《汽車(chē)工程專(zhuān)業(yè)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)故障診斷與分析》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《汽車(chē)工程專(zhuān)業(yè)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)故障診斷與分析（18頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)故障診斷與分析 摘要：隨著汽車(chē)自動(dòng)化程度和智能化程度的不斷提高, 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制技術(shù)不斷發(fā)展, 對(duì)汽車(chē)售后服務(wù)特別是維修提出了更高的要求人員。目前, 在大多數(shù)情況下, 維修企業(yè)的維修人員采用簡(jiǎn)單、粗糙的更換方法來(lái)更換可疑部件, 如果故障尚未消除, 則更換相關(guān)部件。直到失敗消失。在許多情況下, 修理工修理了汽車(chē), 不知道故障的確切原因。簡(jiǎn)而言之, 更換零件后, 故障被消除。在某些情況下, 車(chē)輛故障會(huì)反復(fù)發(fā)生, 汽車(chē)將在短時(shí)間內(nèi)多次維修, 相同的部件將被反復(fù)更換, 但根本原因并沒(méi)有完全消除。這也導(dǎo)致維修企業(yè)維修服務(wù)質(zhì)量下降, 客戶滿意度低, 甚至客戶流失。筆者認(rèn)為, 客

2、觀上, 由于一些維修人員專(zhuān)業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)的限制, 數(shù)據(jù)流分析、波形分析等方面的知識(shí)無(wú)法及時(shí)學(xué)習(xí)和補(bǔ)充, 導(dǎo)致了困難的發(fā)生 "處理車(chē)輛故障和更換零件的選擇。 關(guān)鍵詞：電控發(fā)動(dòng)機(jī)；故障診斷；故障診斷 目 錄 第一章 緒論 2 1.1 課題的研究背景 2 1.2 課題的研究意義 2 1.3 汽車(chē)故障診斷相關(guān)技術(shù)的現(xiàn)狀 3 1.3.1 國(guó)外汽車(chē)故障與問(wèn)題診斷技術(shù)的現(xiàn)狀 4 1.3.2 國(guó)內(nèi)汽車(chē)故障診斷技術(shù)研究現(xiàn)狀 5 1.4 研究的主要內(nèi)容 5 第二章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)故障診斷研究 6 2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)基本組成和工作原理 6 2.1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)概述 6

3、 2.1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)基本組成 7 2.1.3 發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)工作原理 8 2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)故障類(lèi)型 8 2.2.1 元件故障 8 2.2.2 電路故障 9 2.3 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)故障診斷方法以及相關(guān)工具設(shè)備使用 10 2.3.1汽車(chē)數(shù)字萬(wàn)用表故障診斷 10 2.3.2 汽車(chē)故障診斷儀讀取故障碼診斷 11 2.3.3 運(yùn)用數(shù)據(jù)流進(jìn)行分析的故障診斷 13 2.3.4 對(duì)各傳感器執(zhí)行器波形分析的故障診斷 13 第三章 總結(jié) 15 致 謝 15 參考文獻(xiàn) 17 第一章 緒論 1.1 課題的研究背景 目前, 隨著汽車(chē)技術(shù)的飛速發(fā)展, 汽

4、車(chē)系統(tǒng)的電子化和智能化程度越來(lái)越高。特別是汽車(chē)的核心部分, 作為整個(gè)汽車(chē)動(dòng)力裝置的發(fā)動(dòng)機(jī), 其電子控制程度非常深, 各種系統(tǒng)之間的關(guān)系很復(fù)雜。對(duì)從事汽車(chē)檢測(cè)和維修技術(shù)的人員提出了更高的要求。我們不僅需要具備一些汽車(chē)維修的基本技能, 了解汽車(chē)專(zhuān)業(yè)知識(shí), 還需要跟上汽車(chē)技術(shù)發(fā)展的步伐, 不斷學(xué)會(huì)勝任。傳統(tǒng)的汽車(chē)維修技術(shù)人員主要基于經(jīng)驗(yàn)判斷、數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)試和檢測(cè)、電子控制系統(tǒng)故障代碼讀取等。他們需要看看維修技術(shù)人員聯(lián)系或修理汽車(chē)多久。他們修車(chē)的時(shí)間越長(zhǎng), 對(duì)車(chē)輛的熟悉程度就越高, 出現(xiàn)麻煩的可能性就越大。深入了解汽車(chē)可能出現(xiàn)的故障, 如手掌, 基本上是車(chē)主進(jìn)入修理廠, 維修人員曾經(jīng)詢(xún)問(wèn)過(guò)故障現(xiàn)象 (

5、如: 故障時(shí)間、環(huán)境、頻率、以前維護(hù)記錄等), 根據(jù)業(yè)主描述的現(xiàn)象, 我們可以確定問(wèn)題。然而, 今天的汽車(chē)維修只依靠傳統(tǒng)的方法, 不能滿足汽車(chē)維修行業(yè)的社會(huì)要求[1]。以往的經(jīng)驗(yàn)判斷、數(shù)字萬(wàn)用表的測(cè)試和檢查、電子控制系統(tǒng)的讀數(shù)故障代碼等故障診斷方法都有自己的缺點(diǎn), 包括數(shù)據(jù)流分析、波形分析也有一些誤判。一次性使用的情況下。如果將數(shù)據(jù)流和波形分析結(jié)合起來(lái)診斷[2] [3], 維護(hù)人員可以準(zhǔn)確、快速地確定故障的位置。傳統(tǒng)的方法往往既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。因此, 如何準(zhǔn)確、有效地發(fā)現(xiàn)和消除汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的故障, 已成為汽車(chē)維修中亟待解決的問(wèn)題。進(jìn)一步提高汽車(chē)維修企業(yè)的維修服務(wù)水平。 1.2 課題的研

