发动机怠速不稳故障分析与诊断检修定稿学士学位论文.doc
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1、 江阴职业技术学院毕业论文课 题: 发动机怠速不稳故障分析与诊断检修 专 题: 专 业:汽车运用技术学 生 姓 名:刘龙班 级:11汽运(2)班学 号:11020214指 导 教 师:庞敬礼完 成 时 间:2013年12月22日 摘 要首先,本论文对发动机的组成及工作原理和工作过程进行了阐述,重点对发动机怠速不稳进行了原因分析,主要有进气系统、燃油系统、点火系统、机械结构方面的原因。同时,本文还对发动机怠速不稳进行了案例分析。例如,奥迪轿车怠速熄火的案例分析,福特嘉年华轿车怠速不稳的故障案例分析等等。通过实例分析可以更好的掌握发动机怠速不稳的故障诊断和检修流程。使自己对发动机怠速方面的故障诊断
2、能力有进一步提升。关键词:发动机;怠速不稳;故障;检修AbstractFirst, the thesis of the composition and working principle and process of the engine are described. Focus on the engine idle speed instability analyzes the reasons, the main reason the intake system, fuel system, ignition system, mechanical structures. Meanwhile, t
3、he paper also carried out on the engine idling unstable case analysis. For example, Audi cars idling flameout of case studies, the Ford Fiesta sedan idling unstable failure case studies and so on. Through these examples can be more intuitive understanding of detailed engine idling unstable fault dia
4、gnosis and repair processes. This also gives me the engine idling instability cause analysis and fault diagnosis have a more profound understanding and understanding.Keywords: Engine;Idling instability; Fault; Maintenanc目 录摘 要IAbstractII目 录III第一章 概述11.1 怠速控制系统的组成和工作原理11.2 怠速系统的工作过程3第二章 怠速不稳故障的原因分析52
5、.1 进气系统故障导致发动机怠速不稳的原因分析52.2 燃油系统故障导致发动机怠速不稳的原因分析72.3 点火系统故障导致发动机怠速不稳的原因分析82.4 机械结构故障导致发动机怠速不稳的原因分析10第三章 发动机怠速不稳的故障诊断与排除113.1 发动机起动后怠速忽高忽低的故障诊断与排除113.2 发动机起动后怠速高的故障诊断与排除133.3 发动机起动后怠速低的故障诊断与排除143.4 发动机怠速时开空调熄火的故障诊断与排除16第四章 发动机怠速不稳的故障案例分析184.1 自动挡的赛欧车开空调,怠速立刻就下降还熄火的故障案例分析184.2 08款的波罗起动怠速偏低的故障案例分析184.3
