汽车服务工程毕业论文-电喷发动机故障诊断技术研究

电喷发动机故障诊断技术研究汽车服务工程专业指导教师摘要发动机是汽车的重要组成，是车辆运行的动力来源。随着其自动化程度的不断提高，工作性能的不断完善，其结构也变得越来越复杂；外加工作环境十分恶劣，因此发动机故障发生频率很大，并且其诊断难度也在不断提高。这样就使发动机成为汽车故障诊断与检测的重点对象。为了迅速诊断故障情况，提高维修的效率，世界各国的汽车公司和研究机构纷纷投入大量资金和精力研究汽车发动机电控系统的故障诊断。而我国汽车工业发展较晚，汽车电子与发达国家差距很大，所以进行汽车故障诊断技术究对于改善和提高我国汽车检测诊断技术非常重要，具有重要的现实意义。汽车发动机自研制成功以来。经过一个多世纪的改进和完善，从化油器式发动机发展到电子控制燃油喷射系统发动机，发动机系统已成为集电子技术、计算机技术、信息技术于一体的智能控制系统。由于发动机结构复杂，工作条件恶劣，使得发动机故障率较高。维修保养费用很大，如何对发动机的故障进行及时、高效的诊断和维修日益成为一个突出的问题。本文主要是对汽车发动机故障诊断技术进行研究分类，并且对各种方法进行总结分析。首先确定排除故障的思路，然后再参照文章中的各种诊断方法进行故障诊断，最后总结出几种方法的实用范围，这样就可以使得故障诊断变得简单明了。关键词汽车电喷发动机故障诊断诊断方法ABSTRACTTHEENGINEISTHEIMPORTANTCOMPOSITION,CARISPOWEREDVEHICLEOPERATIONWITHITSAUTOMATIONDEGREEUNCEASINGENHANCEMENT,THEWORKINGPERFORMANCEOFTHECONSTANTLYIMPROVE,ITSSTRUCTUREISALSOBECOMINGMOREANDMORECOMPLEXPLUSWORKINGENVIRONMENTISVERYABOMINABLE,THEREFOREENGINEFAILUREOCCURREDFREQUENCYISVERYBIG,ANDITSDIAGNOSTICDIFFICULTYALSOCONSTANTLYIMPROVINGTHISMAKESTHEENGINEBECOMEAUTOFAULTDIAGNOSISANDTHEDETECTIONOFMAJOROBJECTINORDERTOQUICKLYDIAGNOSISFAULT,IMPROVETHEEFFICIENCYOFMAINTENANCE,WORLDAUTOMOBILECOMPANIESANDRESEARCHINSTITUTESHAVEINVESTEDAGREATDEALANDENERGYRESEARCHAUTOMOTIVEENGINECONTROLSYSTEMFAULTDIAGNOSISWHILECHINASAUTOINDUSTRYDEVELOPMENTLATER,AUTOMOBILEELECTRONICSANDDEVELOPEDCOUNTRIES,BECAUSEOFTHELARGEGAPFORAUTOFAULTDIAGNOSISTECHNOLOGYTOIMPROVEANDENHANCELAOZHUANGCHINASAUTOMOBILEDETECTIONANDDIAGNOSISTECHNOLOGYISVERYIMPORTANT,HAVEIMPORTANTPRACTICALSIGNIFICANCESINCETHESUCCESSFULDEVELOPMENTOFAUTOMOBILEENGINEAFTERMORETHANACENTURYOFIMPROVINGANDPERFECTINGFROMCARBURETORTYPEENGINEDEVELOPMENTTOTHEELECTRONICCONTROLFUELINJECTIONSYSTEMENGINE,ENGINESYSTEMHASBECOMETHECOLLECTIONOFELECTRONICTECHNOLOGY,COMPUTERTECHNOLOGYANDINFORMATIONTECHNOLOGYINTHEINTEGRATIONOFINTELLIGENTCONTROLSYSTEMBECAUSETHEENGINECOMPLICATEDSTRUCTURE,WORKINGCONDITIONSANDMAKESTHEENGINEFAILURERATEISHIGHERMAINTENANCEISCOSTLY,HOWTOAUTOMOTIVEENGINEFAULTTIMELY,EFFICIENTDIAGNOSISANDMAINTENANCEISINCREASINGLYBECOMINGAPROMINENTPROBLEMTHISPAPERISMAINLYTOTHEAUTOMOBILEENGINEFAULTDIAGNOSISTECHNIQUETOSTUDYVARIOUSMETHODS,ANDCLASSIFICATIONOFTHEANALYSISFIRSTMAKESURETHATREMOVETHEFAULTSIDEAS,THENREFERTOARTICLEINFAULTDIAGNOSISOFDIAGNOSISMETHOD,ANDFINALLYSUMMARIZESTHEPRACTICALLIMITSSEVERALMETHODS,SOTHATTHEYCANMAKEFAULTDIAGNOSISBECOMESIMPLEANDCLEARKEYWORDSCAREFIENGINEFAULTDIAGNOSISDIAGNOSTICMETHOD目录前言1第1章发动机故障诊断概况2第11节现代电喷发动机概况2第12节电喷发动机故障诊断意义3第13节发动机故障诊断技术4131发动机故障诊断分类4132发动机故障诊断方法5第14节发动机故障诊断技术应用现状以及发展趋势7141国外汽车诊断技术的发展情况7142国内发动机故障诊断技术的发展情况8第2章故障诊断理论以及方法9第21节汽车故障诊断基本概念9第22节故障诊断方法9221专家系统故障诊断方法10222模糊故障诊断方法11223故障树故障诊断方法11第23节汽车电喷发动机故障分析12231电喷系统的工作原理12232电喷发动机常见故障部位分析14第3章汽车故障诊断技术及实例分析16第31节电喷发动机故障排除思路16311首先确定故障位置16312从异晌方面进一步分析故障是否发生在电控部分16313对ECU控制系统进行故障诊断和检查17314排除故障前的检查项目17315以理论为指导、以症状为依据科学分析、着手排除故障18第32节排除故障的实用方法18321常规检查与专项检查法18322排除法19323综合法20324傻瓜修车法21325利用氧传感器特性的诊断法22326用测量压力的办法诊断和排除故障23327排除故障方法总结24第4章设计总结26参考文献27致谢29前言近些年来，微电子控制技术的进步及其在汽车上的广泛应用，有力地推动了汽车工业的发展。汽车采用微电子控制系统等智能化部件后，其性能得到了显著的改善和提高。然而，这些高科技装置使我们在得到方便的同时，却给汽车维修行业带来了严峻的考验。汽车电喷发动机就是最为典型的案例。电喷发动机因为在实现低污染、低能耗方面的优越性，已逐渐取代了传统化油器式发动机，成为汽车动力的主力。据有关资料显示，国外90以上的轿车和国内大部分高级轿车上均已装备了电喷发动机。电喷发动机结构较为复杂、型式多样，给汽车维修工作带来一定的困难。针对这一问题，本文对汽车电喷发动机常见故障进行了分析，总结了电喷发动机的主要诊断方法，通过典型故障诊断与维修实例分析，给出了方便快捷的诊断和维修方法。第1章发动机故障诊断概况第11节现代电喷发动机概况发动机是将某种能量转化为机械能的一种机器。现代汽车用的发动机多为往复活塞式内燃机，简称活塞式内燃机。它是将燃料在气缸内燃烧，使其热能直接转化成机械能的机器。发动机是汽车的动力来源，其质量的优劣，直接影响着汽车的性能、可靠程度和寿命。汽油机是汽车发动机的传统机型，由于其工作柔和、噪声低、运转平稳、升功率高、比质量轻，所以在轿车和轻型车是占优势。由于电喷技术、涡轮增压等新技术的采用，在燃油经济性反面也有很大的改善。车用柴油机是载货车的主要动力，其最大优点是经济性好，它的运行耗油率比汽油机低3040，所以，近年来的趋势是发展柴油汽车，甚至在轿车领域柴油机的渗透量也在逐年增加。内燃机的循环热效率高现代高性能车用循环机的热效率高达40以上，车用汽油机的热效率，也可达到33左右。功率覆盖面大，转速范围宽，应用广泛时车用发动机的主要优点，而发动机排气对大气的污染，能源消耗日趋增高，又是内燃机工作者首先要解决的问题。80年代以来，发动机的电子控制技术已有很大的发展，其目标是保持发动机运行参数最佳值，以求得发动机动力、经济排放等性能指标的最佳化，并监视运行工况。这是电子控制喷射技术的主要目标。汽车电子喷射发动机理论是以提高发动机性能作为主要研究目标，深入到工作过程的各个阶段，分析影响性能指标的因素，研究提高性能指标的具体措施及努力方向。为了使汽车发动机最佳化运行，制造厂要设计、制造出高质量的产品，汽车的使用者还必须正确使用、经常维护。发动机使汽车的主要动力来源，对于发动机的维护，有着十分重要的作用。发动机的维护，只就影响着汽车动力、性经济性等等各个方面的性能指标。对于电子喷射发动机来说，日常维护和检修，更是起着决定性的作用。下面来介绍一下现代发动机使用电控汽油喷射技术的优点1进气系统无喉管和预热的影响；无流动损失和掉头换向、抢气的影响；无雾化不良和分配不均的影响。（2）因而充气效率好、燃烧条件好、热效率高。（3）利用电脑ECU计量控制，均匀点喷，随机修正，能使空燃比（A/F）控制在147最佳区域内。获得了更佳的“动力性”、“经济性”、“净化性”。图11电喷发动机第12节电喷发动机故障诊断意义发动机作为最长用的动力装置广泛的应用于工程机械、汽车等领域，在工业生产中发挥着非常重要的作用，其运行状态的好坏直接影响到整个动力系统的安全性和可靠性。随着其工作性能的不断改善，自动化程度的不断提高，外加工作环境十分恶劣，使其故障发生的概率也越来越大，并且其诊断难度也在提高。发动机故障诊断技术是伴随着发动机技术不断进步而完善的过程。发动机由过去单一的以机械结构为主体的产品到目前一机电液相结合的复杂产品，使其故障的问题发生了质的变化。产品结构的复杂化、系统功能的多样化、控制过程的自动化以及显示信息的智能化都成为发动机故障诊断过程中值得注意而且必须考虑的关键问题。为了改变和突破发动机故障诊断以经验和技艺为主的此观点，以现代故障诊断理论和技术为基础，建立科学、系统、合理、完善的发动机故障诊断系统，已经成为目前发动机故障检测诊断行业的必然要求。