毕业论文-发动机故障诊断技术的研究.doc

序 言随着技术的不断发展，我国的汽车日益增多，需要了解汽车，熟悉汽车，使用维护好汽车的人越来越多。本文主要是针对发动机的一些常见故障现象的诊断。本论文以理论结合案例，运用流程图介绍了诊断顺序，并根据经验进行故障诊断研究。1、 发动机故障诊断技术的研究意义与发展趋势1.1 课题研究的目的和意义发动机是汽车的重要组成部分，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的频率增大，并且其诊断难度也不断提高。这样就使得发动机成为汽车故障诊断与检测的重点对象。为了迅速诊断故障状况，提高维修效率，世界各国的汽车公司和研究机构纷纷投入大量的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，所以运行汽车故障诊断方法的研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。1.2 汽车发动机故障诊断技术的研究现状及发展趋势1.2.1汽车发动机故障诊断技术的研究现状我国汽车诊断技术的研究始于70年代后期，1977南年国家为了改变汽车维修技术落后的局面，立项了“汽车不解体检验研究”的课题，它标志着我国汽车诊断技术研究的开始。80年代，一汽奥迪与北京切诺基率先在其电喷发动机中采用了车载诊断系统，开始了车载诊断系统在我国的推广。自90年代以来，我过企业自行开发研究了车辆诊断系统。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了研究。进入21世纪后，国内研究进入快速发展期，许多高校做了大量的研究工作，部分研究已经达到国外同等水平。1.2.2汽车发动机故障诊断技术的研究发展趋势经过几十年的发展，我国故障诊断技术达到很高的水平。国内外研究表明，汽车故障的诊断方式已由车载诊断与车外诊断的相互独立走向相互结合，将电控系统检测仪完善的数据通信功能与专家系统强大的分析判断功能相结合，并充分运用现代计算机技术在人工智能、神经网络、模糊诊断以及基于决策数据库的最新成果，将是新一代汽车诊断技术的发展方向。2、 汽车柴油发动机典型故障分析机体是发动机的骨架，曲柄连杆机构是发动机产生并输出动力的主要零件。如果该部分发生故障，将使发动机工作状况变坏，动力性下降，机油及燃油消耗量增大。2.1 曲柄连杆机构故障与分析汽缸垫漏水、漏气故障现象：汽缸垫漏气时，发动机转速不能提高，功率下降；汽缸垫漏水时，会造成机油乳化，漏入排气管，会发车“突突”的声响，若不及时停机，会造成整机报废。故障诊断分析：1）汽缸垫装配时不平整或位置不正确；2）紧固气缸盖时，未按规定次序或紧固力矩不一，缸垫不密封；3）汽缸垫安装时沾有污物或沙石杂物，使缸垫受损；4）发动机不正常延烧，如爆震或过热，而损坏缸垫或造成汽缸盖烧蚀，翘曲。2.2 活塞故障与分析活塞敲击缸壁故障现象：声响清脆、尖锐，如“铛铛”或“嗒嗒”的声音故障诊断分析：1）冷启动时，活塞与缸壁间隙较大，敲击声明显；热机后，相声减弱或消失；2）混合气燃烧不正常；3）点火提前角大；4）活塞裙部磨损严重，圆柱度误差过大；5）缸筒和活塞因磨损严重，间隙过大；6）发动机无负荷空转时，急加速产生活塞与缸壁撞击产生声响。2.3 气缸故障与分析气缸拉缸，拉缸是指气缸壁沿活塞运动方向，出现深浅不一的沟纹，刮痕。故障现象：气缸拉伤后，产生敲击声响；活塞和缸壁配合间隙大，密封相差，既有窜入燃烧室，耗量增多；拉缸严重时，会导致活塞卡死气缸内，使发动机不能运转。故障诊断分析：1）活塞环对汽缸壁压力过大；2）机油或汽油内含有杂质；3）缸壁油膜高温下被破坏，出现干摩擦，是活塞过度膨胀，形成熔着磨损而拉缸。2.4 配气机构故障汽车使用中常发现配气机构寿命远远低于发动机整体寿命，尤其是气门、气门座、气门导管等主要机件寿命较短。故障现象： 气门与气门座工作面加工质量达不到要求，造成工作面烧蚀、凹陷而早期损坏；凸轮轴轴承在刮削中其配合间隙、接触面积、各轴承同心度达不到要求，加速磨损，出现异响造成早期损坏；气门导管在更换新件时，铰削质量达不到规定要求，直接影响气门及气门座使用寿命。 故障诊断分析：维修数据应用不当，维修中不能科学地选择维修数据是造成机件早期损坏的重要原因。此外，配气机构其它组件、零件的维修，主要是加强零件的清洗和检验工作，并按规定进行正确的调整和装配，以实现其整体协调地工作。