（光学工程专业论文）基于autobase的发动机故障自诊断系统研究.pdf

study of auto engine fault diagnosis system based on autobase a dissertation submitted for the degree of master candidate：xiang lei supervisor： prof. jian xiaoping associate prof. lin guangyu changan university, xian, china i 摘摘 要要 随着电子技术的不断发展，由于电控系统的复杂性不断增加,电子模块的应用越来 越多；并且汽车发动机结构日益复杂，功能日益扩展，导致汽车发动机故障诊断的难度 也越来越大。 传统的汽车发动机故障诊断方法已经难以满足当前汽车发动机故障诊断在 实时性、准确性上的要求。为了进一步提高汽车发动机诊断效率，电控发动机故障自诊 断系统孕育而生了。 故障自诊断系统(obd)已经成为汽车电控发动机上的不可缺少配置。 本文在研究了目前汽车发动机故障自诊断系统的基础上， 以发动机传感器为诊断对 象，完成了基于 autobase 开发平台的发动机故障自诊断系统构架和程序的设计。然后 基于上述方法和 obd 诊断协议设计和实现了发动机自诊断系统中的程序的初始化， 程序 的循环主体，主程序的中断功能，系统诊断功能，通讯功能。依据国际标准 saej 和 obd 诊断通讯协议,在对 autobase 系统进行诊断初始化的基础上以循环为程序执行主体， 以 中断为功能实现模式，设计了故障的巡检方式，故障诊断功能及与 obd 诊断仪的通讯功 能。本系统对发动机传感器进行实时监控，并对这些传感器的短路以及断路故障状态做 出正确判断并记录相应的故障码。 关键词：obd、autobase，故障码、故障自诊断 ii abstract as the electronic technology develops increasingly and the electronic control system becomes more complex, the application of electronic module is in a wider range; meanwhile, due to the more and more complex engine structure and expanded features, the fault diagnosis of automobile engine is more and more difficult. the traditional automobile engine diagnosis methods have been hard to meet the instantaneity and precision requirements on the current automobile engine fault diagnosis. in order to further improve the efficiency of automobile engine diagnosis, the auto fault diagnosis system of electron-controlled engine is already emerged. nowadays, this system has become a mandatory part of automobile engine. based on the study of auto engine fault diagnosis system that can be seen in the market, according to the engine sensor, this paper experimentally completed the design of auto engine fault diagnosis system by applying the autobase development platform. then