汽車維修工-汽車維修檢驗工、汽車機械維修工、汽車電器維修工（技師、高級技師）課件 項目1　發(fā)動機系統(tǒng)故障診斷與排除

汽車維修工——汽車維修檢驗工、汽車機械維修工、汽車電器維修工（技師、高級技師）項目1發(fā)動機系統(tǒng)故障診斷與排除項目2底盤系統(tǒng)故障診斷與排除項目3電氣系統(tǒng)故障診斷與排除項目4電力驅動和電池系統(tǒng)故障診斷與排除項目5車間技術管理項目6技術培訓項目7綜合評審項目1發(fā)動機系統(tǒng)故障診斷與排除1.1發(fā)動機性能1.1.1發(fā)動機性能指標1.1.1.1燃油經濟性1.1.1.2動力性1）最高車速是指在無風條件下，在水平、良好的瀝青或水泥路面上，汽車所能達到的最大行駛速度。2）加速能力是指汽車在行駛中迅速增加行駛速度的能力，通常用加速時間和加速距離來表示。3）爬坡能力是指汽車在良好的路面上，以1檔行駛所能爬行的最大坡度。1.1.1.3排放性能1.1.2發(fā)動機性能的影響因素1.1.2.1不同工作模式下的工作要求1.起動模式1.1發(fā)動機性能（1）進氣行程如圖1-1所示，進氣歧管真空度很低，車用四缸發(fā)動機一般為3～10kPa（不同的發(fā)動機可能會不同)。（2）壓縮行程如圖1-2所示，這一行程的壓縮壓力相對較低。1.1發(fā)動機性能（3）燃燒（做功）行程如圖1-3所示，在起動工況下，發(fā)動機轉速較低，且節(jié)氣門處于關閉狀態(tài)，進入氣缸的氣體量較少，因而氣缸內壓縮壓力較低。（4）排氣行程如圖1-4所示，在這種工況下，由于燃燒壓力低，造成排氣壓力也低；由于燃燒溫度低，使得排氣溫度也低。1.1發(fā)動機性能2.怠速模式（發(fā)動機暖機）（1）進氣行程歧管真空度很高，四缸發(fā)動機一般為50~75kPa（不同的發(fā)動機可能會不同)。（2）壓縮行程由于進氣歧管真空度高，故壓縮壓力低。（3）燃燒（做功）行程燃燒壓力低，所以產生的功率也低。（4）排氣行程由于燃燒壓力和溫度低，所以排氣壓力和溫度也低。3.加速模式（高發(fā)動機負荷）（1）進氣行程加速期間節(jié)氣門全開（WOT)，因此進氣歧管真空度較低，一般為0~17kPao節(jié)氣門開得越大，進入發(fā)動機的空氣越多。（2）壓縮行程由于歧管真空度很低，所以壓縮壓力和溫度很高。（3）燃燒（做功）行程燃燒壓力很高，這有兩個原因：一是壓縮壓力很高；二是燃燒的空氣/燃油混合氣較濃。1.1發(fā)動機性能（4）排氣行程活塞運動速度很快，使排氣壓力升高，燃燒壓力也相應升高；通常缸內燃燒溫度高，排氣溫度就會高；進氣量大，排氣背壓也高。4.巡航模式（1）進氣行程進氣歧管真空度適中，四缸發(fā)動機一般為40~55kPa（其他發(fā)動機可能咯有不同)。（2）壓縮行程由于歧管真空度適中，壓縮壓力和溫度適中。（3）燃燒（做功）行程燃燒壓力適中。由于壓縮壓力適中，輸出的功率適中。（4）排氣行程由于燃燒壓力適中，排氣壓力適中。5.減速模式（1）進氣行程進氣歧管真空度很高，一般為70~93kPa。（2）壓縮行程由于歧管真空度很高，壓縮壓力很低，在高轉速時壓縮壓力甚至可能為真空。（3）燃燒（做功）行程燃燒壓力和燃燒溫度很低。（4）排氣行程由于燃燒壓力和燃燒溫度很低，排氣壓力和排氣溫度很低，排氣背壓也很低。