6、究意義 車(chē)輛檢測(cè)和維修是汽車(chē)售后服務(wù)的重要組成部分, 也屬于服務(wù)業(yè)。那么對(duì)于汽車(chē)維修服務(wù)業(yè)來(lái)說(shuō), 其競(jìng)爭(zhēng)力來(lái)自于能否為消費(fèi)者提供更優(yōu)質(zhì)、更可靠的服務(wù)。具體而言, 汽車(chē)維修技術(shù)人員的維修企業(yè)為廣大前來(lái)維修車(chē)輛的用戶提供優(yōu)質(zhì)高效的服務(wù)。它不僅體現(xiàn)了維修技術(shù)人員的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng), 而且為維修企業(yè)準(zhǔn)確、快速地發(fā)現(xiàn)和故障客戶建立了良好的行業(yè)聲譽(yù)。維修服務(wù)提高了效率, 節(jié)省了時(shí)間, 這不僅節(jié)省了車(chē)輛維修人員在同一故障車(chē)輛上花費(fèi)的時(shí)間, 而且還投入了更多的時(shí)間和精力進(jìn)行車(chē)輛維修。此外, 對(duì)于車(chē)主來(lái)說(shuō), 也減少了車(chē)輛維修造成的損失, 使車(chē)輛無(wú)法使用。筆者通過(guò)汽車(chē)維修企業(yè)維修人員了解到汽車(chē)維修行業(yè)存在的一些問(wèn)題和現(xiàn)

7、狀。例如, 汽車(chē)維修企業(yè)的大多數(shù)維修技術(shù)人員都能熟練地解決常規(guī)故障, 但遇到稍有復(fù)雜的故障時(shí), 就無(wú)法啟動(dòng), 只能選擇更換相關(guān)部件一直到故障排除[2]。有時(shí)所有的零件都被一個(gè)圓圈所取代, 車(chē)輛故障被消除, 但我不知道我更換了哪個(gè)部分, 總之, "汽車(chē)修好了, 但我不知道它在哪里壞了"。有時(shí), 即使更換了他認(rèn)為相關(guān)的所有部件, 失敗仍在繼續(xù)。此時(shí), 我們的維修人員會(huì)有點(diǎn)不知所措。這帶來(lái)了一些問(wèn)題。首先, 當(dāng)維修人員對(duì)故障點(diǎn)不確定時(shí), 他們會(huì)隨意更換零件, 造成其他不相關(guān)部件的不必要拆卸, 可能會(huì)導(dǎo)致新的故障, 或降低可靠性和性能, 從而導(dǎo)致潛在的故障, 給業(yè)主造成不必要的損失。在沒(méi)有過(guò)錯(cuò)的情況下

8、更換一些部件給業(yè)主也會(huì)給業(yè)主造成不必要的消耗。從另一個(gè)角度來(lái)看, 這也是對(duì)社會(huì)資源的浪費(fèi)。因此, 不斷學(xué)習(xí)改進(jìn)自己的檢測(cè)和維護(hù)手段, 提高故障診斷的效率和準(zhǔn)確性, 減少誤判, 提高汽車(chē)維修服務(wù)水平是汽車(chē)的發(fā)展方向檢查和維護(hù)從業(yè)人員。 1.3 汽車(chē)故障診斷相關(guān)技術(shù)的現(xiàn)狀 隨著汽車(chē)技術(shù)的不斷發(fā)展, 汽車(chē)故障診斷技術(shù)不斷更新和完善, 并逐漸發(fā)展成為更重要的汽車(chē)技術(shù)。這種技術(shù)的起源是歐洲的發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)。從1950年代成立到2000年初, 這項(xiàng)技術(shù)經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展和演變階段: 分別是人工體驗(yàn)診斷。故障的階段;使用簡(jiǎn)單的儀器對(duì)汽車(chē)零部件進(jìn)行測(cè)試;使用專(zhuān)用儀器設(shè)備對(duì)汽車(chē)進(jìn)行綜合檢測(cè)和診斷;人工智能診斷階

9、段[4][5]。 1.3.1 國(guó)外汽車(chē)故障與問(wèn)題診斷技術(shù)的現(xiàn)狀 20世紀(jì)60年代末, 汽車(chē)制造業(yè)中較為成熟的國(guó)家和地區(qū)開(kāi)始系統(tǒng)地研究和討論汽車(chē)故障診斷技術(shù), 從而獲得了相關(guān)的汽車(chē)檢測(cè)設(shè)備。汽車(chē)故障診斷技術(shù)在1980年之前發(fā)展緩慢。人工智能診斷方法的產(chǎn)生, 并迅速應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題。例如, 基于故障樹(shù)的診斷 (FTA)、基于專(zhuān)家系統(tǒng)的診斷 (ES)、基于案例的推理診斷 (CBR) 和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷方法[6]。1980年, OBD (機(jī)載診斷系統(tǒng)) 的相關(guān)官方法規(guī)由美國(guó)加利福尼亞州大氣資源管理局制定[7]。由于早期 OBD (車(chē)載診斷系統(tǒng)) 設(shè)計(jì)規(guī)劃中存在的缺陷和問(wèn)題不同于各種汽車(chē)制造商在

