自动变速器故障树诊断方法分析常见故障

第3章故障树分析法的简介

随着科技的不断发展，自动变速器在汽车上的应用已经越来越普及。但是，自动变速器的总体结构复杂以及多变的挡位机械传动和油路循环，使维修起来存在一定的困难。若以故障树分析法，根据其组成，分别对故障现象件进行故障分析，分析故障模式和引起该模式的直接原因、次级原因及最基本的原因，建立故障树，则使维修变得简单易行。同时故障树分析法也是本设计的重要诊断方法之一。

3.1故障树诊断方法的简介

故障树分析法是一种将系统故障形成的原因由总体至部分逐级细分的分析方法。它能分析可能造成系统故障的各种因素(包括硬件、软件、环境及人为因素)，其目的在于判明基本故障、确定故障原因和故障发生的概率。由于用于表示故障因素间逻辑关系的图形很像一倒放着的树枝，因此又称为树枝图分析法。目前，故障树分析法已经是常用的汽车诊断分析方法。

故障树分析法用于汽车诊断，不仅可根据汽车故障与引起故障的各种可能原因之间的逻辑关系构成逻辑框图，并据此对故障原因进行定性分析；还可以在此基础上，运用逻辑代数对故障出现的可能性大小进行定量分析。

故障分析程序简图如图3-1所示。

3.2故障树的建立

常用符号建立故障树时，常把所研究的故障和引起故障的原因统称为事件，并根据事件的不同性质分为4类，即：要分析的故障事件、暂时不分析和发生概率很小的事件、偶尔性非故障事件、基本事件4类。汽车的各系统和零部件之间是相互联系的，因此上述事件之间也是相互关联的。事件之间的关系通常有两种：“与”逻辑关系和“或”逻辑关系。事件性质和事件间的逻辑关系常用规定符号表示，见表3-1。

建立故障树时，首先要分析的故障事件扼要地写在故障树顶端，记为“T”，称为顶事件；把与故障事件有直接关系的事件作为第二级事件并写在顶事件下方，记为“A”；继续分析还可以列出第三级、第四级、……，直至列出不能继续分

析的基本事件（记为“x”）为止；分析过程中暂时不分析的省略事件记为“D”。分析事件性质和各级事件间的关系，并用上表中所示符号表示，就形成了故障树。在故障树中，每一级事件都是上一次事件的直接原因，同时又是下一次事件的直接原因，上下级事件之间存在着“或”或者“与”逻辑关系。

图3-1故障分析程序简图

3.3故障树的分析方法

(1) 定性分析故障树定性分析的任务是寻找引起所研究故障事件的基本事

件及其影响途径，此任务可通过分析故障事件与基本事件的关系得以解决。

（2）定量分析故障树定量分析的目的是估计故障事件出现的概率，以评价系统的可靠性。

表3-1故障树常规符号

汽车故障的发生具有随机性，属偶然事件，其发生的可能性大小可用发生概率的大小度量。故障树中的上、下级事件间不是孤立的，而是以“或”或转让“与”

逻辑关系相联系的。运用概率论中“和”事件和“积”事件的概率计算公式，则可以根据基本事件的发生概率，逐级推算，直至求出故障事件的发生概率。

若基本事件1x ，2x ，…，n x 间相互独立，并已知发生概率P （i x ），则 “与”事件12n T x x x =∙∙∙ 的发生概率为

1()()

n

i i p T P x ==∏

“和”事件 12n T x x x =+++ 的发生概率

[]

1()11()n

i i p T P x ==-∏-

第4章丰田A340E自动变速器常见故障的故障树分析

丰田A340型自动变速器常见的故障有：汽车不能行使、自动变速器打滑、换挡冲击、升挡过迟、不能升挡、频繁跳挡、不能强制降挡、挂挡后发动机易怠速熄火、无超速挡、无前进挡、无倒挡和自动变速器异响等。

这里以自动变速器故障导致的汽车不能行使为例，对自动变速器故障导致的汽车不能行使现象的故障建立故障树，并进行故障树的分析。

4.1自动变速器故障导致的汽车不能行驶故障简介

1. 自动变速器故障导致的汽车不能行使故障现象

（1）无论操纵手柄位于倒档、前进档或前进低档，汽车都不能行驶。

（2）冷车起动后汽车能行驶一小段路程，但稍一热车就不能行驶。

2. 自动变速器故障导致的汽车不能行使故障原因

（1）自动变速器油底壳被撞坏，液压全部漏光。

（2）操纵手柄和手动阀摇臂之间的连杆或拉索松脱，手动阀保持在空挡或停车挡位置。

（3）油泵进油滤网泄漏。

（4）主油路严重泄漏。

（5）油泵损坏严重。

4.2 对自动变速器故障导致的汽车不能行使建立故障树

以汽车不能行使故障作为故障树的顶事件，以先前故障采集和原因分析为基础，依次选取各层次级事件及基本事件，利用演绎推理法，结合事件符号和逻辑门符号构建该变速器故障树，如图4-l所示。

由于该变速器是机械系统，各部件之间没有冗余，逻辑门只有“或”门一种形式，少有“与”门出现。

图4-1 汽车不能行使故障树

设图中各事件分别为：T 为汽车不能行使; 1A 为机械故障；2A 油压不足引

起的故障；3A 为手动阀不工作；4A 为输入轴故障；5A 为行星齿轮故障；6A 为输出轴故障；7A 为超速挡离合器失效；8A 为油泵故障；9A 为自动变速器又故障。

1X 为换挡操纵手柄及手动滑阀摇臂之间的连杆松脱；2X 手动滑阀保持在空挡或者停车位置；3X 为换挡操纵手柄及手动滑阀摇臂之间的拉锁松脱；4X 为输入轴连接的液力变矩器涡轮损坏；5X 为输入轴损坏；6X 为行星齿轮机构磨损严重；

7X 为行星齿轮缺齿严重;8X 输出轴损坏；1D 为输出轴连接差速器间的故障；9X 为超速离合器密封圈损坏；10X 为超速离合器摩擦片打滑；11X 为油泵严重损坏；

12X 为油泵的进油滤网堵塞；13X 为油泵油封泄漏；14X 为油底壳被撞，严重破裂；

15X 为主油路泄漏。

4.3故障树定性分析

定性分析的目的是弄清系统出现某种故障(顶事件)有多少种可能性，可通过分析故障树，确定系统的最小割集来解决．最小割集的常见求法有布尔代数化简法、行列法和结构法3种．布尔代数化简法的基本思想是：任何一个故障树都可以用布尔函数来描述并化简布尔函数，其最简析取标准式中每个最小项所属变元构成的集合便是最小割集．根据布尔代数的性质，可把任何布尔代数化为析取标准式，其形式如下：

121ni

n i

i f A A A A ==+++=∑

然后利用布尔代数的逻辑运算法则进行化简，得到最简析取标准式．按上述步骤定性分析图2.1的故障树，过程如下:

123491215T A A A A A X X X =+=+++=+++

得到最小割集分别为：{1X }、{2X }、{3X }、{4X }、{5X }、{6X }、{7X }、{8X }、{9X }、{10X }、{11X }、{12X }、{13X }、{14X }、{15X }．可见每个基本事件都是自动变速器故障导致的汽车不能行驶的故障模式，即此故障树有15种故障模式，任何一个基本事件的发生都会导致定事件的发生．由于各个最小割集都