1、 本科毕业小设计论文 题目 汽车常见发动机故障诊段分析 作者 学院 机械工程 专业 汽车服务工程 学号 09430624115263 指导教师 二 12 年 12 月 12 日 摘 要 本文研究的是发动机电控系统的检测与故障诊断知识，介绍了汽车发动机电控系统的概述和发动机电控系统故障诊断基本知识、发动机电子设备的故障诊断、发动机电控系统的检修以及发动机 电控系统常见故障的检修等。 在发动机电控系统的概述中分别介绍了电控点火装置（ ESA）、电子燃油 喷射系统（ EFI）、废气再循环控制（ EGR）、怠速控制（ ISC）、气门正时控制、二次空气喷射、油气蒸发控制等，论述了它们的组成、工作原理和作
2、用。在电子设备的故障诊断章节中介绍了汽车线路及电子设备的特点以及电路故障诊断与检修要点。在第五章节中介绍了发动机各电控系统的检修，具体论述了各系统检修的方法，步骤，及注意事项等，并附加了流程图和表格图片。电控系统常见故障的诊断与检修，列举了一些常见的维修案例，论述了故障的现象、可能的原因及故障排除方法等。 关键词 ： 发动机电控系统组成 工作原理 故障检修 Abstract： The study of the subject is the electronic control system of engine test and fault diagnosis of automobile eng
3、ine electronic control system, introduces the overview and basic knowledge of engine electronic control system fault diagnosis, engine electronic equipment fault diagnosis, engine control system maintenance and common fault of the engine electronic control system maintenance. In the engine control s
4、ystem overview introduces respectively the electronic ignition device ( ESA ), electronic fuel injection system ( EFI ), exhaust gas recirculation control ( EGR ), idle speed control ( ISC ), valve timing control, the two air injection, oil gas evaporation control, discusses its composition, working
5、 principle and effect. Basic knowledge in fault diagnosis in section In the fifth chapter introduces the engine electronic control system maintenance, discussed the system maintenance method, steps, and the matters needing attention, and attaching the flow diagrams and tables. In the final chapter d
6、escribes the electronic control system common fault diagnosis and maintenance, lists some common repair case, discusses the fault phenomenon, possible causes and troubleshooting methods. Modern automotive electronic control system characteristics, mainly reflected in the function of intensive, contr
