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測功器發(fā)展歷程:
汽車的檢測與診斷的科學定位汽車從發(fā)明到今天已經一個多世紀了。在現(xiàn)代社會，汽車已成為人們工作、生活中不可缺少的一種交通工具。汽車在為人類社會造福的同時，也帶來大氣污染、噪聲和交通安全等一系列的嚴重問題。汽車本身是一個復雜的系統(tǒng)，隨著行駛里程和使用時間的增加，其技術狀況將不斷惡化。因此，一方面要不斷研制性能優(yōu)良的汽車；另一方面要借助維護和修理，恢復其技術狀況。汽車的性能檢測就是在汽車使用、維護和修理過程中對汽車的技術狀況進行測試、檢驗和故障診斷的一門技術。
汽車診斷與檢測，包括汽車診斷技術和汽車檢測技術兩方面的內容，所謂的診斷技術主要是針對汽車故障而言，而檢測技術主要是針對汽車使用性能而言。通過診斷與檢測，可以在不解體情況下判明汽車的技術狀況，為汽車繼續(xù)運行或維修提供可靠依據(jù)。隨著汽車科技含量的迅速增長及汽車保有量的不斷增加，汽車維修方式已轉變?yōu)椤邦A防為主、定期檢測、強制維護、視情修理”的新的維修理念和維修方式，這給汽車的檢測與診斷做出了科學的定位。
隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，汽車檢測已發(fā)展成為一門重要的學科，并在汽車制造、汽車使用、汽車維修和車輛管理部門獲得廣泛應用。另外，隨著電子技術與測控技術的快速發(fā)展，電子化、集成化與智能化測量儀器設備在汽車維修、檢測與診斷中用得越來越多。這就要求測功器檢測人員具備檢測方面的知識，尤其是現(xiàn)代檢測儀器的靈活應用。２．國外汽車檢測技術發(fā)展狀況汽車檢測技術是從無到有逐步發(fā)展起來的，早在２０世紀５０年代以前，國外就已開發(fā)了以故障診斷和性能調試為主的單項檢測技術和生產單項檢測設備。６０年代初期就有美國的發(fā)動機分析儀、英國的發(fā)動機點火試驗儀進入我國，這都是國外早期發(fā)展的汽車檢測設備和儀器檢查的第１個階段，即檢測、診斷設備是以機械結構為主，單機人工操作。雖然檢測、診斷設備和儀器結構較簡單，測試精度也不高，但已從過去的人工定性檢查進化為設備、儀器的定量檢測。從現(xiàn)場或路試發(fā)展為相關性臺架的試驗，不僅省時、省錢而且在檢測數(shù)據(jù)精度上，也是一個質的飛躍。第２個階段是隨著科技進步，國外汽車檢測設備在自動化、精確化和綜合化等方面有了新的發(fā)展，應用新技術，開拓新的檢測領域，研制出許多新型檢測設備和儀器。６０年代國外大量開發(fā)出應用電子、光學、理化與機械相結合的一體化的檢測、診斷設備，并與單板機、單片機或微型計算機相結合，使檢測、診斷設備首先走向單機自動化。例如，非接觸式速度計、前照燈檢測儀、車輪定位儀和尾氣分析儀等。
７０年代以來，隨著計算機技術的發(fā)展，出現(xiàn)了汽車檢測診斷控制自動化，數(shù)據(jù)采集處理自動化，檢測結果直接打印等功能的汽車性能檢測儀和設備。第３個階段是汽車檢測設備智能化，汽車檢測線自動化、智能化和網絡化階段。隨著電子計算機應用技術的發(fā)展，汽車檢測設備向智能化方面發(fā)展，出現(xiàn)了一些具有智能化功能的檢測設備，它們能對設備本身和汽車技術狀況進行檢測，并能判斷出故障發(fā)生的部位，引導維修人員迅速排除故障。如四輪定位檢測系統(tǒng)和電控發(fā)動機綜合檢測儀等。８０年代，出現(xiàn)了集檢測工藝、操作、數(shù)據(jù)采集和打印、存儲與顯示等功能于一體的系統(tǒng)軟件，使汽車檢測線實現(xiàn)了全自動化。這樣不僅可以避免人為的判斷錯誤，提高檢測的精確性和檢測速度，而且可以把受檢車輛的技術狀況儲存在計算機中，既可作為車輛技術性能的檔案資料備查，也可供處理交通事故時參考。