測功器發(fā)展歷程:
汽車的檢測與診斷的科學(xué)定位汽車從發(fā)明到今天已經(jīng)一個(gè)多世紀(jì)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(shí)，也帶來大氣污染、噪聲和交通安全等一系列的嚴(yán)重問題。汽車本身是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，隨著行駛里程和使用時(shí)間的增加，其技術(shù)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(hù)和修理，恢復(fù)其技術(shù)狀況。汽車的性能檢測就是在汽車使用、維護(hù)和修理過程中對汽車的技術(shù)狀況進(jìn)行測試、檢驗(yàn)和故障診斷的一門技術(shù)。
汽車診斷與檢測，包括汽車診斷技術(shù)和汽車檢測技術(shù)兩方面的內(nèi)容，所謂的診斷技術(shù)主要是針對汽車故障而言，而檢測技術(shù)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(shù)狀況，為汽車?yán)^續(xù)運(yùn)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(zhuǎn)變?yōu)椤邦A(yù)防為主、定期檢測、強(qiáng)制維護(hù)、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(xué)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(xué)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(yīng)用。另外，隨著電子技術(shù)與測控技術(shù)的快速發(fā)展，電子化、集成化與智能化測量儀器設(shè)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(yīng)用。２．國外汽車檢測技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r汽車檢測技術(shù)是從無到有逐步發(fā)展起來的，早在２０世紀(jì)５０年代以前，國外就已開發(fā)了以故障診斷和性能調(diào)試為主的單項(xiàng)檢測技術(shù)和生產(chǎn)單項(xiàng)檢測設(shè)備。６０年代初期就有美國的發(fā)動機(jī)分析儀、英國的發(fā)動機(jī)點(diǎn)火試驗(yàn)儀進(jìn)入我國，這都是國外早期發(fā)展的汽車檢測設(shè)備和儀器檢查的第１個(gè)階段，即檢測、診斷設(shè)備是以機(jī)械結(jié)構(gòu)為主，單機(jī)人工操作。雖然檢測、診斷設(shè)備和儀器結(jié)構(gòu)較簡單，測試精度也不高，但已從過去的人工定性檢查進(jìn)化為設(shè)備、儀器的定量檢測。從現(xiàn)場或路試發(fā)展為相關(guān)性臺架的試驗(yàn)，不僅省時(shí)、省錢而且在檢測數(shù)據(jù)精度上，也是一個(gè)質(zhì)的飛躍。第２個(gè)階段是隨著科技進(jìn)步，國外汽車檢測設(shè)備在自動化、精確化和綜合化等方面有了新的發(fā)展，應(yīng)用新技術(shù)，開拓新的檢測領(lǐng)域，研制出許多新型檢測設(shè)備和儀器。６０年代國外大量開發(fā)出應(yīng)用電子、光學(xué)、理化與機(jī)械相結(jié)合的一體化的檢測、診斷設(shè)備，并與單板機(jī)、單片機(jī)或微型計(jì)算機(jī)相結(jié)合，使檢測、診斷設(shè)備首先走向單機(jī)自動化。例如，非接觸式速度計(jì)、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(jì)算機(jī)技術(shù)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(jié)果直接打印等功能的汽車性能檢測儀和設(shè)備。第３個(gè)階段是汽車檢測設(shè)備智能化，汽車檢測線自動化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化階段。隨著電子計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，汽車檢測設(shè)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(shè)備，它們能對設(shè)備本身和汽車技術(shù)狀況進(jìn)行檢測，并能判斷出故障發(fā)生的部位，引導(dǎo)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(jī)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(shí)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(shù)狀況儲存在計(jì)算機(jī)中，既可作為車輛技術(shù)性能的檔案資料備查，也可供處理交通事故時(shí)參考。第４個(gè)階段是汽車檢測、診斷技術(shù)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(jié)構(gòu)的組成部分，利用安裝在汽車內(nèi)各個(gè)部位的傳感器，將汽車的主要技術(shù)狀況經(jīng)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(jī)控制，始終維持發(fā)動機(jī)及汽車在最佳工況運(yùn)行，并可對多個(gè)檢測項(xiàng)目的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)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(jìn)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(shí)行的汽車定期檢查、審驗(yàn)制度的改變。隨著汽車結(jié)構(gòu)和性能的逐步復(fù)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(jī)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(jī)正時(shí)等。
