毕业设计（论文）-桑塔纳2000汽车发动机故障的诊断与分析

毕业设计（论文）-桑塔纳2000汽车发动机故障的诊断与分析 安徽机电职业技术学院毕业论文 引 言 发动机是汽车的心脏，40%的汽车故障来源于此，所以高效、准确的对发动机进行故障分析并排除是汽车检修和维护的一项重要工作。 发动机是复杂的机电设备，由机、电、液等不同的子系统组成。因此，要求各个子系统和机构之间协调配合，任何一个部分或几部分工作不良或相互影响时都会造成故障的发生。因此在发动机不解体的情况下，对所发生的故障做出及时、准确的判断是非常必要的。通常的故障分析方法是根据故障征兆和故障原因之间的因果关系推理得到的，但对于具有复杂结构的发动机来说，这种因果关系一般并不是确定的一一对应的映射关系，而是表现为随机性和不确定性。导致这种不确定性的原因有多种，主要因素是诊断对象的复杂性、测试手段的局限性、知识表达的不精确等。当发动机表现出某一具体故障时，有可能是从一种故障状态向另一故障状态的过渡或者是多种故障交替存在的结果，很难确切地判断出真正故障发生的部位。本设计首先介绍汽车发动机故障诊断技术的发展情况，然后分析桑塔纳2000汽车发动机的构成和性能，在此基础上，对发动机不同部位的故障分析方法和常用的一般分析方法进行分析，最后针对几种发动机的常见故障，给出具体的故障排除方法。 第 1 页 安徽机电职业技术学院毕业论文 桑塔纳2000汽车发动机 故障的诊断与分析 第一章 概述 1.1 本课题的研究现状 发动机作为汽车的心脏，随着科技的发展呈结构复杂化、系统功能多样化、控制自动化、显示信息智能化发展，发动机的故障也日益复杂化，这给发动机的故障诊断与分析带来了困难和挑战。因而对汽车维修人员的技术要求越来越高，对维修设备的科技含量要求越来越高，对故障诊断与分析的方法要求也越来越高。为了及时发现和排除故障，各国都纷纷投入大量的人力、物力对汽车发动机故障诊断进行研究、开发。桑塔纳2000作为一款经典的车型，其故障诊断技术已日益趋于完善。 1.2 本课题研究的内容 本课题的研究对象是桑塔纳2000的发动机，在本课题中，桑塔纳2000的发动机的构成和性能将得到详细的介绍，并在此基础上介绍发动机的诊断技术，结合桑塔纳2000在日常使用中的故障，出桑塔纳2000的发动机常见故障，最后将介绍几种常见的桑塔纳2000的发动机故障诊断实例。 1.3 本课题研究的意义 发动机作为汽车的心脏，在汽车中起到至关重要的作用，其运行状态的好坏直接影响到整个汽车的安全性和可靠性。随着汽车发动机工作性能的不断完善，自动化程度的不断提高，再加上工作环境的恶劣，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逐步完善的过程。 发动机由过去单一的机械结构为主体的产品到目前已机、电、液相结合的复杂的产品，使其故障诊断问题发生了质的变化。产品结构复杂化、系统功能多样化、控制自动化以及显示信息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已经验和技艺为主的传统观点，已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，已成为目前汽车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、排气污染日益严重，引起世界各国的高度重视，使得汽车不断在原有的基础上从结构是大革命，以生产出无污染的绿色汽车，燃油喷射电子控制汽车也以极大地速度发展起来， 第 2 页 安徽机电职业技术学院毕业论文 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、经济性和排放性能，使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了更高的要求，而且汽车电控系统结构的复杂性，使电气线束增多、故障率增加、故障诊断难度提高，给汽车维修工作带来了越来越多的困难，使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，并采取相应的措施尽量减少其对汽车性能的影响，各国都纷纷投入大量的人力、物力对汽车发动机故障诊断进行研究、开发，并不断地扩大诊断的范围和功能。 第 3 页 安徽机电职业技术学院毕业论文 第二章 发动机故障诊断技术的发展 汽车故障诊断是在不解体(或仅卸下个别小件)的条件下，确定汽车技术状况，查明故障部位及原因的检查和分析。随着汽车技术的发展，特别是电子技术、计算机技术在汽车上的应用，汽车故障诊断从传统的听、看、闻经验诊断方式，发展为以集成化、智能化的诊断设备为手段，以信息技术为依托的现代汽车故障诊断技术。无论是国内还是国外，汽车诊断技术均发生了质的飞跃。汽车发动机故障诊断技术作为汽车诊断技术的一部分，也在不断地发展、提高。 2.1 国外发动机故障诊断技术的发展 20 世纪50年代之前，国外就研发了以故障诊断和性能调试为主的单项检测技术。早期的检测诊断设备是以机械结构为主，单机人工操作。