1.1發(fā)動機性能1.1發(fā)動機性能1.1.2.2發(fā)動機機械性能方面1.壓縮壓力的影響2.發(fā)動機轉速的影響3.進氣歧管真空度的影響4.進氣量與進氣速率的影響5.氣缸滲漏與燃燒壓力的影響6.排氣的影響1.1.2.3發(fā)動機非機械性能方面1.工作溫度1.1發(fā)動機性能2.機油消耗量3.曲軸運轉平衡1.1發(fā)動機性能4.發(fā)動機各部件配合間隙1.1發(fā)動機性能1.1.2.4車輛方面1.負荷2.速比（1）驅動橋速比驅動橋速比不會輕易改變，一般不是造成駕駛性能問題的原因。（2）變速器速比為了使發(fā)動機所提供的轉矩與汽車在不同負荷條件下行駛所需的動力相匹配，變速器提供了不同速比的選擇。（3）總速比速比的選擇取決于要帶的負荷、車速范圍和可用功率的大小。1.1發(fā)動機性能3.附件載荷（1）空調與冷卻風扇空調壓縮機要消耗很多功率。（2）附件傳動帶傳動附件由發(fā)動機通過傳動帶和帶輪驅動。1）帶輪彎曲、傳動帶擦傷和軸承故障。2）當曲軸前端的扭轉減振器中的橡膠墊斷裂時也會造成不平衡以及異響。3）有的發(fā)動機使用平衡軸來吸收固有振動。（3）車身外部附件車身外部附件將增加風阻。4.應用案例1.1發(fā)動機性能（1）加大型輪胎如果車主換裝了加大型輪胎將會出現(xiàn)什么情況？（2）節(jié)氣門開度減小節(jié)氣門開度會降低油耗，提高燃油經濟性。1.1.2.5駕駛與行駛條件方面1.燃油經濟性差（1）與駕駛人有關的原因駕駛人的駕駛習慣和車輛使用與燃油消耗有很大關系。（2）行駛條件車輛的使用環(huán)境與燃油經濟性同樣有較大的關聯(lián)，如路況、環(huán)境溫度、風速、海拔等。2.動力不足（1）與駕駛人有關的原因包括行駛中踩制動踏板、手動變速器檔位選用過高或過低、行駛中離合器分離不徹底等。（2）行駛條件車輛的使用環(huán)境與動力輸出同樣有較大的關聯(lián)，如路況、環(huán)境溫度、風速、海拔等。1.2進排氣系統(tǒng)故障診斷1.2.1可變進氣故障診斷1.2.1.1可變進氣道控制1.可變進氣道結構1.2進排氣系統(tǒng)故障診斷2.可變進氣道控制原理1.2進排氣系統(tǒng)故障診斷1.2進排氣系統(tǒng)故障診斷1）進氣門關閉階段：當進氣行程接近末端時，氣門逐漸關閉，進氣的氣流與關閉的氣門相撞，產生回流。2）氣流返回階段：當返回的氣流到達穩(wěn)壓腔時，由于穩(wěn)壓腔內的壓力高于運動的氣流，氣流會再次返回。3）進氣門再次打開階段：如果返回的氣流到達氣門附近時，氣門正好打開，此時就會提高充氣效率。1.2進排氣系統(tǒng)故障診斷3.可變進氣道控制故障診斷（1）數(shù)據流診斷利用診斷儀的數(shù)據流功能，讀取相關參數(shù)，在滿足系統(tǒng)工作條件的前提下，觀察數(shù)據對應的部件是否有相應的動作。（2）部件檢測可以利用真空槍檢測真空執(zhí)行器是否開閉順暢，有無卡滯現(xiàn)象。1.2進排氣系統(tǒng)故障診斷1.2.1.2可變進氣渦流控制1.可變進氣渦流結構2.可變進氣渦流控制原理1.2進排氣系統(tǒng)故障診斷1.2進排氣系統(tǒng)故障診斷3.