based on the above methods and the obd diagnostic protocol, the program initialization and main loop as well as the main program interrupt function, system diagnosis function and communication function of the auto engine fault diagnosis system were designed and realized. according to the international standard saej and obd diagnostic communication protocols, the fault routing inspection method, fault diagnosis function and diagnostic function of obd diagnostic apparatus were designed by using the cycle as the program execution subject and also using the interrupt as the function realization mode based on the diagnostic initialization of autobase system. this system implemented the real-time monitoring on the engine sensor and correctly marked the codes for the fault states of short circuit and open circuit. key words: obd;fault codes; diagnostic unit; autobase iii 目目 录录 第一章 绪论 . iii 1.1 本课题的研究背景及意义 . 1 1.2 国外诊断技术 . 2 1.3 国内诊断技术 . 2 1.4 本课题的研究内容以及技术路线 . 3 1.4.1 研究内容 . 3 1.4.2 技术路线 . 3 第二章 电控发动机基本结构与原理及其故障 . 4 2.1 信号的输入和输出（ecu） . 4 2.1.1 信号的输入 . 4 2.1.2 信号的输出 . 6 2.2 发动机电子控制单元（ecu） . 6 2.2.1 微处理器 . 6 2.2.2 数/模（a/d）转换器 . 6 2.2.3 随机处理器 . 6 2.2.4 只读存储器 . 7 2.3 发动机常用传感器及故障 . 7 2.3.1 氧传感器及常见故障 . 7 2.3.2 曲轴位置传感器及常见故障 . 9 2.3.3 节气门位置传感器及常见故障 . 10 2.3.4 爆燃传感器及常见故障 . 11 2.3.5 进气压力传感器及常见故障 . 12 2.4 发动机常用常用执行器及故障 . 14 2.4.1 喷油器及常见故障 . 14 2.4.2 电子燃油泵常见故障 . 14 2.4.3 怠速空气控制阀及常见故障 . 15 2.4.4 废气再循环阀及常见故障 . 15 第三章 车载诊断系统 . 17 3.1 车载诊断的历史 . 17 3.2 车载诊断系统的种类 . 19 3.3 第一代车载诊断系统（obd i） . 19 3.3.1 第一代车载诊断系统（obd i）发展历程 . 19 3.3.2 第一代车载诊断系统（obd i）的功能 . 20 3.4 第二代车载诊断系统（obd ii） . 21 iv 3.4.1 第二代车载诊断系统（obd ii）发展历程 . 21 3.4.2 第二代车载诊断系统（obd ii）的功能 . 21 3.5 第三代车载诊断系统（obd ）简介 . 22 3.6 诊断通讯接口 . 23 3.7 车载诊断仪 . 24 3.7.1 诊断仪的特怔 . 24 3.7.2 诊断仪的功能 . 24 第四章 发动机故障自诊断系统设计 . 27 4.1 autobase 简介 . 