現(xiàn)代汽車電控發(fā)動機(jī)故障自診斷系統(tǒng)的使用畢業(yè)論文-

故障自診斷系統(tǒng)在現(xiàn)代轎車電控發(fā)動機(jī)中的應(yīng)用簡要介紹了電控汽車自診斷系統(tǒng)的工作原理、故障信息的顯示方式和清除方法，以及電控發(fā)動機(jī)自診斷系統(tǒng)的應(yīng)用實例，最后介紹了汽車故障自診斷技術(shù)的最新發(fā)展。電控發(fā)動機(jī)；自診斷系統(tǒng)；原理介紹汽車電子技術(shù)在汽車上的應(yīng)用越來越廣泛，大大提高了汽車的動力性、經(jīng)濟(jì)性、安全性、舒適性和污染控制。但是由于汽車控制的電子化，給汽車故障的診斷和維修帶來了越來越多的困難，對汽車維修技術(shù)人員的要求也越來越高。因此，現(xiàn)代汽車在設(shè)計電控系統(tǒng)時，增加了系統(tǒng)故障自診斷功能。自診斷功能是利用ECU監(jiān)測電控系統(tǒng)各部件的工作情況，發(fā)現(xiàn)故障時自動啟動故障運(yùn)行程序。這樣既能保證發(fā)動機(jī)在出現(xiàn)故障的情況下繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，又能為駕駛員和維修人員提供故障情況，方便使用和維修。自診斷:當(dāng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，主ECU(電子控制單元)會點(diǎn)亮儀表盤上的“檢查發(fā)動機(jī)”燈，提醒駕駛員發(fā)動機(jī)出現(xiàn)了故障，故障信息會以故障碼的形式存儲在EC0U中。通過一定的程序，可以調(diào)出故障代碼及相關(guān)信息進(jìn)行維護(hù)。一、自診斷系統(tǒng)的工作原理當(dāng)發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)工作時，自診斷系統(tǒng)檢測到的異常輸入輸出信號被視為故障信號。自診斷系統(tǒng)的故障主要包括以下內(nèi)容。當(dāng)某一電路出現(xiàn)超出規(guī)定范圍的信號時，故障診斷系統(tǒng)判定該電路的信號有故障。例如，當(dāng)水溫傳感器正常時，其輸出電壓信號在0.1至4.8V之間變化，如果冷卻水溫度傳感器的輸出電壓低于0.1V(相當(dāng)于水溫高于139℃)或高于4.8V(相當(dāng)于水溫低于-50℃)，ECU會將其確定為故障信號并存儲在存儲器中。發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，當(dāng)ECU在一段時間內(nèi)收不到某個傳感器的輸入信號或輸入信號在一段時間內(nèi)沒有變化時，ECU也判定為故障信號。如果發(fā)動機(jī)在正常工作溫度下運(yùn)行，ECU檢測不到氧傳感器的輸出信號超過一分鐘，或者氧傳感器的信號在0.3-0.6V之間變化不超過一分鐘，即判斷氧傳感器電路有故障。在發(fā)動機(jī)正常工作過程中，如果偶爾出現(xiàn)異常信號，ECU診斷系統(tǒng)不會判斷為故障。只有當(dāng)異常信號持續(xù)一定時間或多次出現(xiàn)時，ECU才會判斷為故障。比如發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為1000r/min時，轉(zhuǎn)速信號(ne信號)丟失3-4個脈沖信號，ECU不會判斷Ne信號為故障。同時“檢查”燈不會亮，Ne信號的故障不會存儲在ECU中。