上世纪60年代，随着机电一体化的产生，研制了单机自动化的设备，如四轮定位仪、非接触式速度计等;80年代，随着计算机技术的发展和应用，实现了汽车诊断控制自动化，出现了集检测工艺、操作、数据采集、存储和打印等功能于一体的系统软件。目前，车载自诊断系统和车外诊断系统正在进一步发展。 车载自诊断系统(OBD)利用安装在汽车内各个部位的传感器，自动检测系统故障，以故障代码形式显示并将故障信息存入电子控制单元ECU的RAM中，在维修车辆时，维修人员能调出故障代码，找出故障部位。1994年，美国汽车师协会(SAE)在第1代OBD基础上，制定了第2代在线诊断OBD?， OBD?除了对电子控制系统检测外，还对与排放有关的系统监测，更注重绿色环保问题。车外诊断系统，通过传感器采集信号，送至车外仪器，在相应诊断软件的支持下，完成各种诊断。例如:发动机综合分析仪等。 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、仍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。到目前为止已有专家系统、模糊数学、灰色系统、神经网络、数据融合和范例推理等多种诊断推理方法，这些方法中神经网络技术在最近几年的发展非常迅速，出现了BP神经网络、ART神经网络、RBF神经网络和SOM神经网络等多种网络模型，同时提高了神经网络训练样本质量，又相继出现了神经网络训练样本前期处理方法，如主成分分析和粗糙集理论等技术方法。这些智能化故障诊断技术理论的不段完善极大地促进了汽车机械故障诊断系统研究水平的提高。数据融合故障诊断方法主要运用于多个传感器通道信号的融合和不同诊断途径的诊断结论之间的融合，以综合利用各种故障征兆信息提高诊断的准确率。 第 4 页 安徽机电职业技术学院毕业论文 2.2 国内发动机故障诊断技术的发展 我国是20世纪60年代开始研究检测技术，如发动机气缸漏气量检测仪等。80年代，随着汽车工业的发展，汽车发动机诊断技术得到了迅速发展。目前，我国生产的发动机故障诊断于检测的仪器品种很多，从外形上看，可以分为以下三大类。 (1)台架式结构 比较有代表性的产品有:济南无线电六厂生产的QFC-5型电脑综合检测仪、淄博市淄川测试仪器厂生产的DA-1000型发动机故障检测分析系统、济南历下微机应用研究所生产的WFJ型微电脑发动机检测仪等。 (2)便携式结构 具有代表性的产品有:天津市电子仪器技术研究所生产的YT412型发动机分析仪、重庆沙坪坝交通电子仪器厂生产的QFGDC型发动机故障电脑测试仪等。 (3)袖珍式结构具有代表性的产品有:机械电子工业部华申精密仪器厂生产的WCY-1型发动机微型检测仪、中外合资湖北依驰电子过程有限公司生产的GED-P2型发动机检测仪。 20世纪90年代以后，清华大学、西安交大、申科泛华电子科技公司以及哈工大仪器王电子有限公司等高校和公司，在研究和开发虚拟仪器产品和虚拟仪器设计平台等方面做了大量的工作，其成果已在发动机工作真的和检测方面的到广泛的应用。目前，哈工大仪器王电子有限公司已有系列产品面市，清华大学汽车工程系利用虚拟仪器技术构建的汽车发动机检测系统，以用于汽车发动机的出厂检测。尽管我国在发动机知道和基础技术上有了长足的进步，但总的来说，国内在这个领域里起点低、起步晚、整体水平相对落后，与国际先进水平相比仍有一定的差距。 2.3发动机故障诊断技术的发展的趋势 高科技的发展，信息化的网络，使得汽车发动机故障诊断技术必将向着智能化、集成化方向发展。 2.3.1 基于神经网络的故障诊断专家系统 神经网络具有较好的容错性，较强的自学习功能、自适应能力，大规模并行处理能力等。把神经网络应用于诊断专家系统是新一类知识表达体系，在知识获取、并行推理等方面有明显的优越性，解决了传统专家系统在知识获取上的瓶颈问题，提高了诊断系统的智能水平。 2.3.2 基于网络的集成故障诊断专家系统 由于汽车故障诊断实例丰富、诊断信息量大，不确定因素多，因此，探索适合汽车领域的专家系统，集成规则、案例、模糊和神经网络理论，集成推理机制， 第 5 页 安徽机电职业技术学院毕业论文 以网络为框架，以多媒体技术为载体，研究多种诊断模型融合技术必将是发展方向。 集成故障诊断专家系统能自动选择合适的诊断模型，灵活处理诊断知识和应用推理方式，满足内在机理上的融合，避免诊断的冗余问题。 多媒体技术集图形、音像、文本于一体，使诊断系统具有良好的人机界面和交互环境，增加了系统的可靠性，提高了诊断的效率。通过局域网、因特网实现异地诊断和在线诊断，达到多个专家协同诊断、提高诊断准确性的目的，还可以对汽车诊断人员进行远程培训，在多媒体情境中，使诊断技术易懂好学，提高培训成效，保持诊断技术的先进性。 第 6 页 安徽机电职业技术学院毕业论文 第三章 桑塔纳2000发动机 3.1 桑塔纳2000发动机的构成 上海桑塔纳2000系列轿车发动机为四冲程、四缸直列、自然吸气、火花塞 2000GSi型)水冷式发动机。 点燃、二气门、电子控制喷射系统(2000GLi、 3.1.1 概述 发动机是一种动力源。发动机是将某一种形式的能量转换为机械能的机器。