进气门

故障现象 一辆2005款宝马740Li车，搭载N62B40A发动机，累计行驶里程约为26.3万km。热机状态下将发动机熄火，约10 min后重新起动，发动机偶尔会怠速抖动；将发动机熄火后立即重新起动，发动机工作正常，且车辆行驶一切正常。该车因上述故障在其他维修厂维修，维修人员用故障检测仪检测，提示气缸4失火，调换点火线圈和火花塞后试车，故障依旧；测量气缸压力，也正常；接着又更换了喷油器、VANOS电磁阀及VANOS执行器，但故障依旧，于是将车开至我厂寻求技术支持。故障诊断 接车后反复试车，故障出现。用故障检测仪检测，读得故障代码“29D3 DME熄火，7缸”，读取发动机运转平稳性数据，发现气缸7的运转平稳性数值为5.71，偏大，说明气缸7发生失火。用pico示波器和WPS500X压力传感器测量排气脉动和气缸7的点火波形（图1），分析可知，气缸7点火后180°曲轴转角与360°曲轴转角之间的排气脉动异常，而此阶段正好对应气缸7的排气行程，这进一步验证气缸7发生失火。之前是气缸4失火，现在怎么会变成气缸7失火了呢？观察气缸7的点火波形（初级点火波形），排除点火系统故障的可能。图1　排气脉动和气缸7的点火波形 测量故障出现时的进气脉动和气缸1的点火波形（图2），借助WOT（Waveform Overlay Tool，波形叠加工具，输入点火顺序可以生成发动机工作循环图，红色区域为做功行程，灰色区域为排气行程，蓝色区域为进气 行程，黄色区域为压缩行程）进行分析，发现气缸7进气门打开时对应的进气脉动波形下拉明显不足，由此推断气缸7进气不足。图2　故障出现时的进气脉动和气缸1的点火波形 如图3所示，宝马可变气门升程系统通过在其配气机构上增加偏心轴、气门伺服电动机、中间推杆等部件来调节进气门升程，调节范围为0.3 mm ~ 9.85 mm。分析认为气缸7进气不足是由进气门升程过小引起的，可能的原因有：气门摇臂故障；进气液压气门间隙补偿器（HVA）故障；气门升程调节机构（偏心轴、中间推杆、调节板等）故障；机油压力不足。本着由繁入简的原则，首先测量机油压力。1—气门伺服电动机；2—蜗杆轴；3—复位弹簧；4—槽板；5—进气凸轮轴；6—调节板；7—进气HVA；8—进气门；9—排气门；10—排气HVA；11—排气滚子式气门摇臂；12—排气凸轮轴；13—进气滚子式气门摇臂；14—中间推杆；15—偏心轴；16—蜗轮图3　宝马可变气门升程系统结构 测得热机怠速时（此时故障没有再现）的机油压力约为1 bar（1 bar=100 kPa，图4a），明显偏低（正常为2 bar左右）；将发动机熄火，长时间停放后测得冷机怠速时的机油压力不足1 bar（图4b），异常（正常为4 bar左右）。图4　故障车的机油压力 拆检机油滤芯，滤芯很脏（图5）；拆下机油泵总成，进一步拆解发现溢流阀安装孔壁磨损严重（图6）。诊断至此，推断机油滤芯脏堵及溢流阀磨损泄压导致机油压力不足，使进气HVA偶尔工作不良，气门升程过小，进气量不足，以致发动机热机状态下气缸随机失火。图5　机油滤芯很脏图6　溢流阀安装孔壁磨损严重故障排除 更换机油、机油滤芯及机油泵总成后反复试车，故障不再出现，故障排除。