6、 哈飞中意起动怠速高的故障案例分析194.4 奥迪轿车怠速熄火的故障案例分析204.5 福特嘉年华轿车怠速不稳的故障案例分析214.6 雪铁龙轿车怠速不稳的故障案例分析214.7 桑塔纳3000轿车冷车没有怠速的故障案例分析.22结 语24参考文献25致 谢26江阴职业技术学院毕业论文25江阴职业技术学院毕业论文第一章 概述1.1怠速控制系统的组成和工作原理 1、怠速控制系统的组成 化油器式发动机,以怠速调整机构来维持发动机怠速的稳定空转,并且可以调整怠速。但在电子控制燃油喷射发动机中,发动机的怠速转速控制系统能够按照发动机转速的负载的改变,如在冷启动后升温控制、空调、动力和动力转向开关接通时
7、,自动变速器切换到档位等自动调节发动机转速,使发动机达到最佳的空转状态(两者以确保稳定的怠速转速,同时也减少污染的燃油消耗和排放量)。当发动机在怠速期间使用汽车怠速控制时,不会因为系统的组件老化,还有温度的变化、积碳的增加和火花塞间隙的变化而发生变化。电控汽油喷射发动机的怠速控制方式一般能够分为控制节气门关闭位置的节气门直动式以及控制节气门旁通气道空气道的旁通空气式两种控制方式,其结构如图1.1所示。图1.1空气量的控制方式旁通空气式怠速控制系统(如图1.2所示)的组成是由各类传感器、信号控制开关、电子控制器、怠速控制阀和节气门旁通空气道等构成。车速传感器产生的车速信号,节气门位置传感器产生的
8、油门开度大小信号时,这两个信号被用于确定发动机是不是处于空闲状态。当发动机处于怠速的情形时,当节气门关闭时,节气门位置传感器怠速触点IDL闭合,传感器输出一个低电平信号输出端的IDL。因此,当一个低电平信号输出端子IDL输出时,若是车辆速度为零,那么发动机将处于怠速状况,如果车辆速度不为零,那么发动机将处于减速的状况。图1.2 怠速控制系统组成图冷却液温度的信号被用于修正怠速,电子控制单元根据冷却液温度信号来控制怠速转速,如图1.3所示(不同温度下的怠速转速)。在预热时期的冷启动以后,ECU按照发动机的冷却液温度信号,经过控制怠速控制阀,其控制对应的快怠速转速,而且伴随着发动机温度的提高,渐渐
9、减小怠速的节气门开度。当冷却液的温度升温后,那么怠速转速将达到正常的怠速转速。空调开关、动力转向开关、空档起动开关信号和电源信号并向ECU提供发动机负载的变化形态信息。电子控制单元根据不同负荷使发动机怠速转速维持在稳定转速内。图1.3不同温度下的怠速转速2、怠速工作原理怠速控制内容一般包括起动后控制、暖机过程控制、负荷变化控制、减速控制等。怠速控制实际上是控制进气量的多少,当发动机空转负荷增多时,ECU控制怠速控制阀与进气的增长,从而增加了怠速转速,以防止发动机运转不平衡或熄火;怠速时发动机的负荷下降时,ECU控制怠速速控制阀,以减小吸入的空气,从而使怠速下降,以防止空转转速太高,ECU根据所
10、计算的空燃比和实际空气充气量来确定此时的怠速燃油喷油量。1.2怠速系统的工作过程在发动机中工作过程,当打开空调开关、动力转向开关和空档起动开关时,发动机所承载的负载变大,速度就会慢下来。如果速度被大幅度降低,会引起发动机失速,对车辆产生冲击。所以开启空调开关或动力转向开关以前,必须提高怠速转速,以防止发动机熄火。当空调开关或动力转向开关切断时,发动机将负载降低,速度也将增加,不仅会增加油耗,而且还增加驾驶机动车的难度(如启动前冲,容易导致后方端等)。因此,在空调开关或动力转向开关断开后,怠速转速必须得相应减少。此外,当负载增加时,电机系统的电源电压将下降,如果电压过低,将导致电气控制系统的正常
11、运行和电气设备的正常工作,因此我们需要提高怠速转速以便提高电压。怠速控制原理(如图1.4所示)。首先由来自ECU的节气门位置传感器和怠速信号触点IDL的信号来判定发动机是不是处于怠速状态。当断定处于怠速状态,然后在开启开关信号的基础上,发动机冷却水温传感器信号,空调开关和电源开关,从存储器存储的怠速数据中检查目标转速(即稳定运行的怠速转速),然后通过对发动机曲轴位置传感器的实际速度检测目标转速。图1.4怠速转速的控制原理1、冷却水温度;2、空调开关;3、动力转向;4、发动机转速;5、怠速开关;6、车速;7、执行器;当发动机负荷变大时,要求快速发动机怠速时的实际速度高于目标转速,ECU控制怠速控