10、 OBD 上的開(kāi)發(fā)和探索, 各汽車(chē)制造商自主開(kāi)發(fā)了自己的汽車(chē)診斷系統(tǒng)、維護(hù)過(guò)程和診斷維度。修復(fù)工具[8], 因此由不同制造商開(kāi)發(fā)的 OBD (板載診斷系統(tǒng)) 是不兼容的, 這阻礙了 OBD (機(jī)載診斷系統(tǒng)) 的發(fā)展。后來(lái), OBD ii (第二代機(jī)載自診斷系統(tǒng)) 得到了發(fā)展, 統(tǒng)一了標(biāo)準(zhǔn), 使機(jī)載診斷系統(tǒng)得到了快速發(fā)展。1989年, Venkat 和美國(guó)其他科研人員率先將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于汽車(chē)故障診斷技術(shù), 其初步效果也很好。 此后, 隨著 Mark 等科研人員的推廣, 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的故障診斷中得到了廣泛的應(yīng)用, 從而可以對(duì)汽車(chē)故障進(jìn)行診斷電

11、子控制系統(tǒng)更快[10]。21世紀(jì)以來(lái), 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備的不斷改進(jìn), 由于與汽車(chē)故障診斷技術(shù)、汽車(chē)故障診斷技術(shù)相關(guān)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的不斷改進(jìn)變得更加成熟和完善[11] [12]。 數(shù)據(jù)流最初是通信領(lǐng)域的一個(gè)特殊概念。它主要代表了傳輸過(guò)程中相應(yīng)的數(shù)據(jù)數(shù)字編碼序列, 然后逐漸發(fā)展到汽車(chē)應(yīng)用。所謂汽車(chē)數(shù)據(jù)流, 是指電子控制單元與與汽車(chē)電子控制系統(tǒng)相關(guān)的相應(yīng)電子控制元件之間的數(shù)據(jù)通過(guò)診斷接口進(jìn)行通信,相關(guān)數(shù)據(jù)可通過(guò)專(zhuān)用故障診斷儀器讀取。汽車(chē)電子控制單元中記錄的數(shù)據(jù)信息能夠準(zhǔn)確、真實(shí)地記錄每個(gè)電子控制組件的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)。如果數(shù)據(jù)信息是由故障診斷儀器收集的, 可以為汽車(chē)故障診

12、斷提供分析依據(jù)[13][14]。 1.3.2 國(guó)內(nèi)汽車(chē)故障診斷技術(shù)研究現(xiàn)狀 上世紀(jì) 7 0 年代, 國(guó)內(nèi)相關(guān)機(jī)構(gòu)開(kāi)始對(duì)汽車(chē)故障診斷技術(shù)進(jìn)行深入研究。然而, 在相關(guān)技術(shù)支持的限制下, 它們?cè)诮窈髱资曛腥匀宦浜笥诎l(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)。改革開(kāi)放后, 經(jīng)濟(jì)文化水平的提高和居民生活水平的提高, 使汽車(chē)制造業(yè)的需求越來(lái)越高, 這使得汽車(chē)故障診斷發(fā)展的市場(chǎng)需求越來(lái)越高技術(shù)越來(lái)越高。這樣, 我國(guó)在這一領(lǐng)域的研究水平迅速提高, 發(fā)達(dá)國(guó)家與中國(guó)之間的差距迅速縮小[15]。21世紀(jì)初, 隨著技術(shù)水平的提高和研究人員的增多, 我國(guó)汽車(chē)故障診斷技術(shù)得到了迅速發(fā)展。一些大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)開(kāi)設(shè)了一些課程和研究項(xiàng)目, 包括更先

13、進(jìn)的技術(shù)。1980年以后, 我國(guó)汽車(chē)故障和研究技術(shù)的相關(guān)進(jìn)展主要集中在特定檢測(cè)儀器的研究與創(chuàng)新上[16] [17]。在過(guò)去的幾十年里, 一汽奧迪集團(tuán)和北京切諾基集團(tuán)率先在自己的汽車(chē)上安裝車(chē)載診斷系統(tǒng)。20世紀(jì)末以來(lái), 中國(guó)國(guó)內(nèi)企業(yè)開(kāi)始自主探索車(chē)載診斷系統(tǒng), 如深圳遠(yuǎn)正電腦開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的 "電眼" 汽車(chē)電子控制系統(tǒng)測(cè)試儀公司。 20世紀(jì)末, 我國(guó)相關(guān)教研室在汽車(chē)故障診斷技術(shù)研究方面投入了大量的技術(shù)和人力。例如, 1988年, 中國(guó)人民解放軍交通工程學(xué)院在計(jì)算機(jī)平臺(tái)上開(kāi)發(fā)了 DBASE 語(yǔ)言的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng);自1990年以來(lái), 華中科技大學(xué)開(kāi)始開(kāi)發(fā)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷

14、專(zhuān)家系統(tǒng)。自1980年以來(lái), 多功能診斷儀逐漸發(fā)展起來(lái), 以進(jìn)一步提高診斷信息和功能的準(zhǔn)確性。河南農(nóng)業(yè)大學(xué)吳新平利用波形分析對(duì)電子控制發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷技術(shù)進(jìn)行了研究[19]。此外, 還對(duì)電子控制發(fā)動(dòng)機(jī)各部件的波紋進(jìn)行了測(cè)試, 并對(duì)測(cè)試得到的數(shù)據(jù)和波形進(jìn)行了分析和研究。對(duì)氧傳感器波形、噴射器波形和二次點(diǎn)火電壓波形的測(cè)試方法進(jìn)行了深入研究, 形成了一種電子控制發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷系統(tǒng), 為進(jìn)一步研究發(fā)動(dòng)機(jī)波形診斷提供了參考。后續(xù)人員。 1.4 研究的主要內(nèi)容 本文通過(guò)查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀的相關(guān)文獻(xiàn), 進(jìn)行分析和整理。結(jié)合我的汽車(chē)檢驗(yàn)和維修技術(shù)的專(zhuān)業(yè)教學(xué), 以及在企業(yè)實(shí)踐中與一線汽車(chē)維修技術(shù)人員的聯(lián)系