第４個階段是汽車檢測、診斷技術已發(fā)展到車載自診斷系統(tǒng)及汽車故障診斷專家系統(tǒng)階段。車載自診斷系統(tǒng)一般是作為汽車結構的組成部分，利用安裝在汽車內各個部位的傳感器，將汽車的主要技術狀況經常地、自動地向駕駛員顯示。顯示方式有聲光訊號，也有數(shù)字式圖形訊號。英國通用汽車公司的車載自診斷系統(tǒng)檢測已采用微機控制，始終維持發(fā)動機及汽車在最佳工況運行，并可對多個檢測項目的參數(shù)進行實時監(jiān)控。美國凱迪拉克轎車系列，日本豐田、本田轎車系列等均已先后采用了車載自診斷系統(tǒng)。車載自診斷系統(tǒng)和汽車故障診斷專家系統(tǒng)的進一步發(fā)展，有更多的汽車性能參數(shù)在這些系統(tǒng)中被檢測出來，甚至可能影響到目前廣泛實行的汽車定期檢查、審驗制度的改變。隨著汽車結構和性能的逐步復雜和完善，人們再使用眼看、耳聽、手摸的原始檢測診斷方法已力不從心。各種故障的檢測診斷涉及到電的、物理的或機械的參數(shù)，比如電流、電壓、電阻、電容、壓力及真空度、速度、加（減）速度、彈簧張力和發(fā)動機正時等。
為了測試這些參數(shù)，美國人發(fā)明了達松伐耳（ＤＡＲＳＯＮＶＡＬ）儀表運動機構。它由一個永久強磁體、兩塊極靴和一個電樞構成。在電樞的一端裝有指針，儀表的刻度分別用安培、伏特、歐姆、轉／分鐘等單位標定，便成為電流表、電壓表、電阻表和轉速表等，多年來萬用表成為人們最常用而簡便的診斷工具，可以說，它是一般檢測診斷儀具的典范。轉速表由電脈沖驅動，斷電器觸點的開啟，使電流中斷，便產生一個電壓脈沖；分電器引進儀表的電流操縱其振動繼電器，它使電容器充電與放電。發(fā)動機的轉速越高，電容器充、放電越頻繁，這使儀表電路中的電流與發(fā)動機轉速成正比，在電路中接入一個毫伏電壓表，與發(fā)動機轉速成正比的電流使該電壓表指針指出轉速值。為了測定當斷電器閉合時分電器凸輪轉過的角度，制成了一種由初級點火電路中的電脈沖操縱的閉合角測定儀。因為６缸發(fā)動機凸輪間的夾角是６０°，觸點閉合角通常為３４°～３８°；８缸發(fā)動機的凸輪夾角是４５°，其觸點閉合角為２６°～３２°，故閉合角測定儀的刻度標定為０°～５０°，可以測試４～１２缸的發(fā)動機斷電器閉合角。點火線圈試驗儀除能檢測初級和次級繞組的電阻外，還由一個小的陰極射線管顯示一個完整的火花周期的波形。電容器試驗儀可測試電容器的串聯(lián)電阻、電容和絕緣性能。電樞測試儀用來檢測發(fā)電機或啟動機的電樞是否短路，檢測時電樞放到有強大的交流磁場的Ｖ形槽中，如果整流子線圈有短路便感應出電流，將試驗用的薄鋼片吸住并產生振動。該儀器還可檢查電刷的搭鐵和磁場線圈的斷路情況。點火正時燈由變壓器、振動器、２６００Ｖ放電電容器、５萬Ω的濾波電阻器和充氣燈管組成，每當一個汽缸火花塞跳火時，白熾的火花閃光都會照亮飛輪上的點火正時記號，頻閃的作用使正時記號被看作是靜止不動的，當發(fā)動機加速，點火自動提前裝置起作用時，點火正時標記會發(fā)生位移。整流器二極管試驗器的電源為１２０Ｖ，其黑線表筆接二極管負極，紅線表筆接二極管正極。測試時若儀表的讀數(shù)為２Ａ（或稍大些），說明二極管正常；測值為零說明其短路；測值為１Ａ，說明二極管斷路。為了測試發(fā)動機的燃燒質量，使用燃燒情況分析器，該儀器電路中有一個惠登斯電橋，其四個電阻中有兩個的電阻值為常數(shù)，另外兩個均是長度精確的白金導線，分別穿過充有空氣和發(fā)動機排氣的管子。發(fā)動機工作時，排氣中的ＣＯ２比空氣的傳熱能力大，因而通過空氣的白金導線與通過ＣＯ２的白金導線的電阻大小不同，于是產生電流在儀表的不同刻度盤上分別顯示出燃燒效率的百分比及可燃混合氣的空燃比，發(fā)動機在怠速、加速和高速等不同工況下，燃燒分析器將有不同的指示值。紅外線測定儀是測試分析汽車排氣中的ＣＯ和ＨＣ成分的。其傳感裝置是一種非分散性的紅外線光學座。