需要注意的是，ECU判斷的故障只能提供故障的性質(zhì)和范圍。例如，當(dāng)水溫傳感器與ECU之間的接線開路時，水溫傳感器的輸出電壓信號將高于4.8V(正常情況下為0.1-4.8V)。此時，ECU確定并輸出水溫傳感器出現(xiàn)故障的故障信息。最后確定傳感器、執(zhí)行器或相應(yīng)的接線有故障，應(yīng)進(jìn)一步檢查確定。二、故障信息的顯示方式ECU自診斷系統(tǒng)檢測到故障信號并判斷為故障后，將故障信息以故障碼的形式存儲在ECU中，并存儲在ECU存儲器中。故障代碼或故障數(shù)據(jù)通過特定的操作程序以特定的方式顯示。不同的車輛信息以不同的方式顯示。檢查燈閃爍的故障代碼主要有以下2.1種。當(dāng)發(fā)動機(jī)工作正常且無故障時，將點(diǎn)火開關(guān)轉(zhuǎn)至“ON”位置，“檢查”燈將亮起。起動后，當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高于500轉(zhuǎn)/分時，該燈應(yīng)熄滅。否則，如果出現(xiàn)故障，可以通過使用專用跳線診斷座或通過其他操作，以“檢查”燈的某種閃爍模式顯示故障代碼。排除故障后，當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高于500轉(zhuǎn)/分鐘時，“檢查”燈熄滅。用LED(故障顯示)燈跨接診斷座上的故障診斷輸出端子，或跨接專用檢測儀器，如百分表、閉角表、電腦檢測儀等。直接讀取故障代碼或故障信息。故障代碼由主計算機(jī)ECU外殼側(cè)面的顯示燈顯示。故障代碼、信息和數(shù)據(jù)由儀表板上的顯示屏直接顯示。故障排除后，故障信息仍存儲在ECU中，不能隨故障排除自動清除，必須通過操作程序。不同的車輛類型有稍微不同的清算方法。一般的清除方法是拔掉保險盒里的“EFI”保險絲幾秒以上，但也有例外。(1)機(jī)油竄流和燃燒的故障現(xiàn)象我曾經(jīng)檢修過一輛東風(fēng)汽車的發(fā)動機(jī)，檢修后不久就出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，表現(xiàn)為:車輛行駛時，低、中、高速都有藍(lán)煙，油壓低，啟動困難，行駛無力。動力性和經(jīng)濟(jì)性大幅下降，燃油和機(jī)油損耗增加，5天補(bǔ)一次油，尾氣排放超標(biāo)。打開加油口檢查，有些脈動的煙冒出來；檢查曲軸和進(jìn)氣口，有刺激性氣味的煙逸出；看排氣管，有油濕現(xiàn)象，檢查燃燒器，積碳明顯。以上特征表明，機(jī)油竄槽現(xiàn)象比較突出。(2)發(fā)動機(jī)漏油故障的原因分析發(fā)動機(jī)在常溫運(yùn)轉(zhuǎn)時，為了獲得動力和經(jīng)濟(jì)性，需要使進(jìn)入燃燒室的混合氣壓縮力達(dá)到設(shè)計要求，保證進(jìn)氣量充足，燃燒完全，因為只有壓縮壓力達(dá)到最大要求，進(jìn)氣量充足，發(fā)動機(jī)才能在做功時產(chǎn)生足夠的爆發(fā)力，從而產(chǎn)生足夠的動力驅(qū)動發(fā)動機(jī)曲軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)。為了保證發(fā)動機(jī)氣缸的最大壓縮力，要求發(fā)動機(jī)配氣機(jī)構(gòu)與曲軸連桿機(jī)構(gòu)及其他配合件密封良好。為確保良好的密封配合，要求所有配合間隙符合技術(shù)要求。