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1、发动机电控系统故障诊断与维修 汽车运用技术机电工程系 201 年 10 月 15 日2424 诚 信 声 明本人郑重声明：所呈交的毕业设计文本和成果，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究所取得的成果。成果不存在知识产权争议，本毕业设计不含任何其他个人或集体已经发表过的作品和成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。毕业设计者签名 201 年 10月 15日IIIIII摘要由于现代汽车微机控制装置是一很复杂的机电一体化综合控制系统，在进行维修和维修前，首先应系统全面的掌握整个系统的结构、原理和电气线路。各种电子控制系统的使用及其不断的完善，使得汽车检测维修技术要求越来越高。本文结合汽车维
2、修的实例，对汽车发动机电控燃油喷射系统的在维修过程中常见故障的检测与诊断方法进行分析与探讨。各种电子控制系统的使用及其不断的完善，使得汽车检测维修技术要求越来越高。有助于维修技师对发动机电控系统进行快速的诊断和维修，有助于维修行业的发展。 关键词：发动机电控系统；故障排除；检测技术和维修方法。124目录摘要III前言V第1章发动机电控系统的组成与工作原理11.1电控系统的组成与工作原理：1第2章 电控系统的常见故障及故障现象12.1常见故障与现象：12.2发动机电控系统故障原因分析：3第3章 电控系统的故障诊断与排除53.1发动机不能发动诊断排除方法和步骤：53.2加速不良故障 诊断排除方法和
3、步骤：53.3速不良故障诊断排除方法和步骤：53.4发动机失速故障诊断排除方法和步骤：6 第4章 电控系统故障诊断与维修64.1电控发动机维修要点:74.2电控燃油系统检查要点:74.3发动机电控系统维修作用：84.4汽车发动机的电控系统定期检测：9第5章 现代索那塔起动机间歇性停转115.1案例描述115.2故障原因分析115.3故障检测135.4维修方案13结论14致谢15参考文献16124前言电子控制点火系统。目前汽车上采用的点火系统大多数是电感储能的点火系统，早期汽车上使用的传统的蓄电池点火系统已经成为典型的电感储能点火系统，由于电子技术的不断发展，现在汽车上的到火系统已经成为电子点火
4、系统或微机控制点火系统所取代。电子控制点火系统的组成和工作原理，电子控制点火系统主要由检测发动机运行状态的传感器，处理信号、发出ECU和点火器以及点火线圈等组成。显然对电控实现优化控制的微机控制是今后电子控制系统的发展趋势。电控单元就成为系统可靠性的最后一道防线。当电控系统出现故障时，维修工作变得相当困难，靠传统维修方法如询诊、视诊、听诊、嗅诊及试验等来解决电控系统的故障是相当困难的。配合电控系统的专用电控系统的研究及应用成为电控系统产品化的必然要求。因此，电控单元的研究是汽车发动机系统可靠性的保障，是汽车发动机电控技术的一个重要组成部分电控系统作为汽车发动机电控系统的专用维修仪器，是电控系统
5、与用户进行沟通的界面，是便于用户使用电控系统。在此基础上,综述了现代电子控制系统的发展方向。第1章发动机电控系统的组成与工作原理1.1电控系统的组成与工作原理发动机电子控制应用十分普遍。汽油机电子控制系统的核心问题是燃油定量和点火正时；柴油机电子控制系统的核心问题是燃油定量和喷油定时。除此之外，在发动机部分利用电子控制技术的内容还有：废气再循环（EGR）、怠速控制（ISC）、电动油泵、发动机输出、冷却风扇、发动机排量、节气门正时、二次空气喷射、发动机增压、油汽蒸发及系统自我诊断功能等，它们在不同的车型上都有或多或少的应用。汽车发动机电子控制系统与其他电子控制系统一样，都是有传感器、电子控制单元
6、（ECU）和执行器组成的。它是汽车汽油发动机取消化油器而采用的一种先进的喷油装置。使用电子控制燃油喷射系统，汽车发动机燃烧将更充分，从而提高功率，降低油耗，实现低公害的排放目的。当EFI功能与发动机其它功能结为一体时，称“发动机管理系统（EMS）”，这将达到更高要求的环保目标。它以一个电子控制单元（ECU）控制中心，利用安装在发动机不同部位上的传感器测得发动机的各种工作参数，按照在计算机种设定的控制程序，通过控制喷油器，精确地控制喷油量，使发动机在各种工况下都能获得最佳的浓度的混合气。此外，电子燃油控制喷射系统通过计算机的控制程序，还能实现启动加浓、减速调稀、强制断油、自动怠速控制等功能，满足
