時間之中抽取一個具體的中間事件，并根據專家經驗得到失效概率，由于故障事件的不同，失效概率也會出現差異性，為了確保工作的穩定性，工作人員也可以將截集區間應用其中[3]。

5 結語

綜上所述，在使用模糊故障樹對發動機怠速故障進行分析過程中，人們應該建立起怠速不穩定故障樹分析系統，進而做好故障系統的定量分析工作，進而將整個系統的可靠性激發出來。與此同時，還可以對系統模糊概率重要度進行全面分析和應用。而在具體的發動機故障排除過程中，應該按照具體的重要性對其進行檢查，進而提升故障排除效果。