燃油发动机的作用是将燃料的化学能通过燃烧转化为热能，再把热能通过膨胀转化为机械能，对外输出动力。 3.1.2发动机构造 发动机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器。无论是汽油机，还是柴油机;无论是四行程发动机，还是二行程发动机;无论是单缸发动机，还是多缸发动机。要完成能量转换，实现工作循环，保证长时间连续正常工作，都必须具备以下一些机构和系统。 (1) 机体组: 发动机个机构、各系统的装配基体，其本身又是许多系统的组成部分。 (2) 曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。 (3)配气机构 配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。 (4)燃料供给系统 汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去;柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。 (5)润滑系统 润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。 (6) 冷却系统 冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。 (7) 点火系统 第 7 页 安徽机电职业技术学院毕业论文 在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系。 (8) 起动系统 曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系。 汽油机由以上一个机体、两大机构和五大系统组成，即由机体组、曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成。 3.1.3 发动机工作原理 如图3-1所示: 图3-1 气缸示意图 活塞在气缸里作往复直线运动时，当活塞向上运动到最高位置，即活塞顶部距离曲轴旋转中心最远的极限位置，称为上止点TDC(Top Dead Center)。 活塞在气缸里作往复直线运动时，当活塞向下运动到最低位置，即活塞顶部距离曲轴旋转中心最近的极限位置，称为下止点BDC(Bottom Dead Center)。 活塞从一个止点到另一个止点移动的距离，即上、下止点之间的距离称为活塞行程。一般用,表示，对应一个活塞行程，曲轴旋转180? 曲轴旋转中心到曲柄销中心之间的距离称为曲柄半径，一般用R表示。通常活塞行程为曲柄半径的两倍，即 S =2R 。 活塞从一个止点运动到另一个止点所扫过的容积，称为气缸工作容积。一般用Vh表示: Vh=S?π(D/2) , 式中:D,气缸直径，单位mm; S,活塞行程，单位mm; 第 8 页 安徽机电职业技术学院毕业论文 活塞位于下止点时，其顶部与气缸盖之间的容积称为气缸总容积。一般用Va表示，显而易见，气缸总容积就是气缸工作容积和燃烧室容积之和，即Va,Vc，Vh。 多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机排量。一般用VL表示: VL= i?Vh 式中:Vh,气缸工作容积; i , 气缸数目。 压缩比(compression ratio)是发动机中一个非常重要的概念，压缩比表示了气体的压缩程度，它是气体压缩前的容积与气体压缩后的容积之比值，即气缸 总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。一般用ε表示。 Ε= Vc/ Va = Vc /(Vc+ Vh) 式中:Va , 气缸总容积; Vh , 气缸工作容积; Vc , 燃烧室容积; 通常汽油机的压缩比为6,10，柴油机的压缩比较高，一般为16,22。 每一个工作循环包括进气、压缩、作功和排气过程，即完成进气、压缩、作功和排气四个过程叫一个工作循环。 3.1.4 曲柄连杆机构的作用 曲柄连杆机构是内燃机实现工作循环，完成能量转换的传动机构，用来传递力和改变运动方式。工作中，曲柄连杆机构在作功行程中把活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，对外输出动力，而在其他三个行程中，即进气、压缩、排气行程中又把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动。曲柄连杆机构是发动机借以产生并传递动力的机构，通过它把燃料燃烧后发出的热能转变为机械能 3.1.5 配气机构的作用 配气机构是进、排气管道的控制机构，它按照气缸的工作顺序和工作过程的要求，准时地开闭进、排气门、向气缸供给可燃混合气(汽油机)或新鲜空气(柴油机)并及时排出废气。另外，当进、排气门关闭时,保证气缸密封，进气充分、排气彻底。四行程发动机都采用气门式配气机构。 3.1.6 汽油机供给系统的作用 根据发动机的不同情况的要求,配制出一定数量和浓度的可燃混合气,供入气缸,最后还要把燃烧后的废气排出气缸。 