7、发动机特殊工况对混合气的要求，使发动机获得良好的燃油经济性和排放性，也提高了汽车的使用性能。电控发动机的工作原理:用电子系统来检测发动机工作情况，然后计算控制最好的运转。用CPU来检测曲轴位置信号，进气温度、水温、和空气流量等信号，经过计算后，控制喷油和点火。 电控发动机主要就是通过各个位置的传感器搜集数据传递给ECU，然后由ECU计算收集到的数据后向各个执行元件发出控制信号使发动机正常运转工作。16第2章 电控系统的常见故障及故障现象2.1常见故障与现象起动系统故障使发动机不能转动或转动太慢：蓄电池存电不足、电极桩柱夹松动或电极桩柱氧化严重；电路总保险丝断；点火开关故障；起动机故障；起动线路
8、断路或线路连接器接触不良。点火系统故障： 点火线圈工作不良，造成高压火花弱或没有高压火花； 点火器故障；点火时间不正确。进气系统故障：怠速控制阀或其控制线路故障；怠速控制发阀空气管破裂或接头漏气；空气流量计故障。发动机不能发动故障现象：打开点火开关，将点火开关拨到起动位置，发动机发动不着。加速不良故障现象：发动机在油门由低速缓慢加速到高速时，工作完全正常，但在急加速时，发动机转速变化缓慢，有时有喘气或回火现象。发动机怠速不良故障现象：发动机在中等以上转速运行时工作正常，当转速为怠速或接接近怠速时，出现怠速不稳甚至熄火的现象，即为怠速不良故障。混合气稀故障现象：发动机转速不稳，动力明显不足，且有
9、回火现象，则可认为发动机存在混合气过稀的故障。发动机失速故障现象：发动机工作时，转速忽高忽低，这种现象即为发动机失速现象，其故障被称为发动机失速故障。图2-1电控系统图2.2发动机电控系统故障原因分析起动系统故障使发动机不能转动或转动太慢：蓄电池存电不足、电极桩柱夹松动或电极桩柱氧化严重；电路总保险丝断；点火开关故障；起动机故障；起动线路断路或线路连接器接触不良。进气系统存在漏气故障；系统供油压力过低；点火电压过低；点火时间过迟；汽缸压力过低或气门间隙过小；节气门位置传感器工作不正常；ECU故障。 发动机怠速不良故障原因：造成怠速不良通常是由于进气系统和喷油控制系统的原因，个别时候也会因发动机
10、机械故障造成怠速不良。引起怠速不良的原因有：进气系统有漏气处；冷起动喷油器和温度一时间控制开关工作不正常；喷油系统供油压力不正常；喷油器故障引起喷射雾化质量差；ECU故障。混合气稀故障故障原因：进气系统存在漏气现象；冷起动喷油器和温度定时开关有故障；系统燃油压力过低；喷油器发卡或堵塞；空气流量计故障；水温传感器故障；节气门位置传感器故障；ECU故障。发动机失速故障原因：造成发动机转速忽高忽低的原因有燃油喷盘系统的故障，也有点火控制系统的故障，还有进气系统的故障。常见的故障原因有以下几点： 进气系统存在漏气处。如各软管及连接处漏气，PVC阀漏气，EGR系统漏气，机油尺插口处漏气，机油滤清器盖漏气
11、等；空气滤清器滤芯过脏；空气流量计工作不正常；燃油喷射系统供油压力不稳。如油管变形，系统线路连接接触不良，燃油泵泵油压力不足，燃油压力调节器工作不稳定，燃油滤清器过脏，断路继电器触点抖动等；点火正时不正确；冷起动喷油器和温度正时开关工作不良；ECU故障。图2-2电控系统传感器第3章 电控系统的故障诊断与排除3.1发动机不能发动诊断排除方法和步骤：打起动档，起动机和发动机均不能转动，应按起动系故障进行检查。首先，检查蓄电池存电情况和极柱连接和接触情况；如果蓄电池正常时，检查起动线路、保险丝及点火开关。踏下油门到中等开度位置，再打起动机。如果此时，发动机能够发动，则说明故障为怠速控制阀及其线路故障
12、或者是进气管漏气，如果踏下油门到中等开度位置时，仍然发动不着，应进行下一步骤的检查。进行外观检查。检查进气管路有无漏气之处；检查各软管及其连接处是否完好；检查曲轴箱通风装置软管有无漏气或破裂；检查高压火花。如果高压火花不正常，应检查高压线、点火线圈、分电器和电子点火器；检查点火顺序是否正确；检查供油系统的供油情况。在确认油箱有泪的情况下，检查燃油管中的供油压力；检查点火正时及各缸的点火顺序；检查装在空气流量计上的燃油泵开关的工作情况； 检查各缸火花塞的工作情况；检查点火正时。如点火正时不正确，应进一步检查点火正时的控制系统，ECU的供电情况和工作情况，确定是否是ECU的故障。3.2加速不良故障