随着汽车工业的快速发展，汽车保有量的剧增，其能源危机、排气污染日趋严重，引起了世界各国的高度重视，1使得汽车不断在原有基础上从结构上大改革，以生产出无污染的绿色汽车，燃油碰射电子控制汽车也以极大的速度发展起来，取代了传统的化油器式发动机汽车。汽车电子控制系统的广泛应用，提高了汽车的安全性、动力性、经济性和排放性，使得汽车向智能控制的方向发展。同时，汽车电控系统复杂程度日趋提高，不仅人们对系统的可靠性提出来更高要求，而且汽车电控系统结果的复杂性，使得电气线束增多、故障率增加、故障诊断难度提高，给汽车维修工作带来越来越多的困难，对汽车维修技术人员的技术要求也越来越高。为了及时发现故障，并且采取相应的措施尽量减小其对汽车性能的影响，各国都纷纷投入大量的人力和物力资源对汽车故障诊断进行研究和开发并不断扩大诊断的范围和功能。第13节发动机故障诊断技术131发动机故障诊断分类发动机是一种复杂的机电一体化设备，其故障诊断大体可分为电气故障诊断和机械故障诊断两大类。1汽车检测与诊断技术（1）电气故障诊断从部件功能上可将电器故障分为传感器故障、电控单元故障以及执行其故障。对于传感器和执行器的短路、开路或者接触不良等故障，现在的发动机自诊断系统已能比较好的进行诊断，但对于功能部分失效等渐进性故障自诊断系统并不能很好的诊断，这也是电气故障诊断的难点。电控单元的故障可分为硬件故障和软件故障；硬件故障主要表现为信号处理、驱动电路出现问题；软件故障出现的比较少，主要由于干扰引起程序的跑飞导致系统无法正常工作。（2）机械故障诊断发动机机械运动是个动态过程，机械故障除了具有连续性、离散性、间歇性、渐变性、随机性和模糊性外，由于发动机的零件成百上千，这些零件又相互关联，这使得发动机的故障呈现多层次性，故障现象和故障原因之间是多对多的对应关系，这使得机械故障诊断变得非常复杂很难通过某个检测信息做出正确的诊断。132发动机故障诊断方法（1）直观诊断法也称经验判断或人工诊断法，就是通过人的感觉器官对汽车故障现象进行诊断，通过看、问、听、试、嗅等，了解和掌握故障现象的特点，通过人的大脑进行分析、判断得出结论的诊断方法。直观诊断法的效率和准确性与诊断者的工作能力、工作经验有相当大的关系；它在对传统发动机故障诊断中，占有相当重要的地位。随着电子控制技术在发动机上越来越广泛的应用，发动机结构越来越复杂，这使得直观诊断法越来越不能满足发动机故障诊断的要求。因此，在电喷发动机诊断中，单纯的直观诊断方法运用的越来越少。但是，由于直观诊断法不需要任何仪器设备，只要对发动机结构和常见故障现象有一定的了解，就可以随时随地进行诊断。经验丰富的诊断专家可以利用直观诊断方法诊断出汽车可能出现的绝大多数故障。因此，直观诊断的范围随诊断者的经验而定，没有绝对的界限，简单易行。（2）仪器诊断法包括利用简单仪表诊断和利用专用检测仪器诊断。利用简单仪表诊断，就是利用以万用表为主的通用仪表，对发动机故障进行诊断。这种诊断方法的特点是方法简单、设备费用低，主要用以对发动机中电子控制系统和电气装置的诊断。缺点是对诊断者的要求较高，在利用简单仪表进行故障诊断时，诊断者必须对系统的结构和线路连接情况有相当详细的了解，才可能取得满意的诊断效果。利用专用检测仪器诊断，就是利用电喷发动机专用诊断仪器如发动机故障分析仪等，这些专用诊断仪器大多数为带有微处理器的计算机系统，诊断十分有效。但由于诊断仪器成本一般都较高，一般只适用于专业化的故障诊断和修理机构。与直观诊断方法相比，再先进的诊断仪器都会受到自身功能的限制，对于某些故障，仪器诊断远不如直观诊断方法来得容易。比如对明显机械零部件的断裂或变形所引起的故障、密封件的泄露问题以及电子系统中线路连接件的动等故障，直观诊断就显出了优势。（3）自诊断法，是利用汽车电子控制系统所提供的故障自诊断系统对发动机故障进行诊断的方法。汽车故障自诊断系统的开发应用，给汽车使用和维修人员在汽车运行时及时发现故障和汽车修理时故障的查询提供了方便。汽车维修人员通过解读故障代码，大多数都能判明故障可能发生的原因和部位。然而，自诊断系统通常只能提供与本系统有关的电气装置或线路故障，一般只作出初步诊断结论。在实际诊断时，若仅仅靠故障代码寻找故障，往往会出现判断上的失误。实际上，故障代码仅仅是汽车电子控制单元ECU认可的一个是或否的界定结论，不一定是汽车真正的故障部位。因此，在实际诊断和维修工作中，借助自诊断系统诊断的同时，还需要通过直观诊断和简单仪器进行综合分析判断，寻找具体故障原因。（4）智能故障诊断方法，随着现代检测技术、信号分析技术、计算机技术和人工智能技术等各种新技术的快速发展，他们在故障诊断领域的应用也越来越多，这些技术的应用将在很大程度上弥补上述方法的不足，将使发动机的故障诊断变得更加简单、快速和准确。第14节发动机故障诊断技术应用现状以及发展趋势141国外汽车诊断技术的发展情况20世纪60和70年代汽车故障诊断收到了世界各国先进汽车生产厂家的普遍重视，为了提高产品的可维修性，美国、日本、德国和法国等国家相继研制了在线故障诊断（ONBOARDDIAGNOSIS）。这种故障诊断装置通过故障码的储存与读取借助汽车仪表台上的故障指示灯，反应系统的工作状况和故障发生部位。