电控汽油发动机故障诊断方法的研究 文献综述.doc

重庆理工大学毕业论文 文献综述电控汽油发动机故障诊断方法的研究 摘要：本篇论文主要介绍电控汽油发动机故障诊断方法和技术，电控发动机的结构特点、电喷汽油发动机典型和常见的故障诊断方法、电控发动机的故障和原因、故障诊断思路关键字：电控发动机结构特点、典型和常见故障诊断方法、常见故障和原因、故障诊断思路研究背景：近半个世纪以来，人们对轿车的经济性和舒适性要求继续上升，随着技术的不断发展在汽车应用中电控发动机取代了原来的化油器发动机，并成为现代汽车的动力设备。电子控制的发动机相对向化油器发动机的最大差异在于燃料供给系统。电控发动机燃油供给系统取消了化油器，但增加了电子控制设备的数量，包括许多传感器，执行器和ECU 。这些电子自动控制装置，用于控制汽车的各种系统和电气设备，电子控制和标准化的连接，使整车的性能更加完善。由于电子控制装置发动机电子控制的增加，发动机的整个结构（包括电子控制系统）更复杂和精密，汽车的故障诊断与维修都要求一个更高的水平。汽车发动机故障是多样化的，从主要的机械故障到电子故障的变化，但电子控制的很多我们的服务人员和技术人员都不是很熟悉这部分，这更增加了故障排除的困难。本文旨在介绍电控发动机，电控发动机的研究和常见故障，电控发动机常见故障及故障诊断方法及各种原因，让技术人员了解电控发动机，以及各种故障判断，提高维修和检查工作和其他技术人员的工作效率，提高服务质量。1、电控发动机结构特点：电控发动机的主要构成部分有电脑、传感器、执行元件，通过这些部分来智能的控制发动机，电控燃油发动机和化油器式发动机的最大区别就在于他们的燃油供给系统，电控发动机的燃油供给系统，去除了化油器，在发动机上增加了不少电子自动控制装置。2、汽车计算机控制系统故障类型汽车计算机控制系统故障是指计算机控制系统全部或局部丧失控制功能、控制功能发生偏差的现象。汽车计算机控制系统故障按各控制系统分为发动机控制系统故障、自动变速器控制系统故障，ABS/ASR控制系统故障、SRS控制系统故障、悬架控制系统故障等。按故障能否重现分为偶然性故障和重复性故障； 按汽车计算机自诊断有无指示分为自诊断故障和无自诊断故障&；按故障现象数分为单一故障和多重故障；按汽车计算机控制系统的组成分为传感信号故障、执行器故障和计算机故障；按故障特征分为温度特征故障、工况特征（车速、转速、油门开度、里程等）故障、时间特征故障、环境（天气、季节等）特征故障、行驶与操纵特征（车身震动、转向、制动等）故障等。13、故障诊断原则731先筒后繁、先易后难32先思后行、先熟后生33先上后下、先外后里34先备后用、代码优先4、汽车计算机控制系统故障诊断基本流程汽车计算机控制系统故障诊断基本流程为) 确认故障分析故障原因制定诊断方案检测故障点确诊故障点排除故障确认故障排除。15、汽车电控系统故障诊断仪器25.1采用汽车万用表汽车万用表是汽车电子控制系统一个基本的测试仪器，具有体积小，操作简单，使用方便，价格便宜等优点，因此已成为现代汽车维修人员进行必要的测试仪器。汽车万用表主要测试参数是：交直流电压，电流，电阻，发动机转速，点火闭合角，占空比，频率，温度，注射时间。汽车万用表分为普通和智能两种。智能汽车万用表的基础上，增加了普通型自动量程切换，平均最高和最低显示，峰值捕捉相对值测量，模拟条形图显示指针，触发脉冲信号电平调节和背光功能测试功能更加完善。5.2智能汽车示波器智能汽车示波器近年来出现的是一个小型多用途测试设备发动机控制系统，智能汽车示波器自身配有微处理器，具有很强的处理能力。所以都采用菜单式操作，因此很容易为初学者掌握，使用液晶屏显示使体积大大减小，重量也大大降低，携带用于现场使用非常方便，现场维修店提供了极大的方便。通常情况下，该设备将示波器（包括点火示波器和数字存储示波器功能），以及汽车万用表功能集于一身，因此该设备是目前中、小型汽车维修企业的首选产品。5.3读码器这是早期的汽车电控系统的诊断设备，它只有读取和清除故障码的功能，具有体积小巧、携带方便、操作简单、价格便宜等优点。这类设备读出故障码后还需要从设备使用手册或维修手册中查出故障码的含义以便进一步检修。