15、和交流, 通過(guò)他們, 我了解了維修習(xí)慣和現(xiàn)場(chǎng)維修人員的做法和故障診斷的現(xiàn)狀。結(jié)合目前的維修車(chē)間和4S 車(chē)間維修技術(shù)人員的汽車(chē)故障診斷方法。以大眾汽車(chē) Ma騰 1.8 t 發(fā)動(dòng)機(jī)和比亞迪 F3 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)為實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象, 建立了汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的故障。采用波形分析方法和數(shù)據(jù)流分析方法對(duì)故障診斷和消除進(jìn)行了研究。結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果, 對(duì)車(chē)輛的數(shù)據(jù)流分析方法和波形分析方法進(jìn)行了深入分析。應(yīng)用汽車(chē)故障診斷, 尋找一種快速的故障診斷方案, 確定發(fā)動(dòng)機(jī)故障隱患。得出了各種故障診斷方法在維修實(shí)踐中的優(yōu)缺點(diǎn)。本文給出了一種基于波形和數(shù)據(jù)流協(xié)同診斷的通用流程圖, 并對(duì)其應(yīng)用提出了建議。希望能達(dá)到降低故障診斷誤判

16、、提高故障診斷準(zhǔn)確性、提高工作效率的目的。 第二章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)故障診斷研究 2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)基本組成和工作原理 2.1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)概述 隨著汽車(chē)技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展, 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制系統(tǒng)變得越來(lái)越復(fù)雜。因?yàn)樵诎l(fā)動(dòng)機(jī)的各種系統(tǒng)中使用電子控制技術(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能有積極的影響。首先, 發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制可以更準(zhǔn)確地控制發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比, 使燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)的各種條件下完全燃燒。它減少了汽車(chē)使用中的燃料浪費(fèi), 提高了汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性。其次, 利用電子控制提高了排氣排放, 減少了汽車(chē)尾氣排放造成的空氣污染, 提高了排放性能。它提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能, 使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠獲得更經(jīng)濟(jì)、更

17、穩(wěn)定的閑置條件和更經(jīng)濟(jì)的預(yù)熱過(guò)程。由于發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)具有自診斷功能, 因此也極大地方便了維修人員對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)故障的診斷[20] [21]。發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的主要控制內(nèi)容是: 電子汽油噴射、電子控制點(diǎn)火裝置、怠速控制、排氣裝置、進(jìn)氣控制系統(tǒng)、自診斷報(bào)警系統(tǒng)。 (1) 電子控制汽油噴射系統(tǒng)可以通過(guò)采集空氣流量計(jì)或進(jìn)氣壓力傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器和水溫傳感器等相關(guān)傳感器的信號(hào), 準(zhǔn)確控制噴油器燃油噴射, 以便使空氣燃料比接近理論空氣燃料比, 得到混合物的最佳濃度。發(fā)動(dòng)機(jī)可以獲得更好的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能。 (2) 電子點(diǎn)火系統(tǒng)的電子點(diǎn)火系統(tǒng)主要完成點(diǎn)火

18、定時(shí)控制、點(diǎn)火線圈的一次閉角控制和爆震反饋控制三個(gè)任務(wù)。 (3) 進(jìn)氣控制系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的變化控制進(jìn)氣諧振渦輪增壓、進(jìn)氣渦流、閥門(mén)定時(shí)和渦輪增壓。 (4) 在怠速控制系統(tǒng) (ISC) 的閑置狀態(tài)下, 發(fā)動(dòng)機(jī) ECU 根據(jù)相關(guān)傳感器信號(hào)或發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載信號(hào) (如冷卻液溫度信號(hào), 是否為空氣), 通過(guò)怠速調(diào)節(jié)空余速度的空氣供應(yīng)調(diào)理壓縮機(jī)工作, 以及變速器是否安裝在相關(guān)的齒輪信號(hào)中, 以獲得最佳的閑置性能。 (5) 排放控制裝置主要包括廢氣再循環(huán)控制、氧傳感器反饋控制、碳罐電磁閥控制和二次空氣噴射控制。

19、 (6) 自診斷報(bào)警系統(tǒng)自診斷報(bào)警系統(tǒng), 主要用于 ECU 監(jiān)控每個(gè)傳感器和執(zhí)行器的工作狀態(tài), 如有問(wèn)題, 請(qǐng)點(diǎn)亮儀表板上的相關(guān)故障指示器, 提醒駕駛員發(fā)動(dòng)機(jī)有故障。此外, 故障信息以故障代碼的形式存儲(chǔ), 方便維修人員進(jìn)入故障診斷儀器。故障代碼可以幫助維修技術(shù)人員確定故障的范圍和性質(zhì)。 2.1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)基本組成 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng) (圖 2-1) 由傳感器、控制單元 (ECU) 和執(zhí)行器組成。該傳感器負(fù)責(zé)發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況下信號(hào)參數(shù)的測(cè)量和采集, 并將測(cè)量信號(hào)傳輸?shù)娇刂茊卧?。控制單元?fù)責(zé)處理采集后各種傳感器發(fā)送的各種信號(hào), 計(jì)算控制指令, 將其發(fā)送到執(zhí)行器,