3.1.7 冷却系统的作用 冷却系的主要功用是把受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。 第 9 页 安徽机电职业技术学院毕业论文 3.1.8 润滑系统的作用 发动机工作时，各运动零件均以一定的力作用在另一个零件上，并且发生高速的相对运动，有了相对运动，零件表面必然要产生摩擦，加速磨损。因此，为了减轻磨损，减小摩擦阻力，延长使用寿命，发动机上都必须有润滑系。润滑系作用是润滑、清洗、冷却、密封、防锈、减震缓冲。 3.1.9 点火系统的作用 汽油机在压缩接近上止点时，可燃混合气是由火花塞点燃的，从而燃烧对外作功。点火系的功用就是按照气缸的工作顺序定时地在火花塞两电极间产生足够能量的电火花。 3.1.10 起动系统的作用 曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置，称为发动机的启动系。如图3-6。 3.2 桑塔纳2000发动机的性能 3.2.1发动机的主要性能指标 1、动力性能指标 动力性能指标指曲轴对外作功能力的指标，包括有效扭矩、有效功率和曲轴转速。 (1)有效扭矩:指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的转矩，通常用Te表示，单位为N?m。有效扭矩是作用在活塞顶部的气体压力通过连杆、传给曲轴产生的扭矩，并克服了摩擦，驱动附件等损失之后从曲轴对外输出的净扭矩。 (2)有效功率:指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的功率，通常用Pe表示，单位为kW。有效功率同样是曲轴对外输出的净功率。它等于有效扭矩和曲轴转速的乘积。 (3)转速:指发动机曲轴每分钟的转数，单位为r/min。发动机产品铭牌上标明的功率及相应转速称为额定功率和额定转速。 2、经济性指标 通常用燃油消耗率来评价内燃机的经济性能。燃油消耗率是指单位有效功的燃油消耗量，也就是发动机每发出1kW有效功率在1小时内所消耗的燃油质量(以g为单位)，燃油消耗率通常用ge表示，其单位为g/kW?h。有效燃油消耗率越小，表示发动机曲轴输出净功率所消耗的燃油越少，其经济性越好。通常发动机铭牌上给出的有效燃油消耗率ge是最小值。 3、发动机特性 第 10 页 安徽机电职业技术学院毕业论文 (1)发动机的速度特性:发动机的速度特性指发动机的性能指标Te，Pe，ge，随发动机转速n变化的规律，用曲线表示，称为速度特性曲线。 速度特性可以在发动机试验台上测得。当节气门开度保持不变时，同时用测功器对发动机曲轴施加一定数值的阻力矩。当发动机运转稳定时即阻力矩和发动机发出的有效扭矩相等时，可用转速表测出此时的稳定转速，同时在测功器上测出该转速下的有效扭矩Te，计算出有效功率Pe，另外可测出消耗一定量汽油所经历的时间，换算成每小时耗油量GT，然后计算出有效燃油消耗率ge。改变测功器的阻力矩数值，重复上述过程，又可以得出一组n、Te、Pe、ge，这样重复若干次，可以得到一系列的n、Te、Pe、ge，然后根据这些数据，以转速n为横坐标，以性能指标Te、Pe、ge为纵坐标作出三条曲线，即为相对应于该节气门开度的速度特性曲线。节气门全开时的速度特性叫发动机的外特性;节气门不全开的任意位置所得到的速度特性都称为部分特性。发动机的外特性代表了发动机所具有的最高动力性能。 (2)发动机工况:工况即工作状况， 表示方法:a.功率~曲轴转速; b.负荷~曲轴转速(负荷特性) 负荷:发动机在某一转速下发出的功率与同一转速下所可能发出的最大功率之比，用百分数表示。 3.2.2发动机的主要机械性能参数 发动机的性能指标是用来衡量发动机性能好坏的标准。发动机的机械性能参数能够有效地反映出发动机的性能。桑塔纳2000Gsi的发动机的机械参数见表3-1。 表3-1 桑塔纳2000Gsi的发动机的机械参数表 发动机代码:AJR(M3.8.2)/AYJ(M3.8.3) 生产 3.2001 液门间隙有 补偿 排量 1.781 怠速转速 800?30 r/m 气缸数/每缸气4/2 点火顺序 1-3-4-2 门数 功率KW r/min 74/5200 点火提前12??45?(不 角 可调) 转矩N*m/ 155/3800 燃油辛烷RON90号以上 r/min 值 缸径(φ)mm 81.0 连杆长度 144 第 11 页 安徽机电职业技术学院毕业论文 mm 行程 mm 86.4 连杆比λ0.3 =r/L 压缩比 9.5 曲轴半径 43.2 mm 喷射/点火系统 Motronic 配气相位(气门正时) M3.8.2 进气门开，上止点前 2? 进气门关，下止点后 24? 自诊断 有 排气门开，下止点前 44? 入控制 有 排气门关，上止点后 8? 催化传感器 有 增压 无 废气再循环 无 第 12 页 安徽机电职业技术学院毕业论文 第四章 桑塔纳2000发动机的故障诊断与分析 4.1发动机的故障诊断技术 4.1.1发动机电控系统故障诊断方法 (一)故障码诊断法 现代汽车电子控制系统都具有故障自诊断功能，当系统出现故障时，ECU会使“CHECK ENGINE”(检查发动机警告)灯点亮，同时将故障码信息存入存储器。