7、ol electronics and connection standard, in the analysis of control system failure, you must know the electrical, electric equipment structure, function and characteristics of the electronic control system, the composition, function and working principle, and a variety of common breakdown phenomenon,
8、 reason and eliminating methods. Key words: engine electronic control system, composition working principle fault maintenance 目录 1 绪论 . 5 1.1 研究现状 . 5 1.2 研究内容 . 5 1.3 研究意义 . 5 2 汽车 发动机电控系统概述 . 2 2.1 汽车发动机电控系统的组成 . 2 2.1.1 电控点火系统（ ESA） . 6 2.1.2 电子燃油喷射系统（ EFI） . 3 2.1.3 废气再循环控制（ EGR） . 3 2.1.4 怠速控制（
9、 ISC） . 4 2.1.5 燃油蒸发控制系统（ EVAP） . 4 2.1.6 可变气门正时和升程电子控制技术（ VTEC） . 4 2.1.7 系统自诊断 . 4 2.2 汽车发动机电控系统中的传感器 . 5 2.2.1 温度传感器 . 5 2.2.2 压力传感器 . 5 2.2.3 节气门位置传感器 . 5 2.2.4 氧传感器 . 6 2.2.5 空气流量传感器 . 10 2.2.6 爆震传感器 . 7 3 发动机电子设备的故障诊断 . 8 3.1 电路故障的诊断及检修要点 . 8 3.1.1 测量点的选择 . 8 3.1.2 电路故障的检修要点 . 8 4 发动机电控系统常见故障的
10、检修 . 9 4.1 不能起动或起动困难故障的检修 . 9 4.2 怠速不稳、易熄火 故障的检修 . 11 4.2.1 怠速过高 . 12 4.2.2 怠速过低 . 13 4.2.3 怠速运转不平稳 . 14 4.2.4 发动机怠速不稳、易熄火故障诊断与排除案例 . 17 4.2.5 动力不足、加速不良故障的检修 . 18 结论 . 16 致谢 . 17 参考文献 . 18 1 绪论 1.1 研究现状 汽车作为现代人的代步工具已经越来越普及，越来越成为我们生活中的一部分，随着科技的发展呈结构复杂化、系统功能多样化、控制自动化和智能化、显示信息智能化发展，电子控制系统在汽车 中占有越来越重要的地
11、位，成为衡量现代汽车性能的主要标志，同时汽车的故障也日益复杂化，由以机械故障为主体发展为以电控系统故障为主体，为了改变和突破发动机电控系统故障诊断的传统观点，以现代故障诊断理论和技术为基础，建立科学、系统、合理、完善的发动机故障检测诊断系统，已成为目前汽车发动机故障检测诊断行业的必然要求。 1.2 研究内容 本课题的主要研究内容是发动机的电控系统，研究伊兰特发动机电控系统的组成、结构、功用，以及常见故障的诊断和检修。介绍了发动机电控系统的基本知识：包括诊断的一般原则、步骤和常用工具、仪器 等，并列举了伊兰特各电控系统的诊断和常见故障案例分析。 1.3 研究意义 发动机作为汽车的心脏，在汽车中起
12、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。随着汽车发动机电控系统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。 2 汽车发动机电控系统概述 汽车电控系统可以简化为传感器、 ECU 和执行器三大组成部分。传感器是感知信息的部件，功用是向 ECU 提供汽车运行状况和发动机工况等。 ECU 接受来自传感器的信息 ，经信息处理后发出相应的控制指令给执行器。执行器即执行元件，其功用是执行 ECU 的专项指令，从而完成控制目的。 2.1 汽车发动机电控系统的组成 汽车发动机电控系统通常由电控点火装置（ ES