进入了80年代后，车内诊断无非是在发动机ECU内部都没有简单的故障自诊断程序，可以将汽车的故障状态以故障码的方式纪录在ECU的ROM中，并用相应的故障指示灯进行提示，维修人员可按规定的程序读取故障码，并据此确定故障的部位与原因，进而进行维修。但是自珍断系统没在ECU内部，其诊断程序仅限于与传感器有关问题，特别是只停留在与线束相关的短路、断路的故障诊断上，而且考虑成本问题及ECU中的数据输出也很难。因此，基于串行通信口的车外故障诊断工具解码器得到迅速发展，它通过与ECU交互式通信，获取更多的信息，诊断功能有较大的提高H1。如1986年美国通用汽车汽车公司推出TECH_L型汽车诊断仪，能显示车内珍断装置的珍断结果，并向ECU输入控；剐参数，还可以进行运行状态监测1987年，日本丰H1汽车公司和三菱汽车公司分别推出了诊断检测仪和多用途故障诊断试验仪；11989年，日本同产公司也推出了故障阅读仪。车外诊断的主要技术是采用串行通讯方式与车内ECU进行数据交换，即应用能进行串行通讯的诊断仪器，读出ECU中的数据流和故障码。1989年美国VENKAT等首次将神经网络用于故障诊断中，并与基于知识的专家系统进行了比较，克服了传统诊断推理速度慢、不适应在线诊断的缺陷，获得理想的结果。此后，MARKO等把神经网络引入到汽车控制系统和柴油发动机的故障诊断中，利用神经网络的学习功能和强大的非线性映射特性和很强的容错性能，实现故障的快速分类。SHARKY等对柴油发动机的故障机理进一步研究的基础上，提出多神经网络的诊断策略，与单方面用专家系统诊断对比，表明多神经网络诊断系统的强大诊断功能。1994年，美国汽车工程师协会SAE1汽车电喷发动机故障诊断专家系统的开发研究在第一代车载诊断标准的基础上，统一故障代码和软硬件结构，制订了第二代在线诊断标准OBDII。随着计算机的普及以及人工智能技术的发展，特别是专家系统、人工神经网络在故障诊断领域的进一步应用，为智能汽车故障诊断的发展奠定了基础晦1。20世纪80年代中后期，国外对汽车故障诊断专家系统进行了大量的研究。并且进行了试运作和评价，部分诊断专家系统已经走向成熟和实用化。142国内发动机故障诊断技术的发展情况1我国从60年代开始研究汽车检测技术，当时由交通部门主持研制了一些简单的诊断设备。70年代末，我国下达了第一个关于汽车维修方面的国家级课题“汽车不解体检测技术”，我国开始了汽车检测与诊断技术。进入80年代后，随着国民经济的发展，在交通部门的统筹规划下，汽车检测诊断技术得到了迅速发展心1。目前，我国汽车检测设备生产厂家已超过900家，产品种类达12000个，年产值40多亿，全国已建立各类汽车诊断站1500个。我国的汽车检测水平也不断提高，反映在汽车检测诊断设备制造水平和技术含量都有了明显的提高。汽车电子控制技术广泛应用，一批具有高新技术的诊断仪器被研制出来。如我国自主丌发的发动机故障诊断仪、汽车底盘测功机、四轮定位仪、全自动转向角检测仪、制动检测台等均达到了较高的水平。就发动机检测仪器而言，发动机无负载加速测功仪、点火系检测仪、数字转速表、异响诊断仪、发动机漏气量分析仪、油耗仪、润滑油分析仪等专用检测设备在技术上已相当成熟。发动机综合检测仪，最初的功能主要对点火系和异响进行检测，在微机控制下，实现自动检测，具有显示、打印功能。20世纪80年代末，国内部分高校和科研机构对汽车故障诊断专家系统进行研究，并相继发表了一些研究文献。尽管如此，我国汽车诊断技术水平与国外还存在较大的差距。主要表现在汽车诊断理沦的基础研究不完善、不系统、不深入；汽车检测仪器产品可靠性差；自动化水平低；品种不齐全更新慢，技术含量低，附加值低；产品性价比低；某些高性价产品也无独立知识产权，等等。今后，我国汽车检测诊断技术应向如下三方面发展1现代汽车电子技术与装置1完善与硬件配套的软件建设，制定定量化的检测标准，制定人工检测与诊断设备检测的方案；2在大型检测诊断设备研制方面，向声、光、电等自动化技术方向发展，进一步提高诊断系统的智能化水平；3汽车检测诊断实现网络化，提高信息资源共享、硬件共享、软件共享水平。利用信息高速公路，将全国的汽车检测站联成一个广域网，使交通管理部门随时掌握车辆状况。第2章故障诊断理论以及方法第21节汽车故障诊断基本概念利用各种检查和测试方法，发现系统和设备是否存在故障的过程是故障检测；而进一步确定故障所在大致部位的过程是故障定位。故障检测和故障定位同属网络生存性范畴。要求把故障定位到实施修理时可更换的产品层次（可更换单位）的过程成为故障隔离。故障诊断就是指故障检测和故障隔离的过程。国标GB562485“汽车维修术语”中对汽车诊断常用术语做了如下规定汽车诊断在不解体的条件下，确定汽车技术状况，查明故障部位以及原因的检查。汽车故障汽车部分或者完全丧失工作能力的现象。根据上述定义有学者将汽车故障诊断定义为汽车故障诊断就是一个通过状态检测信息对故障进行模式识别的过程。第22节故障诊断方法故障诊断技术发展至今，已经产生了很多不同的分类方法。概括的讲故障诊断方法可以划分成基于信号分析处理的故障诊断方法、基于解析模型的故障诊断方法和基于人工智能的故障诊断方法三种。221专家系统故障诊断方法1专家系统故障诊断方法，是指计算机在采集被诊断对象的信息后，综合运用各种规则，进行一系列的推理，必要时还可以随时调用各种应用程序，运行过程中向用户索取必要的信息后，就可快速地找到最终故障或最有可能的故障，再由用户来证实。此种方法国内外已有不少应用。