27 4.1.1 autobase 的硬件结构 . 28 4.1.2autobase 的软件介绍 . 29 4.1.3autobase 软件的诊断部分 . 30 4.2 codewarrior 简介 . 30 4.3 故障码的定义 . 30 4.4 程序的运行模式 . 31 4.4.1 程序的初始化 . 31 4.4.2 程序的循环主体 . 32 4.4.3 主程序的中断功能 . 34 4.5 系统诊断功能 . 34 4.6 通讯功能 . 37 4.7 程序的编译调试 . 40 结论与展望 . 43 结论 . 43 展望 . 43 参考文献 . 44 致谢 . 46 长安大学硕士学位论文 1 第一章第一章 绪论绪论 1.1 本课题的研究背景及研究意义 电子技术的飞速发展，使发动机由传统的机械控制进入到了电子控制时代。从此发 动机的功能变得越来越强大，性能也越来越可靠。虽然发动机电控系统带来了这么多的 好处，但是同时也给我们留下了一些新的难题，诊断中需获取的信息量大量增加。怎样 处理和应用这些非常复杂的，庞大的信息，成为当今以及以后发动机诊断中急需解决的 问题。 发动机无疑是汽车的核心部件，是动力的源泉。同时也是汽车当中最容易出现故障 的部件。发动机中使用的电子控制系统越来越复杂,其中任意一个的故障都有可能引起 整个发动机的故障。故障检测也越来越麻烦，传统的诊断方法已经很难满足要求。必须 要具备相当丰富的维修知识的熟练的专业维修人员并且配备先进的诊断设备， 才能准确 的诊断发动机的故障。 以前那些过时的诊断检测技术己经不能再满足如今越来越电控化 的汽车发动机的需要,这就要求维修人员要有与之相适应的先进的故障诊断技术才能应 对汽车发动机的发展 1。 在快速发展的电子技术和诊断技术的带动下， 最新的发动机故障诊断设备不断被研 制出来，并得到应用。特别是在现代计算机技术的日新月异的发展下，国外的发动机诊 断技术有了长足的发展，但国内的汽车发动机诊断系统在检测精度，诊断智能化等方面 与世界先进水平还有一定的差距。同时随着发动机技术水平，特别是电控系统的发展， 发动机检测对检测设备和检测人员的要求也不断提高， 传统的发动机检测方法和设备都 存在不少缺陷，已经难以跟上现代汽车发动机检测的发展。所以，设计出能满足现状汽 车发动机诊断需要的的诊断系统非常有必要。 1.2 国外诊断技术 1检测网络化 早在上个世纪中叶，在一些发达国家就已经有了发动机故障诊断设备。六十年代后 期， 汽车诊断技术发展十分迅猛， 大量的光学， 电子等技术应用到了发动机诊断技术中。 七十年代后， 汽车诊断技术与计算机技术相结合， 汽车检测诊断， 数据采集处理自动化， 检测结果直接打印等功能的发动机故障检测设备已经出现 2。 长安大学硕士学位论文 2 在发达国家，检测已经实现网络化。计算机无线通讯网络系统在检测单位中大量 被采用。例如德国的计算机无线通讯联网系统是由一个软件工具包，条形码和一个可移 动的数据存储器组成。这个系统把汽车信息，包括以前和现在的车辆诊断信息，经过可 移动系统，对数据进行工位采集，存储起来并把数据传输给计算机。这样一来，所有的 检测仪器通过数据载体就可与计算机联网， 检测变得非常灵活。 为了方便维修人员检测， 检测人员身上随身携带了小型的数据载体， 这个数据载体可以通过无线通讯网络与检测 仪器上的接收系统实现快捷的数据传输。 2 检测设备一体化，集成化 由于新技术的突飞猛进， 外国检测设备也越来越集成。 例如把汽车制动台， 车速表， 排放分析仪器，噪声计等与四轮定期动态测定系统组合在一起 3，这样既可以测定四轮 定位参数，还可以测定底盘输出功率，发动机功率，汽车行驶状态模拟等，实现了一机 多功能的目的。 3车载诊断系统（obd 为使汽车排放和驱动性相关的诊断标准化，从 1996 年起，所有在美国销售的新车， 其诊断仪器、故障编码和检测步骤都必须相似，即符合 obd ii 程序规定。随着经济全 球化的程度越来越高， 作为驱动性和排放诊断基础， obd ii 系统已经变得非常普及。 obd ii 使得汽车检测变得非常简单，并且诊断准确率也非常高 4。 1.3 国内诊断技术 我们国家汽车诊断研究起步较晚，从 60 年代开始，经过了一个渐进的过程。