茶是世界上最有价值和最流行的饮品之一，茶叶不仅可以提高机体免疫力，而且可以对抗疾病。红茶在世界茶产品中是主流的消费产品，中国生产的祁门红茶是世界三大高香红茶之一，它具有独特的果香气味，受到很多人的青睐。随着人们对红茶需求的不断增加，红茶的品质越来越受到重视。目前，茶叶市场存在以次充好的现象，但仅凭感官评价正确分辨茶叶品质好坏是比较困难的，而无损检测具有快速、精确和评价标准稳定的特点，因此实现茶叶的快速无损鉴别是十分必要的。本文利用近红外高光谱成像系统(900~1700 nm)对祁门红茶的6个等级进行分类，比较分析了PCA、MDS、t-SNE和Sammon四种不同降维技术，建立SVM和极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)模型并生成高光谱图像像素空间分类图。应用的900-1700nm高光谱相机，可采用杭州彩谱科技有限公司产品FS-15。短波近红外高光谱相机，采集速度全谱段可达200FPS,被广泛应用于成分识别，物质鉴别，机器视觉，农产品品质，屏幕检测等领域。1.2实验方法1.2.1数据采集近红外高光谱采集仪的光谱范围为900~1700 nm,光谱分辨率为3nm,共256个波段。在实验中将茶叶样本均匀的平铺在直径为5cm,高为2cm的圆形容器中，放在前进速度为1.68 cm/s的移动台上进行图像采集，曝光时间为20 ms,镜头与样本之间的距离为32 cm。为避免外部光线影响，高光谱图像的采集过程在暗箱中进行。原始高光谱图像噪声较大，故对其进行图像校正。本文采用黑白校正和最小噪声分离变换(Minimum Noise Fraction,MNF)方法对原始数据进行去噪处理。使用ENVI5.3软件，提取50×50像素中心区域作为感兴趣区域(Region of Interest,ROI),计算其平均光谱作为样本的原始光谱。各等级的茶叶样本按照3:2分为训练集和测试集，训练集包含288个样本，测试集包含192个样本。1.2.2数据处理1.2.2.1数据预处理图像采集过程中受到暗电流噪声、探测器灵敏度和光学传输特性等因素影响，导致采集的图像质量受到影响，需要对采集图片进行黑白校正。在相同的采集条件下，分别采集反射率接近100%的白帧图像和反射率接近为0%的黑帧图像。2结果与分析2.1 样本光谱特征由于卤素灯在初始阶段光照强度不均匀以及仪器噪声影响，为了保证数据的准确性和实验结果的可靠性，剔除900~980 nm和1650~1700 nm,选取光谱范围在980~1650 nm的203条光谱带作为祁门红茶的原始光谱数据。所有样本的原始光谱曲线如图1所示，光谱数据受到随机噪声和散射效应的干扰，需要对其进行预处理。本文对原始光谱分别采用SG平滑滤波(Savitzky-Golay Filtering,SG)、标准正交变换(Standard Normal Variate,SNV)、多元散射校正(Multiplicative Scatter Correction,MSC)、SG-SNV和SG-MSC等算法对数据进行预处理。SG可以消除或减弱随机噪声，SNV和MSC用来校正散射现象，SG-SNV和SG-MSC对原始算法进行了优化。实验结果表明，SG-SNV预处理效果优于其他算法。该算法有效地修正了光散射引起的光谱基线漂移问题，使光谱的吸收峰位置更加突出，光谱曲线如图2所示。祁门红茶6个等级的平均光谱曲线如图3所示，不同等级的茶叶在三个峰处反射率差别较明显。由此可知，高光谱成像技术可建立分类模型对6个等级的祁门茶叶进行识别。2.2 高维数据可视化利用MDS、Sammon、t-SNE和PCA等算法对高光谱图像进行高维数据的低维可视化。实验结果如图4所示，不同颜色的聚类代表不同的茶叶等级，只有t-SNE可以将6个等级的茶叶明确区分。如图4(a)、图4(b)、图4(d)所示，MDS和PCA不能将G1和G4完全区分开，Sammon不能将G5、G6以及G1、G3完全区分开，主要原因是该样本具有相似的光谱特征。