13、诊断排除方法和步骤：检查进气系统有无漏气现象；检查高压火花情况；检查点火提前角是否正常；检查系统供油压力；检查节气门传感器工作是否正常；检查ECU各端子信号是否正常； 必要时检查气门间隙和汽缸工作压力。3.3速不良故障诊断排除方法和步骤：检查进气管、PVC阀软管、机油尺处是否漏气；检查空气滤清器滤芯是否过脏；检查冷起动喷油器和温度一时间控制开关是否正常；检查燃油系统压力是否过低；检查喷油器喷射情况；必要时检查汽缸压力和气门间隙；检查ECU。3.4合气稀故障诊断排除方法和步骤： 检查进气系统有无漏气现象； 检查冷起动喷油器的定时开关；检查喷油器有无堵塞、发卡故障；检查空气流量计工作情况；检查水温
14、传感器；检查节气门位置传感器工作情况；检查ECU各端子输入、输出信号。3.5发动机失速故障诊断排除方法和步骤：检查进气管路有无漏气现象。检查各软管及连接接头处、PVC阀管子、EGR系统、机油尺插口、机油滤清器盖；检查供油压力。检查油箱中燃油是否过少，检查燃油管内的压力是否不稳。具体方法与检查发动机不能发动时相同；检查空气滤清器滤芯是否过脏；检查点火提前角；检查各缸火花塞工作情况； 检查冷起动喷油器和温度一时间控制开关的工作情况；检查空气流量计的输出电压及与发动机工况的变化关系；检查喷油器的喷油情况；检查ECU的工作情况。图3-1电控系统故障诊断排除第4章 电控系统故障诊断与维修4.1电控发动机
15、维修要点:汽油喷射系统对汽油的清洁度要求很高，应使用牌号和质量完全符合要求的去铅汽油。燃油滤清器要定期更换，以防止燃油中的异物堵塞喷油器。（2）严格按照要求使用电源。安装蓄电池时极性必须正确，否则电子元件会烧毁。（3）尽量避免电脑受到剧烈振动，并要防止水分浸入电控系统各零件内。（4）在蓄电池亏电导致发动机无法正常起动时，应及时给蓄电池充电或更换新的蓄电池，而尽量不要使用跨接电路的方法来起动发动机。（5）不可用水冲洗微机控制单元和其他电子装置。发动机存放地点环境的湿度不宜太大，在夏季尽量不用水冲刷地板。（6）防止微机系统受到剧烈的机械冲击震动。（7）发动机要远离能发射电磁场的电气设备，避免空间强
16、电磁场对微机系统的干扰。图5-1发动机电控系统故障维修 4.2电控燃油系统检查要点:打开点火开关，而发动机未起动时，警告灯应点亮。发动机正常起动后，警告灯应熄灭，如果不熄灭，则表示电脑自诊断系统检测到故障或异常现象。此时不能将蓄电池从电路中断开，以防微机中存储的故障代码及有关信息丢失。应根据警告灯闪烁的次数或输出的故障编码，判断电子汽油喷射系统的故障，并用专用设备读取故障码对供油系统进行检修操作前，应先拆除蓄电池的搭铁线。电动汽油泵除受点火开关控制外，还受空气流量计内的开关控制。点火开关接通后，只有在发动机处于正常工作或起动状态，且空气流量计检测到空气流量信号或微机检测到转速和点火信号时，汽油
17、泵才连续工作。它的出油压力比一般的供油系高，损坏后，只能使用原型号的电动汽油泵进行更换。检修时，不论发动机是否运转，只要点火开关接通，决不可断开任何正在工作的电气装置。因为这些装置往往步带有一定的电感，当突然切断其工作电流时，会在电路中产生很高的瞬时电压，会造成电子器件的严重损坏如需要进行电弧焊接，应断开电控单元的供电电源线。对微机及与之连接的传感器、执行器进行检修时，操作人员须预先消除身上的静电，一定要带上接铁金属带，将其一端缠在手腕上，另一端夹到车身上，避免静电造成微机系统的损坏。4.3发动机电控系统维修作用：发动机不同工作情况的需要，将纯净的空气和汽油配制成适当比例的可燃混合气，送入各个