20 世 纪 70、80 年代维修人员主要采用以自己的经验加上一些手工工具来诊断发动机。70 年 代我国加大了汽车诊断技术的研究力度，发动机综合检测仪，汽车性能综合检验台等检 测设备的研制被交通部重点支持。20 世纪 80 年代以来，伴随着国内汽车行业的发展， 汽车的保有量增长很快，对汽车发动机的诊断要求越来越高。汽车诊断技术如何能跟上 脚步也被有关部门提上议事日程，从而加紧了汽车检测技术的研究与发展。这期间我国 的汽车诊断开发工作主要集中在专用的诊断设备上。 相继设计和制造了不少接近世界先 进水平的汽车检测仪器。 目前国内已经能够生产 x431 超级眼睛， 它就是采用 32 位处理 器和 linux 操作系统，并配备触控 lcd 屏幕，它不仅能够被当做解码器，还能用于检测 发动机的工作状态以及运行参数，实时采集传感器的信号，并同能波形存数，性能分析 回放等功能。90 年代后期，随着 obd 的普及，国内一些厂商生产了具备 obd 检测功 长安大学硕士学位论文 3 能的电控汽车诊断仪。 1.4 本课题的研究内容以及技术路线 1.4.1 研究内容 本文针对发动机故障自诊断系统的设计进行了以下主要内容: （1）根据发动机电控系统的组成和特点，总结归纳了传感器的常见故障。 （2）制定了基于 autobase 发动机故障自诊断系统的总体设计方案。 （3）针对发动机传感器的故障特点，提出了发动机故障自诊断的方案。 （4）用 codewarrior 编程工具编写了发动机故障自诊断系统程序。 （5）在 autobase 上进行程序的编译调试，最终完成本系统的设计。 1.4.2 技术路线 近几年，autobase 在发动机电控开发领域有了很多的应用。本系统的开发也是 应用了这种模式。首先需要进行功能及需求上的设计，然后分析与整理系统对发动机故 障自诊断的要求，性能的要求。最后确定系统的总体设计方案。随后进行模块化设计。 代码编写出来后再在 autobase 上进行编译以及调试。技术路线如图 1.1 所示。 图1.1 技术路线图 分析需求 确定系统的总体设计方案 编写程序的初始化部分 编写程序的循环主体部分 编写程序的中断功能部分 编写程序的诊断部分 编写程序的通讯部分 系统的编译与调试 长安大学硕士学位论文 4 第二章第二章 发动机电控系统结构原理及其故障发动机电控系统结构原理及其故障 发动机电控系统主要包括 3 个部分：信号输入、处理和输出，如图 2.1 所示。输入 来自各种传感器，处理由 ecu 完成，输出是将电信号转变成机械动作。 图2.1 电子控制系统的基本组成与控制功能 2.1 信号的输入和输出 2.1.1信号的输入 ecu 接收和使用它所负责的控制功能的信息称为输入。 它发布这些控制功能的指令 称为输出。 由于必须精确测量多种发动机工况，所以 ecu 的输入来自多种形式。使用不同型 号的传感器提供输入信息，而且 ecu 必须将那些信息换算成通用格式，以便它能进行 处理并对必须进行控制的每个工况起作用。用于向 ecu 输入信号的典型传感器型号包 转速与曲轴位置传感器 eccs 空气流量传感器 冷却液温度传感器 节气门位置传感器 点火开关 蓄电池 空调开关、前照灯开关、 动力转向开关、后窗除 雾开关 喷油量控制 点火时间控制 发动机怠速控制 废气再循环控制 燃油泵控制 故障自诊断 喷油量 电子点火 怠速稳定电磁阀 排气再循环电磁 阀 燃油泵 发动机故障检查 灯 长安大学硕士学位论文 5 括： （1）热敏电阻，用于测量温度。 （2）压力信号转换器，用于将压力读数转换成电子数值。 （3）霍尔效应开关，用于判断诸如曲轴等转动元件的精确位置。 （4）光电式信号发生器，与霍尔效应开关的使用目的相同。 （5）压电式信号发生器，当存在诸如爆燃等特定的机械工况时，用于爆燃传感器 产生电信号。 （6）电磁式信号发生器，用于测量转动元件的速度，在哪里精确位置并不重要， 通常用于车速传感器（vss）和 abs 轮速传感器。 多数传感器使用两种基本电路。一种类型使用两线电路直接与 ecu 连接。产生交 流电压的传感器一般使用这种电路，例如爆燃传感器、车速传感器和 abs 轮速传感器， 以及发动机冷却液温度（ect）传感器和进气温度（iat）传感器等单电阻传感器。 