与PCA和MDS相比，Sammon对6个等级祁门红茶的可视化效果较差。由于Sammon映射没有显式地表示转换函数.该算法只是提供了一种度量方法来衡量转换结果，故分离簇的能力不强。PCA和MDS无法保持高维空间的数据结构，因其只利用了远处数据点的信息，所以分离簇能力较弱。如图4(c)所示，与其他算法相比，t-SNE能够捕获数据的非线性和邻域信息，故可呈现较好的可视化效果。由实验结果可知，t-SNE识别最大分离簇数的能力优于PCA、MDS和Sammon。光谱数据进行判别的实验结果。其中，SVM模型惩罚系数c为1.2,核函数系数g为2.8,ELM模型的隐层节点数为5。由实验结果知，SVM和SG-SNV-SVM模型，训练集和测试集的准确率分别为100%。ELM模型的识别效果较差，ELM模型的训练集和测试集准确率分别为90.27%和85.93%,SG-SNV-ELM模型的训练集和测试集识别率分别为98.61%和96.35%。预处理之后的SVM模型分类精度没有发生变化，而经过预处理的ELM模型分类精度显著提高。由此可知，SG-SNV预处理对ELM得到有效应用。图5是不同模型的混淆矩阵结果。图5(a)混淆矩阵结果存在较多识别错误，G2中10个样本和3个样本被分别识别为G1和G4,G3中3个样本被识别为G4,G4中3个样本被识别为G3,G5中1个样本和3个样本被分别识别为G4和G6,G6中4个样本被识别为G5。图5(b)混淆矩阵结果出现少量识别错误，G3中1个样本被识别为G1,G4中4个样本被识别为G2,G6中1个样本被识别为G5。图5(c)和图5(d)的混淆矩阵结果完全正确。为了可视化6个等级祁门红茶的差异，对不同等级茶叶的像素光谱信息建立SVM和ELM识别模型，实验结果如图6示。如图6(a)所示，提取灰度图像，如图6(b)、图6(c),祁门红茶等级分类图由上到下依次为一级、二级、三级、四级、五级和六级。由图6(b)所示，SVM模型将6个等级的祁门红茶识别为各自相应的等级，但也存在一些像素点分类错误，特别是圆形容器边缘的误分类尤为明显。由图6(c)所示，ELM模型的分类图中不仅边缘像素存在误分类，而且各等级之间存在严重误分类。除去边缘分类错误，造成不同等级茶叶误分类的主要原因是光谱的相似性。误分类的另一个原因可能是茶叶的纯度，例如，将低等级的茶叶掺入高等级茶叶中进行混合售卖盈利。SVM模型的识别结果优于ELM模型。因此，SVM有较好的识别效果和性能。3结论本文利用近红外高光谱成像技术，结合SNV-SG、PCA、MDS、Sammon及t-SNE算法，基于光谱特征，分别建立祁门红茶等级快速无损识别的SVM模型和ELM模型。结果显示，t-SNE能更好地分离不同等级的祁门红茶，其高维空间邻近数据点的信息可以保持低维空间中的数据结构。基于光谱特征的SVM模型和ELM模型的测试集识别率分别为100%和96.35%。因此，近红外高光谱成像技术结合机器学习在茶叶产品分类的应用领域具有很大潜力。

尾气检测造假溯源：安车检测、南华仪器山东遭查 中国版“尾气门”　　编者按/ 从检测者到生产检测设备者的全链条式造假，令汽车尾气检测这一重要环保举措形同虚设，令公众惊诧。但相比于德国大众尾气排放造假，这件牵涉更广阔的丑闻，在被曝光6个月后，仍未有全面查处和深度纠正，一方面因相关部门不作为，深层则在于源头监管缺失、部门间利益掣肘̷̷　　一线调查　　尾气检测造假溯源：安车检测、南华仪器山东遭查　　触痛中国的雾霾时聚时散，控霾手段持续升级，但在公众敏感的汽车尾气领域，一场从检测机构到检测设备生产企业造假的现象，在被媒体曝光6个月后，至今仍未见最终处理结果。