故障码分析法在电控发动机中的应用毕业论文.doc
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1、 本科生毕业论文题 目 故障码分析法在电控发动机中的应用 系 别 交通运输 班 级 092班 姓 名 学 号 093734229 答辩时间 2013 年 5 月 新疆农业大学机械交通学院目 录摘要11 北京现代伊兰特G4ED型电控发动机燃油喷射系统简介31.1 北京现代伊兰特G4ED型发动机的组成31.2 北京现代伊兰特G4ED型发动机信号输入装置41.3 北京现代伊兰特G4ED型发动机电子控制单元(ECU)51.4 北京现代伊兰特G4ED型发动机执行元件52 故障码分析介绍72.1 故障码的定义及意义72.2 故障码的读取与清除72.2.1 故障码的读取72.2.2 故障码的清除72.3 故
2、障码的分类72.4 故障码分析步骤83 故障码分析法在实际中的应用93.1 解码器功能93.2 发动机燃油喷射系统使用及检查注意事项93.3 汽车常用检测工具和仪器103.3.1 LED灯103.3.2 数字万用表103.3.3 点火正时灯113.3.4 通用电脑诊断检测仪123.4 北京现代伊兰特轿车电控燃油喷射系统检查133.5 部分传感器及执行元件的检查143.5.1 设备要求143.5.2 检测条件143.5.3 读取故障码步骤143.5.4 进气压力传感器的检查153.5.5 进气温度传感器的检查153.5.6 节气门位置传感器的检查163.5.7 氧传感器的检查173.5.8 凸轮
3、轴位置传感器的检查183.5.9 发动机转速(曲轴位置)传感器的检查193.5.10 怠速阀的检查204 结论21参考文献22谢 辞23故障码分析法在电控发动机故障诊断中的应用王辉 指导老师:巴寅亮摘要:随着我国汽车行业发展和成熟,汽车电子技术在汽车上的应用越来越广泛,使汽车在动力性、经济性、安全性、舒适性以及排污控制等方面都有了极大的提高和改善。然而,由于汽车控制的电子化,给汽车的故障的诊断和维修工作带来了越来越多的困难,对汽车维修技术人员的要求也越来越高。因此,现在汽车在进行电子控制系统的同时,增设了系统故障自动诊断功能。对此,本文围绕汽车电控发动机常见故障、排除方法以及检测与维修时的注意
4、事项等问题进行探讨与研究。关键词:汽车电控发动机;故障代码;故障诊断The application of the fault diagnosis of electronic control engine fault code analysisWang Hui Instructor: Ba YanliangAbstract: with the development of automobile industry in China and mature, and application of automobile electronic technology in the car on the mo
5、re widely, so that the car in the power, economy, safety, comfort and pollution control have greatly improved. However, due to the electronic control of car, has brought more and more difficult to diagnose and repair work to auto fault, the staff car repair technology are increasingly high requireme
6、nts. Therefore, now the car in the electronic control system at the same time, had set up the system of automatic fault diagnosis function. In this regard, this paper carries on the discussion and research problem of the exclusion method and precautions of detection and repair of common trouble, aut
7、omotive electronic control engine.Keywords: Automotive electronic control engine;Fault code;Fault diagnosis 现代汽车大量采用电子控制系统,汽车的动力性、安全性、燃油经济性和排放性得到了极大的改善,同时车辆的驾乘舒适性也得到了大幅度的提高,但也使系统变得更为复杂,维修人员进行故障诊断有时会变得异常困难。因此,随着汽车技术的不断进步,汽车维修方式、检测诊断的手段、方法都发生了很大的变化。现代维修的重点主要转移到对故障的诊断,判断产生故障的根本原因,基本上不对零件进行直接修理,而是采用换件维修