传感器的第二种基本电路使用三线连接。一根线接地，一根线通常提供 5v 的参考 电压，第三根线是与 ecu 通信的信号。当传感器内发生机械运动的时候，这些传感器 工作逐渐减少参考电压。例如，移动节气门时，无论是到节气门全开还是到怠速位置， 都会改变节气门位置传感器 （tps） 信号电压。 节气门位置传感器 （tps） 、 进气压力 （map） 传感器以及用作曲轴位置传感的霍尔效应传感器通常使用这种电路 15。 三线电路也用于可变电阻的传感器，例如发动机冷却液温度和进气温度传感器。 通常参考电压、信号反馈以及接地都与 ecu 连接。因此，ecu 能够存取所有传感 器电路信号，而且能够区别电路问题和传感器故障。ecu 收到的典型输入信息包括： （1）发动机转速 （2）发动机负荷（map 或 maf） （3）节气门位置（tp） （4）进气温度（iat） （5）发动机冷却液温度（ect） （6）进气空气流量（空气流量传感器或 maf） （7）发动机爆燃 （8）曲轴位置 （9）凸轮轴位置 （10）前氧传感器 长安大学硕士学位论文 6 （11）后氧传感器 2.1.2信号的输出 ecu 的输出是它操作所控制的元件时产生的指令。在适当的瞬间，按照 ecu 程序 的指导，可以调整、开关通断、移动或激活这些元件。典型的 ecu 动力控制输出包括： （1）喷油器开启时间（脉冲宽度） （2）egr 阀位置 （3）怠速控制 （4）巡航控制节气门操作 （5）evap 系统炭罐清污 （6）evap 系统压力增加和减少。 （7）燃油泵 （8）点火线圈 （9）点火提前 2.2 发动机电子控制单元（ecu） 2.2.1 微处理器 微处理器是电脑中进行运算并作出决策的芯片。 在微处理器中集成有成千上万个微 型晶体管和二极管。 这些晶体管的作用等同于电子开关， 它们的状态要么是开要么是关。 微处理器内的电阻元件被安装在指尖大小的集成电路上。 包含有集成电路的硅芯片被安 装在一个扁平的长方形保护盒内。 在微处理器保护盒的每个侧面上都延伸出很多金属引 脚，这些引脚用来将微处理器与电脑内的电路板连接起来。 2.2.2 数/模（a/d）转换器 由于一些输入传感器产生的是模拟信号而微处理器只能处理数字信号， 因此必须将 传感器产生的模拟信号转换为数字信号才能被微处理器使用。 这一工作是由电脑输入信 号处理芯片内的数/模（a/d）转换器完成的，这个转换过程被称为数/模（a/d）转换。 2.2.3 随机存取存储器 微处理器将需要临时储存的信息送往随机存取存储器 （ram） 。 存储在ram内的信息是 随时改变的。由于来自传感器的输入信号随运行工况的变化而不断变化，因此这类信息 被储存在ram中。处理器还将计算机结构以及其他可变的数据写入到ram中。微处理器可 长安大学硕士学位论文 7 以向ram内写入信息，可以读取ram内的信息，还可以随时擦除ram内的信息 5。 “随机存 取”表明微处理器可以以任何顺序从任何一个ram地址获取信息。如果ram具有易失性存 储器，那么每次断开点火开关以后，存储在ram中的信息都将消失。ram也可设计为非易 失性存储器，这类ram在断开点火开关后将已储存的信息继续保存在内。如果ram具有易 失性存储器，那么在发动机重新启动时将会有新信息写入ram。 2.2.4 只读存储器 微处理器可以从只读存储器（rom）中读取信息，但不能向rom写入信息，也不能将 rom中的信息擦除。信息在芯片生产过程中已被固化进rom中。即时断开蓄电池接线端子 处的电缆，rom内的信息也不会被删除。 在rom中包含有编制好的数据表，表内储存的是关于车辆应如何工作的信息。例如， rom内储存有在发动机的各种工况下，对应的进气歧管真空度的理想大小。微处理器将 传感器的输入值与理想真空度值进行比较。 如果传感器输入值指出进气歧管真空度的实 际大小与表内理想的理想值不同的话，微处理器将采取一些适当的措施。 2.3 发动机常用传感器及故障 2.3.1 氧传感器及常见故障 传感器是通过氧化锆元件检测出废气中残留的氧浓度，从而检测出空燃比的传感 器，其外形如图 2.7 所示。 图 2.7 氧传感器 氧化锆元件的外侧与废气接触，内侧与大气接触，这样氧化锆元件的两侧会有氧气浓 度差，从而产生电压。