為了測試這些參數(shù)，美國人發(fā)明了達(dá)松伐耳（ＤＡＲＳＯＮＶＡＬ）儀表運(yùn)動機(jī)構(gòu)。它由一個(gè)永久強(qiáng)磁體、兩塊極靴和一個(gè)電樞構(gòu)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(zhuǎn)／分鐘等單位標(biāo)定，便成為電流表、電壓表、電阻表和轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速表由電脈沖驅(qū)動，斷電器觸點(diǎn)的開啟，使電流中斷，便產(chǎn)生一個(gè)電壓脈沖；分電器引進(jìn)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(jī)的轉(zhuǎn)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(jī)轉(zhuǎn)速成正比，在電路中接入一個(gè)毫伏電壓表，與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速成正比的電流使該電壓表指針指出轉(zhuǎn)速值。為了測定當(dāng)斷電器閉合時(shí)分電器凸輪轉(zhuǎn)過的角度，制成了一種由初級點(diǎn)火電路中的電脈沖操縱的閉合角測定儀。因?yàn)椋陡装l(fā)動機(jī)凸輪間的夾角是６０°，觸點(diǎn)閉合角通常為３４°～３８°；８缸發(fā)動機(jī)的凸輪夾角是４５°，其觸點(diǎn)閉合角為２６°～３２°，故閉合角測定儀的刻度標(biāo)定為０°～５０°，可以測試４～１２缸的發(fā)動機(jī)斷電器閉合角。點(diǎn)火線圈試驗(yàn)儀除能檢測初級和次級繞組的電阻外，還由一個(gè)小的陰極射線管顯示一個(gè)完整的火花周期的波形。電容器試驗(yàn)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(jī)或啟動機(jī)的電樞是否短路，檢測時(shí)電樞放到有強(qiáng)大的交流磁場的Ｖ形槽中，如果整流子線圈有短路便感應(yīng)出電流，將試驗(yàn)用的薄鋼片吸住并產(chǎn)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(diǎn)火正時(shí)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(dāng)一個(gè)汽缸火花塞跳火時(shí)，白熾的火花閃光都會照亮飛輪上的點(diǎn)火正時(shí)記號，頻閃的作用使正時(shí)記號被看作是靜止不動的，當(dāng)發(fā)動機(jī)加速，點(diǎn)火自動提前裝置起作用時(shí)，點(diǎn)火正時(shí)標(biāo)記會發(fā)生位移。整流器二極管試驗(yàn)器的電源為１２０Ｖ，其黑線表筆接二極管負(fù)極，紅線表筆接二極管正極。測試時(shí)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(jī)的燃燒質(zhì)量，使用燃燒情況分析器，該儀器電路中有一個(gè)惠登斯電橋，其四個(gè)電阻中有兩個(gè)的電阻值為常數(shù)，另外兩個(gè)均是長度精確的白金導(dǎo)線，分別穿過充有空氣和發(fā)動機(jī)排氣的管子。發(fā)動機(jī)工作時(shí)，排氣中的ＣＯ２比空氣的傳熱能力大，因而通過空氣的白金導(dǎo)線與通過ＣＯ２的白金導(dǎo)線的電阻大小不同，于是產(chǎn)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(jī)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(xué)座。它根據(jù)以規(guī)定頻率吸收能量的原理，當(dāng)ＣＯ和ＨＣ穿過每一光座中的紅外線光束時(shí)，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(quán)。它把發(fā)動機(jī)工作時(shí)各汽缸的點(diǎn)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(jī)診斷中有著重要價(jià)值的示波器。為了完成對發(fā)動機(jī)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(shí)，汽車驅(qū)動輪擱置在測功器的兩個(gè)滾筒上，其中一個(gè)取力滾筒用水力（或電渦流、電感應(yīng)、摩擦制動）的方法加載，這相當(dāng)于被驅(qū)動的車輪對發(fā)動機(jī)施加了運(yùn)行載荷。
試驗(yàn)過程中，通過改變負(fù)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(cè)滑、制動、照明及廢氣排放等安全、環(huán)保性能進(jìn)行全面檢查。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，國外汽車檢測設(shè)備在智能化、自動化、精密化、綜合化方面都有新的發(fā)展，應(yīng)用新技術(shù)開拓新的檢測領(lǐng)域，研制新的檢測設(shè)備。隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)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(jié)果直接打印等功能的現(xiàn)代綜合性能檢測技術(shù)和設(shè)備。例如：國外生產(chǎn)的汽車制動檢測儀、全自動前照燈檢測儀、發(fā)動機(jī)分析儀、發(fā)動機(jī)診斷儀、計(jì)算機(jī)四輪定位儀等檢測設(shè)備，都具有較先進(jìn)的全自動功能。進(jìn)入８０年代后，計(jì)算機(jī)技術(shù)在汽車檢測技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)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(shí)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(zhǔn)確性；而且可以把受檢汽車的技術(shù)狀況儲存在計(jì)算機(jī)中，既可作為下次檢驗(yàn)參考，還可供處理交通事故參考。
３．我國汽車檢測技術(shù)的發(fā)展歷程汽車問世以來，歷經(jīng)動力革命、傳動革命，當(dāng)前正在進(jìn)行著控制革命，汽車上的電子產(chǎn)品占整車價(jià)值的比例，將由目前的１２％～１５％，提高到２００５年的２５％～３０％。最新技術(shù)的汽車已從各總成的單獨(dú)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(wǎng)絡(luò)化控制。為了更好地發(fā)揮汽車的效能，人們在設(shè)計(jì)制造汽車的同時(shí)，也研究汽車的應(yīng)用技術(shù)，其中汽車的故障檢測診斷技術(shù)是十分重要的一部分，汽車檢測診斷技術(shù)的沿革，大體經(jīng)歷了３個(gè)階段：（１）人工經(jīng)驗(yàn)檢測診斷汽車檢測技術(shù)是伴隨著汽車技術(shù)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(gè)比較復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)，各元件之間相互作用的物理量稱為汽車的結(jié)構(gòu)參數(shù)。當(dāng)某一部分結(jié)構(gòu)參數(shù)達(dá)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(jīng)驗(yàn)，對故障的原因進(jìn)行分析判斷，這就是人工經(jīng)驗(yàn)診斷，這種診斷方法是試探性的，它不需要儀具設(shè)備，全憑診斷者的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)水平。