专家系统故障诊断方法可用图21所示的结构来说明，它由数据库、知识规则库、人机接口、推理机等组成。其各部分的功能如图21所示。图21专家系统故障诊断框图知识规则库存放的知识可以是系统的工作环境，系统知识；规则库则存放一组组规则，反映系统的因果关系，用于故障推理。知识库是专家领域知识的集合。数据库对于在线监视或诊断系统，数据库的内容是实时检测到的工作状态数据；对于离线诊断，数据库内容可以是故障时检测数据的保存，也可以是人为检测的一些特征数据，即存在推理过程中所需要和所产生的各种信息。推理机根据获取的信息综合运用各种规则，进行故障诊断，输出诊断结果。是专家系统的控制机构。人机接口人与专家系统打交道的桥梁和窗口，是人机信息的交接点。专1汽车电喷发动机故障诊断专家系统的开发研究家系统故障诊断其根本目的在于利用专家的知识、经验为故障诊断服务。目前在机械系统、电子设备等方面已有成功的应用。但专家系统的应用依赖于专家的领域知识获取。知识获取被公认为专家系统研究开发中的“瓶颈“问题，另外，在自适应能力、学习能力及实时性方面也都存在不同程度的局限。222模糊故障诊断方法模糊故障诊断是通过研究故障与征兆之间的关系来判断设备状态。由于实际因素的复杂性，故障与征兆之间的关系很难用精确的数学模型来表示，随着某些故障状态模糊性的出现，就不能用“是或否有故障的简易诊断结果来表示，而要求给出故障产生的可能性及故障位置和程度如何。此类问题用模糊逻辑能较好地解决，这就产生了模糊故障诊断方法。其典型方法是模糊故障向量识别法，诊断过程如图22所示。图22模糊故障诊断示意图1根据经验、统计和试验数据，建立故障与征兆之间的模糊关系矩阵R隶属度矩阵。矩阵中的每个元素的大小表明它们之间的相互关系的密切程度。2根据待诊断对象的现场测试数据，提取特征参数向量X。3求取关系矩阵方程YXR，得到待检状态的故障向量Y，再根据一定的判断准则，如最大隶属原则、阈值原则或择近原则等，得到诊断结果。模糊故障诊断方法是利用模糊集合论中的隶属函数和模糊关系矩阵的概念来解决故障与征兆之间的不确定关系，进而实现故障的检测与诊断。这种方法计算简单，应用方便，结论明确直观。在模糊故障诊断中，构造隶属函数是实现模糊故障诊断的前提，但由于隶属函数是人为构造的，含有一定的主观因素；另外，对特征元素的选择也有一定的要求，如选择的不合理，诊断结果的准确性会下降，甚至造成诊断失败。223故障树故障诊断方法故障树模型是一个基于被诊断对象结构、功能特征的行为模型，是一种定性的因果模型，以系统最不希望事件为顶事件，以可能导致顶事件发生的其他事件为中间事件和底事件，并用逻辑门表示事件之间联系的一种倒树状结构畸。它反映了特征向量与故障向量故障原因之问的全部逻辑关系。在利用故障树进行故障搜寻与诊断时，根据搜寻方式不同，可分为逻辑推理诊断法和最小割集诊断法。具有同时兼顾基于规则和基于定量模型诊断的优点。随着图理论和信息论的发展和完善，出现了故障图理论，它的出现使得非线性复杂系统故障的自动搜索和分析变得更加准确和便捷，对故障诊断来说是一个很好的发展方向。第23节汽车电喷发动机故障分析231电喷系统的工作原理（1）四冲程发动机工作原理四行程汽油机经过进气、压缩、作功和排气行程完成一个工作循环。A进气行程活塞从上止点向下止点运动，排气门关闭，进气门打开。可燃混合气通过进气门被吸入气缸，直至活塞向下运动到下止点。B压缩行程曲轴继续旋转，活塞从下止点向上止点运动，这时进气门和排气门都关闭，气缸内成为封闭容积，可燃混合气受到压缩，压力和温度不断升高，当活塞到达上止点时压缩行程结束。C作功行程作功行程，进气门和排气门仍然保持关闭。当活塞位于压缩行程接近上止点即点火提前角位置时，火花塞产生电火花点燃可燃混合气，可燃混合气燃烧后放出大量的热使气缸内气体温度和压力急剧升高，推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出机械功，除了用于维持发动机本身继续运转外，其余用于对外作功。随着活塞向下运动，气缸内容积增加，气体压力和温度降低，当活塞运动到下止点时，作功行程结束。D排气行程当作功接近终了时，排气门开启，进气门仍然关闭，靠废气的压力先进行自由排气，活塞到达下止点再向上止点运动时，继续把废气强制排出到大气中去，活塞越过上止点后，排气门关闭，排气行程结束。曲轴继续旋转，活塞从上止点向下止点运动，又开始了下一个新的循环过程。在每一个工作循环中，活塞在上、下止点往复运动了四个行程，相应地曲轴旋转了两圈。（2）汽油喷射系统工作原理电控汽油喷射系统是利用各种传感器检测发动机的各种状态，经电脑的判断、计算，使发动机在不同工况下，均能获得合适浓度的可燃混合气。电子控制喷油系统是通过空气流量计、歧管绝对压力传感器或节气门位置传感器来检测发动机进气量，电子控制单元根据各种传感器的信号进行判断、计算、修正控制喷油器喷油的持续时间，使发动机获得该工况下运行所需的最佳可燃混合气浓度。电控汽油喷射系统由进气系统、燃油系统、点火系统和控制系统四部分组成进气系统为发动机可燃混合气的形成提供必需的空气。空气经空气滤清器、空气流量计、节气门体、进气总管、进气歧管进入气缸。在燃油系统中，油箱中的汽油从燃油泵泵出，流经汽油滤清器到喷油器，在多点喷油系统中喷油压力在2巴以上一般为255巴范围内；单点喷油系统压力为0712巴。