20、控制執(zhí)行器的動(dòng)作, 并完成相關(guān)功能。執(zhí)行器負(fù)責(zé)接收控制單元的控制指令并執(zhí)行相關(guān)操作。執(zhí)行器的一部分還負(fù)責(zé)向控制單元反饋信號(hào), 形成發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的閉環(huán)控制。發(fā)動(dòng)機(jī)中的傳感器和執(zhí)行器基本相同, 不同的發(fā)動(dòng)機(jī)也會(huì)不同。 傳感器包括: 氣流傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器 (曲軸位置傳感器)、凸輪軸位置傳感器、油門(mén)控制單元 (油門(mén)位置傳感器)、進(jìn)氣溫度傳感器、冷卻液溫度傳感器、氧傳感器、爆震傳感器等。執(zhí)行器包括節(jié)氣門(mén)控制單元 (節(jié)氣門(mén)電機(jī))、噴油器、點(diǎn)火線圈、活性炭罐電磁閥、電動(dòng)燃油泵等。 圖 2-1 電控系統(tǒng)組成 2.1.3 發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)工作原理 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系

21、統(tǒng)的控制方式分為開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制。以開(kāi)環(huán)控制為例, 電子控制系統(tǒng)的工作原理是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)傳感器進(jìn)行測(cè)量和采集, 并將電信號(hào)傳輸?shù)诫娮涌刂茊卧?(ECU)?？刂茊卧鎯?chǔ)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。ECU 通過(guò)對(duì)結(jié)果的比較、分析和計(jì)算, 形成控制命令信號(hào), 并將其發(fā)送到執(zhí)行器, 執(zhí)行相關(guān)操作以完成啟動(dòng)。計(jì)算機(jī)控制過(guò)程。這種控制方法稱(chēng)為開(kāi)環(huán)控制。發(fā)動(dòng)機(jī) ECU 發(fā)布的指令讓執(zhí)行器執(zhí)行, 但不知道控制結(jié)果如何。執(zhí)行沒(méi)有向 ECU 發(fā)送相關(guān)的反饋信號(hào), 以更正 ECU 發(fā)出的控制指令。因此, 閉環(huán)控制方法應(yīng)運(yùn)而生。有些執(zhí)行器的信號(hào)反饋回到計(jì)算機(jī), 或者為反饋信號(hào)設(shè)置了特殊的傳感器。如后氧傳感器在空氣燃料比反饋控

22、制、爆震傳感器中的爆燃控制等。 2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)故障類(lèi)型 2.2.1 元件故障 元件故障是指除線路外的電子控制系統(tǒng)各種電路中各種元件的損壞所引起的故障。例如, 點(diǎn)火系統(tǒng)由火花塞、高壓電線、點(diǎn)火線圈、控制單元、繼電器和控制電路中的保險(xiǎn)絲等組件組成。當(dāng)點(diǎn)火系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí), 這些部件也可能出現(xiàn)功能故障, 成為故障點(diǎn), 但線路故障除外。如保險(xiǎn)絲、繼電器損壞 (如接觸燒蝕、控制線圈電路斷開(kāi)等)、點(diǎn)火線圈損壞、控制單元部分或整體故障等。根據(jù)元件的工作原理和適當(dāng)?shù)姆椒? 可以逐一消除部件故障。或者可以通過(guò)替換來(lái)消除它 (用正常組件替換可疑組件以確定故障位置)。 2.2.2 電路故障 電路

23、故障一般采取斷開(kāi)、短路和虛擬連接故障的形式。電路故障: 是指電路由于電路斷開(kāi)而無(wú)法形成電路, 使電路工作異常。短路故障: 分為電源短路、接地短路、線路短路。虛擬連接故障: 導(dǎo)線或端子的接觸電阻增大。它相當(dāng)于在這條線上串聯(lián)的電阻器。因此, 原始電路的工作狀態(tài)會(huì)受到影響。電路故障通常通過(guò)交叉連接、測(cè)試燈、t 型測(cè)試線和數(shù)字萬(wàn)用表來(lái)診斷。交叉連接: 中間有保險(xiǎn)絲的連接線可以通過(guò)交叉兩個(gè)在正常工作條件下應(yīng)該打開(kāi)的電路點(diǎn)來(lái)判斷電路問(wèn)題。測(cè)試燈: 可用于測(cè)試電路中的電源線和接地線是否正常工作。它還可用于測(cè)試脈沖寬度信號(hào)、方波信號(hào)等。它可以看到是否有一個(gè)信號(hào)或不直觀。如果有信號(hào), 測(cè)試燈將保持閃爍。但在測(cè)試

24、電壓時(shí), 測(cè)試燈只能大致判斷電路中是否有電壓 (測(cè)試燈打開(kāi)時(shí)電壓較小, 未打開(kāi)時(shí)沒(méi)有電壓)。至于電壓值是否正常, 不能通過(guò)測(cè)試燈的測(cè)試來(lái)判斷。如果你想知道確切的電壓值, 你需要使用萬(wàn)用表測(cè)試。 T 型測(cè)試線: 一種基于保護(hù)原車(chē)輛電路的測(cè)試工具, 用其他方法避免了測(cè)試過(guò)程對(duì)電路造成的損壞, 并最大限度地減少了測(cè)試過(guò)程中對(duì)原線路的損壞。為了避免測(cè)試過(guò)程造成的隱患。例如, 當(dāng)我們測(cè)試傳感器或執(zhí)行器的控制電路連接器時(shí), 我們通常使用萬(wàn)用表直接連接連接器。為了確保良好的接觸, 我們必須努力與測(cè)試連接器緊密地聯(lián)系筆。如果力過(guò)大, 連接器插座的彈簧就會(huì)變形, 并且在恢復(fù)連接時(shí), 插座的擴(kuò)展會(huì)導(dǎo)致壞接觸,