發(fā)動機(jī)的密封件一旦磨損過大，就會影響其密封性能，造成發(fā)動機(jī)燒油，最終降低其輸出功率，使其無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。發(fā)動機(jī)機(jī)油泄漏有幾個原因:1.由氣門機(jī)構(gòu)引起氣門、氣門桿和氣門導(dǎo)管的磨損增加了配合間隙。當(dāng)氣門桿和氣門導(dǎo)管由于修理過程而不均勻磨損時，密封配合會很差，導(dǎo)致漏油。氣門機(jī)構(gòu)的上述故障會導(dǎo)致機(jī)油竄入燃燒室燃燒，從而影響發(fā)動機(jī)的動力性和經(jīng)濟(jì)性。2.由曲柄連桿機(jī)構(gòu)引起(1)活塞環(huán)磨損或失效，各環(huán)口配合。活塞環(huán)是活塞連桿組中磨損最快的零件，尤其是第一個活塞環(huán)磨損更嚴(yán)重。在燃燒的作用下，環(huán)背產(chǎn)生巨大的壓力。當(dāng)然，環(huán)背的巨大壓力有助于密封，但另一方面也加速了環(huán)背的磨損。活塞環(huán)磨損或失效后，彈性減弱，開口間隙和側(cè)隙增大，活塞環(huán)與氣缸體的配合間隙增大，使氣缸的密封性能變差，出現(xiàn)油溝，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)動力性能降低，油耗增加，導(dǎo)致通風(fēng)系統(tǒng)冒煙嚴(yán)重，廢氣冒藍(lán)煙，燃燒室表面積碳。(2)活塞磨損導(dǎo)致漏油。活塞磨損最快的部分是活塞環(huán)槽和活塞銷座孔環(huán)槽的磨損，其中第一環(huán)槽磨損最嚴(yán)重，從上到下，也相應(yīng)減少。活塞環(huán)槽的磨損增加了活塞環(huán)槽內(nèi)的配合間隙，容易導(dǎo)致竄油。3.由氣缸磨損引起一般情況下，氣缸的工作表面一般在活塞環(huán)運(yùn)動的區(qū)域形成不均勻磨損，沿著氣缸的軸線磨出一個大底小的圓錐形，產(chǎn)生圓柱度誤差。磨損最大的部位是活塞在上止點(diǎn)位置時第一環(huán)對應(yīng)的缸壁，沿橫截面磨出不規(guī)則的橢圓形，產(chǎn)生圓度誤差。磨損最大的是進(jìn)氣門對面的氣缸壁。由于此處新鮮混合氣流的強(qiáng)烈沖擊，潤滑油膜稀釋磨料增加，溫度降低，使該部位磨損嚴(yán)重。4.加油過量造成的。由于機(jī)油加注過多，在發(fā)動機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時，飛濺和潤滑的機(jī)油較多，導(dǎo)致缸壁機(jī)油過多，無法被活塞環(huán)完全刮掉，在燃燒室燃燒。(3)排除故障的措施和方法根據(jù)以上分析，圍繞機(jī)油燃燒的問題，我已經(jīng)根據(jù)以上得出的可能原因，逐項進(jìn)行了拆解檢查和分析。先拆下氣缸蓋檢查，發(fā)現(xiàn)部分排氣閥座有灰色積碳，進(jìn)氣閥有油濕。我測量了問題氣門的管與桿的配合間隙，發(fā)現(xiàn)配合間隙比原標(biāo)準(zhǔn)高出0.12mm以上，導(dǎo)致個別進(jìn)排氣門和閥座配合密封不良，產(chǎn)生積碳。這顯然是維修工藝不規(guī)范或者材質(zhì)不好造成的。但有些閥桿與導(dǎo)管的配合間隙過大，這也不排除工藝和材料的因素。于是我再次更換了氣門、氣門導(dǎo)管和氣門油封。同時我也重點(diǎn)檢查了活塞環(huán)的幾個重要數(shù)據(jù)，沒有發(fā)現(xiàn)對口現(xiàn)象。我懷疑活塞環(huán)的材質(zhì)有問題，因為目前市面上的主副廠原廠配件都有，質(zhì)量參差不齊，而活塞環(huán)的工作條件差，受高溫高壓影響。