多余的燃油经压力调节器流回油箱。喷油量由喷油器通电时间的长短来控制。电子控制单元产生的点火定时信号送给点火器，接通、断开点火线圈的初级电路，使火花塞跳火，与此同时点火器反馈给电子控制单元一个点火确认信号。控制系统是由传感器、电子控制单元和执行器组成。其核心是电子控制单元。电子控制单元通过进气歧管绝对压力传感器或空气流量计的信号计算进气量，并根据进气量和发动机的转速获得基本喷油持续时间和基本点火提前角，然后通过冷动水温度、进气温度、节气门开启角度、电瓶电压等各种工作参数进行修正，得到发动机在这一工况下运行的最佳喷油持续时间或最佳点火提前角。根据发动机的要求，电子控制单元还可控制怠速、排气再循环和其他系统。机油散热器以及检视设备。机油泵的功用是提高机油压力，保证机油在润滑系统内不断循环。为了保证输送到各运动零件表面的润滑油的清洁，在润滑系中还设有机油滤清器。发动机工作时，机油泵通过吸油盘从油底壳内吸入机油，并提高机油压力，通过机油滤清器滤清后，把干净的机油以一定的压力送到主油道，然后再通过各支油道送给各运动零件表面。发动机主要润滑零件有曲柄连杆机构、配气机构和传动齿轮。4冷却系的大小循环通常利用节温器来控制通过散热器冷却水的流量。节温器装在冷却水循环的通路中（一般装在气缸盖的出水口），根据发动机负荷大小和水温的高低自动改变水的循环流动路线，以达到调节冷却系的冷却强度。当发动机在正常热状态下工作时，即水温高于80，节温器阀门打开了通往散热器的通道，同时关闭了通往水泵的旁通管，冷却水全部流经散热器，形成大循环；当冷却水温低于70时，节温器阀门关闭了通往散热器的通道，同时打开了通往水泵的旁通管，水套内的水只能由旁通孔流出经旁通管进入水泵，又被水泵压入发动机水套，此时冷却水并不流经散热器，只在水套与水泵之间进行小循环，从而防止发动机过冷；当发动机的冷却水温在7080范围内，通往散热器的通道和通往水泵的旁通管均处于半开闭状态，此时一部分水进行大循环，而另一部分水进行小循环。232电喷发动机常见故障部位分析尽管电子控制燃油喷射系统有不同的结构特点和分类特性、但是，就其常见故障而言，1有其相同的或相似的问题。下面就电喷发动机常见故障的共性问题进行分析1ECU常见故障电子控制单元ECU虽然一般比较可靠，不容易出现故障和问题。对于行驶己超过L0万公里以上的车辆，也难免要产生某些外围故障。如个别电子集成块损坏、电控单元固定脚螺栓松动、某个电子元件焊脚接头松脱、以及电容元件失效等。ECU出现故障后,可能造成发动机难于启动或者根本不能启动，或者是没有高速、热车难以启动、耗油量大等现象。这些问题,一般应该送往特约修理部门去测试和修理。2插接件连接故障电喷系统的电路引线有很多插件，几乎布置在所有的电器元件上。当机器使用时间过长便会使插件老化，或者由于插件多次拆卸造成接头松动或者接触不良，而导致发动机工作不稳定，时好时坏。比如、当空气流量计中的电动燃油泵电路开关的接头接触不良时，便会导致发动机起动困难，如果是喷油嘴的电源插件松脱，便会造成发动机缺缸故障。3传感器故障汽车用传感器虽结构不尽相同。大致是以下几种类型。如热敏电阻式、真空压力式、电磁式、机械传动式等。如果传感器中的易损零件损坏，簧片弹性失效、真空膜片破损、位弹簧疲软、断裂或脱落，都不能坏及时、准确地反馈发动机的工况，从而使得电子控制系统工作失常甚至失效，而导致发动机工作不协调甚至根本不能工作。4喷油堵塞故障电喷发动机的汽油雾化，类似于柴油机的高压喷油嘴喷油雾化情况。不过电喷发动机喷油嘴是有一组电磁线圈、吸铁开关、喷油针阀和座组成。针阀开启时就喷油雾化，针阀的开启是受电控单元ECU产生的电脉冲控制的。有时候会因为电磁线圈工作不良或喷油针被阻滞卡死。而造成某缸汽油雾化不良或不雾化滴油，而导致该缸的工作不良或不工作。1汽车维修工程5空气、燃油滤清器堵塞故障电喷发动机空气滤清器一旦发生堵塞将会造成混合气过浓。汽油滤清器滤芯堵塞将会造成混合气过稀，这都会导致发动机起动困难、转速不稳定以及运转无力等。因此。应按汽车说明书要求定期清洗或更换滤芯。6连接管道松脱不严的故障电子控制燃油喷射发动机的油道和气道，许多管子和管件相连接，管路密封不严，如胶管老化、管口破裂或卡子松弛，会造成气、水、油的渗漏，结果导致混合稀润滑、失效等。而使发动机起动困难，或怠速运转不稳、运转无力等。第3章汽车故障诊断技术及实例分析第31节电喷发动机故障排除思路311首先确定故障位置电喷发动机的控制系统ECU所控制的仅是发动机的电控部分，而无法兼顾到发动机的全部，特别是机械部分。无论是电喷故障还是机械故障，都必须正确区分发生的部位和表现特，方能准确避速地判定和排除故障。检查中，如果发动机有故障，而发动机故障警告灯没有点亮（未显示故障代码，此时说明发动机的故障可能是机械部分。一般来讲，机械故障大都发生在下列情况，火花塞和高压线路本身有缺陷；发动机曲轴箱强制通风装置阀门或管道堵塞；空气滤清器堵寨；进气管附近漏气或真空管有缺陷这些部分产生的故障不属于电控部分的故障，但均会引起汽车发动机的不正常工作。例如，当火花塞、高压线有缺陷时，往往会出现发动机怠速不稳，加速断火，排气管放炮等故障。再比如，空气流量计壳体若破损会造成漏气现象，使ECU监测失误，进而会导致发动机转速失准和运转无力。