13、A）、电子燃油喷射系统（ EFI）、废气再循环控制（ EGR）、怠速控制（ ISC）、气门正时控制、二次空气喷射、油气蒸发控制及系统自诊断等组成。 2.1.1 电控点火系统（ ESA） 电控点火系统一般由电源、传感器、 ECU、点火电子组件、点火线圈、分电器和火花塞等组成。其相互之间的工作关系如图 2-1 所示。 图 2-1 电控点火系统组成 电控点火装置的功用是实现对点火提前角和点火线圈通电时间的控制，从而改善发动机的燃烧过程，以实现提高发动机动力性、经济性和降低排放污染的目的。发动机工作时， ECU根据接受到的传感器信号，按存储器中的相关程序和数据，确定出最佳点火提前角和通电时间，并以此向
14、点火器发出指令。点火器根据指令，控制点火线圈初级电路的导通和截止。当电路导通时，有电流从点火线圈中的初级电路通过，点火线圈将点火能量以磁场的形式储存起来。当初级电路被切断时，次级线 圈中产生很高的感应电动势，经分电器或直接送至工作气缸的火花塞。 电控点火系统分为开环和闭环两种控制，闭环控制系统通过爆震传感器对爆震进行反馈控制，使汽油机大部分运行工况都处于爆震的临界状态，使汽油机的动力性潜力得到了充分发挥，其点火时刻的控制精度比开环高，但排气净化差些。 现代轿车采用的电子控制点火系统主要有两种方式：即电子控制有分电器点火系统和电子控制无分电器点火系统。 2.1.2 电子燃油喷射系统（ EFI）
15、电子燃油喷射系统一般由油箱、电动燃油泵、过滤器、燃油脉动阻尼器（有的汽车无）、燃油压力调节器、冷 起动喷油器（有的汽车无）及供油总管等组成。 电子燃油喷射系统根据传感器测得的发动机各种工作参数，按照在计算机内设定的控制程序，通过控制喷油器的喷油时间，即喷油脉宽来精确地控制喷油量，再根据其他传感器（如冷却液温度传感器、节气门位置传感器等）信号对喷油量进行修正，使发动机在各种运行工况下均能获得最佳浓度的混合气， 从而提高功率，降低油耗，实现低公害排放的目的。此外，电子燃油控制喷射系统还通过计算机的控制程序，实现启动加浓、减速调稀、强制断油、自动怠速控制等功能，满足发动机在特殊工况下对混合气的要求
16、2.1.3 废气再循环控制（ EGR） 废气再循环是指发动机废气的一部分再送回到进气管，并与新鲜的混合气混合后一起进入气缸参加燃烧。由于废气中含有的 CO2 能吸收大量的热，气缸中混合气燃烧的最高温度降低，因此，燃燃过程中 NOX 的生成量减少，排放污染减轻。但是，新鲜混合气中掺入废气后热值降低，因此，发动机的输出功率会有所下降。为了使废气再循环系统能更有效地发挥作用，达到既能减少 NOX 生成量，又能保证发动机动力性能的目地，必须对参与再循环的废气量加以控制，即根据发动机的进气温度及负荷适当地控制进入进气管的废气量。当发动机水温 较低或处于怠速及小负荷运转时， NOX 的生成量少，通常不需要
17、引入废气 ;发动机水温已达到正常工作温度，而且处于大负荷运转工况时， NOX 的生成量较多，此时，应引入，并随发动机负荷的增大相应地增加引入的废气量。 2.1.4 怠速控制（ ISC） 1.怠速控制的功用 电控汽油喷射发动机在怠速工况时，节气门近乎全闭，空气通过节气门缝隙及旁通气道进入发动机，由空气流量传感器（或进气歧管压力传感器）检测进气量，并根据转速及其它修正信号控制喷油量，保证发动机的怠速运转。怠速控制装置的功用就是在发动机内部阻力矩不断变化的情 况下，由 ECU 自动维持发动机以稳定怠速运转，并实现快怠速暖机过程。 2.1.5 燃油蒸发控制系统（ EVAP） 燃油蒸发控制系统的作用是防
18、止汽油油箱内蒸发的汽油蒸气排入大气，它由活性炭罐、炭罐控制电磁阀、蒸气分离阀、排放控制阀及相应的蒸气管道和真空软管组成。蒸气分离阀安装在油箱的顶部，油箱内的汽油蒸气从该阀出口经管道进入活性炭罐，该阀的作用是防止汽车翻倾时，油箱内的燃油从蒸气管道中漏出。活性炭罐内充满了活性炭颗粒，活性炭可以吸附汽油蒸气中的汽油分子。 2.1.6 可变气门正时和升程电子控制技术（ VTEC） 汽油发 动机要达到良好的动力性、燃油经济性和排放性能，首先必须控制合适的汽油与空气的混合比例，以满足怠速、中低速、中小负荷、高速大负荷等工况时对混合气浓度的要求。由于自然吸气式普通进气机构的发动机其配气相位和气门升程都是固定