这让新近实施的《环境监测数据弄虚作假行为判定及处理办法》面临尴尬。　　近日，《中国经营报》记者独家获得的山东省环保厅调查报告显示，多家尾气检测公司涉嫌提供造假数据。在央视2015年9月曝光山东等四省在内的机动车尾气检测数据造假黑幕后，各省至今没有任何问责。　　山东作为我国机动车保有量第二大省，在曝光尾气检测造假后，相关部门的态度，一度被业界指责为“凸显尾气检测背后利益博弈”——相比山东省环保厅调查的积极态度，济南市环保局则匆匆回应“设备合格”，在有关部门被举报“行政不作为”后，环保部在山东推行的尾气大数据检测试点企业却遭到有关部门调查。　　业内专家在接受本报记者采访时表示，我国机动车尾气检测造假问题突出，已经出现了系统性、全产业链的监测设备和监测数据造假利益链条。机动车尾气检测成了环境监测数据造假的“重灾区”。　　本报调查发现，在数据造假背后，更存在跨部门沉珂及“红顶产业”链条，这导致绝大多数检测设备在生产环节中即“裸奔”，缺乏源头上的监管。　　2015年，德国大众汽车在美国的柴油车尾气排放造假被曝光，并随即成为震惊世界的丑闻，而我国这种“全链条式”尾气造假，被业界认为比前者更具广泛性和严重性。也因此，专家建议应对具有主观故意的检测数据造假行为、及相关设备生产的“留后门”行为进行严罚。　　曾在媒体曝光三天后即表示“没有发现不合格仪器设备”的济南环保局副局长秦立华，在2016年2月19日接受本报采访时则称，目前省环保厅仍在组织调查过程中。　　全链条造假　　2015年9月12日，央视《焦点访谈》曝光了包括山东等四省在内的机动车尾气检测数据造假黑幕：黄牛收钱让尾气超标严重的车辆顺利通过检测 生产厂家指导检测机构造假 设备生产时即存在可以更改数据的“后门”̷̷这一新闻旋即引爆舆论，不少评论认为，公众积极配合以车辆限行控霾，但车辆尾气检测却如此造假，令限行政策打折，更有舆论对尾气检测之外的相关检测真实性产生质疑。　　记者发现，在上述丑闻被曝光的6个月中，除了山东省环保厅积极调查外，其他各省至今没有下文。　　根据报道，山东华兴汽车检测服务有限公司、济南正元机动车检测有限公司、济南君冠机动车检测有限公司三家企业，因通过短时拔取集气管、替换车辆检测数据等违法手段，为多辆机动车出具虚假检测报告分别被当地环保部门罚款5万元。　　同年9月18日，山东省环境保护厅向省内各市环保局发出《关于开展全省机动车环保检测线专项整治的通知》，要求重点检查检测仪器设备、检测控制系统、数据传输系统等环检线各个环节，凡存在参数修改、模拟软件等功能，可用于检测数据造假的或设置造假装置的，必须停检查处，限期整改 凡具有造假隐患的设备，要予以曝光，依法取消环检资格，并不再对相应设备进行联网验收。　　该通知还明确要求，“将此次曝光的深圳市安车检测股份有限公司、佛山市南华仪器股份有限公司等公司生产的检测设备作为重点，实行逐台检查。”　　截至目前，山东省环境保护厅的调查结果仍未公布。《中国经营报》记者从有关渠道独家获得汽车尾气核查报告。　　报告称，安车公司供应的“简易瞬态工况法”检测设备没有相同名称的《制造计量器具许可证》和《计量检定合格证》，不符合我国计量法第五条中的双证管理要求，也不符合山东省环保厅于2011年颁发的《山东省机动车环保检验运营技术规范》第6条对检测设备的要求。检测数据不合法。　　核查发现，“安车公司提供的检测设备软件程序存在数据造假、严重作弊情况，能够自动出具虚假数据，安装了假软件程序。”　　“检测系统软件设计混乱，版本较多，检测过程中缺少过程数据监控功能，控制软件设计存在后门文件，可实现修改、取消监控功能，跳过自检项目等功能，存在严重的数据篡改和作弊问题。”