检修人员可以通过一定的程序将故障码从ECU中调出，根据故障码所显示的内容，迅速准确地确定故障的性质和部位，有针对性地去检查有关部位、元件和线路，将故障排除。 (二)故障征兆模拟法 在利用故障码诊断法进行故障诊断时，有时读不出故障码，但故障却确实存在，且没有明显的故障征兆。在这种情况下，故障征兆模拟法就是一种行之有效的方法。 1、振动法 当振动可能是故障的主要原因时，可使用振动法。振动法主要检查连接器(线束接插件)、配线、零件与传感器，在检查过程中，观察是否再现故障征兆。 1)连接器。在垂直和水平方向轻轻摇动各个连接器。 2)配线。在垂直和水平方向轻轻摇动配线和连接器的接头。振动支架和穿过开口的连接器体都是应仔细检查的部位。 3)零部件和传感器。用手指轻轻拍打装有传感器的零件，检查是否失灵。在检查时要注意不要用力拍打继电器，否则可能会使继电器开路，产生新的故障。 2、加热法 当怀疑某一部位是因为受热而引起的故障时，可用电吹风或类似工具加热可能引起故障的零件或传感器，检查是否山现故障。在使用加热法时应注意: 1)加热温度不能高于60?(温度限制在不致损坏电子F器件的范围内) 2)不可直接加热ECU中的零件。 3、水淋法 当故障可能是雨天或在高湿度环境下引起叫，可使用水淋法， 用水喷在车辆上，检查是否出现故障。 4、电器全部接通法 当怀疑敞障可能足用电负荷过大引起时，可使用此方法。接通所有电气负载，包括加热器鼓风机、前照灯、后窗除雾器、空调以及音响等，检查是否出现故障。 (三)查故障征兆一览表法 第 13 页 安徽机电职业技术学院毕业论文 当故障既不能在诊断代码检查中得到证实，也不能住基本检查中得到证实的时候，可利用查故障征兆一览表的方法来诊断发动机的故障。. (四)用专用或通用仪器检测技术参数 在没有专用电脑故障诊断仪，不知故障码和故障码含义，无故障征兆一览表可供参考时，如果知道ECU各连接器各脚的技术参数和各传感器、执行器的技术参数，用万用表、示波器或发动机分析仪等检测技术参数也是故障诊断的行之有效的办法。. 4.1.2发动机电控系统故障诊断的一般原则 (一)先简后繁、先易后难的原则 (二)先思后行、先熟后生的原则 (三)先上后下、先外后里的原则 (四)先备后用、代码优先的原则 4.1.3发动机电控系统故障诊断的一般程序 1、询问 2、查阅 在对汽车进行检测前，一定要掌握该车的有关数据、所要检查部件的准确位置、接线图、接线和检测方法以及检测仪器的使用。 3、直观检查 这是故障分析最基本的检查，可以确定前面两步骤对故障的估计是否正确。其内容包括: (1)看:看是否有部件丢失，电线是否脱线，接线器是否接合，有无接错线，各种软管的连接状况等。 (2)听:听起动发动机，检查是否有漏气、杂音，可能产生故障的部件能否正常工作等。 (3)摸 通过触摸检查某些部件是否在正常工作，接线是否牢固，软管是否断裂等。 4、基本检查 基本检查主要包括基本怠速和基本点火正时的检查与调整。在进行基本检查时，必须使发动机冷却液温度达到正常工作温度(约80?以上)，同时，关闭车上所有附加电器装置，如空调、除霜等。还应在散热器风扇未动作时执行检查与调整，以免风扇动作的电源消耗，影响怠速的正确性。 5、调取故障码 按照该车所要求的操作程序进入自诊断状态，调取故障码，以作为故障判断的依据。 第 14 页 安徽机电职业技术学院毕业论文 6、检测 只有在进行检测后才能最终判定故障的位置和找到产生故障的原因。检测包括的内容很多，如信号检测、数据检测、压力检测、执行器动作检测等。 7、试验 4.2发动机的常见故障 4.2.1、不能起动或起动困难 (1)故障现象 发动机起动机困难是指起动机能带动发动机按正常运转，但发动机不能起动或需要连续多次起动或长时间转动才能起动。 (2)可能的原因和排除方法 使发动机正常起动必须具备足够的点火能量和正确的点火正时、恰当浓度的混合气以及正常的气缸压缩压力等三个条件。如果有其中一个条件不能满足，就会引起发动机不能起动或起动困难。 1)检查起动时起动机能否转动。 2)若将加速踏板踩到中等开度位置再起动时。 3)检查起动时火花塞有没有电火花。 4)检查燃油系统供油是否正常。 5)检查EGR系统的密封、连接和操作是否正常。 6)检查发动机冷却液温度传感器电路和电阻值是否符合。 7)检查进气歧管绝对压力(或质量空气流量传感器)是否有问题。 8)检查曲轴位置传感器间隙和电阻值。 9)检查基本的发动机机械问题。 4.2.2、动力不足、加速不良 (1)故障现象 动力不足:是发动机无负荷时运转基本正常，但有负荷运转时，加速缓慢，上坡无力，即使将加速踏板踩到底，仍感觉动力不足。 加速不良:踩下加速踏板后，发动机转速缺乏及时的响应，有迟滞现象或加速轻微。 (2)可能的原因和排除方法 发动机动力不足、加速不良一般是由燃油压力过低、喷油器喷油不良、点火高压低或能量小、点火正时不正确、相关传感器信号有问题、气缸压缩压力低及排气管堵塞等原因造成。 