25、 這將導(dǎo)致電路的其他原因。隱患。此外, 有時(shí)還需要通過(guò)在線測(cè)試來(lái)收集電路參數(shù)。通常情況下, 我們使用探頭堅(jiān)持電線進(jìn)行測(cè)試, 但這會(huì)損壞電線。數(shù)字萬(wàn)用表: 可測(cè)試電壓、電阻、電路開(kāi)關(guān)、速度信號(hào)、頻率等信號(hào)參數(shù)。它是汽車(chē)檢測(cè)和維護(hù)技術(shù)中最常用的工具。 2.3 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)故障診斷方法以及相關(guān)工具設(shè)備使用 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)故障診斷、在線測(cè)試和離線測(cè)試兩項(xiàng)。在線測(cè)試: 在線測(cè)試是一種在不影響原始電路工作的情況下檢測(cè)電路中傳輸?shù)膶?shí)時(shí)信號(hào), 訪問(wèn)檢測(cè)設(shè)備 (如萬(wàn)用表、示波器等) 的方法。它是故障診斷中最常見(jiàn)、最直接、最有效的檢測(cè)方法。一般情況下, 它是通過(guò) t 型測(cè)試線或非破壞性探頭實(shí)現(xiàn)的。非

26、在線測(cè)試: 對(duì)應(yīng)于在線測(cè)試, 即斷開(kāi)原來(lái)的連接線, 并在電路不工作時(shí)測(cè)量靜態(tài)參數(shù)。如元件狀態(tài)是否正常、電源電壓是否正常、接地是否良好、電阻值是否正常等。 2.3.1汽車(chē)數(shù)字萬(wàn)用表故障診斷 車(chē)輛數(shù)字萬(wàn)用表主要用于測(cè)量電壓、電流、電阻、占空比、速度、閉合角、溫度、頻率、電路開(kāi)關(guān)。其中, 最常用的齒輪是電壓和電阻。如圖2-2 所示, 還有一個(gè)數(shù)字萬(wàn)用表。 圖2-2 多一數(shù)字萬(wàn)用表 使用萬(wàn)用表時(shí), 應(yīng)注意: 開(kāi)關(guān)齒輪及其范圍是根據(jù)正確的功能選擇的。為了準(zhǔn)確顯示測(cè)量數(shù)據(jù), 同一功能齒輪最好采用小范圍齒輪。在測(cè)量組件的電阻時(shí), 不可能在線測(cè)量, 更不用說(shuō)通電時(shí)在線測(cè)量了。使用萬(wàn)用表后,

27、應(yīng)將功能選擇開(kāi)關(guān)放置在交流最大范圍齒輪上, 以避免在不熟悉的情況下, 在不調(diào)整齒輪的情況下, 下一個(gè)用戶的直接測(cè)試對(duì)萬(wàn)用表造成的損壞。為了使測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確, 在方便連接的條件下, 萬(wàn)用表黑筆應(yīng)始終連接到電池的負(fù)極上, 最后將電池的負(fù)極零電位連接起來(lái)。因?yàn)殡m然電池的負(fù)線已經(jīng)與車(chē)體連接, 形成了負(fù)連接。從理論上講, 如果鐵騎好, 任何與車(chē)身負(fù)極連接的金屬部件都可以作為零電位用于連接黑色手表筆。然而, 由于負(fù)極連接點(diǎn)之間的接觸電阻和黑筆連接點(diǎn)與負(fù)極樁頭之間的電阻, 一些弱信號(hào)本身會(huì)影響測(cè)量精度。甚至影響維修人員對(duì)故障的判斷。 在發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)中, 傳感器、執(zhí)行器和 ECU 之間的通信信號(hào)大致可分

28、為五種: 直流電壓信號(hào)、交流電壓信號(hào)、調(diào)頻信號(hào)、脈沖寬度調(diào)制信號(hào)和串行數(shù)據(jù)信號(hào)。萬(wàn)用表測(cè)試在發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)故障診斷中存在一些不足。如果數(shù)字萬(wàn)用表改變的某些信號(hào)的頻率大于萬(wàn)用表的掃描頻率, 則數(shù)字萬(wàn)用表無(wú)法按預(yù)期顯示測(cè)量結(jié)果。有時(shí), 當(dāng)信號(hào)在一定范圍內(nèi)不斷變化時(shí), 數(shù)字萬(wàn)用表難免會(huì)不方便使用。 2.3.2 汽車(chē)故障診斷儀讀取故障碼診斷 由于發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)具有車(chē)輛自診斷系統(tǒng), 如果 ECU 在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中檢測(cè)到某些部件的數(shù)據(jù)異常, 其自診斷功能將自動(dòng)存儲(chǔ)故障代碼。維修人員在保持尺寸時(shí), 方便地使用儀器閱讀, 并確定故障的性質(zhì)和大致范圍。因此, 在診斷汽車(chē)電子控制系統(tǒng)的故障時(shí), 應(yīng)始