以上机械部分的故障火部属于小的故障，大的机械故障则发生住配气机构配相位失准、气门弹簧断裂、液压挺柱堵寒和点火正时上时齿轮记号不对。配气相位和点火正时不正确，一般都需拆解捡查。此外，还有气缸和活塞环配合间隙过大、发动机串油和轴瓦响等也属于机械故障范嗣，电控系统监测不到，这部分故障较容易判断、不容易混淆。312从异晌方面进一步分析故障是否发生在电控部分电喷发动机上的电磁开关、电碰阀、继电器、电机及喷油器等，这些器件在正常工作中都会发出一定的响声如出现的响声变小、响声无规律或根本无响声等现象，就可以判定该器件或该电路出现了故障。313对ECU控制系统进行故障诊断和检查汽油发动机运转不良主要是指怠速不良，发动机动力不足、行驶中突然熄火、发动机排气烟色不正常和异响等。造成上述不良运转现象的故障同样有电路故障、油路故障和机械故障一类。因此，检查的一般规律仍然是先电后油再机和先简后繁，如图31所示是发动机运转不良的检查方法。发动机运转不良检查其它不良症状检查怠速检查动力点火系统怠速油路机械故障点火系统供油系统机械故障图31发动机转速不良检测方法314排除故障前的检查项目（1）检查各保险丝是否有损坏现象。（2）检查空气清器和汽油滤清器，查看滤芯及周围是否有脏物、杂质和污染物，必要时清洗并更换淀芯。（3）检查各真空管道是否有泄漏、堵寒和连接不良，真空管道是否破损老化。（4）检查电控系统导线的连接情况是否良好，有无松动断开和脱落现象，特别是插接部分。（5）检查每个传感器和执行器是否有明显损伤（6）检查发动机在运转情况下，进排气歧管及氧传感器处是甭有泄漏燃油管道是否渗漏。（7）检查喷油器是否有赃物，燃油喷射压力是否在规定范围内。（8）检查高压火最否正常。（9）检查各缸压力是否在规定范围。（10）倾听发动机是否有异响。315以理论为指导、以症状为依据科学分析、着手排除故障在完成上述检查的基础上，利用发动机的基本工作原理和电控喷射方面的原理，从油路、电路、气路进行科学地综分析，千方百计寻找与故障有关的因素，本着由简到繁，由易到难，由外到内的原则，进而寻找产生故障的真正原因，并设法排除它。第32节排除故障的实用方法321常规检查与专项检查法常规检查包括以下内容空气滤芯，汽油滤芯，节气门是否脏污；故障灯是否正常；蓄电池电压是否正常，是否有漏气现象；各种插头是否插接良好，导线是否正常；各缸工作压力是否在标准范围内；各保险丝和继电器是否良好等。这种方法不需要专用的检查工具和检测仪器，用眼和一些简单工具就可以了，找出问题的部位很快就可以处理了。专项检查经常规检查还找不到故障原因时，就要使用仪器、仪表和工具配合专业维修资料进行较为复杂的检修。专项检查包括以下项目检查燃油压力是否正常，检查各传感器是否正常，检查各执行元件的工作情况，检查电脑ECU与传感器及连接导线情况，检查电脑备插脚的电压情况，最后检查ECU内部电路。如表31所示。表31电喷发动机故障排除流程直观检查发现问题排除向车主了解故障发生的详细情况检查怠速及点火正时发现问题排除检查进气真空度发现问题排除检查缸压发现问题排除检查点火及燃油系统发现问题排除检查配气相位发现问题排除检查排气背压发现问题排除验证故障确已排出322排除法汽车电喷发动和化油器器发动机故障一样，它的某一故障产生可能是由多种原因造成的。因此在排除故障时，可按照传统方法，把这些影响因素一一列出来，按步骤，逐步进入问题的实际部位来排除的方法，称之为排除法。例如氧传感器故障代码出现，换一个新的不一定起作用。因为燃油压力、配气正寸、气缸压缩压力，电动汽油泵、喷油器等影响发动机正常工作的部件发生故障时，都是以氧传感器故障代码的形式出现的。所以在排除故障时，可借用排除化油器式发动机故障的思路，先易后难，逐一排除，最后找出故障所在。如图所示首先检查蓄电池电压充电或更换发动机能否起动检查空气滤清器检查怠速转速检查点火正时检查燃油压力检查高压火如果不能起动，检查起动机，更换。清洗、更换滤芯检查怠速马达，或节气门、更换调整点火正时检查燃油供给系统检查点火系正常图32电喷发动机常见故障排除一般程序323综合法化油器式发动机故障的排除都是把它分为油路和电路两部分来判断的。排除电喷发动机故障则不能简单地分成油路和电路束分析，电喷发动机可归纳为以下几个部分进行分析和判断1检查执行机构的工作情况；2检查线路连接情况及传感器部分。注意不同车型，传感器的数据不同，使用中注意不同点3检查ECU。图33发动机故障综合检查324傻瓜修车法判断一个电喷发动机电脑ECU的好坏，可不管电脑内部如何动作，只要把传感器、电脑ECU、执行原件之间逻辑关系弄清楚，检查输入电脑的信号是否正常，输出到电动元件的信号是否正常。如果是的话，进一步检查相关电路，电源线和搭铁线，如果线路没问题，基本可以判断电脑出了问题。使用中注意，电脑ECU接受各传感器化送来的信号，它控制的信号主要有三个点火正时、喷油时间和怠速控制阀。例一辆丰田RAV4轿车，使用过程中发现，发动机2000R/MIN转速以上时，抖动厉害，排气管冒黑烟。行驶中，车速超过100KM/H时，车子就跑不起来。在检查中运用“傻瓜”修车法检查，它的点火提前角、点火顺序、闭合角度、点火正时都没问题。在检查喷油控制方面，当转速超过200OR/MIN时，喷油时间较长，导致喷油量过多，混合气太浓，燃烧不完全，从而造成上述故障现象。有关资料介绍，丰田车喷油时间是3MS，不管怠速还是高速都差不多，只是在加速情况下，喷油时间会适当延长，以改进加速性能。