具体检查过程如下: 第 15 页 安徽机电职业技术学院毕业论文 1)将加速踏板踩到底，检查节气门能否全开。如果不能完全打开，调整节气门拉索或踏板。 2)检查进气系统是否堵塞或漏气。 3)检查排气系统是否堵塞。 4)检查燃油系统供油是否正常。 5)检查点火系统、点火部件工作以及点火正时是否正常。 6)检查废气再循环系统的操作是否正常。 7)检查气缸压力。在压缩行程终了时，气缸内的压力对混合气的燃烧质量影响很大。 )检相发动机的凸轮轴、缸盖、活塞等机械部件。 8 4.2.3、发动机怠速不稳 发动机怠速不稳一般包括怠速太低、太高和发动机怠速运转不平稳三种情况，下面分别介绍。 (1)发动机怠速转速太低 1)故障现象 怠速太低就是怠速转速低于制造厂的规定值，此时发动机容易抖动，严重时甚至熄火。 2)可能原因和排除方法。 造成发动机怠速太低的原因很多，下面通过检查过程来一一介绍。 ?检查进气系统各管路接头及各管路软管是否漏气，空气滤清器是否过脏堵塞。 ?检查怠速阀。如果怠速阀内的旁通道和节气门体因积炭过多而堵塞，则进气量减少，发动机转速降低。 ?检查EGR系统。EGR阀若在怠速时就打开或是软管漏气，就会有废气进入进气歧管，从而可能使混合气中新鲜气体的比例变小，怠速降低。 ?检查燃油蒸发系统电磁阀是否漏气。如果燃油蒸发系统电磁阀漏气，则有更多的燃油参与燃烧，但进气量并没有增加，混合气过浓，燃烧效率下降，怠速过低。 ?检查燃油压力是否过低。若燃油压力过低，则燃油供应不足，怠速过低。 ?检查喷油器工作是否正常。喷油器过脏而阻塞，会减小喷油量且燃油雾化不良使怠速低。 ?检查喷油器线路连接是否正常。若喷油器线路连接有断路或虚接，导致喷油器不能喷油或不能正常喷油，就会使怠速过低。 第 16 页 安徽机电职业技术学院毕业论文 ?检查燃油是否受到污染。若燃油质不好或受到污染，就会影响燃烧效果，燃烧能量下降，怠速过低。 ?检查火花塞上是否有污物、裂纹、磨损，检查火花塞间隙是否正确、火花塞电极烧损和损坏，检查火花塞的热型是否正确。 ?10检查火花塞高压线是否漏电、窜火，布线是否正确，高压线电阻值是否在标准范围内。 ?11应检查点火线圈是否开裂、积碳和初级、次级点火线圈的电阻值是否在标准范围内。 ?12检查发动机控制模块和点火控制模块之间的信号接线是否连接完好，电源供给是否正常。 ?13检查水温传感器和进气温度传感器。 ?14检气缸压力。若有汽缸压力不足或汽缸间压力差别过大，则使发动机性能下降，怠速降低，运行不稳。 (2)发动机怠速过高 1)故障现象 发动机怠速时转速高于规定值。 2)可能的原因和排除方法。 怠速过高主要是怠速时进气量过多、喷油过多或发动机控制信号错误造成。 其检查过程为: ?检查各真空管道是否漏气。若有真空泄漏，发动机控制模块就有可能增加喷油量，从而导致怠速过高。 ?检查怠速控制阀工作是否正常。是否有积碳卡滞，阀体是否良好以及控制系统是否有问题。 ?检查节气门在怠速时是否关严。若关不严，则应检查节气门是否因积碳卡住或是节气门拉索过紧等。 ?检查进气温度传感器和水温传感器的信号及其线路是否正常。若检测到的温度比发动机实际温度高，就会增加喷油量，导致怠速过高。 ?检查空气流量计(或进气歧管压力传感器)的信号及其线路是否正常。 ?检查空调系统、动力转向开关及换档开关在不工作时是否有信号输出或线路是否有问题。若这些系统不工作时仍有信号输出，怠速就会过高。 ?检查发动机控制模块或匹配设定是否有问题，若有问题则重新设定。 ?检查燃油压力是否过高。压力过高使喷油量增大，怠速过高。 ?检查喷油器是否泄漏。喷油器若泄漏，就会增大喷油量使怠速过高。(注:喷油器与缸盖的O型密封圈泄漏气会使混合气过稀)。 第 17 页 安徽机电职业技术学院毕业论文 ?10检查喷油器喷油量量否在规定范围内。 (3)发动机怠速运转不稳 1)故障现象 怠速不稳主要表现为怠速时发动机抖动，转速表指针上下波动，转速忽高忽低。 2)可能的原因和排除方法。 怠速不稳的原因很多，但一般是因为混合气过浓或过稀，点火不完全或传感器信号不正确所致。 其检查过程为: ?检查真空管道是否漏气。 ?检查怠速控制阀工作是否正常，是否有积碳卡滞或堵塞。 ?检查燃油压力是否平稳，喷油器喷油量是否一致，喷油器有无堵塞或泄漏。 ?检查点火正时及各缸火花塞、高压线、分火头是否工作不良。若有分火头烧蚀严重、高压线断路、漏电或火花塞积碳过多都会使点火高压低、能量小，从而使发动机工作不良，怠速不稳。 ?检查水温传感器。 ?检查氧传感器工作是否正常。如果氧传感器失效，就不能反馈给发动机控制模块正常的信号，使喷油量不能得到修正，怠速时供给发动机过浓或过稀的混合气，造成怠速工作不稳。 ?检查EGR阀是否卡滞或常开。若EGR阀关不严，在怠速时废气就会进入汽缸，从而使怠速过低而不稳。 ?检查发动机支架与缓冲橡胶是否损坏或连接不牢(发动机各连接部位的连接可靠性，特别是橡胶底座，因为连接不可靠或底座橡胶损坏时，发动机工作时的振动会使各连接或发动机底座与大架相互振动撞击，产生高频振动，特别是在点火后汽缸压力最高时产生振动更为明显，爆震传感器接收到这种时刻都在产生的撞击振动后，误为爆震信号反馈给微电脑控制点火提前角推迟，当某一刻又没有检测到这种误信号时又控制点火提前，如此反复，使怠速不稳，且在高速时故障现象仍存在)。