12、制阀(电磁阀增加正比于怠速控制阀,步进电机,或有占空比增加摆设),增加了旁通进气量,来实现快怠速。相反,当发动机负荷减小时,实际速度比目标转速实际转速高时,ECU控制怠速控制阀以降低旁路进气量调节空转速度。例如,当空调处于打开状态(发动机负荷增加时),发动机怠速运行需要(快怠速转速等于目标速度)。 ECU的怠速控制阀,该阀会打开,大大增加了旁通进气量。当旁路进气量的增加时,空燃比判定值(通常为12:1), ECU控制喷射器的燃油喷射量,以便增加喷油量,则发动机的转速增加至快怠速。一般情况下正常冷车怠速为900r/min,热车怠速为800r/min(国产汽车电控发动机怠速转速如表1-5所示)。快
13、怠速时,转速升高200r/min。类似地,当空调断开(发动机负荷减少),发动机转速必须被减小,即当实际转速比目标转速高,ECU将控制怠速控制阀转速,使怠速控制阀阀门关闭,降低旁通进气量调节。因此电控发动机怠速转速在出厂时设置,并精确调整,将基本不会发生改变使用的,所以不要进行调整。若怠速停止,闲置波动或怠速不稳定的情况下,必须先检测怠速控制系统工作正常,然后参考调整手册,调节发动机转速。表1-5国产汽车电控发动机的怠速转速车型发动机型号怠速转速(r/min)桑塔纳2000GLiAFE800+50桑塔纳2000GSiAJR800+30捷达AT、GTxAHP800+40红旗CA7220ECA488
14、-3840+30奥迪Audi200V6型2.6L750+70江阴职业技术学院毕业论文第二章 怠速不稳故障的原因分析2.1进气系统故障导致发动机怠速不稳的原因分析1、进气歧管或各种阀泄漏 当管路或阀泄露时,多余的空气或混合气进入燃烧室导致混合气过浓或过稀,发动机内部燃油燃烧不完全。当个别汽缸混合气过浓或过稀时,发动机会出现较激烈的的抖动,对发动机冷车怠速将会有重大影响。常见的原因有:进气歧管的软管夹是否松动或断裂(如图2.1所示);进气歧管密封垫漏气;进气歧管损坏或其他部位会磨孔进气歧管;喷油器O型圈泄漏;真空管插头脱落,断裂;曲轴箱强制透风(PCV)阀开度大;罐阀电磁阀常开;废气再循环(EGR
15、)阀紧闭不严等。图2.1进气歧管的软管夹断裂2、节气门和进气道积垢过多 节气门的积炭、污垢比较多,会导致空气通道横截面面积会发生变化,使得发动机控制单元没有办法精确控制汽车在怠速时的空气进入量,从而致使混合气的浓度过浓或过稀,燃烧不完全等现象,导致发动机的动力下降,甚至熄火,严重影响了燃油效率和燃油经济性。常见的故障原因有:节气门油污或积炭堵塞;进气节气门周围有油污,或存在积炭;怠速步进电机毁坏、占空比电磁阀、旋转电磁阀有故障,燃油燃烧不完全。节气门积炭如图2.2所示。图2.2节气门积炭3、怠速执行元件故障怠速执行元件故障导致怠速控制不准确。主要故障有:节气门电机毁坏或发卡;怠速步进电机、占空
16、比电磁阀、旋转电磁阀(如图2.3所示)、碳罐电磁阀毁坏或发卡。图2.3旋转电磁阀4、进气量失准 控制单元收到错误信号而发出不正常的指示信号,以致发动机怠速进气量控制失准,继而致使发动机燃烧不完全,这是属于怠速不稳的间接原因。引起发动机怠速不稳经常遇到的原因有:空气流量计或其线路可能有故障;进气压力传感器或者其路线故障;水温传感器控制单元的插头坏了或者计算机内部有问题。2.2 燃油系统故障导致发动机怠速不稳的原因分析1、喷油器故障 喷油器(如图2.4所示喷油器堵塞)的燃油喷射量不均衡、雾状不明确,致使各汽缸发出的功率不均衡,进而造成发动机怠速不稳。不过一般经常遇到的原因有:喷油器堵塞、密封不良、
17、喷出的燃油成线状等。图2.4喷油器堵塞2、燃油压力故障燃油压力太低,会导致喷油器喷射雾化不良,或燃油喷射时,有滴漏现象,使混合气过稀,发动机转速降低;如果燃油压力太高,那么实际的燃油喷射量将增多,致使混合气过浓,发动机转速升高,排气超标。一般经常碰到的原因有:燃油滤清器被堵塞;燃油泵滤网被堵死,燃油泵的泵油能力不如以前;燃油泵泄压阀弹簧力太小;进气管变形;燃油压力调节器有故障(如图2.5所示更换燃油滤清器)。图2.5更换燃油滤清器3、喷油量失准由于每一个传感器或路线故障,致使控制单元发出不正常的指令,使燃油喷射量不正确,进而导致混合气过浓或过稀,这是导致怠速不稳的间接原因。一般常见的故障原因:
18、空气流量计(或进气歧管压力传感器)有故障;节气门位置传感器不能正常工作;节气门怠速开关失效;冷却液温度传感器不能工作;进气温度传感器不能正常工作;氧传感器失效;发动机控制单元插头因接触不良或水温传感器在计算机内有故障,导致传感器线路短路或断路。2.3点火系统导致发动机怠速不稳的原因分析1、点火模块与点火线圈 近年来,各种型号的点火模块和点火线圈(如图2.6所示)制成一体,点火模块或者点火线圈有故障,基本用于高电压火花或弱火花塞点火不良。点火模块与点火线圈就会致使发动机怠速不稳,使发动机动力性降低。一般经常遇到的原因有:缺乏点火信号;点火模块有问题,点火模块来连接电源或接地线松动,接触不良;初级
19、线圈或次级线圈有一个线圈故障。图2.6拆装点火线圈2、火花塞与高压线火花塞因火花的高压火花能量衰竭而下降。常见的原因有:火花塞间隙(如图2.7所示)不正确,(火花塞的电极间隙通常是0.8mm上下,具备高能点火装置的发动机,间隙可以增加到1-1.2mm);火花塞电极烧蚀;火花塞电极磁火花塞绝缘体裂缝;高压电阻过大;高电压绝缘护套或堵塞泄露。 图2.7火花塞间隙3、点火提前角失准由于传感器和接线问题是引起怠速不稳的间接原因,所以控制单元发出错误的指令,因而使点火正时不准确,或导致点火提前角大范围波动。一般的故障原因有:空气流量计或进气压力信号故障;霍尔传感器故障;冷却液温度传感器有故障;进气温度传
20、感器不能正常工作;爆震传感器不能正常工作;传感器线断路、短路;接地故障;发动机控制单元插头进水或里面电路毁坏。4、其它原因 三元催化器堵塞致使怠速不稳,这类故障在高速行驶时能够发生。自动变速器故障,空调故障,助力转向故障使负载上升,从而导致发动机怠速不稳。配有空调,怠速之间的自动变速器控制单元,发动机控制单元加强信号的间断,总线系统故障存在于安置了CAN-BUS汽车。随着新技术增添新的结构的发展,造成更多的怠速不稳的因素,所以我们诊断时必须充分考虑各种问题。2.4机械结构导致发动机怠速不稳的原因分析1、配气机构故障 发动机配气相位失准,当发动机处于怠速状态时,空气滤清器会发出细微的声音。与发动
21、机油门的开度,旋转速度的增大有关。如果您打开空气滤清器盖,取下空气滤清器,声音会很沉闷,且发动机发出“吱吱”的响声。配气相位(图2.8)错位会导致进气和排气不足,不顺畅,它会改变混合气的浓度,导致不完全燃烧,发动机功率降低,经济上也大大降低,增加油耗,一氧化碳、氮氧化物污染物的排放量,烃类会增加。为了延长进气和排气的时间,以充分使发动机气缸进气和排气彻底,所以基本上在发动机进气和排气门都会早开和晚闭。图2.8发动机配气相位配气相位是不是准确与配气机构的技术状况有关。配气相位失准,大多数原因多为配气机构的部件磨损还有失调所造成的。一般情况下应当检查凸轮轴的磨损情况和气门传动机构组的组合情况。能够
22、看情况进行调整或者替换机件。通常通过凸轮轴键法、正对齿轮法等进行改变。2、发动机体、活塞连杆机构故障这些故障会引起个别气缸功率下降过多,这样每个汽缸功率不平衡,会导致发动机各个气缸运转不平衡。常见的原因是:气缸衬筒的侵蚀或由其引起的两个气缸之间的单气缸泄漏或泄漏损坏;活塞环端隙过大,或损坏活塞环弹性;活塞环槽存在过多的积碳;活塞和气缸的磨损,筒的圆度,圆柱度误差;引起压缩比的改变;积炭的燃烧也会改变压缩比,积炭较多时也会导致发动机怠速不稳定。3、其它原因汽车曲轴、飞轮、平衡旋转部件,如破碎的发动机损坏是由于底护板发动机油底壳变形碰撞而形成的,都会使发动机产生振动而不会影响曲轴皮带轮正常速度的运
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