可變進氣渦流控制故障診斷1.2進排氣系統(tǒng)故障診斷1.2.2可變氣門正時故障診斷1.2.2.1VCT系統(tǒng)結構及工作原理1.VCT系統(tǒng)結構（1）VCT電磁閥VCT電磁閥的結構如圖1-22所示。1.2進排氣系統(tǒng)故障診斷1.2進排氣系統(tǒng)故障診斷1）滯后位置。2）提前位置。3）保持位置。（2）VCT執(zhí)行器VCT執(zhí)行器的結構如圖1-23所示，由轉子、提前油腔、延遲油腔和密封條組成。1）轉子：轉子與凸輪軸通過螺栓緊固在一起。2）提前油腔、延遲油腔：提前油腔、延遲油腔分別布置在轉子的兩側。3）密封條：密封條用于密封提前油腔和延遲油腔，防止油液中間串通。1.2進排氣系統(tǒng)故障診斷1.2進排氣系統(tǒng)故障診斷2.VCT系統(tǒng)工作原理（1）VCT設計要求1）提高充氣效率，改善轉矩的平順性。2）取消EGR閥，降低NOx排放。3）改善低速的穩(wěn)定性。4）發(fā)動機在不同轉速工況下，為保障實際的最大進氣效率，可以通過VCT系統(tǒng)進行控制，以平順地實現(xiàn)發(fā)動機的轉矩輸出，如圖1-25所示。（2）VCT控制要求如圖1-26所示，發(fā)動機進氣正時的控制要求可分為以下幾個階段。1）急速與小負荷（高轉速、小負荷)。1.2進排氣系統(tǒng)故障診斷1.2進排氣系統(tǒng)故障診斷2）中等負荷。3）低轉速、高負荷。4）高轉速、高負荷。（3）VCT控制原理VCT控制的基本原理如圖1-27所示。1）目標進氣正時的確認。2）實際進氣正時的確認與反饋。3）目標進氣正時的修正。（4）VCT控制模式VCT的控制模式分為四種：清潔模式、最大滯后模式、反饋保持模式與反饋模式。1.2進排氣系統(tǒng)故障診斷1）清潔模式。2）最大滯后模式。3）反饋保持模式。4）反饋模式。1.2進排氣系統(tǒng)故障診斷1.2.2.2VCT系統(tǒng)故障診斷1.進氣VCT數(shù)據流診斷1.2進排氣系統(tǒng)故障診斷2.排氣VCT數(shù)據流診斷1.2進排氣系統(tǒng)故障診斷1.2.3渦輪增壓故障診斷1.2.3.1渦輪增壓系統(tǒng)的性能、結構及工作原理1.渦輪增壓系統(tǒng)的性能1.2進排氣系統(tǒng)故障診斷2.渦輪增壓系統(tǒng)的結構（1）渦輪增壓器渦輪增壓器如圖1-33所示，其工作狀態(tài)如下：1）廢氣旁通閥：廢氣旁通閥用于控制廢氣流過廢氣泵輪的廢氣量。2）氣動執(zhí)行器：氣動執(zhí)行器用于控制廢氣旁通閥的打開與關閉。3）增壓控制電磁閥：增壓控制電磁閥用于控制進入到氣動執(zhí)行器內部的增壓壓力。1.2進排氣系統(tǒng)故障診斷（2）增壓控制電磁閥如圖1-34所示，增壓控制電磁閥有三條相連管路，分別為與空氣濾清器側相連管路、與執(zhí)行器相連管路、與渦輪增壓出口側相連管路。1.2進排氣系統(tǒng)故障診斷（3）回風控制電磁閥回風控制電磁閥與廢氣旁通閥不同，廢氣旁通閥是控制廢氣進口與出口的旁通量，而回風控制電磁閥是控制渦輪增壓器進口與出口的旁通量。1.2進排氣系統(tǒng)故障診斷1.2進排氣系統(tǒng)故障診斷1）回風控制電磁閥打開狀態(tài)：回風控制電磁閥打開時，空氣出口的空氣流回到空氣入口，不會對渦輪葉片產生任何影響。2）回風控制電磁閥關閉狀態(tài)：回風控制電磁閥關閉時，經過增壓的空氣直接進入進氣歧管中，空氣出口的壓力會對渦輪葉片產生一定的影響。