此类设备通常制作成专用于某一厂牌汽车的产品。读码器仅适用于对汽车电控系统做简单的分析，因此比较适合作为汽车专修厂的班组及个人对汽车电控系统做初步检查时使用，同时也可以作为驾驶员的随车检测设备 。5.4解码器解码器是在读码器的功能上增加了显示故障码内容的测试设备，这样就无需再从使用手册或维修手册中查找故障码内容了。5.5扫描器扫描器通常是在解码器的功能上增加了汽车电控系统数据扫描显示功能以及其他辅助功能的测试设备。它最重要的特点在于不仅可以对汽车电控系统自诊断故障码进行读清操作同，时还可以通过数据扫描显示功能对整个汽车电控系统做更进一步的动态分析，它可以方便地反映出故障码所指示出的电路或元件的实际运行参数以便快速的分析诊断出故障部位。5.6 专用诊断仪专用诊断仪是各汽车厂家生产的专用测试设备。它除具有读码、解码、数据扫描等功能外还，具有传感器输入信号和执行器输出信号参数修正实验，电控系统参数调整以及系统匹配和标定防，盗密码设定等专业功能。专业诊断仪是汽车生产厂家专门配备给其特约维修站的测试设备它具有专业性强、测试功能完善等优点 ，是汽车专修，厂的必备设备。5.7 综合测试仪随着汽车电控系统诊断设备的发展结，综合上述诊断和分析设备于一体的综合测试设备应运而生，它既能完成诊断仪串行通讯测试内容也能完成分析仪并行在线式测试内容。集两种设备于一身，一机两用甚至一机多用，这就是汽车电控系统综合测试设备。6、电控发动机典型和常用故障诊断方法6.1直观诊断7很多时候通过直观的检查就能找到故障原因或重要线索，诊断人员运用实践经验和号业知识，依靠直观的感觉印象、借助简单上具，采用“望、问、闻、切”等手段，进行检查、试验和分析。查明故障原因和故障部位。6.2波形分析法诊断电控发动机起动故障3诊断原理：运用WaveStarTM软件分析研究传感器异常波形与正常波形的差别和特征，通过喷油器的波形分析，探讨运用波形分析方法实现对电控发动机起动困难故障的快速准确诊断。实验程序：在分析转速传感器工作性能与发动机故障特征时，为了使研究结果具有代表性和可比性，须设置典型实验工况。实验过程中，在每个试验工况点均由电涡流测功机等一起测量和计算发动机的转矩和功率，由燃油流量计测量燃油消耗量，由发动机排放分析仪检测发动机废气排放中CO、CH、NOx等有害物质含量自行研制的故障模拟试验台用来模拟传感器故障，数字存储示波器用来采集和分析传感器信号波形，计算机用来计算分析比对波形、编辑处理数据文件等。6.3汽车故障自诊断系统4汽车故障自诊断的基本原理故障自诊断模块监测的对象是电控汽车上的各种传感器（如空气流量传感器）、电子控制系统本身以及各种执行元件（如继电器），故障判断正是针对上述3种对象进行的。故障自诊断模块共用汽车电子控制系统的信号输入电路，在汽车运行过程中监测上述3种对象的输入信息，当某一信号超出了预设的范围值且这一现象在一定的时间内不会消失，故障自诊断模块便判断为这一信号对应的电路或元件出现故障，并把这一故障以代码的形式存入内部存储器，同时点亮仪表盘上的故障指示灯。针对3种监控对象产生的故障，故障自诊断模块采取不同的应急措施。汽车故障自诊断的组成从上述基本工作原理分析来看，故障自诊断模块应该包括：监测输入电路、逻辑运算及控制、程序及数据存储器、备用控制回路、信息和数据驱动输出等模块，总体结构如图1所示。6.4数据流分析5当遇到出现故障而没有故障码的情况时，最为可行的办法就是使用故障诊断仪进行数据流检测，分析电控系统静态或动态数据状况，从而找出故障所在部位。常用数据流分析方法1数值分析法数值分析是对数据的数值变化规律和变化范围的分析。在电控系统运行时，ECU以一定的时间间隔不断地接收各传感器传送的输入信号，并向各执行器发出控制指令，对某些执行器的工作状态还根据相应传感器的反馈信号加以修正。通过对实际检测数值和标准数值的比较，可以直观地判断故障所在部位。2时间分析法时间分析是对数据变化的频率和变化周期的分析。ECU在分析某些数据参数时，不仅要考虑传感器的数值，而且要判断其响应速率，以获得最佳效果。氧传感器的信号分析常采用此法。