在汽車發(fā)展的早期，人們主要是通過有經(jīng)驗(yàn)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(jìn)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(jīng)濟(jì)、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(yīng)維修形勢發(fā)展的要求。“預(yù)防為主、定期檢測、強(qiáng)制維護(hù)、視情修理”已成為新的維修理念和維修方式。汽車檢測技術(shù)是從無到有逐步發(fā)展起來的，早在２０世紀(jì)５０年代在一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家就形成以故障診斷和性能調(diào)試為主的單項(xiàng)檢測技術(shù)和生產(chǎn)單項(xiàng)檢測設(shè)備。２０世紀(jì)６０年代初期進(jìn)入我國的汽車檢測試驗(yàn)設(shè)備有美國的發(fā)動機(jī)分析儀、英國的發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)故障診斷儀和汽車道路試驗(yàn)速度分析儀等，這些都是國外早期發(fā)展的汽車檢測設(shè)備。２０世紀(jì)６０年代后期，隨著汽車技術(shù)的進(jìn)步，國外汽車檢測技術(shù)發(fā)展很快，并且大量應(yīng)用了聲學(xué)、光學(xué)、電子技術(shù)、理化與機(jī)械相結(jié)合的光機(jī)電、理化機(jī)電一體化檢測技術(shù)。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(jī)電、理化機(jī)電一體化的檢測設(shè)備。進(jìn)入２０世紀(jì)７０年代以來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)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(jié)果直接打印等功能的汽車性能檢測儀器和設(shè)備。在此基礎(chǔ)上，為了加強(qiáng)汽車管理，各工業(yè)發(fā)達(dá)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(jì)６０年代開始研究汽車檢測技術(shù)。為滿足汽車維修需要，當(dāng)時(shí)交通部主持進(jìn)行了發(fā)動機(jī)汽缸漏氣量檢測儀、點(diǎn)火正時(shí)燈等檢測儀器的研究、開發(fā)。２０世紀(jì)７０年代，我國大力發(fā)展的汽車檢測技術(shù)，汽車不解體檢測技術(shù)及其設(shè)備被列為國家科委的開發(fā)應(yīng)用項(xiàng)目。由交通部主持研制開發(fā)了反力式汽車制動試驗(yàn)臺；慣性式汽車制動試驗(yàn)臺；發(fā)動機(jī)綜合檢測儀；汽車性能綜合檢驗(yàn)臺（具有制動性檢測、底盤測功、速度測試等功能）。進(jìn)入８０年代，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域都有了較快的發(fā)展，汽車檢測及診斷技術(shù)也隨之得到快求也與日俱增。我國機(jī)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(hù)等社會問題。如何保證車輛快速、經(jīng)濟(jì)、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(guān)部門的議事日程，因而促進(jìn)了汽車診斷與檢測技術(shù)的發(fā)展。交通部主持研制開發(fā)了汽車制動試驗(yàn)臺、側(cè)滑試驗(yàn)臺、軸（輪）重儀、速度試驗(yàn)臺、燈光檢測儀、發(fā)動機(jī)綜合分析儀、底盤測功機(jī)等。國家在“六五”期間重點(diǎn)推廣了汽車檢測與診斷技術(shù)。（３）現(xiàn)代智能化儀具檢測診斷汽車技術(shù)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(yīng)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(jì)算機(jī)應(yīng)用等方面的研究。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，汽車檢測技術(shù)也飛速發(fā)展。目前人們能依靠各種先進(jìn)的儀器設(shè)備，對汽車進(jìn)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(jī)理與結(jié)構(gòu)的復(fù)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(yùn)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(yīng)的硬件構(gòu)成。當(dāng)汽車運(yùn)行時(shí)，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(zhì)和程度，首先進(jìn)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(diǎn)排除故障。同時(shí)，將故障信息以代碼的形式存貯，汽車維修時(shí)，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(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)，１９９５年增加到４０％，１９９６年全面執(zhí)行了該標(biāo)準(zhǔn)。ＯＢＤ－Ⅱ系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)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(gè)標(biāo)準(zhǔn)，即歐洲標(biāo)準(zhǔn)ＩＳＯ和美國統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)ＳＡＥ。１９９６年后，許多美國生產(chǎn)的汽車在配備普通的ＯＢＤ－Ⅱ系統(tǒng)的同時(shí)，又增設(shè)了加強(qiáng)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。