若发现连接不牢或橡胶底座损坏，应进行维修处理。 ?检查是否各缸压力不均导致怠速不稳。 4.2.4、发动机喘振或转速不稳 (1)故障现象 发动机喘振就是在稳定节气门开度或巡航行驶时发动机功率变化，发动机转速忽高忽低(也称发动机游车)。 (2)可能的原因和排除方法 第 18 页 安徽机电职业技术学院毕业论文 1)检查各真空管道是否漏气。若有真空泄漏，发动机控制模块就有可能改变喷油量，从而导致发机喘振。(注:进气管路中的波纹软管常产生隐藏的真空泄漏小裂缝，有振动或力矩变化时漏气，无太大的力矩变化时关闭，引起混合气时浓时稀，造成氧传的反馈控制作用)。 )检查变速器档位开关调整是否正确。 2 3)检查液力变矩器离合器(TCC)电路是否有间发断路或对地短路故障。 4)检查EGR系统的操作是否正常。如果在不该进行废气再循环的时候引入了废气，或者引入废气的循环量过大，都会造成发动机的动力性下降，从而导致发动机喘振，而如果引入废气的循环量过小，那发动机的燃烧温度可能会提高，从而导致发动机的爆震燃烧。 5)检查燃油蒸发系统工作是否正常。 6)检查点火控制系统工作是否正常。(注:注意检测是否有导线接触不良造成发动机工作期间瞬间断油或断火现象)。 7)检查节气门轴磨损是否过大。 8)检查加热型氧传感器的工作是否正常。如果发动机控制模块不能接收到正确的氧传感器信号时，就无法准确监视混合气的浓度，造成实际参与燃烧的混合气过稀或过浓。 9)检查喷油器喷油量是否一致，喷油器有无堵塞。检查各喷油器线束是否正确连接，如果在连接导线的时候出现错误，喷油器将无法在合适的曲轴转角位置喷射燃油，造成发动机喘振。 10)检查燃油系统的压力是否正常。如果燃油系统的压力过低，混合气可能过稀，就会造成发动机的转速过低，如果发动机处于怠速运转，会造成发动机喘振。 11)检查燃油是否受到污染。 12)检查火花塞，点火线圈及高压线。检查点火电压输出是否足量(点火能量是否充足，这些部件高温下性能工作是否可靠)。 13)检查排气系统是否阻塞。 14)检查燃油中是否放多了添加剂。 15)检查车速里程表的校准(是否表的误差)。 4.2.5、发动机爆震 (1)故障现象 发动机发出轻微或严重的金属敲击声，通常在加速条件下更加明显。 (2)可能的原因和排除方法 爆震一般是由于进气温度过高，点火提前角过大造成。 第 19 页 安徽机电职业技术学院毕业论文 1)检查发动机是否明显过热，若是则先查明原因。(发动机过热有许多关联原因，注意分析)。 2)检查是否由于点火系统的故障造成发动机爆震。 3)检查燃油系统的压力是否过低。 4)检查燃油是否受到污染。 5)检查是否由于发动机冷却系统的故障造成发动机爆震。 6)检查汽缸的压力是否过大。 7)检查发动机燃烧室内的积碳是否过多。 8)检查EGR系统工作是否正常。 9)检查火花塞的应用和热值范围是否正确。 4.2.6、发动机缸火 (1)故障现象 发动机缸火是指个别汽缸内混合气燃烧不良或燃烧中断，主要表现为发动机随着转速变化而产生颤动，当发动机负载增加时，非常明显。此外在怠速或低速情况下，排气歧管内可能有连续轻微的声响。 (2)可能原因和排除方法 1)检查燃油系统的压力。 2)检查喷油器。 3)检查燃油是否受到污染。 4)检查燃油压力调节器的真空软管中是否有油燃油。 5)检查节气门轴是否松旷、积碳过多或损坏。 6)检查进气系统是否堵塞。 7)检查是否有严重的真空泄露。 8)检查废气再循环系统的工作是否正常。 9)检查曲轴箱强制通风系统的工作是否正常。 10)进行火花试验，若所有的火花塞均不能发出电火花，则检查点火线圈的供电工电路、点火系统初级电路或者点火控制系统。 11)检查排气系统是否阻塞或变形。 12)检查三元催化转换器是否损坏阻塞。 13)检查是否由于发动机机械系统的原因造成发动机缺火，如汽缸压力是否过小、气门是否卡滞或泄漏、凸轮轴工作面是否过于磨损、气门正时是否准确、气门推杆是否弯曲。 14)对于带有断油功能的发动机控制管理系统检查是否某种原因触发了缸油功能。 第 20 页 安徽机电职业技术学院毕业论文 4.2.7、燃油经济性不良 (1)故障现象 发动机动力没问题，但是耗油量过大，加速时排气管冒黑烟。 (2)可能的原因和排除方法 1)直观检查真空软管是否有裂口或扭结，连接是否正确。 2)检查燃油系统的压力是否正常。 3)检查空气滤清器是否被弄脏或堵塞。 4)检查喷油器的工作是否正常。如果喷油器喷油量过大，造成混合气过浓，将导致发动机油耗增加。 )检查喷油器线束是否连接正常。 5 6)检查燃油压力调节器真空软管中是否有燃油(有则膜片破裂泄油)或脱落、破损(有则与大气相连，使燃油系统的压力升高，单位时间喷油器的喷油量增大)。 7)检查燃油是否受到污染。 8)检查进气系统和曲轴箱是否漏气。 9)检查点火系统。 10)检查发动机冷却液是否过少。 11)检查发动机节温器的工作是否正常。 12)检查空调是否总处于运行状态。 13)检查制动是否受阻。(相当于增加了汽车的负载)。 