1.2進排氣系統(tǒng)故障診斷3.渦輪增壓系統(tǒng)的工作原理1.2進排氣系統(tǒng)故障診斷1）從圖1-41第一張圖中可以看出，發(fā)動機轉速升高后，開始增壓壓力是恒定的；但當發(fā)動機轉速繼續(xù)升高時，增壓壓力開始下降。2）從圖1-41第二張圖中可以看出，發(fā)動機轉速低時，渦輪增壓器全負荷工作；在電磁閥的控制下，發(fā)動機轉速越高，渦輪增壓器負荷越低。3）從圖1-41第三張圖中可以看出，發(fā)動機轉速低時，廢氣旁通閥處于關閉狀態(tài)；隨著發(fā)動機轉速的上升，開度越來越小。1.2進排氣系統(tǒng)故障診斷1.2進排氣系統(tǒng)故障診斷1.2.3.2渦輪增壓系統(tǒng)故障診斷1.3燃油性能故障診斷1.3.1燃油噴射控制1.3.1.1噴油量的計算1.3燃油性能故障診斷1.3.1.2噴油正時1.3燃油性能故障診斷1.3.1.3噴油量控制1.3燃油性能故障診斷1.3.2空燃比閉環(huán)控制1.3.2.1開閉環(huán)控制1.開環(huán)控制2.閉環(huán)控制1.3燃油性能故障診斷1.3燃油性能故障診斷3.閉環(huán)控制噴油量的計算1.3.2.2短期燃油修正系數(shù)1.開關型氧傳感器的短期燃油修正1.3燃油性能故障診斷2.寬帶氧傳感器的短期燃油修正1.3燃油性能故障診斷1.3燃油性能故障診斷1.3.2.3長期燃油修正系數(shù)1.3燃油性能故障診斷1.3.3空燃比故障診斷方法1.3.3.1影響燃燒室空燃比的因素1）霧化：噴油器從設計上保證了能以圓錐琴狀提供燃料。2）燃油蒸發(fā)：蒸發(fā)是通過加熱使霧化顆粒轉變?yōu)闅鈶B(tài)的過程。3）空氣渦流：進入氣缸的空氣形成渦旋以增進混合。1.3燃油性能故障診斷4）冷凝：燃油蒸氣冷卻并與空氣分離后即發(fā)生了冷凝現(xiàn)象。5）吸收：當發(fā)動機處于冷態(tài)時，進氣門或活塞頂上的積炭可能會吸收一些燃料顆粒。1.3.3.2噴油量不正常的原因1）噴油器流量低的原因：燃料系統(tǒng)或測試設備中有空氣、燃料系統(tǒng)污染造成油路阻塞、噴油器臟污或阻塞、噴油器故障等。2）噴油器流量高的原因：噴油器泄漏、噴油器臟污或卡滯等。3）噴油器無流量的原因：燃料系統(tǒng)或測試設備中有空氣、噴油器故障、噴油器臟污或阻塞、噴油器電路故障等。1.3.3.3空燃比與火焰速度1）空燃比略小于理論空燃比，在13.5~14時，火焰燃燒溫度最高，發(fā)動機升溫快。2）空燃比在12~13時，火焰的傳播速度最快，發(fā)動機輸出功率最大，此時的空燃比又稱功率空燃比。1.3燃油性能故障診斷3）空燃比在16左右時，汽油燃燒最完全，發(fā)動機的耗油率最低，而火焰溫度和發(fā)動機功率均已下降，此時的空燃比稱為經濟空燃比。1.3.3.4空燃比故障診斷1.4發(fā)動機點火控制系統(tǒng)故障診斷1.4.1點火正時對發(fā)動機性能的影響1.4.1.1基本點火提前角1.4發(fā)動機點火控制系統(tǒng)故障診斷1.4.1.2點火提前角修正1.空燃比反饋修正2.暖機修正1.4發(fā)動機點火控制系統(tǒng)故障診斷3.