19、的，这就使进气量相对是固定的。发动机在中低速时，主要考虑省油和改善排放，供给的汽油少，这时进气量实际会偏大；在高速时，发动机的动力性是主要的，需多供给汽油，但供给的汽油又受到进气量的限制而不能太多，这时进气量实际又偏少。因此，传统的自然吸气式发动机由于受进气量的限制，动力性、经济性以及排放性的潜 力均未完全发挥。随着轿车汽油机的高速化和废气排放法的日趋严格，配气机构固定不变的缺点变得越来越突出，为此，可变气门机构作为内燃机设计的新技术已经迅速发展起来。 2.1.7 系统自诊断 系统自诊断是用来提示驾驶员发动机出现故障，同时系统将故障信息以设定的数码（故障码）形式储存在存储器中，以便帮助维修人员
20、确定故障类型和范围 。 .2 汽车发动机电控系统中的传感器 传感器是指能感受规定的物理量，并按照一定规律转换成可用输信号的器件或装置，简单的说，传感器即是把非电量转换成电量的装置。发动机控制用传感器有许多种，其中 包括温度传感器、压力传感器、转速和角度传感器、流量传感器、位置传感器、气体浓度传感器、爆震传感器等，这类传感器是整个发动机的核心，利用它们可提高发动机动力性、降低油耗、减少废气、反映故障等。 传感器通常由敏感元件、转换元件及测量电路组成。敏感元件是指能直接感受被测量的部分。转换元件是指能将非电量转换成电量的部分。有些敏感元件可以直接输出电量。测量电路是指将转换元件输入的电量经过处理，
21、以便进行显示、记录和控制的部分。测量电路中较多的使用电桥电路。比如后面要讲到的热线式空气流量计。 2.2.1 温度传感器 温度传 感器主要检测发动机温度、吸入气体温度、冷却水温度、燃油温度、机油温度、催化温度等，实际应用的温度传感器主要有线绕电阻式、热敏电阻式、半导体式和热电偶式。 所谓热敏电阻，是指这种电阻对温度敏感，当作用在这种电阻上的温度变化时，其阻值会随温度的变化而变化。其中，随温度升高的叫做正温度型热敏电阻，相反随温度升高阻值减少的，叫做负温度系数型热敏电阻。 热敏电阻温度传感器的测量电路比较简单，只要把传感器与一个精密电阻串联接到一个稳定的电源上，就能够用串联电阻的分压输出反映温度
22、的变化。 2.2.2 压力传感器 压力传感器 的功用是把压力信号转变为电压信号，它在汽车上主要有两个方面的应用。一是用于气压的检测，包括进气真空度、大气压力、气缸内的气压等；二是用于用于油压的检测，包括变速箱油压、制动阀油压及悬架油压等。 车用压力传感器目前已有若干种，应用较多的有电容式压力传感器、差动变压器式进气压力传感器、半导体应变式进气压力传感器 2.2.3 节气门位置传感器 节气门位置传感器安装在节气门体上，它将节气门开度信号转换成电压信号输出，以便计算机控制喷油量。 节气门位置传感器有开关量输出和线性输出两种类型。 （ 1）开关式节气门位置传 感器 这种节气门位置传感器实质上是一种转
23、换开关，又称为节气门开关。这种节气门位置传感器包括动触点、怠速触点、满负荷触点。利用怠速触点和满负荷触点可以检测发动机的怠速状态及满负荷状态。一般将动触点称为 TL 触点，怠速触点称为 IDL 触点，满负荷触点称为 PSW 触点。在与节气门联动的连杆的作用下，凸轮可以旋转，动触点可以沿凸轮的槽运动，这种节气门位置传感器结构比较简单，但其输出是非连续的。 （ 2）线性节气门位置传感器 线性节气门位置传感器装在节气门体上，它可以连续检测节气门的开度，它主要由与节气门联动的电 位器、怠速触点等组成，电位计的动触点随节气门开度在电阻膜上滑动，从而在该触点上（ TTA 端子）得到与节气门开度成正比例的线
24、性电压输出。当节气门全闭时，另外一个与节气门联动的动触点与 IDL 触点接通，传感器输出怠速信号，节气门位置输出的线性电压信号经过 A/D 转换后输送给计算机。 2.2.4 氧传感器 氧传感器是按照大气与排气中氧浓度之差而产生电动势的一种电池，安装在排气管内，测量排气管中的含氧量，来确定发动机的实际空燃比与理论值的偏差。 ECU 根据氧传感器的反馈信号，调节可燃混合气的浓度，使空燃比接近于理论值，从而 提高经济性，降低排气污染。实际应用的有二氧化钛和二氧化锆两种类型的氧传感器。 2.2.5 空气流量传感器 为了形成符合要求的混合气，使空燃比达到最佳值，我们就必须对发动机进气流量进行精确控制。下面介绍一下几种常用的空气流量传感器。 （ 1）卡门旋涡式空气流量计 涡流式空气流量传感器是利用超声波或光电信号，通过检测旋涡频率来测量空气流量的一种传感器。