当转速上来后，喷油时间又缩短至基本喷油时间，以保证适当的混合比。但这辆丰田年只要转速超过2000R/MIN，基本喷油时问就会由3MS增加列6MS，不会再减下来，导致混合气太浓。最后检查与混合气浓、稀相关的传感器与线路，没有发现故障，说明该机电脑ECU已损坏。325利用氧传感器特性的诊断法利用氧传感器如图34输出电压可随混合气的浓度变化而变化的特性，检查和诊断电喷发动机故障的方法，称为氧传感器法。这种方法主要诊断在氧传感器完好的情况下，由空气系统、燃油或者机械部分引起混合气过稀或者过浓的故障原因。诊断时可按以下步骤进行图34氧传感器（1）检查氧传感器好坏检查氧传感器加热电阻是否符合标准值。一般来说，电阻应在440之间。检查方法可用万用表测量传感器1、2号插头间的电阻值，如不符合规定，说明氧传感器需要更换；可通过观察氧传感器顶尖的颜色来判断。若顶尖颜色为淡灰色，说明氧化感器正常；若顶尖颜色为黑色，说明氧传感器受铅污染。这是由于汽油含铅所致。使用含铅汽油，行驶500KM左右，氧传感器整个性能就会丧失，从而使三元催化器中毒，使净化效率大大降低，甚至不起净化作用。若顶尖颜色为白色，这说明是硅污染造成，这是由于在维修中使用了不符合规定的硅密封胶所造成的。（2）检查氧传感器反馈电压，查阅有关维修手册，找到氧化感器信号线，然后用电线中的铜丝插入相应的插孔；再插好插接器，用数字式万用表直流电压档测量铜丝对于负极的电压。测量时注意发动机水温应在8O以上，转速在2500R/MIN左右，此刻万用表显示的电压应在011OV之问迅速跳动；在L0S内电压应在0110V之间变化至少8次，否则还要继续住下检查。（3）拔开插接器，使氧传感器和控制单元分离用万用表测量信号输出端对负极的电压。这时人为地拔下一根进气管上的真空管，形成稀混合气，此时电压应下降，而当拔下油压调节器真空管，并用手堵住，以形成浓混合气时，电压应该上升。如果氧传感器完好，则故障原因可能在电脑或线路以及燃油、空气或机械方面，应首先检查空气或燃油部分。例如空气系统漏真空，这时排气中氧分子浓度较大，氧传感器输出低电压，电脑便认为混合气稀，发出指令向浓的方向调格。但无论如何也弥补不了漏进系统的大量空气，所以氧传感器一直显示0103V的低电压。再比如油压调节器出现故障导致油压过高，会使排气中氧分子含量减少，氧传感器输出高电压，表示混合气过浓，电脑便减少喷油时间，但也无法弥补油压过高造成的混合气过浓，所以氧传感器总是显示0609V的高电压。326用测量压力的办法诊断和排除故障电喷发动机发生的故障中，有一部分是因为喷油回路中的压力失常而引起的，这种故障往往不会有故障码出现，因此也较难判断。如果能抓住回路中各段喷油压力参数的变化情况，再加上一些简单机具，就可用压力表来进行测量，以诊断出故障的原因。如果是由于燃油泵磨损造成供油压力下降滤清器或油泵滤网堵塞使供油量不足；压力调节器损坏，使系统压力不稳喷油器堵塞造成各缸供油不均匀等原因引发的故障，都可用此方法排除。这部分故障包括无法起动、起动困难、怠速不稳、加速不畅或无高速等。具体操作过程如下先准备两块压力表，直径为LOOMM，量程为0LMPA。准备安装在汽油滤清器图35的进口和出口处。压力表通过软管与接头与其相连；为方便安装，可加工一垫环，环厚约3MM，内环槽深约LMM左右，在其内孔穿一个空心油道螺钉，以保证油路和压力表的畅通，互不影响。软管接头可与垫环焊接在一起，根据两个压力表的变化情况来诊断故障。诊断部位有燃油泵、汽油滤清器和喷油器。图35汽油滤清器327排除故障方法总结排除故障的实用方法一共讲诉了六个，这些都是对实际经验的总结。其中前三个可以用于任何一个发动机故障的诊断，而后三个诊断方法有一定的局限性。常规排除与专项排除法是基本的发动机故障诊断方法，这种方法可以通过眼看手摸或者借助工具进行检测发动机故障，这样的检测方法相对比较简单，但是也比较繁琐。这种方法实用于发动机任何故障的诊断。排除法和化油器汽车故障诊断方法相似。由于电喷发动机的故障原因有多种，所以可以按照传统方法把可能故障一一列出，按照步骤相继进入问题实际部位进行排除。这种方法也可以用于任何发动机故障的诊断。对于电喷发动机，排除故障要注意检查执行机构的工作情况，检查线路连接情况，和检查ECU。通关这三样检查就可以基本确定故障位置，并且设法解决与排除。所以排除法也可用于任何发动机故障的诊断。傻瓜修车法则是要搞清楚汽车各个部件之间的逻辑关系，然后从故障的表现方式上寻找故障的起因。由于汽车各个部件之间关系复杂，所以这种方法有一定的局限性，只能检查部分故障。利用氧传感器特性诊断故障，主要是诊断在氧传感器完好的情况下，由空气系统、燃油或者机械部分引起混合气过稀或者过浓的故障原因。这种方法有很大的局限性，但是对于混合气过稀或者过浓的故障诊断就很简单。利用测量压力的方法诊断和排除故障，需要能抓住回路中各段喷油压力参数的变化情况，再加上一些简单工具，就可用压力表来进行测量，并诊断出故障的原因。这种方法只适用于压力调节器损坏，使系统压力不稳喷油器堵塞造成各缸供油不均匀等原因引发的故障。也具有一定的局限性。第4章设计总结电喷发动机因为在实现低污染、低能耗方面的优越性，已逐渐取代了传统化油器式发动机，成为汽车动力的主力。据有关资料显示，国外90以上的轿车和