汽车故障产生的原因
汽车故障产生的原因 Prepared on 24 November 2020
汽车故障产生的原因
汽车故障生成原因由外因和内因两个部分组成，其中外部原因主要由环境因素、人为因素和时间因素引发，而内部原因则主要由物理、化学或机械的变化因素导致。导致汽车故障生成的内部原因称为故障机理。
汽车故障生成的外因
汽车故障生成的外部原因主要由环境因素、人为因素和时间因素三个方面引发。外界施加于汽车的各种条件、客观环境等均称为环境因素。因而环境因素可以包括力、能、温度、湿度、振动、污染物等外界因素。这些环境因素将以各种能量的形式对汽车产生作用，并使机件发生磨损、变形、裂纹以及腐蚀等各种形式的损伤，最终导致故障的发生。环境因素的主要影响和造成的典型故障如表4。汽车在设计、制造、使用和维修过程中，始终都包含着人为因素的作用在内，特别是早期故障的发生大部分都可以归因于人为因素。时间因素。通常都把机械指标（如强度、精度、功率等）当作随时间而变化的内容来考虑。因为即使是和设计要求完全相符的机械经过长年累月的使用，其特性指标都会因为温度、湿度、负荷等影响而随时间发生变化。上述的环境因素、人为因素等是促使汽车发生故障的诱因，就其广义来讲也都将时间因素考虑在内。如施加应力的先后顺序、单位时间内应力循环的频率、疲劳裂纹扩展的速度以及负荷时间与无负荷时间的比例等都是故障诱因的时间因素。
表4 环境因素的主要影响和造成的典型故障
汽车故障生成的内因（故障机理）
(1) 机械零件
根据机械零件的类型、使用环境和故障表现形式，机械零件的故障机理通常可以归纳为磨损、变形、断裂、裂纹和腐蚀等几个方面。磨损是指相对运动的零件物质由于摩擦而不断损耗的现象。按照磨损的机理，磨损又可分为磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损。变形是指机件在外部载荷以及内部应力作用下发生形状和尺寸变化的现象。根据外力去除后变形能否恢复而分为：弹性变形和塑性变形两种。断裂是指机件在承受较大静载荷或动载荷时，达到材料的强度极限或疲劳极限时断成两个或几个部分的现象。断裂又可分为疲劳断裂、静载断裂和环境断裂三种。裂纹是指机件表面出现局部断裂的现象。裂纹的发展过程为：裂纹产生、裂纹扩展和最终断裂三个阶段。裂纹属于可挽救故障，断裂属于无可挽救故障。裂纹的形态和成因都很复杂，很难区分裂纹的类型。腐蚀是指金属机件表面接触各种介质后相互之间发生某种反应而逐渐遭到损坏的现象。腐蚀按照损坏机理可分为化学
腐蚀和电化学腐蚀两种。
(2)电器元件
根据电器元件的类型、使用环境和故障表现形式，电器元件的故障模式和机理通常可以按照电器元件的种类来划分类别。常见电器有：电阻器、电容器、接插件、焊接件、线圈、集成电路芯片、电机及变压器等。电阻器在电子设备中使用的数量很大，而且是一种发热元器件。在电气设备故障中电阻器失效导致的占有一定的比例。电阻器大多数情况是致命失效，常见的有：断路、机械损
伤、接触损坏、短路、击穿等。接触件是指用机械压力使得导体与导体接触，并具有导通电流功能的元器件。通常它包括：开关、插接件、继电器和启动器等。接触件的可靠性较差，往往是电子设备或系统可靠性不高的关键因素。开关件和插接件以机械故障为主，电气故障为次，故障模式主要是磨损、疲劳和腐蚀等。
汽车故障的模式
汽车故障症状的种类很多，造成故障的原因更是多种多样，但是我们对各种各样的故障原因进行汇总时就会发现，千变万化的故障原因归结到根本上就是汽车故障的模式。故障的模式是对故障原因的本质性描述。
汽车常见的故障模式如下：
(1) 元件损坏型：由于元器件、零部件损坏、变形导致的故障模式。
(2) 元件退化型：由于元器件、零部件老化、退化导致的故障模式。
(3) 元件错用型：由于元器件、零部件被错用、错换导致的故障模式。
(4) 安装松脱型：由于安装不到位、锁定不牢导致的故障模式。
(5) 装配错误型：由于装配失误、装配不当导致的故障模式。
(6) 调整不当型：由于调整参数及间隙不当导致的故障模式。
(7) 润滑不良型：由于润滑油质量、黏度及压力流量不当导致的故障模式。
(8) 密封不严型：因磨损引起机械部件间密闭不严导致的故障模式。
(9) 油液亏缺型：由各种油液亏损导致的各总成机构装置等工作失常导致的故障模式。
(10) 气液漏堵型：由于各种气体液体管路泄漏、堵塞导致的故障模式。
(11) 结焦结垢型：由于各部分结焦、结垢、生锈、氧化等导致的故障模式。
(12) 相互干涉型：由于机械部件发生运动干涉导致的故障模式。
(13) 控制失调型：由于机械控制及电子控制失调导致的故障模式。
(14) 匹配不当型：因控制电脑软硬件及动力传动匹配不当导致的故障模式。
(15) 紧急模式型：因控制电脑处于备用模式导致故障现象发生的故障模式。
(16) 短路断路型：由于汽车各部电路短路、断路导致的故障模式。
(17) 漏电击穿型：由于电器、电子元器件漏电击穿、搭铁导致的故障模式。
(18) 接触不良型：由各种开关、插头、接地点接触不良导致的故障模式。