29、終遵循故障代碼優(yōu)先原則。首先, 故障診斷儀器應(yīng)讀取故障碼。常用的故障診斷儀器是博世 KT600 (圖 2-3) 和元正 X-431progt (圖 2-4)。對(duì)于某些特定品牌, 建議使用特定品牌的故障診斷儀器。 圖 2-3 金德 KT600 圖 2-4 元征 X-431pro 使用讀取故障代碼進(jìn)行故障診斷的缺陷: 需要記錄存儲(chǔ)在發(fā)動(dòng)機(jī) ECU 故障代碼內(nèi)存中的故障代碼。如果元件電路必須由電子控制系統(tǒng)監(jiān)控, 且故障發(fā)生后信號(hào)值超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)范圍, 故障時(shí)間和頻率達(dá)到一定水平, 則自診斷系統(tǒng)將記錄故障碼和光儀表板上的相關(guān)故障。指示燈。例如, 油壓指示燈的閾值小于 30 Kpa, 如果油壓略

30、高于 30 Kpa, 但低于正常壓力。其中一些是意外故障, 電子控制系統(tǒng)根本不會(huì)存儲(chǔ)故障代碼。因此, 僅僅通過(guò)調(diào)用故障代碼來(lái)消除故障顯然是不可行的。 故障碼診斷依賴(lài)于發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的自動(dòng)診斷功能。通過(guò)讀取電控單元在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中記錄的故障代碼, 可以通過(guò)故障診斷儀初步確定故障定位。一般來(lái)說(shuō), 系統(tǒng)記錄的故障代碼只指示故障診斷的參考性質(zhì)的診斷方向。例如, 如果電子控制系統(tǒng)報(bào)告的故障代碼是氧傳感器信號(hào)的故障代碼, 這是否意味著氧傳感器本身受損？在這個(gè)時(shí)候, 它不能任意地得出結(jié)論。在這種情況下, 傳感器本身也有可能受損, 但其他故障原因也可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)記錄氧氣傳感器的故障代碼。

31、這在一定程度上會(huì)導(dǎo)致對(duì)過(guò)錯(cuò)的誤判。如果維修人員盲目地相信故障代碼告訴他們?cè)诓贿M(jìn)行故意判斷的情況下進(jìn)行維護(hù)的信息, 他們可能不可避免地犯方向錯(cuò)誤。這就要求維修人員熟悉車(chē)輛, 掌握扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí), 并有能力熟練運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析故障。故障代碼存儲(chǔ)器通常只存儲(chǔ)電子控制系統(tǒng)的一些常見(jiàn)故障, 不能發(fā)出。包括電機(jī)所有部件的故障信息。有時(shí)故障代碼只給出一個(gè)模糊的范圍, 即使維修人員閱讀信息, 也于事無(wú)補(bǔ)。由于電子控制系統(tǒng)中故障的傳染性, 記錄了一些故障代碼。維修人員有必要結(jié)合專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)一步診斷故障。 2.3.3 運(yùn)用數(shù)據(jù)流進(jìn)行分析的故障診斷 數(shù)據(jù)流生成數(shù)據(jù)流是指發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的傳感器執(zhí)行器與 ECU

32、之間傳輸?shù)碾娦盘?hào), 反映發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)工作時(shí)的真實(shí)狀態(tài)信息, 并實(shí)時(shí)變化隨著發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件的變化。利用故障診斷儀器連接發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)算機(jī)或訪問(wèn)電路獲取數(shù)據(jù)流, 可以通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)范圍的比較來(lái)分析故障信息。 數(shù)據(jù)流分析數(shù)據(jù)流一般分為數(shù)值參數(shù)和狀態(tài)參數(shù)。一般情況下, 數(shù)值參數(shù)具有正常的參數(shù)范圍。通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)流參數(shù)進(jìn)行比較, 可以發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù), 并從異常數(shù)據(jù)中確定故障范圍。狀態(tài)參數(shù)信息, 如打開(kāi)或關(guān)閉、是或否、高或低。從數(shù)據(jù)流中, 我們可以看到它是否與正常狀態(tài)一致, 不一致就是故障信息。 2.3.4 對(duì)各傳感器執(zhí)行器波形分析的故障診斷 金德 KT600 汽車(chē)專(zhuān)用示波器的基本情況是博世汽車(chē)測(cè)

33、試設(shè)備 (深圳) 有限公司自主研制的一種專(zhuān)用汽車(chē)示波器?？梢詫?shí)時(shí)采集點(diǎn)火、燃油噴射和電子控制系統(tǒng)傳感器的波形。通過(guò)對(duì)傳感器波形的分析, 可以準(zhǔn)確地診斷傳感器的故障, 通過(guò)對(duì)點(diǎn)火波形的分析, 不能只診斷火花塞、高壓電線、點(diǎn)火線圈等點(diǎn)火系統(tǒng)部件的故障。它還可以分析進(jìn)氣系統(tǒng)和燃油系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障, 為汽車(chē)的運(yùn)行和故障診斷提供科學(xué)依據(jù)。 基本功能:金德 KT600 示波器功能的發(fā)展, 在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了二次點(diǎn)火波形的實(shí)時(shí)顯示。32位主控 CPU + 高速數(shù)字處理芯片是業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的設(shè)備, 保證了信號(hào)可以以高達(dá) 20 MHZ 采樣頻率實(shí)時(shí)處理。高速五通道汽車(chē)示波器, 可存儲(chǔ)參考波形。車(chē)輛一級(jí)