3、 汽车柴油发动机故障诊断研究3.1 发动机故障诊断流程图蓄电池开路电压是否正常（高于12V）蓄电池极柱与电缆连接是否正常易熔线与熔断器是否正常选档操纵手柄位置是否正常点火开关、空档启动开关是否正常接通启动开关蓄电池电压是否正常高于9.6V启动继电器是否正常启动系统线路及其连接是否正常发动机故障检修或更换发动机检修或更换导线检修更换新品更 换 蓄 电 池检修或更换新品拨到空档（N）位置检修或更换正负极电缆更 换 新 品更 换 蓄 电 池正常正常正常正常正常正常正常正常不正常不正常不正常不正常不正常不正常不正常不正常不正常图3.1-13.2 发动机故障相关分析电喷发动机的特点在于它装有电控系统，跟老式化油器发动机相比可以有效的控制发动机的排放，最终的目的是使尾气合格。下面的内容是对电喷发动机进行的故障分析。3.2.1 波形分析 点火线圈充电：观察点火线圈在开始充电时，应保持相对一致的波形下降沿，这表明各缸闭合角相同以及点火正时精确点火线：观察各缸跳火电压高度的一致性，在急加速或高负荷时，由于燃烧压力的增加，跳火峰值电压将会增高。任何与其它信号峰值高度的实际偏差都可能意味着故障。火花或燃烧电压：观察火花或燃烧电压保持相对一致性，这表明火花塞工作的一致性和各缸空燃比，如果混合比太稀，燃烧电压就比正常值低一些。燃烧线：观察火花或燃烧线应十分“干净”，没有过多的杂波在燃烧线上，过多的杂波表明气缸点火不良，由于点火过早喷油器损坏，污浊火花塞或其它原因。燃烧线的持续时间长度表明气缸内异常稀或异常浓的混合比。过长的燃烧线(通常超远2毫秒)表示混合气浓，过短的燃烧线(通常少于0.75毫秒)表示混合气稀。点火线圈振荡：观察在燃烧线后面最少两个，最好多于三个的振荡波，这表明点火线圈和电容器(在白金或点火系统)是好的。动态峰值检测显示方式对发现各缸点火过程中的间歇性故障十分有用。3.2.2 喷油器驱动波形分析从喷油驱动器的波形上读取喷油时间是相当容易的，当发动机控制电脑(PCM)接地电路接通后，喷油驱动器开始喷油，当控制电脑断开控制电路时，电磁场会发生突变，这个线圈突变的电磁场产生了峰值，汽车示波器可以用数字的方式在显示屏上与波形一起显示出喷油时间，所以不再需要手工计算出“喷油时间”了。喷油器测试步骤：起动发动机，以2500转/分转速保持油门2-3分钟，直至发动机完全热机，同时燃油反馈系统进入闭环，通过观察示波器上氧传感器的信号确定这一点。关掉空调和所有附属电器设备，让变速杆置于停车档或空档，缓慢加速并观察在加速时喷油驱动器喷油时间的相应增加。1）从进气管中加入化清剂，使混合气变浓，如果系统工作正常，喷油驱动器喷油时间将缩短，它试图对浓的混合气进行修正(高的传感器电压)。2）造成真空泄漏，使混合气变稀，如果系统工作正常，喷油驱动器喷油时间将延长，它试图对稀的混合气进行补偿(低的氧感器电压)。3）提高发动机转速至2500转/分，并保持稳定，在许多燃油喷射系统中，当该系统控制混合气时，喷油驱动器的喷油时间性能被调节(改变)的从稍长至稍短。通常喷油驱动器喷油时间在正常全浓(高氧传感器电压)至全稀(低的氧传感器电压)范围内仅在0.25ms至0.5ms的范围内变化。如果加入化清剂或造成真空泄漏，然后观察喷油驱动器喷油时间的变化，发现喷油时间不变化，可能有以下两种情况：系统运行在开环怠速状况。氧传感器可能是坏的。如果氧传感器或控制电脑不能察觉混合气的变化，那么喷油驱动器的喷射时间就不能改变，在检查喷油驱动器喷射时间之前，应该先确认氧传感器是否正常。当燃油反馈控制正常时，喷油驱动器喷射时间会随着驾驶条件和氧传感器输出的信号而变化(增加或减少)，通常喷油驱动器的喷射时间大约在怠速时1-6ms到冷起动或节气门全开时的大约6-35ms变化。与驾驶状况的要求相比，氧传感器输入电压对喷油驱动器喷射时间的影响相对要小。与输入电脑参数相比，氧传感器的输入电压对控制的作用，更像“燃油修正”仪器。喷油驱动器喷射时间大多数是用空气流量计或进气压力传感器、转速和其它控制电脑输入信号计算出来的，输入控制电脑的氧传感器电压信号是为了提高催化剂的效率，虽然氧传感器在喷油驱动器上只是相对小的改变脉冲宽度，这样小的变化就可以区别出行驶性能的好坏，以及排版试验的通过或失效。