(19) 线路损伤型：由于线路烧坏、机械破损等原因导致的故障模式。
(20) 虚焊烧蚀型：由于虚焊和烧蚀导致的电路板及插头插座故障模式。
汽车故障原因分层
对汽车故障原因进行分层时，首先应该明确什么是故障症状什么是故障原因搞清楚两者之间的联系和区别。例如：汽车动力不足是故障症状，是可以感觉到的，而混合气过稀可以说是动力不足的一个原因，但不能把混合气过稀说成症状。因为混合气过稀是不能被感觉和察觉到的，但混合气过稀有可能导致进气系统回火现象的发生，所以出现进气系统回火是混合气过稀的一个症状，而混合气过稀是进气系统回火的原因。如果动力不足的功能性症状伴随着进气系统回火的警示性症状同时出现，就可以初步判断出这个故障原因可能是混合气过稀。
一个故障的症状出现首先有一个症状现象在汽车整体中的定位问题，例如，汽车动力不足是一个对整车性能描述的症状，
这个症状的定位是整个汽车。但发动机动力不足则是对汽车的发动机总成的性能症状描述，这个症状定位是总成。而进气系统回火则是发动机总成中一个系
统工作现象的症状描述，这症状定位是系统。又如，配气机构异响，这是对一个机构工作异常的症状描述，这个症状定位是机构。而燃油管泄漏则是对一条管线的工作状况出现异常的症状描述，这个症状的定位是管线。轮胎爆裂的症状是对部件外观异常的症状描述，这个症状的定位是部件。
综上所述，对症状描述时首先要对症状在汽车上出现的结构定位进行分级。汽车作为一个整体定位第一级，按照汽车结构的组成，汽车由发动机、底盘、电器和车身四个部分组成，以这四个部分定位的是第二级。然后再往下取发动机部分，发动机由一个机体、两个机构、五个系组成，以这些机构和系统定位的为第三级。再往下取燃油系统，燃油系统由供油部分、喷射部分和控制部分组成，以这三部分定位为第四级。再取供油部分，这部分由油泵、滤清器、油管、调节器等组成，以这几个部件定位为第五级。这里滤清器是最小配件，调节器是一个装置，油管是管线，而油泵却是个小总成。对于装置和小总成还要继续分级定位，直到不可再分的零部件为止。表5表示了症状的分级。从表5可以看出，下一级的症状就是上一级的原因。例如：燃油混合气稀（第三级）是造成发动机动力不足（第二级）的一个原因。同时，燃油压力低（第四级）又是混合气稀（第三级）的原因。因此，可以确定故障症状按照汽车结构是分级定义的，而故障原因按照汽车结构又是分层描述的。
上述汽车动力不足的故障症状，最终的一个故障原因是调压器回油阀密封圈装配损伤，导致回油阀关闭不严，进而使得回油阀漏油，再进一步造成调压器功能失效，导致燃油压力下降，接着致使燃油混合气变稀，并促使发动机动力降低，最后形成汽车加速不良的症状出现。这就是故障症状逐级定义和故障原因的分层描述（见图8）。
最低层的上一层是故障的最小损坏点，也是故障诊断过程中要发现的最小可更换的零部件。找到这一点并更换掉损坏的零部件（或者修复最小损坏点）后，故障症状即可消除，但故障诊断排除的工作并没有完结，因为还必须找到造成这个零部件损坏（或最小损坏点出现）的真正原因，也就是最低层原因。最低层的是最终原因，它是导致最小(不可分割)零部件损坏的原因。查明最终原因的目的是为了确定导致故障发生的根本原因,也是为了防止在更换该零部件或修复损坏点之后故障再度发生的可能性。汽车故障症状的表现可以出现在任何一个级别上。以汽车整车性能异常为症状表现形式的故障症状发生在第一级，例如；上述举例的汽车动力不足。如果故障症状是发动机怠速抖动，这就是发生在发动机部分的故障，它的症状定位在第二级。如果故障症状为高压点火漏电，则为
点火系统故障，症状定位在第三级。依此类推，当故障发生在最小（不可分割）部件时就是最后一级的症状了，再往下就是故障原因了。例如：灯泡烧坏，症状发生在最小部件上，再继续往下找就是原因了，如内因（灯泡漏气、灯丝老化），外因（散热通风不好）。这种情况只有一级症状和一层原因。显然，根据汽车症状出现的部位，可以对症状的起点进行定位，然后向下逐层分析原因。下面以整车动力不足为例，逐级分析症状，逐层查找原因，如图9所
示。
综上所述，汽车故障症状是可以感觉和察觉到的故障现象。故障现象按照发生的部位从汽车整车、汽车的组成部分、总成、系统、装置、机构、管线、元件来分级定义。通常定义故障症状时，应该选择可以被感觉和察觉到的现象作为故障症状，尽量不选择要通过检测才能发现的现象来定义症状。例如：燃油压力高这种现象不是能够被感觉和察觉到的，必须经过油压测试才能确定，这样燃油压力高就不应该是故障症状，而是故障的原因了。对于隐蔽性（检测性）故障只能用检测结果作为故障症状，如尾气冒黑烟、呛鼻异味，这是可以察觉和感觉到的排放故障，故障症状可以用冒黑烟、呛鼻异味来定义。但是如果尾气排放并没有异色异味出现，但经过检测仍然发现尾气排放超过标准，这时故障的症状就只能用排放数值超标来定义了。
汽车故障原因按照发生的部位从汽车整车、汽车组成的部分、总成、系统、装置、机构、管线、元件等来分层描述，通常定义故障原因时，应该区分是哪一级症状下的哪一级原因。除了最后一级症状有最终原因外，通常某一级症状下会有多级原因直至最终原因