34、和二級(jí)點(diǎn)火波形分析;有許多二次波形顯示模式, 如縱向, 三維, 陣列, 單缸, 并顯示點(diǎn)火擊穿電壓, 閉合角, 燃燒時(shí)間等。準(zhǔn)確的點(diǎn)火同步, 自動(dòng)檢測(cè)點(diǎn)火信號(hào)極性, 無(wú)論是分配器點(diǎn)火, 獨(dú)立點(diǎn)火, 雙端點(diǎn)火都可以可靠地檢測(cè), 相當(dāng)于手持式發(fā)動(dòng)機(jī)分析儀。它具有通用示波器的功能。_ 記錄器函數(shù)。 示波器的連接 (圖 2-5) 使用示波器: 示波器連接到電源后, 可選擇一條示波器探頭連接線。示波器的末端有五個(gè)接口, 四個(gè)用于示波器信號(hào)輸入的通道, CH1、CH2、CH3、CH4、CH5 和通道 5 (CH5) 是觸發(fā)信號(hào)源接口。示波器探頭根據(jù)操作接口提示放置在 X10 或 X1

35、齒輪中。 圖 2-5 示波器連接示意圖 使用示波器診斷故障的優(yōu)點(diǎn)是:一些信號(hào)故障屬于意外故障, 并非所有問(wèn)題都可以通過(guò)讀取數(shù)據(jù)流找到。但利用波形分析可以在波形上顯示每一分鐘的數(shù)據(jù)變化, 在消除疑難雜癥方面具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)。例如, 當(dāng)油門(mén)位置傳感器在某一位置磨損時(shí), 在油門(mén)打開(kāi)時(shí), 瞬時(shí)電壓突然變?yōu)?0V, 其他時(shí)間段是正常的。在這種情況下, 無(wú)法通過(guò)使用數(shù)據(jù)流分析找到故障。通過(guò)使用波形分析方法, 可以通過(guò)比較正常波形, 立即發(fā)現(xiàn)異常波形。示波器采集的數(shù)據(jù)均為在線采集的數(shù)據(jù), 數(shù)據(jù)流是傳感器或執(zhí)行器傳輸?shù)?ECU 并通過(guò)故障診斷儀器連接到 ECU 后從 ECU 獲得的二手?jǐn)?shù)據(jù)。有時(shí),

36、 如果由于 ECU 的局部故障或相關(guān)線路的故障而導(dǎo)致數(shù)據(jù)不正確, 事實(shí)上, 傳感器數(shù)據(jù)是正常的。此時(shí), 可能會(huì)誤判傳感器及其電路問(wèn)題, 造成耗時(shí)和費(fèi)力。但目前, 通過(guò)數(shù)據(jù)流和示波器診斷相結(jié)合, 發(fā)現(xiàn) ECU 或相關(guān)線路故障的局部故障并不難。 第三章 總結(jié) 介紹了汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的組成和工作原理、常見(jiàn)的故障診斷方法以及故障診斷中使用的工具和設(shè)備。多計(jì)測(cè)試、故障診斷儀器讀取故障代碼、數(shù)據(jù)流分析、示波器波形分析等故障診斷方法在汽車(chē)故障診斷中的應(yīng)用中存在的不足和應(yīng)注意的問(wèn)題介紹了發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)。如果傳感器信號(hào)或執(zhí)行器控制信號(hào)的數(shù)據(jù)在低速時(shí)發(fā)生變化, 信號(hào)值的范圍可以清楚地區(qū)分故障和數(shù)據(jù)的

37、變化狀態(tài), 則采用該數(shù)字。數(shù)據(jù)流分析功能。但是, 維護(hù)人員必須精通數(shù)據(jù)的正常狀態(tài)。同時(shí), 我們考慮了故障設(shè)置的合理性。我們?cè)噲D在實(shí)際使用車(chē)輛時(shí)使用最可能的故障, 但與實(shí)際情況仍有一定差距。在今后的研究中, 我們希望將生產(chǎn)和生活中的車(chē)輛故障信息納入研究?jī)?nèi)容。結(jié)合汽車(chē)修理廠或4S 車(chē)間維修生產(chǎn)中的汽車(chē)檢驗(yàn)和維修實(shí)例, 對(duì)汽車(chē)檢驗(yàn)和維修工作具有更加實(shí)際的指導(dǎo)意義。 致 謝 時(shí)光飛逝，終于到了論文定稿的這一刻。雖然文章顯得有些粗糙，但畢竟凝聚了自己的心血，在此謹(jǐn)向曾經(jīng)關(guān)心、幫助、支持和鼓勵(lì)我的老師、同事、同學(xué)、親人和朋友們致以最誠(chéng)摯的謝意和最衷心的祝福衷心感謝我的導(dǎo)師謝鐵兔。老師對(duì)我兩年來(lái)的學(xué)習(xí)、

38、生活給予了悉心的關(guān)懷，在本論文的開(kāi)題、寫(xiě)作、修改、定稿方面更是給予了悉心指導(dǎo)和匠心點(diǎn)撥，論文凝結(jié)著導(dǎo)師的汗水和心血。在這兩年多的學(xué)習(xí)和生活過(guò)程中，我要向老師們表示衷心的感謝是他們給了我熱情的關(guān)懷、支持和幫助，使我得以順利完成學(xué)業(yè)。同時(shí)，衷心感謝我的父母、家人以及和我一起學(xué)習(xí)的各位同學(xué)，是他們?cè)谖覍W(xué)習(xí)和論文寫(xiě)作過(guò)程中，給予我了莫大的支持和鼓勵(lì)。 最后，再一次感謝所有關(guān)心和支持我的人們，我一定會(huì)用所學(xué)知識(shí)更好地做好本職工作來(lái)報(bào)答你們。 參考文獻(xiàn) [1] 顧國(guó)瑞. 汽車(chē)檢測(cè)診斷技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 云南交通科技，2000 (1):1-4. [2] 王鈺. 基于數(shù)據(jù)流分析的汽車(chē)電控

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