14)检查轮胎压力是否正常。汽车是否在过度加速或过载条件下运行。 15)检查是否由于发动机机械系统的原因造成发动机油耗增加。 4.2.8、发动机回火、排气管放炮 (1)故障现象 燃油在进气歧管或排气系统内燃烧，发出尖锐的“砰、砰”声。 (2)可能原因和排除方法 1)检查气门正时是否正确。 2)检查发动机是否有真空泄漏和(或)发动机是否没有调准到规定值。 3)检查二次空气喷射系统。 4)检查EGR阀衬垫是否泄漏或阀是否打开。 5)检查发动机气门是否粘结或泄漏。 6)检查通向进气歧管绝对压力传感器的真空软管内是否有燃油或水，软管是否被阻塞。 7)检查喷油器是否有泄漏，喷油器的喷油量和燃油雾化是否正常。 第 21 页 安徽机电职业技术学院毕业论文 8)检查燃油系统有无泄漏、燃油压力是否符合规定。 9)检查点火系统、点火部件工作以及点火正时是否正常。 10)检查点火系统是否有间发故障。 11)检查进气和排气歧管通道内是否有铸件飞刺。 4.3 桑塔纳2000发动机的故障诊断与分析 下面是桑塔纳2000发动机的几个常见故障诊断分析实例，通过举例说明发动机故障诊断、分析过程。 例1:故障现象: 一辆桑塔纳2000GSi型轿车，在行驶过程中突然出现发动机不能随着油门的踩下而加速但也不熄火的故障。具体表现为发动机在怠速时工作正常，但转速在2000r,min左右时，踩下油门踏板，发动机的转速不能随节气门的开大而升高。但是如果此时放松油门踏板，再接着踩下油门踏板，发动机的转速又会迅速提高，而行驶一段路程后(200—300m)，上述故障又会出现。 故障检查: 桑塔纳2000GSi型轿车采用的是电子控制多点燃油喷射系统，发动机对燃油压力要求较高，怀疑是系统中油压不够，用油压表测试，系统油压正常。检查燃油泵滤网，没有出现堵塞的现象。检查各喷油器的喷油情况，喷油良好。用V(A.G1552专用测试仪检测电控系统，无故障代码出现。检查各传感器和有关执行器的外部，发现节气门位置传感器破损，用数字万用表检测其电阻值和电压值，发现电阻值较小，而电压值却较高，说明节气门位置传感器内部部分短路。 故障排除: 更换节气门位置传感器后试车，故障现象消除。 故障分析: 由于节气门位置传感器内部出现部分短路，在节气门开度较小时，其电阻值与标准值比较变化不大，对发动机下作影响不大，能够正常工作。但当节气门的开度变大时，由于其电阻值与标准值相比变化较人，ECU不能识别这个信号，也不能发出正确的指令，只能采用预先储存的备用程序来代替，使曲轴转速保持在2000r,min左右，汽车也只能以较低的速度行驶。当驾驶员松开油门踏板又接着踩下油门踏板时，此时传感器又重新给ECU一个正常信号，发动机又在ECU的控制下正常工作，当节气门开到一定程度时，又会出现上述故障。由于ECU在工作中只能识别传感器、执行器和线路的短路及断路，ECU就不能储存故障代码，即使出现像本车节气门位置传感器内部部分短路的情况，由于线路还有信号， 第 22 页 安徽机电职业技术学院毕业论文 ECU仍无法识别，还会认为此时无故障，因此，在用V(A.G1552检测时，无故障代码输出。 例2:故障现象: 一辆桑塔纳2000，装备AFE发动机。该车加油门时回火，提不起转速;行驶中踩油门踏板时车速不升反降，严重发闷。该故障时有时无。 故障诊断: 首先检查并替换高压线，无效。然后使用诊断仪V.A.G1552检测，水温显示偏低，氧传感器显示混合气偏浓，怀疑氧传感器损坏，尝试更换新件后故障依旧。拔下氧传感器插头，故障现象有所好转，怀疑排气系统堵塞，于是将三元催化器与排气管断开，故障无明显好转。又拆下喷油嘴，发现一缸喷油嘴的密封圈已经损坏。更换胶圈，装车试验，故障依旧。随即又检查了点火正时、配气正时和汽缸压力，均在正常范围之内。在着车试车过程中发现，在加不上油的时候向进气管内喷化油器清洗剂或用钳子夹紧回油管，故障就会消失，说明故障是因混合气过稀所致。但为何仪器又显示过浓呢,笔者感到十分困惑。测量电瓶的充电电压时发现电压只有12.7V，低于正常的充电电压。因该车的发电机不是原厂配件，故认为发电量过小，未进一步检查发电量过小的原因。在反复发动车辆试验的过程中，偶然发现离合器壳体上的电瓶搭铁处有火花冒出，经查是在维修离合器时电缆螺栓未紧固所致。 故障排除: 重新将其紧固牢靠再次试车，加速有力、响应迅速，故障彻底排除。 故障分析: 因变速器壳体上的固定电瓶负极电缆的螺栓未紧固，线路虚接，造成发动机运转过程中发电机的充电电流没有构成回路，从而造成各个参数不正常，使ECU不能正常工作，以致出现加不上油、发动机状态时好时坏的故障出现。 第 23 页 安徽机电职业技术学院毕业论文 参考文献 【1】 姚文俊. 《现代汽车发动机故障诊断技术的发展研究》 《汽车维修》2008年01版 【2】 王晨甫. 《国产轿车维修数据一手资讯(第一辑)》 北京:人民交通出版社 2004.12 【3】 郭新华. 《汽车构造(第二版)》 北京:高等教育出版社 2008.9 【4】 张钱斌. 《汽车故障诊断技术》 2010.6 【5】 姚国平. 《桑塔纳2000电气系统使用与维护》 北京:北京理工大学出版社 2002 第 24 页