怠速穩(wěn)定性修正1.4發(fā)動機點火控制系統(tǒng)故障診斷1.4.1.3點火正時對轉矩和排放的影響1.點火正時對轉矩的影響1.4發(fā)動機點火控制系統(tǒng)故障診斷2.點火正時對排放的影響1.4發(fā)動機點火控制系統(tǒng)故障診斷1.4發(fā)動機點火控制系統(tǒng)故障診斷1.4.2點火提前角閉環(huán)控制1.4.2.1發(fā)動機各工況對點火的要求1.起動點火提前角的計算2.怠速點火提前角的計算1.4發(fā)動機點火控制系統(tǒng)故障診斷3.非怠速點火提前角的計算1.4發(fā)動機點火控制系統(tǒng)故障診斷1.4.2.2閉環(huán)控制策略1.4發(fā)動機點火控制系統(tǒng)故障診斷1.4.3點火控制系統(tǒng)故障診斷1.4.3.1點火正時診斷1.4發(fā)動機點火控制系統(tǒng)故障診斷1.4發(fā)動機點火控制系統(tǒng)故障診斷1.4.3.2點火波形分析1.初級波形1.4發(fā)動機點火控制系統(tǒng)故障診斷2.次級波形1.4發(fā)動機點火控制系統(tǒng)故障診斷1.5排放控制系統(tǒng)故障診斷1.5.1排放物產生機理及影響因素1.5.1.1排放物產生機理1）CO：混合氣的燃燒過程非常復雜，通?；瘜W反應分為若干步驟完成，CO便是這些化學反應的中間過程產物。2）HC：很多因素都會影響燃燒過程的正常進行，例如過濃/過稀的混合氣、點火不良、混合氣壓縮不夠等，這些因素都會使廢氣中HC的含量升高。3）N2：N2在常溫下很穩(wěn)定，當溫度升高到約2500°F（1371°C）時，N2和O2開始發(fā)生化學反應，生成NOx。4）顆粒物：顆粒物的形成機理可以大致分為一次和二次組分。1.5排放控制系統(tǒng)故障診斷1.5.1.2混合氣濃度的影響1.5排放控制系統(tǒng)故障診斷1.5.1.3點火提前角的影響1.5排放控制系統(tǒng)故障診斷1.5.2曲軸箱強制通風(PCV）系統(tǒng)1.5.2.1氣缸竄氣1.5排放控制系統(tǒng)故障診斷1.5.2.2PCV系統(tǒng)診斷1.非增壓型發(fā)動機曲軸箱通風系統(tǒng)1.5排放控制系統(tǒng)故障診斷2.增壓型發(fā)動機曲軸箱通風系統(tǒng)1）怠速時：如圖1-83所示，發(fā)動機怠速運轉時進氣歧管的真空度很高，較高的真空度把PCV閥中的活塞（A）吸到圖示的頂端較窄的地方，使得通往進氣歧管的通道（B）很窄，限制PCV閥的流量。1.5排放控制系統(tǒng)故障診斷1.5排放控制系統(tǒng)故障診斷2）中等負荷時：當發(fā)動機中等負荷穩(wěn)定運轉時（巡航），進氣歧管的真空度降低，彈簧驅動柱塞下移，使得更多的氣體流過PCV閥，如圖1-84所示。3）重負荷時：在重負荷工況（急加速或高速）時，進氣歧管真空度較低，使彈簧克服高的進氣歧管壓力推動柱塞移出閥的窄端，如圖1-85所示。1.5排放控制系統(tǒng)故障診斷4）發(fā)生回火時：在回火狀況發(fā)生時，進氣道壓力大增，壓力推動柱塞移向閥的另外一端，可以防止回火審到曲軸箱側，如圖1-86所示。1.5排放控制系統(tǒng)故障診斷1.5.2.3曲軸箱壓力測試1.5排放控制系統(tǒng)故障診斷1.5.3三元催化器(