溫度達(dá)到600K時，壓力有時達(dá)到5MPa以上。潤滑條件差，如環(huán)的材質(zhì)跟不上，會加速磨損。于是，我選了一對原廠生產(chǎn)的、質(zhì)量上認(rèn)為可靠的活塞環(huán)進(jìn)行試裝，然后重裝發(fā)動機(jī)開始試車。燃燒油和動力不足的現(xiàn)象得到明顯改善，但排氣管仍有藍(lán)煙排出。也就是機(jī)油竄槽的故障還沒有排除。我再次使用圓柱規(guī)測量缸體的圓度和圓柱度誤差。圓度誤差0.05mm，圓柱度誤差0.01mm，無應(yīng)變痕跡，符合大修標(biāo)準(zhǔn)。但是，在檢查氣缸表面粗糙度時，發(fā)現(xiàn)在一個局部位置，氣缸和活塞環(huán)之間沒有接觸。根據(jù)這種情況，估計故障可能是由于氣缸體承窩與氣缸套外徑配合不良造成的，因為如果氣缸套與承窩存在間隙B而不是過盈配合。當(dāng)發(fā)動機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時，在有間隙的位置，在瞬時高溫高壓的作用下，氣缸套會發(fā)生局部變形，壓在軸承孔上，產(chǎn)生較大的S形變形，導(dǎo)致活塞環(huán)與氣缸體之間瞬間密封配合不良。但是，這種變形誤差不可能是用量筒表造成的。原因是零件表面的實際形狀與理想形狀的偏差只有在受到?jīng)_擊時才會發(fā)生，發(fā)生時的偏差就是形狀誤差。當(dāng)實際圓柱面偏離理論圓柱面時，實際圓柱體的垂直面直徑相等，因此量筒儀的測量數(shù)據(jù)仍然符合標(biāo)準(zhǔn)。如圖所示，實際圓柱面各點(diǎn)直徑D相等，而氣缸套與承窩孔之間存在公差B。信息化:網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在汽車上的應(yīng)用，一方面體現(xiàn)在汽車電子控制單元之間的數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)交換，另一方面基于以上分析，我又壓出了氣缸套。經(jīng)測量，證明缸體承窩孔加工不符合技術(shù)要求。我重新打磨了缸體的軸承孔，換上新的標(biāo)準(zhǔn)氣缸套，重新裝上發(fā)動機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣就消除了機(jī)油竄槽和燒機(jī)油的現(xiàn)象。通過聯(lián)網(wǎng)的無線電基站與外界交換信息。未來，隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息服務(wù)將廣泛應(yīng)用于汽車行業(yè)。自診斷技術(shù)借用了成熟的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，可以快速診斷各種電控系統(tǒng)的故障。遇到汽車故障或緊急情況，電腦還會通過網(wǎng)絡(luò)通知相關(guān)技術(shù)服務(wù)人員，并通過衛(wèi)星定位系統(tǒng)幫助汽車美容人員找到具體位置，以便及時給予援助?？梢灶A(yù)見，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)在汽車上的廣泛應(yīng)用，汽車故障自診斷技術(shù)的應(yīng)用將被推向更高的層次。藍(lán)牙技術(shù):藍(lán)牙技術(shù)是無線設(shè)備之間高效交換數(shù)據(jù)的新規(guī)范。