它根據(jù)以規(guī)定頻率吸收能量的原理，當ＣＯ和ＨＣ穿過每一光座中的紅外線光束時，能量被吸收或擋住，ＣＯ和ＨＣ的濃度越高，儀器的讀數(shù)越大。早在１９４１年，美國索柯爾 摩別爾石油公司，取得被稱為“光柵掃描”的專利權。它把發(fā)動機工作時各汽缸的點火波形，上下循序地顯示在陰極射線管屏幕上，這就是在發(fā)動機診斷中有著重要價值的示波器。為了完成對發(fā)動機及其附件在模擬道路行駛的工況下的測試，底盤測功器被研制出來。測試時，汽車驅動輪擱置在測功器的兩個滾筒上，其中一個取力滾筒用水力（或電渦流、電感應、摩擦制動）的方法加載，這相當于被驅動的車輪對發(fā)動機施加了運行載荷。
試驗過程中，通過改變負荷和速度，完成對所有行駛工況下汽車的性能測定。近年來，迅速發(fā)展起來的汽車檢測線，可對車輛的四輪定位、側滑、制動、照明及廢氣排放等安全、環(huán)保性能進行全面檢查。隨著科學技術的進步，國外汽車檢測設備在智能化、自動化、精密化、綜合化方面都有新的發(fā)展，應用新技術開拓新的檢測領域，研制新的檢測設備。隨著電子計算機技術的發(fā)展，出現(xiàn)了汽車檢測診斷、控制自動化、數(shù)據(jù)采集自動化、檢測結果直接打印等功能的現(xiàn)代綜合性能檢測技術和設備。例如：國外生產的汽車制動檢測儀、全自動前照燈檢測儀、發(fā)動機分析儀、發(fā)動機診斷儀、計算機四輪定位儀等檢測設備，都具有較先進的全自動功能。進入８０年代后，計算機技術在汽車檢測技術領域的應用進一步向深度和廣度發(fā)展，已出現(xiàn)集檢測工藝、操作、數(shù)據(jù)采集和打印、存儲、顯示等功能于一體的系統(tǒng)軟件，使汽車檢測線實現(xiàn)了全自動化，這樣不僅可避免人為的判斷錯誤，提高檢測準確性；而且可以把受檢汽車的技術狀況儲存在計算機中，既可作為下次檢驗參考，還可供處理交通事故參考。
３．我國汽車檢測技術的發(fā)展歷程汽車問世以來，歷經動力革命、傳動革命，當前正在進行著控制革命，汽車上的電子產品占整車價值的比例，將由目前的１２％～１５％，提高到２００５年的２５％～３０％。最新技術的汽車已從各總成的單獨控制，發(fā)展到動力傳動系統(tǒng)一體化綜合控制，從一般控制發(fā)展到智能化、網絡化控制。為了更好地發(fā)揮汽車的效能，人們在設計制造汽車的同時，也研究汽車的應用技術，其中汽車的故障檢測診斷技術是十分重要的一部分，汽車檢測診斷技術的沿革，大體經歷了３個階段：（１）人工經驗檢測診斷汽車檢測技術是伴隨著汽車技術的發(fā)展而發(fā)展的。由若干零部件、總成組成的汽車，是一個比較復雜的技術系統(tǒng)，各元件之間相互作用的物理量稱為汽車的結構參數(shù)。當某一部分結構參數(shù)達到損壞極限，表現(xiàn)為局部或全部喪失工作能力，這就是汽車有了故障。故障的癥狀有多種表現(xiàn)，憑人的感官和經驗，對故障的原因進行分析判斷，這就是人工經驗診斷，這種診斷方法是試探性的，它不需要儀具設備，全憑診斷者的經驗和技術水平。
在汽車發(fā)展的早期，人們主要是通過有經驗的維修人員通過問、看、嗅、觸、試等方法，發(fā)現(xiàn)汽車的故障，對故障進行粗略的定性分析，并做有針對性的修理。即過去人們常講的“望（眼看）”、“聞（耳聽）”、“切（手摸）”方式。這雖然經濟、方便，但具有很大的盲目性。（２）一般儀具檢測診斷隨著改革開放的深入，汽車保有量的不斷增加，汽車科技含量的迅速增長，傳統(tǒng)的檢測方式已不適應維修形勢發(fā)展的要求�！邦A防為主、定期檢測、強制維護、視情修理”已成為新的維修理念和維修方式。汽車檢測技術是從無到有逐步發(fā)展起來的，早在２０世紀５０年代在一些工業(yè)發(fā)達國家就形成以故障診斷和性能調試為主的單項檢測技術和生產單項檢測設備。