TWC）系統(tǒng)1.5.3.1TWC轉換效率1.5排放控制系統(tǒng)故障診斷1.5.3.2TWC溫度測試1.5排放控制系統(tǒng)故障診斷1.5.3.3TWC性能檢測數(shù)據分析1.5排放控制系統(tǒng)故障診斷1.5.3.4DTC診斷與分析1.5.4排氣再循環(huán)(

EGR）系統(tǒng)1.5.4.1EGR工作策略1.EGR目標位置確定1）發(fā)動機控制模塊根據發(fā)動機的運轉情況確定增大或減小EGR閥門開啟的角度。2）發(fā)動機控制模塊通過發(fā)動機轉速和發(fā)動機負荷確定基木EGR閥位置。1.5排放控制系統(tǒng)故障診斷2.EGR位置修正1）發(fā)動機冷卻液溫度：低冷卻液溫度低開啟步數(shù)。2）進氣溫度：低進氣溫度增大步數(shù)。3）加速或減速：急加速或急減速減小步數(shù)。1.5排放控制系統(tǒng)故障診斷1.5.4.2DTC診斷與分析1.5排放控制系統(tǒng)故障診斷1.5.5燃油蒸發(fā)控制（EVAP）系統(tǒng)1.5.5.1EVAP工作策略1.非增壓型發(fā)動機燃油蒸發(fā)管理系統(tǒng)1.5排放控制系統(tǒng)故障診斷2.增壓型發(fā)動機燃油蒸發(fā)管理系統(tǒng)1.5排放控制系統(tǒng)故障診斷3.炭罐電磁閥控制信號波形4.炭罐電磁閥清洗率計算5.炭罐電磁閥清洗率修正6.炭罐電磁閥工作條件1.5排放控制系統(tǒng)故障診斷1.5.5.2DTC診斷與分析1.5排放控制系統(tǒng)故障診斷1.5排放控制系統(tǒng)故障診斷1.5.6顆粒捕捉器（GPF）系統(tǒng)1.5.6.1GPF工作策略1.5排放控制系統(tǒng)故障診斷1.5.6.2GPF再生1.5.6.3DTC診斷與分析1.6車載診斷（OBD）系統(tǒng)診斷應用1.6.1OBD系統(tǒng)功能特點1.6.1.1OBD系統(tǒng)發(fā)展歷程1.OBD

Ⅰ2.OBD

Ⅱ3.OBD

Ⅲ1.6.1.2OBD系統(tǒng)功能1.駕駛循環(huán)1.6車載診斷（OBD）系統(tǒng)診斷應用2.凍結幀1.6車載診斷（OBD）系統(tǒng)診斷應用1.6.1.3OBD系統(tǒng)工作原理1.6.2氧傳感器監(jiān)測的工作原理1.6.2.1前后氧傳感器監(jiān)測原理1.開關式前氧傳感器監(jiān)測1.6車載診斷（OBD）系統(tǒng)診斷應用2.極限電流式氧傳感器、寬頻帶前氧傳感器監(jiān)測3.后氧傳感器監(jiān)測1.6車載診斷（OBD）系統(tǒng)診斷應用1.6.2.2前后氧傳感器監(jiān)測故障碼分析1.6車載診斷（OBD）系統(tǒng)診斷應用1.6車載診斷（OBD）系統(tǒng)診斷應用1.6.3三元催化器監(jiān)測的工作原理1.6.3.1三元催化器監(jiān)測的條件與原理1.6車載診斷（OBD）系統(tǒng)診斷應用1.6.3.2三元催化器監(jiān)測故障碼分析1.6車載診斷（OBD）系統(tǒng)診斷應用1.6.4顆粒捕捉器監(jiān)測的工作原理1.6車載診斷（OBD）系統(tǒng)診斷應用1.6.5燃油系統(tǒng)監(jiān)測的工作原理1.6.5.1燃油系統(tǒng)監(jiān)測原理