3因果分析法因果分析是对相互联系的数据间响应情况和响应速度的分析。各系统的许多控制参数是有因果关系的。ECU根据得到的一个输入信号发出一个输出控制指令信号，在认为某个过程有问题时可以将这些参数连贯起来观察，以判断故障所在部位。4关联分析法关联分析是对互为关联的数据间存在的比例关系和对应关系的分析(指几个参数之间的逻辑关系)。ECU对故障的判断通常是根据几个相关传感器信号的比较，当发现它们之间的关系不合理时，会给出一个或几个故障码。但并不能判断该传感器不良，而要根据它们之间的相互关系作进一步的检测，才能得到正确的结论。5比较分析法比较分析是对相同车种及系统在相同条件下的相同数据组进行的分析，在没有足够的详细技术资料和详尽的标准数据、无法很正确地断定某个器件的好坏时采用。此时可与同类车型或同类系统的数据加以比较。在检修中使用替代法进行判断，也是一种简单的方法，但在替代之前应做一定的基本诊断，在基本确定故障趋势后，再替换被怀疑有问题的器件。对间歇性故障出现瞬间的某个或某几个数据值变化的对比分析可以容易地诊断出故障原因。数据流分析的一般步骤1有故障码时的分析步骤在进行故障码分析并确认有故障码存在时，可以直接找出与该故障码相关的各组数据进行分析，并根据故障码设定的条件分析故障码产生的原因，进而对数据的数组及波形进行分析，找出故障部位。2无故障码时的分析步骤在确认无故障码时，可以从故障现象人手，根据控制系统的工作原理和结构推断相关数据参数，然后运用数据流分析方法对相关数据参数进行观察和全面分析。7、汽车电控发动机常见故障和原因6电控发动机的常见故障如下：起动困难；怠速不稳；热车怠速不稳；发动机回火；发动机运转无力；发动机有间歇性故障；缺缸喘振：耗油量过大；加速不良等症状。每一种故障的产生都有可能有多种原因。71 启动困难的主要原因(1)起动转速低，应检查蓄电池电源、电路接触、起动机状态等；(2)点火系统不良，高压火花不正常；(3)燃油泵供油不足、油路堵塞等；(4)冷起动喷油器及其控制回路不良；(5)怠速补偿系统不良；(6)点火时间不当，过早或过晚；(7)水温传感器不良；(8)进气系统严重漏气，混合气太稀；(9)电插头松动不牢，元件不工作。7.2怠速不稳主要的原因(1)进气系统出现问题，使混合气过稀；(2)辅助空气阀运转不正常；(3)喷油器喷油不均；(4)点火时间不正确或者是点火系统有问题；(5)气门间隙不正确；(6)冷起动喷油器漏油等。73 发动机运转无力的主要原因(1)燃油压力低，供油不畅；(2)点火系统不良或点火正时不当；(3)发动机压缩系统不良；(4)空气流量计或进气压力传感器不足；(5)发动机磨损严重，气缸压缩力不足。74发动机有间歇性故障的原因(1)电线接头松动，逐项拧紧固牢；(2)检查点火系统及各缸高压火花；(3)检查分电器的状态；(4)检查真空管是否有漏气；(5)人为地振动，观察故障现象是否变化。75热车怠速不稳的原因(1)怠速控制阀或其回路不良；(2)氧传感器不良：(3)热车无修正信号；(4)水温传感器不良；(5)排气再循环系统不良：(6)点火系统不良。76发动机回火的原因(1)混合气过稀、燃烧速度缓慢；(2)点火系统不良或点火时间过晚；(3)燃油供给系统不良，供油不足；(4)进气系统漏气，混合气过稀；(5)气门间隙不当，气门动作不正常；(61排气系统不畅通；(7)点火顺序错乱。参考文献：1刘志忠;汽车计算机控制系统故障诊断方法J;汽车电器;2005年04期2周凡;汽车电控系统故障的诊断方法J;交通标准化;2006年Z1期3王平福,代新雷,毕李格,边耀璋;用波形分析法诊断电控发动机起动故障J;汽车器;2005年06期4杨利强,明平顺,张腊梅;汽车故障自诊断系统及使用J;汽车电器;2005年12期5 彭小红;王可;数据流分析在电控汽车故障诊断中的应用J;公路与汽运;2009年05期6 李滟泽;汽车电控发动机常见故障及其诊断方法J;机电技术;2010年04期7魏启广；电控发动机故障分析与诊断；科技传播；2011年17期8 杜金铃；汽车电控发动机系统故障诊断与维修；黑龙江科技信息；2012年34期9 周遊孙、晟新；波形