２０世紀６０年代初期進入我國的汽車檢測試驗設備有美國的發(fā)動機分析儀、英國的發(fā)動機點火系統(tǒng)故障診斷儀和汽車道路試驗速度分析儀等，這些都是國外早期發(fā)展的汽車檢測設備。２０世紀６０年代后期，隨著汽車技術的進步，國外汽車檢測技術發(fā)展很快，并且大量應用了聲學、光學、電子技術、理化與機械相結合的光機電、理化機電一體化檢測技術。例如，非接觸式的車速儀、前照燈檢測儀、車輪定位儀、廢氣分析儀等都是光機電、理化機電一體化的檢測設備。進入２０世紀７０年代以來，隨著計算機技術的發(fā)展，出現(xiàn)了汽車檢測診斷、數(shù)據(jù)采集處理自動化、檢測結果直接打印等功能的汽車性能檢測儀器和設備。在此基礎上，為了加強汽車管理，各工業(yè)發(fā)達國家相繼建立汽車檢測站和檢測線，使汽車檢測制度化。我國從２０世紀６０年代開始研究汽車檢測技術。為滿足汽車維修需要，當時交通部主持進行了發(fā)動機汽缸漏氣量檢測儀、點火正時燈等檢測儀器的研究、開發(fā)。２０世紀７０年代，我國大力發(fā)展的汽車檢測技術，汽車不解體檢測技術及其設備被列為國家科委的開發(fā)應用項目。由交通部主持研制開發(fā)了反力式汽車制動試驗臺；慣性式汽車制動試驗臺；發(fā)動機綜合檢測儀；汽車性能綜合檢驗臺（具有制動性檢測、底盤測功、速度測試等功能）。進入８０年代，隨著國民經濟的發(fā)展，科學技術的各個領域都有了較快的發(fā)展，汽車檢測及診斷技術也隨之得到快求也與日俱增。我國機動車保有量迅速增加，隨之而來的是交通安全和環(huán)境保護等社會問題。如何保證車輛快速、經濟、靈活，并盡可能不造成社會公害等問題，已逐漸被提到政府有關部門的議事日程，因而促進了汽車診斷與檢測技術的發(fā)展。交通部主持研制開發(fā)了汽車制動試驗臺、側滑試驗臺、軸（輪）重儀、速度試驗臺、燈光檢測儀、發(fā)動機綜合分析儀、底盤測功機等。國家在“六五”期間重點推廣了汽車檢測與診斷技術。（３）現(xiàn)代智能化儀具檢測診斷汽車技術的發(fā)展，使普通儀具檢測診斷暴露出很大的局限性。
為了適應汽車電控系統(tǒng)的檢測診斷，人們開始了對傳感器和微型計算機應用等方面的研究。隨著現(xiàn)代科學技術的進步，特別是計算機技術的進步，汽車檢測技術也飛速發(fā)展。目前人們能依靠各種先進的儀器設備，對汽車進行不解體檢測，而且安全、迅速、可靠。傳感器就是能夠感知并檢查出被觀測對象信息的裝置。汽車電子控制系統(tǒng)機理與結構的復雜性，要求其自身必須建立可靠的故障自診斷系統(tǒng)。１９７９年美國通用公司首次在汽車上運用電子控制裝置ＥＣＵ自診斷系統(tǒng)。該系統(tǒng)由存儲于ＥＣＵ中的軟件及相應的硬件構成。當汽車運行時，ＥＣＵ不斷監(jiān)控系統(tǒng)中各部分的工作情況，如果發(fā)生故障，ＥＣＵ根據(jù)故障的性質和程度，首先進入失效安全模式（也稱安全回家模式），使汽車有可能行駛到附近的維修點排除故障。同時，將故障信息以代碼的形式存貯，汽車維修時，利用專門的儀具和方法提取故障代碼，據(jù)此排除故障后再將其清除。這種汽車自身診斷系統(tǒng)又稱為ＯＢＤ。世界各汽車制造廠商都自行設計了ＯＢＤ的診斷插座，并且定義了各車型的故障碼。ＯＢＤ、ＯＢＤ－Ｉ、ＯＢＤ－Ⅱ是汽車電控診斷的三大系統(tǒng)，１９９４年世界２０％的汽車制造廠商采用ＯＢＤ－Ⅱ標準，１９９５年增加到４０％，１９９６年全面執(zhí)行了該標準。ＯＢＤ－Ⅱ系統(tǒng)具有標準相同的１６腳診斷座，統(tǒng)一了各車型的故障代碼及其含義，具有行車記錄器功能和數(shù)值分析資料的傳輸功能。其測功器資料傳輸線有兩個標準，即歐洲標準ＩＳＯ和美國統(tǒng)一標準ＳＡＥ。１９９６年后，許多美國生產的汽車在配備普通的ＯＢＤ－Ⅱ系統(tǒng)的同時，又增設了加強的ＥｎｈａｎｃｅｄＯＢＤ－Ⅱ診斷系統(tǒng)，它在很大程度上提高了通訊速度，而且增加了對自動變速器、ＡＢＳ和ＳＲＳ系統(tǒng)的診斷。