如果空燃比（空燃比）在浓混合气状态，则氧传感器的输出电压 在 1v 附近；若在稀混合气状态，则在 0v 附近 6。其电压如图 2.8 所示。 长安大学硕士学位论文 8 图 2.8 正常时氧传感器的输出电压 产生的该电压被反馈给 ecu，以氧传感器的电压为基础进行控制，使可燃混合气浓 度保持在理论空燃比附近 7。 氧传感器可能出现的故障及其原因见表 2.1 表 2.1 氧传感器可能出现的故障 因氧传感器老化中毒导致的异常类型见表 2。 no 故障类型 现象 推测的故障原因 1 断路 传感器线束断开插接器松开 元件断裂 机械性损伤 2 短路 线束接触、传感器内绝缘不 良 机械性损伤、 因浸水造成的损伤 3 不灵敏（反 应慢） 加热器短路 加热器老化 元件内部电阻上升 老化 4 中间停滞 元件内部电阻上升 机械性损伤、因浸水造成的损伤 5 输出电压偏 移 电压高、电压低 老化、中毒 6 应答特性差 元件堵塞、保护器堵塞 老化、中毒 5v 0v 长安大学硕士学位论文 9 表 2.2 因氧传感器老化中毒导致的异常类型 1.氧传感器断路 对于氧传感器，加热器通电后元件温度上升，随着传感器灵敏性的提高，传感器 的输出电压将不断下降（图 2.9）。发动机起动后，如果氧传感器加热器开始通电一段 时间而输出电压还降不到规定值以下（图 2.9），且不论空燃比的状态而一直保持高电 压时，则判断为故障。加热器能力低下时，也会造成同样的结果，可以通过故障检测 进行判定 9。 2.氧传感器短路 如图 2.10 所示，氧传感器输出电压因短路故障临近稀混合气侧时，根据氧传 感器输出信号计算得出的燃油短效修正值为临近上限值的状态 8。 图 2.10 短路时氧传感器的输出电压 2.3.2 曲轴位置传感器 曲轴位置传感器的中央含有一个缠绕线圈的极棒。该传感器装在发动机前段，时不可 调的。曲轴带轮的背后固定着一铁质磁性触发轮，该轮旋转时从曲轴位置传感器旁边 扫过。触发轮有 36 个齿，每个齿代表 10曲轴转角。不过，36 个齿中有一个齿杯去 掉。在一台 4 缸发动机上，当第一缸处于压上止点前 90的位置时，这个缺齿正好对 1v 0v 长安大学硕士学位论文 10 着凸轮轴位置传感器。在一台 v6 或 v8 发动机上，当第 1 缸活塞处在上止点 60位置 时，缺齿扫过vrs。缺齿区前面的最后一个齿的后沿处于上止点前60，缺齿区的中心 对应上止点前 50,如图 2.6 所示。 图 2.6 曲轴位置传感器和触发轮 曲轴位置传感器的常见故障有信号脉冲的动态丢失。传感器接插口松动、接触不 良及损坏或缺损的转子齿圈会造成出现信号脉冲的动态丢失。信号丢失会导致发动机 性能不佳，信号丢失率越大，发动机性能则会降低的越多，并导致发动机运转不稳。 当信号丢失率太大时，发动机性能严重恶化，抖动加剧，甚至自动熄火。 曲轴位置传感器的常见故障有信号脉冲的动态丢失。传感器接插口松动、接触不 良及损坏或缺损的转子齿圈会造成出现信号脉冲的动态丢失。信号丢失会导致发动机 性能不佳，信号丢失率越大，发动机性能则会降低的越多，并导致发动机运转不稳。 当信号丢失率太大时，发动机性能严重恶化，抖动加剧，甚至自动熄火。 2.3.3 节气门位置传感器及常见故障 节气门位置传感器用来监测和感知节气门位置。可以认为它是一个电位器，这意味 着随着节气门位置的改变，电位器内的电阻也随之改变。电阻的改变意味着传感器的电 压降也将改变。 在燃油喷射系统中，节气门位置传感器位于节气门体上的节气门轴端部。在节气门 位置传感器中，一根线搭铁，一根来自计算机的导线提供恒定的5v参考电压，还有一根 导线将节气门位置信号送至计算机传，感器外形如图2.7所示。怠速时的信号电压约为 长安大学硕士学位论文 11 0.5v，节气门全开时的信号电压约为4. 5v 10。这个信号可以告诉计算机节气门的精确 位置，如图2.8所示。 图2.7 节气门位置传感器 图2.8 节气门位置传感器电阻和电压信号 节气门位置传感器的故障通常是节气门在某一开度时没有信号输出。造成这 一故障的原因是与某一开度相对应的电阻膜片因为长时间的磨损，导致动触点无 法和电阻膜片相接触。这可能会导致发动机加速时产生抖动。