3.3 发动机维修故障案例车型：凯越1、6公里数：4万公里故障现象：怠速抖动检测过程：首先进行电脑检测，未发现故障码，观察发动机怠速转速波动较大与故障现象相吻合，用示波器进行氧电压测试发现氧电压在800-400mv之间来回穿插，说明混合气偏浓，于是对各缸的喷油脉宽进行监测，发现喷油时间比正常值有所缩短而且各缸波形一致，说明PCM在通过氧电压对喷油脉宽进行修正，此时对各缸的点火次级波形进行分析，发现二缸的燃烧线过长说明有多余的混合气进入二缸，刚才我们对各缸的喷油脉宽进行检测波形完全一致，说明PCM对各缸喷油头的驱动波形是一样的，也就是说各缸的喷油量应相等，而点火次级波形反映二缸混合气浓，这时我们要问这多出来的混合气是从哪来的呢？PCM对各缸喷油量的计算是一样的，但是二缸的燃料却多，我把故障点确定在二缸喷油头。进行拆检未发现异常，于是进行喷油平衡压力测试，出油量相等，但是二缸喷油头有滴油现象，至此故障点被找到，更换二缸喷油头故障解决。如此，通过上述的不断诊断与诊断分析，以及案例结合的方式，总结出了发动机故障诊断的诊断方法！4、 汽车发动机故障的提取方法研究 诊断故障时应遵循“先易后难、先简后繁、先外后内、分段查找、逐步缩小范围”的原则，通常采用人工直观法、仪器设备法、故障树分析法对故障予以分析诊断。 1.人工直观法 人工直观法就是通过问、看、嗅、摸、试、听等直接感观,或借助简单工具，以确定机器技术状况和故障的方法。其特点是不需要专用设备，诊断结果的准确性依赖于诊断人员的技术水平和实践经验。(1)问：即向驾驶员询问查核故障前后的诸如车辆行驶里程、使用年限、维护修理、故障预兆、故障发生过程等有关情况。(2)看：即观察有故障疑点的机构、总成和零件的状况，如各仪表指示数值、机体裂痕和变形、消声器排放废气的颜色、滴漏的油迹和水迹，再结合其他有关情况分析、判断发动机的工作情况。(3)嗅：即根据发动机运行中散发出的异常气味判断故障部位，如有生汽油昧,表明有漏油或燃烧不良。(4)摸：即用手触试可能产故障部位的温度、振动情况等，从而判断出诸如配合的松紧度、轴承间隙的大小零件配重的平衡、柴油管路的脉动以及油、水温度等。(5)试：就是通过各种试验方法，使故障现象充分地显现出来，如按喇叭、打开点火开关或灯开关、火花塞“断火”、拉阻风门、使发动机转速迅速升高或降低等，必要时还可换装好的总成或 零件进行对比试验。(6)听：就是根据发动机在不同工作情况、不同部位发出的声响及声响的规律，判断哪些是正常的，哪些是异常的。如汽缸内有无爆震声、化油器有无“回火”、排气消声器有无放炮声或 “突、突”声等。以上方法,并非每一种故障诊断都必须遵循该程序,不同的故障应视其具体情况灵活运用。 2. 仪器设备法 仪器设备法是在总成不解体条件下，通过专用仪表或设备，通过对汽车某些特定参数的检测，以判断其技术状态和故障情况。这种诊断方法具有诊断速度快、结果准确、不需解体 (或只需拆除个别小件)、能发现隐蔽性故障等优点，但需要多种设备，投资较大。 3. 故障树分析法故障树即故障因果关系分析图。它是利用逻辑推理，对确定的故障事件在一定条件下用图形表示，并确定导致此故障事件必然发生某(些)次级事件的因果关系的图形演绎方法。然后，再分析此次级事件必然发生的更次级事件。如此层层分析演绎、制图，直至分析到基本故障事件或不能再分解的边界事件为止，这种演绎图形即为故障树。如图下图为汽油机功率不足的故障树。故障树直观地反映了系统故障与各种基本故障的逻辑关系，为迅速排除故障提供了依据。利用故障树可找出系统故障的故障谱，再进一步找出系统的最薄弱环节，便于加强对薄弱环节的检查及维护，以提高机器使用的可靠性。总 结随着汽车高新技术的发展，汽车电子控制系统日趋复杂，这也要求汽车维修技术人员诊断汽车故障的水平越来越高，熟练掌握汽车示波器机器车故障分析仪的使用方法已经成为汽车维修工程技术人员所必需掌握的专业技能。致 谢时间过得很快，三年的校园生活就这么结束了，有些匆忙、有些不舍，却也很充实。感谢我的母校黑龙江林业职业技术学院让我有一段值得回忆的快乐充实的校园生活。感谢我的辅导员冯策老师，他给予我学习上的指导，表示衷心的感谢！祝冯老师工作顺利。感谢我的论文导师，毕老师，毕老师在我写论文过程中为我提出了许多宝贵建议，指正了我论文中的诸多不足，使我的论文得以顺利完成，在此对XXX老师的细心指导表示衷心的感谢！在三年的校园生活中还有很多老师和同学生活和学习上的帮助，在此我向他们表示我衷心的感谢！最后。祝我们的学校越办越好！祝所有老师工作顺利！参考文献1、 肖云飞.汽车故障诊断学.第2版【M】.北京：北京理工大学出版社，20062、 王秀贞.汽车故障诊断与检测技术【M】.北京：人民邮电出版社20033、 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