這是一項由包括愛立信、諾基亞、IBM、英特爾和東芝在內(nèi)的近1200家企業(yè)簽署的協(xié)議。藍(lán)牙技術(shù)在汽車上的應(yīng)用使得汽車故障的無線診斷和遠(yuǎn)程診斷成為現(xiàn)實，使得故障診斷更加高效，資源更加易于共享，這將大大提高汽車維修的水平。儀表板上的“檢查”燈閃爍故障代碼。以日本豐田部門為例。豐田故障診斷系統(tǒng)可以調(diào)用發(fā)動機(jī)、恒速、自動變速器、防抱死制動、安全氣囊和空調(diào)系統(tǒng)的故障代碼。本文僅介紹發(fā)動機(jī)故障代碼的選擇。節(jié)氣門全關(guān)時，變速器置于P或N檔，所有電器關(guān)閉，點(diǎn)火開關(guān)置于“on”檔，發(fā)動機(jī)不啟動。用專用跳線連接診斷座椅中的TE1(T)和E1插孔——主ECU故障碼診斷觸發(fā)線E1-ECU連接到車身接地。儀表板的“檢查”燈將閃爍，故障代碼將按照故障發(fā)生的順序顯示。根據(jù)讀取的故障代碼，查閱故障代碼表，確定故障位置和性質(zhì)。不同的車輛類型有不同的故障代碼定義。清除故障代碼。拔出保險盒中的“EFI”保險絲10秒以上，故障碼即可清除。使用診斷座上故障診斷輸出端子上的LED(故障顯示)燈讀取故障代碼。以現(xiàn)代汽車系統(tǒng)為例，可以將LED燈串聯(lián)一個330-440歐姆的電阻，也可以將診斷座上的指針式萬用表跨接在DC電壓塊上，用針指的振蕩頻率代替LED燈的閃爍來讀取故障碼。找出診斷座，連接LED或指針式萬用表，打開點(diǎn)火開關(guān)，設(shè)置“on”位置，故障碼開始顯示。故障代碼的閃爍頻率與豐田相同。排除故障后，斷開蓄電池負(fù)極連接15秒鐘以清除故障代碼。用主計算機(jī)ECU側(cè)面的顯示燈讀取故障代碼。以日產(chǎn)為例。日產(chǎn)汽車系統(tǒng)故障碼的檢索方式有兩種:一種是通過主機(jī)側(cè)顯示燈顯示；另一個由儀表板上的紅色“檢查”燈顯示。后者的使用方法與豐田基本相同，本文不再贅述。所以只介紹主電腦側(cè)顯示燈的顯示方式，電腦側(cè)顯示燈的顯示方式，檢索和清除故障碼的步驟如下:有兩個顯示燈，一個紅色，一個綠色，還有一個“測試”選擇開關(guān)在主計算機(jī)ECU的側(cè)面。其他使用方法有:在電腦上設(shè)置“開”的位置。將“測試”開關(guān)轉(zhuǎn)到“開啟”位置。通過電腦側(cè)面的兩個顯示燈直接讀取故障代碼。閃紅燈的數(shù)量是十位數(shù)，閃綠燈的數(shù)量是個位數(shù)。將“測試”開關(guān)轉(zhuǎn)到“關(guān)閉”位置。將點(diǎn)火開關(guān)轉(zhuǎn)到“OFF”位置，故障代碼可以被清除。主機(jī)側(cè)面只有一個紅色顯示燈，還有一個可變電阻調(diào)節(jié)旋鈕孔。使用方法是:將點(diǎn)火開關(guān)置于“on”位置。將可變電阻器順時針旋轉(zhuǎn)到底，2秒鐘后逆時針旋轉(zhuǎn)。紅色顯示燈閃爍，以讀出一組故障代碼。當(dāng)所有故障代碼都被叫出來后，將可變電阻旋鈕順時針旋轉(zhuǎn)到底，15秒后再逆時針旋轉(zhuǎn)到底。2秒鐘后將點(diǎn)火開關(guān)置于“OFF”位置，故障代碼將被清除。儀表板上的顯示屏直接顯示故障代碼、故障信息和數(shù)據(jù)。這種方法可以省去調(diào)出故障碼后查閱資料的麻煩，但由于它使計算機(jī)程序更加復(fù)雜，增加了制造成本，所以在目前運(yùn)行的車輛上很少使用。本文不介紹用途、故障代碼、故障原因和檢查部位。