8、的方式。引起汽车故障的原因很多,我们要懂得如何对汽车进行诊断检测。目前使用较多的有数据流分析法、波形图分析法、故障码分析法和故障树分析法等等,论文主要对故障码分析方法的理论研究以及故障码分析法在故障诊断中的应用,尤其是针对电控发动机系统故障诊断的方法与步骤进行研究,同时结合具体故障分析说明其在实际诊断过程中的应用。1 北京现代伊兰特G4ED型电控发动机燃油喷射系统简介1.1 北京现代伊兰特G4ED型发动机的组成北京现代伊兰特G4ED型电控发动机燃油喷油系统主要由:信号输入装置(传感器)、电子控制单元(ECU)及执行元件组成。如图1-1所示: 图1-1 发动机组成图传感器是一种以一定的精确度把被
9、测的物理量转化为与之有对应关系的、便于应用的物理量的测量装置。车用传感器是汽车计算机系统的输入装置,它把汽车运行中的各种工况信息,转化成电信号输入给计算机,以便发动机处于最佳工作状态。电控单元的功用是根据其内存的程序和数据对各种传感器输入的信息进行运算、处理、判断,然后输出指令,向喷油器提供一定宽度的电脉冲信号以控制喷油量。电控单元(ECU)由微型计算机、输入、输出及控制电路等组成。电控单元一方面接收来自传感器的信号;另一方面完成对信息的处理工作,同时发出相应的控制指令来控制执行元件的正确动作。ECU接收的信息主要有发动机转速、空气流量、节气门位置、进气温度、冷却液温度、曲轴位置、负荷和氧传感
10、器信息等。执行器是接受电子控制单元控制,具体执行某项控制功能的装置。电控燃油喷射系统的执行器主要是喷油器,另外ECU 还对电动燃油泵起到控制作用。现在汽车上的点火系统已被电子点火系统或微机控制点火系统所取代,电子控制点火系统由传感器及其接口、微机、执行机构等几部分构成。该装置可根据传感器送来的发动机各种参数进行运算、判断,然后进行点火时刻的调节,这样可以节约燃料,减少空气污染。新型发动机电子控制装置还有自适应控制、智能控制及自诊断操作等。1.2 北京现代伊兰特G4ED型发动机信号输入装置(1) 进气支管压力传感器:北京现代伊兰特G4ED型发动机通过该传感器测量吸入的空气量,并将该信号输入发动机
11、电脑,发动机电脑以此信号来确定基本的喷油量及点火时刻。此信号在电喷发动机中起到至关重要的作用。(2)进气温度传感器:该传感器检测发动机的进气温度,并向发动机电脑输入进气温度的信号,该信号作为燃油喷射和点火控制的修正信号。(3)凸轮轴位置传感器:北京现代伊兰特G4ED型发动机采用的是霍尔式凸轮轴位置传感器。该传感器向发动机电脑输入凸轮轴位置信号,发动机电脑以此信号作为点火控制的某一缸的判别信号。(4)冷却液温度传感器:该传感器检测发动机冷却液的温度,并向电脑ECU输入该信号,作为燃油喷射和点火控制的修正信号。(5)曲轴位置传感器:该传感器检测发动机的曲轴转角的信号,并将该信号输入给发动机电脑,发
12、动机电脑以此信号来判断发动机曲轴的位置,以此信号来确定喷油和点火时刻。现有的绝大多数车型中,如果曲轴位置传感器出现故障,即发动机电脑检测不到曲轴的转速,电脑将进入安全保护程序,即控制发动机既不点火也不喷油。(6)节气门位置传感器:该传感器器检测节气门的开度及开度的变化率信号,并输入到发动机电脑中,以此进行燃油喷射控制或其他控制。(7)氧传感器:该传感器检测废气中氧气的含量,向发动机电脑输入空燃比反馈控制信号,以此信号进行喷油系统的闭环控制。(8)爆震传感器:向ECU输入发动机气缸的爆燃信号,以此来控制点火提前角,抑制爆燃的产生,此传感器信号构成电控发动机点火系统的闭环控制。1.3 北京现代伊兰
13、特G4ED型发动机电子控制单元(ECU)电子控制单元俗称发动机电脑(ECU)是发动机电子控制系统的核心部件,该系统是一个综合能力的管理系统,不仅控制发动机燃油喷射,电子点火,发动机的怠速,进气排气,而且具有故障自诊断功能等。电子控制单元工作时采集来自各个传感器及各开关型信号,与控制单元内部储存的数据进行分析比较、逻辑运算并得出结果,控制执行器(喷油器、点火组件、怠速阀等)的工作。保证获得与发动机各工况相匹配的最佳燃油喷射、最佳点火、最佳怠速等,使发动机始终处于最优化的工作状态。1.4 北京现代伊兰特G4ED型发动机执行元件执行元件即是执行器或执行机构,它受发动机电脑的控制,来实施ECU发出的指
14、令。在发动机控制系统中,执行元件主要有下列几种:喷油器、电子点火器、怠速控制阀、怠速电机、活性炭罐电磁阀、汽油泵继电器、冷却风扇继电器、自诊断显示与报警装置等。(1)电子点火器 点火组件是两点火线圈,点火线圈内部的铁芯上绕有初级线圈和次级线圈,次级线圈的匝数要远多于初级线圈,所以次级线圈产生的互感电动势远高于初级线圈。点火线圈内部用绝缘物质绝缘与冷却,密封在一个壳体内。由计算机直接控制初级线圈的通断,次级线圈交替产生高压,每个点火线圈都连接两缸火花塞(1、4缸连一个点火线圈,2、3缸连一个点火线圈)。因此,每次都是两缸火花塞同时跳火,处于压缩行程终了那一缸则可点燃混合气后爆发作功,是“有效点火