另外，地方环保局监控平台缺少过程数据监控的有效手段，无法掌握区域污染物排放真实情况，不能对检测作弊进行有效防控。　　对南华公司的技术核查报告称，“南华公司提供的检测设备软件程序自动出虚假的数据，安装了假软件程序。”　　在《焦点访谈》曝光尾气造假的第三天，即9月14日，长期负责机动车排放检测机构建设及检测设备验收工作的济南市环保局副局长秦立华等人在新闻发布会上宣布“经过核查，这3家企业的仪器设备符合发证期间的标准要求，到目前为止，还没有发现不合格的仪器设备。”　　秦立华在2016年2月19日接受《中国经营报》记者采访时表示，关于检测机构和设备造假提供虚假数据等，山东省环保厅正在组织调查。“至于焦点访谈报道后，关于设备合格问题，主要依据检测设备是否获得制造器具许可证，许可证是必须的。”　　2015年，德国大众汽车在美国的柴油车尾气排放造假被曝光，并随即成为震惊世界的丑闻，而我国这种“全链条式”尾气造假，被业界认为比前者更具广泛性和严重性。也因此，专家建议应对具有主观故意的检测数据造假行为、及相关设备生产的“留后门”行为进行严罚。　　试点企业遭查　　目前， 在世界科研领域形成共识的是，汽车尾气是机动车污染物排放总量的主要来源，其排放的氮氧化物和颗粒物超过90%，碳氢化合物和一氧化碳超过80%，这也是造成光化学烟雾和灰霾的主要原因。也因此，控霾对于城市和人口集中地区而言，以控制尾气排放为目标的车辆限行措施被普遍推行，并获得公众积极配合。　　事实上，早在几年前，有关部门就已开始重视尾气检测造假问题。2011年，环保部曾发布《关于开展机动车环保检验机构检查整治工作的通知》。该通知称，“一些地区机动车环保定期检验工作暴露出检测程序不规范、检测设备可靠性差、从业人员技术水平低等问题，个别地区甚至出现了玩忽职守、弄虚作假行为，严重影响了机动车污染防治政策措施的实施效果，造成了极为不良的社会影响。”　　国家“机动车排放简易工况检测装备国产化项目”总负责人、北京中关村空气污染防控联盟理事会主席颜梓清公开接受媒体采访时曾表示：“南华公司、安车公司销售的此类设备约占全国市场总量的80%以上，非法收入超过10亿元，每年出具虚假检测报告涉及的非法收费约80亿元。”　　颜梓清说，除南华公司和安车公司外，其他此类设备供应商在国内供应的“简易瞬态工况”也存在同样的问题，全国约有95%的检测机构使用了“汽车排放气体测试仪等冒充简易工况法”在向社会车辆出具虚假检测报告。　　《中国经营报》记者获得的一份内部文件显示，山东省环保厅曾对检测设备做过一次摸底调查显示，2014年山东省对183家检测机构647条检测线的设备自查发现，除北京和佛山两家公司外，其他厂商的检测设备均为拼凑而成，约占95%。　　山东省开始着手解决尾气造假。为此，2015年年底国家环保部将机动车污染综合性防控试点项目——云检测——放在济南。公开信息显示，云检测可以做到对尾气检测全过程进行质量监控，可杜绝检测作假，保证检测数据准确。　　然而，《焦点访谈》曝光的尾气丑闻却迟迟没有结果。来自有关内部材料显示，致力于尾气治理的专业人士于2015年年底向山东省纪委、环保厅和质量技术监督局递交了举报有关部门和有关个人“行政不作为”材料。　　结果，环保部在山东的试点企业却遭到调查。《中国经营报》记者获得的由山东省质量技术监督局于2015年12月31日出具的通知书显示，驾道山东检测运营服务公司因涉嫌基本条件和技术能力不符合资质要求等，应接受调查。　　驾道山东检测运营服务公司有关人士则表示，该公司是国务院、环保部等授权并获得各项资质的试点企业。　　