電腦電源瞬間中斷，主繼電器接觸不良，線路故障。發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定的原因很多，空氣流量計是重點(diǎn)檢查對象。但是，要確認(rèn)它是否有故障，故障分析和檢查方法就顯得尤為重要。這里舉兩個例子來說明。故障一:雷克薩斯LS400車高速沖進(jìn)車內(nèi)。發(fā)動機(jī)原地加速時，運(yùn)轉(zhuǎn)正常。車速在120~140km/h左右的時候，車就會撞車，有時頻繁，有時只是偶爾，感覺就像發(fā)動機(jī)間歇性熄火一樣。檢查點(diǎn)火系統(tǒng)，將示波器接在一個點(diǎn)火線圈的中央高壓線上，試運(yùn)行，跑進(jìn)車內(nèi)時點(diǎn)火高壓為8~10KV，正常，點(diǎn)火波形良好；將示波器連接到另一個點(diǎn)火線圈的中央高壓線，然后試運(yùn)行。萬一發(fā)生故障，點(diǎn)火波形也很好。后來示波器一個一個接在每個氣缸的高壓線上，然后測試。發(fā)現(xiàn)車壞了各缸高壓和波形都正常?？梢姡瑪嗟脑虿皇屈c(diǎn)火系統(tǒng)造成的，應(yīng)該找其他原因。將示波器連接到第一缸噴油器的控制端，進(jìn)行測試，觀察噴油時間的變化。此缸噴油時間正常，車突破時3.5ms左右。然后，將示波器逐個連接到其他氣缸的噴油器控制端子上，然后試運(yùn)行，觀察噴油時間的變化。撞車時各缸噴油時間沒有異常。不能說明故障是噴油量造成的。連接掃描儀MT2500故障診斷儀并讀取數(shù)據(jù)流。從得到的數(shù)據(jù)來看，當(dāng)系統(tǒng)從閉環(huán)控制進(jìn)入開環(huán)控制時，車速約為120km/h，這是汽車入侵的時間。斷開氧傳感器接線，強(qiáng)制發(fā)動機(jī)始終處于開環(huán)控制，然后試運(yùn)轉(zhuǎn)，故障依舊。其他數(shù)據(jù)正常。最后，懷疑是某個傳感器信號不穩(wěn)定，影響了發(fā)動機(jī)的動力工作，在診斷儀上看不到這個信號。關(guān)鍵傳感器有曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、空氣流量計、車速傳感器等。將示波器逐個連接到曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器和節(jié)氣門位置傳感器，并進(jìn)行測試。當(dāng)出現(xiàn)問題時，這些信號是正常的。將示波器連接到空氣流量計(渦流式)的信號端子，并進(jìn)行測試。出現(xiàn)故障時，發(fā)現(xiàn)矩形波信號偶爾中斷，然后測量其電源端和接地端的工作電壓。有故障時電壓穩(wěn)定5V，電壓正常。表明故障是由空氣流量計在高速時信號輸出異常引起的。通知業(yè)主檢查情況。車主說空氣流量計不是他的。前段時間，他在另一家修理廠檢修過其他故障?；貋砗螅l(fā)現(xiàn)了目前的問題。他懷疑有人改變了空氣流量計。后來他找到原廠修理廠，要了原廠。放回去后，車恢復(fù)正常。麻煩二:現(xiàn)代伊蘭特1.6車有冒黑煙和怠速的麻煩，而且隨著加速黑煙增加，導(dǎo)致油耗高。分析:加速時黑煙增加，油耗高，應(yīng)該是噴油過量，混合氣過多造成的。檢修:先讀取故障代碼。診斷盒在離合器右側(cè)保險絲盒下面，接LED(此車無檢查燈)。讀代碼21(水溫傳感器信號不好)，檢查水溫傳感器插頭是否有油污。清洗后，故障代碼可被清除，但故障仍然存在。連接金德K8診斷儀，讀取數(shù)據(jù)流。熱車怠速噴油時間約8ms(正常2~3ms)，空氣流量