15、”;成对的另一缸则处于排气行程,则是“无效点火”。这样的高压配电方式,虽然无效点火损失了一部分点火能量,但这可使点火系统取消了分电器,提高了点火的可靠性,减少了故障。(2)喷油器 喷油器实际上是一个电磁阀,由针阀偶件、电磁线圈、回位弹簧、过滤网等组成,如图12。 图12 喷油器工作时 ECU发出电脉冲给喷油器的线圈,形成磁场力。当磁场力上升到足以克服回位弹簧压力针阀的重力和摩擦力的合力时,针阀开始升起,喷油过程开始。当喷油脉冲截止时,回位弹簧的压力使针阀重新又关上,停止喷油。由于喷孔直径及燃油压力与进气歧管压力差恒定,所以喷油量只取决于喷油脉冲宽度(即线圈通电时间)。2 故障码分析介绍2.1
16、故障码的定义及意义在电控汽车发动机ECU中设有故障存储器,它包括永久性存储器和暂时性存储器。当被监测的传感器或执行元件中出现故障时,则该故障的代码及种类会存入故障存储器中。当汽车维修技术人员在诊断车辆故障时,可以通过外接专用诊断仪器(如故障码检测仪)的方式从存储器中读取出这些数字代码。通过对这些故障码所对应的故障信息进行分析,使得维修人员能够快速的切入正题,找出并处理故障。2.2 故障码的读取与清除 2.2.1 故障码的读取读取电控发动机电控单元(ECU)内存储的故障码的方法因车型而异,可以利用故障诊断仪(解码器)读取。2.2.2 故障码的清除故障码读取以后,可以根据读取故障码排除其故障。故障
17、排除后,故障码会仍然存储在电控单元(ECU)中,为此,必须加以清除。存储在控制电脑中的故障码可以利用汽车故障码检测仪进行清码。 2.3 故障码的分类故障码的分类有两种形式,一种是相关故障码和无关故障码,另一种是历史故障码与当前故障码。故障码与故障及故障现象有直接联系的称为相关故障码,无直接联系的称为无关故障码。当前故障码又称软故障码,是正在发生的故障所产生的故障码。历史故障码是过去发生但当前没有发生的故障所产生的还未被清除的故障码。当前故障码有两种情况,一种是故障正在发生着,且故障码也存在。另一种是故障刚发生过又消失,而故障码已存在。第一种属于持续性故障产生的当前故障码,它不会自动清除,用电脑
18、检测仪清除后还会再次产生。第二种属于间歇性故障产生的当前故障码,有可能自动清除,也可能不会自动清除,用电脑检测仪清除后也可能在一段时间内不产生,但故障出现后还会产生故障码,所以只有在彻底排除故障后才完全清除故障码。历史故障码也有两种情况,一种是故障已经排除,只是未清除故障码。另一种是故障并未排除,只是当前没有发生。对于持续性故障产生的历史故障码,属于第一种,用电脑检测仪清除,一旦清除后就不会再次产生。2.4 故障码分析步骤在进行故障码分析时,按以下步骤进行: (1)首先读取并记录(打印)所有故障码; (2)使用清除故障码功能清除所有故障码; (3)确认故障码已被清除(再次读取故障码时就显示无故
19、障码); (4)模拟故障产生的条件进行路试以使故障重现; (5)再读取并记录(打印)此时的故障码; (6)区分间歇性(软)故障码和当前(硬)故障码; (7)区分与故障症状相关的故障码和无关故障码; (8)区分诸多故障码或相关的故障码中的主要故障码(它可能是导致其它故障 码产生的原因); (9)按照上述分析,进一步精确地检查故障码所代表的传感器、执行器或控制电脑及相关的电路状态,以便确定故障点发生的准确位置。以上(7)、(8)、(9)项的内容是故障码分析的重点,也是我们需要进一步检查的方向。在整个分析和检查的过程中,我们就明确非常重要的一点:整个控制系统是由许多子系统(各个传感器、执行器、电源及
20、电脑中的各部分电路等)电路组成的,而每一个子系统电路是由传感器(或执行器)、插接头、线路和电脑内部的该子系统电路所组成。因此反映某个子系统故障的故障码所包含的内容不单是指该传感器(或执行器)出现故障,而是表示该子系统的信号出现不正常的现象,至于不正常的原因则可能出现在组成该子系统的任何一部分(器件、接头、线路或电脑上)。所以我们讲故障码为维修人员提供了进一步检测的大方向,而并不能也不是告诉我们究竟什么地方和什么东西出故障。为真正确定是什么地方和什么东西的问题,还需要相应的技术资料(包括电路图、器件位置、标准值等),利用可能的检测手段进一步测量。这是为什么不要以为读到故障码即可修好车的原因。3
21、故障码分析法在实际中的应用3.1 解码器功能汽车故障电脑检测仪的主要功能有:电控系统解码和清码、提供即时故障维修资料、动态数据流测试、终端元件测试以及联机打印功能等。其中动态数据流测试还具有显示动态波形功能。还可以进行防盗解锁、钥匙匹配、发动机控制单元匹配、怠速调整及设置等操作。能快捷地检测电喷发动机、自动变速器、防抱死制动、安全气囊、自动空调、定速巡航、主动悬架及仪表板等系统,帮助维修人员迅速完成故障定位,进而排除故障。3.2 发动机燃油喷射系统使用及检查注意事项(1)严禁在发动机高速运行时将蓄电池从电路中断开,以防止产生瞬间过电压将ECU和传感器损坏。(2)在拆下蓄电池正、负极前,应记清带
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