节气门信号不好或 者出现短路与断路，都会造成发动机不能正常工作。 2.3.4 爆燃传感器及常见故障 用来控制点火的计算机需要知道发动机点火是否过早，并且是否引起了发动机爆 燃。 如果燃烧时有轻微爆燃， 计算机需要减小点火提前角以消除爆燃。 当发动机爆燃时， 将引起发动机气缸体的微小振动，爆燃传感器（有的发动机有2个）将缸体的振动转变 成电压信号，该信号被送至计算机以调整点火正时。爆燃传感器由压电元件制成，压电 元件是一种受到机械挤压时能够产生电信号的晶体 11。 图2.9示出了典型爆燃传感器的内 部结构。 长安大学硕士学位论文 12 图2.9 爆燃传感器的结构 爆燃传感器工作时，爆燃产生的振动引起的机械压力作用于压电元件，机械压力越 大，发出的信号电压越高。典型的爆燃传感器产生约300500 mv的信号电压，如图2.10 所示，信号的大小取决于爆燃的程度。 图 2.10 爆燃传感器与相关电压信号 爆燃传感器的故障通常有传感器失灵或者灵敏度不够。 失灵通常都是拧紧力过大造 成的；而灵敏度不够通常是由拧紧力矩不够而造成的。所以爆燃传感器的安装力矩需要 在规定下完成 1 2 。如果一旦爆燃传感器不能正常工作，ecu 的闭环控制工作会不能完 成。 2.3.5 进气压力传感器及常见故障 进气歧管压力传感器的作用是确定发动机负荷的大小。如果负荷过大，必须有更多 的燃油进入发动机。如果负荷减小，需要的燃油也减少。有两种类型的进气歧管压力传 感器，一种叫做绝对传感器，另一种叫做差动传感器。绝对传感器将进气歧管压力与一 个密封在传感器内的参考压力进行比较。 差动传感器将进气歧管压力与大气压力进行比 较。由于两种压力的相互作用，传感器的中心薄膜由于压力差而轻微移动。 某些进气歧管压力传感器里， 薄膜是一个压力传感片式电容器。 当中心薄膜移动时， 长安大学硕士学位论文 13 产生一个频率变化的数字电压信号。因此当发动机在怠速时，进气歧管有较高的真空度 （约1718in hg） （约57.568 60.955 kpa） ，产生一个约95hz的信号。当发动机在 大负荷时，进气歧管的真空度较低（约2 in hg） （6. 77 kpa）, 产 生 一 个 约 160hz 的信号，如图2.11所示。根据信号频率的变化，确定更浓或更稀的空燃比。 图2.11 进气歧管绝对压力传感器频率变化的电压信号 在另一些进气歧管压力传感器里，薄膜是由硅制成的。随着压力的变化，信号电压 从怠速（低负荷）时的约0.5v变化到大负荷时的约4.5v。图2.12示出了典型的进气歧管 压力传感器。要检查进气歧管压力传感器，应检查其输出电压是否随施加到传感器薄膜 上的真空度的变化而变化 13。 图2.12 进气歧管绝对压力传感器的内部结构 进气压力传感器的主要故障有输出信号不准，主要原因是控制线路的元器件损坏， 导致传感器没有信号输出；与进气总管连接的真空软管有裂缝导致信号输出不准确。进 气压力传感器由故障会引起ecu接收不到正确的进气量信号， 从而不能正确的控制喷油 脉宽，造成发动机空燃比过大，或者过小，导致发动机怠速不稳，启动困难等故障。 长安大学硕士学位论文 14 2.4 发动机常用执行器及故障 电脑的程序指令一旦要求对控制系统做出修正或调整，那么电脑就要向控制装置即 执行器发送输出信号。执行器通常是电磁阀，开关，继电器或电动机，它们将执行电脑 发出来的指令。 发动机常用执行器主要有：喷油器，电动燃油泵，怠速空气控制阀，废气再循环阀 等。 2.4.1 喷油器以及常见故障 喷油器由喷油器外壳、喷油嘴、针阀、套在针阀上的衔铁以及根据喷油脉冲信号产 生电磁吸力的电磁线圈组成。电磁线圈无电流时，喷油器内的针阀被螺旋弹簧压在喷油 器出口处的密封锥形阀座上，电磁线因通电时，产生磁铁吸动衔铁上移，衔铁带动针阀 从座面上升约 0.1mm，燃油从精密环形间隙中喷出。为使燃油充分雾化，针阀前段磨出 一端喷油轴针 13。喷油器吸动及下降时间约为 1ms-1.5ms。 常见的喷油器故障以及原因有：喷油器过脏,这会导致喷油量失常或者不喷油。 发生喷油器过脏的原因是发动机工作持续的高温会使汽油里的树脂等变成胶状，以致 粘附在喷油器的喷空和针阀上，从而堵塞喷油器以致喷油效果不好。此外，汽油里含 有的水气会使喷油器针阀生锈，