据报道，在2015年环保部第一阶段对京津冀、长三角、珠三角9个城市的污染源解析中，北京、杭州、广州、深圳等城市的首要污染物的主要贡献者。四川大学催化材料研究所所长陈耀强曾在接受媒体采访时表示，机动车尾气中含有多环芳烃等16种高致癌物质，可进入人的血液，且我国人口的高度集中分布导致机动车的集中分布，机动车尾气已对城市居民健康造成严重威胁。　　而机动车这种流动性污染源仅靠区域性防治，监管难度大，不少车辆到没有开展尾气检测的地方取得环保合格标志，成为监管者面临的难题。　　也因此，限行措施之外，更严格的、从源头上进行的车辆尾气排放监测、检测，被学者认为应当成为控霾的深度措施，且近年来，各级政府实施了多项治理措施，如建立在用车尾气监测、环保标志核发等管理制度，逐步提高机动车排放标准和油品质量，各地加速淘汰老旧车和黄标车。　　“源头裸奔”困境　　山东省环保厅技术核查专家审核组组长姚圣卓接受《中国经营报》记者采访则表示，根据我国《计量法》要求“向社会出具公众数据的计量器具必须取得《制造计量器具许可证》”。“市场上几乎所有的尾气检测设备都没有取得制造计量器具许可证，而负责该项工作的则是质量技术监督部门。”　　本报记者查阅发现，国家质量技术监督局没有将“国标(GB18285-2005)”附录B《汽油车简易稳态工况排放检测系统》和附录D《汽油车简易瞬态工况排放检测系统》纳入到我国《依法管理的计量器具目录(型式批准部分)》中 也就是说，现在90%以上尾气检测机构购买的《简易工况法设备》根本就没有取得《制造器具许可证》，生产源头就没有监管。　　“导致机动车尾气检测全行业普遍造假现象，公正计量和检测数据质量监管部门有不可推卸的责任。” 颜梓清向《中国经营报》记者表示。　　业界认为，在这样的背景下，极易促生“红帽子产业”链条。调查显示，各省质监局唯一委托的计量检定机构是各省的“计量科学研究院”，其技术考核内容所依据的，是被指责完全脱离国家标准要求的技术指标，甚至将污染物排放质量“毫克/秒”(mg/s)流量测试改为稀释氧浓度测试，对“变载荷加载滑行、响应时间、加载误差、一致性、压力、温度、流量重复性”等关键性指标完全不予测试。　　有关举报认为，山东省环保厅发现的检测造假的情形，并不是检测机构所能做到的，而是检测设备制造商供应了假冒伪劣不符合国家相关标准的“简易瞬态工况”的检测设备。　　原因则在于，真正的“简易瞬态工况检测方法”，其最重要的技术功能即可以通过软件程序，实现对各项检测指标在标准化条件下的过程控制，而针对各种人为造假或操作不当造成检测数据异样时，则可以进行报警和采取禁止检测措施。　　这就导致检测机构使用“汽车排放气体测试仪”等冒充“简易瞬态工况法”以求获得设备合格《计量检定证书》，而国家并没有颁发“汽车排放气体测试仪”相应的技术标准，且计量检定和检验机构资质认定(CMA)时，相关机构没有对软件控制系统进行审查。　　资料显示，有关人士向山东以及国家环保部、国家质检总局举报了南华公司、安车公司、其他公司和山东省95%的排放检测机构涉嫌使用“汽车排放气体测试仪等冒充简易瞬态工况法”骗取《机动车排放尾气检测实验室》的资质认定《计量认证(CMA)》，并向社会车辆出具“简易瞬态工况法”的虚假检测报告。　　业内人士认为，要治理尾气污染，尾气检测必须重构秩序和标准，《环境监测数据弄虚作假行为判定及处理办法》只能是权宜之计。　　根据《环境监测数据弄虚作假行为判定及处理办法》要求，社会环境监测机构以及从事环境监测设备维护、运营的机构，如果有篡改、伪造监测数据或出具虚假监测报告的，该机构和涉及弄虚作假行为的人员列入不良记录名单，并报上级环境保护主管部门，禁止其参与政府购买环境监测服务或政府委托项目。