18、气缸进行燃烧后将所产生的废气排入大气中。柴油机燃料供给系的作用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。点火系统主要指在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内，能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备。 冷却系统的功能在于将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。润滑系统的功能是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦、减小摩擦阻力、减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发
19、动机的起动。完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系统。汽车发动机进行定期检测的必要性 由于汽车发动机在运行的时候处于高温高压状态，运行工况比较恶劣，在这种状态下长期运行之后，发动机的各个机构和系统，难免会有所损伤。因此出于保护发动机配件，延长发动机寿命的原因，我们必须对汽车发动机进行定期的检测，其必要性主要表现在以下几个方面：汽车发动机的整体结构决定了必须进行定期检测。由于汽车发动机的整体结构比较复杂，主要分为两大机构和五个子系统，在运行的过程中，这些机构是相互连接共同作用，任何一个机构或系统如果出现故障，都会引起发动机的瘫痪，造成发动机无法正常使用。因此，为了保证汽车发动机能够保持正常运
20、行状态，就需要定期对发动机进行检测，用来检测其主要机构和系统是否存在故障和安全隐患。4.4汽车发动机的电控系统定期检测：在汽车发动机中，两大机构和五个子系统在运行的过程中，处于高温高压的状态之下，运行条件十分恶劣，对机构和配件的磨损也是比较大的。在这种状态之下，如果不对汽车发动机进行定期检修，则无法及时发现机构和配件的薄弱之处，将会诱发发动机运行故障，进而损伤发动机的整体寿命。所以，我们要采取定期检测的方式，对发动机进行检测和维修汽车发动机的寿命需要决定了必须进行定期检测 汽车发动机在运行过程当中，为了保证正常运行并适当延长其寿命，需要我们按照保养要求和使用需要，对其进行定期的检测。在汽车发动
21、机的使用过程中，有时候忽略了定期的检测和维修，导致了汽车发动机机构和配件损坏，影响了发动机的整体使用寿命，对发动机造成了永久的伤害。因此，为延长发动机寿命的实际需要，我们要对发动机进行定期的检测。气门有漏气现象，气门出现异响气门出现漏气或者异响，证明气门封闭不严，或者气门系统的配件发生了故障，对于这种故障我们可以通过定期检测排查出来，做到提前发现提前解决。怠速运转不良发动机在启动之后处于怠速状态，我们通过对怠速状态的观察，可以很好的了解发动机的运行状态。通常怠速运转不良都是发动机整体故障的前兆。发动机不能启动，加速不良正常状态下发动机应该能够正常启动，并且保持持续的线性加速。但是由于内部启动机
22、构的损坏，会导致不能正常启动，这时我们就要对启动系统进行仔细检查。机油压力异常，消耗异常发动机在正常状态下，所消耗的机油和燃油维持在固定的水平，如果出现烧机油和燃料消耗异常的情况，则表明发动机润滑效果不好，内部机构出现了严重的磨损。发动机过热或过冷，有漏水现象发动机要想保持平稳运行，其缸体温度是比较固定的。如果发动机出现过热或者过冷的情况，并伴有漏水的现象，我们就必须及时对发动机进行开缸检修了。发动机启动困难，发动机动力不足，怠速不稳 发动机如果出现启动困难，并且伴有怠速不稳，进而整体动力不足的情况，则表明发动机的启动系统和运行系统出现了问题，我们要针对启动系统进行重点检修。排气管出现噪声，有
23、漏气现象发动机正常运行的时候，排气管是没有噪音的，所排出的尾气也达到排放标准。如果排气管出现噪声并伴有漏气现象，证明排气系统出现故障，我们要对排气系统进行检修。汽车发动机典型故障维修方找出异响位置，更换配件。图4-2发动机电控系统传感器第5章现代索那塔故障维修案例分析5.1案例描述98款韩国现代索那塔(SONATA)轿车，冷车起动初期起动机工作出现间歇性停转现象。该车为98款EF型车，行主里程12100km。在一般情况下起动正常，就是在冷车起动初期，出现起动机间歇性不工作的现象。一旦起动成功，当水温上升到20以上时，一切便正常。5.2故障原因分析（1）分析EF型车的起动电路与起动继电器有关的继
24、电器，有置于车内继电器盒内的防盗装置继电器和置于发动机舱接线盒内的起动继电器。起动电路见图4-1。图5-1启动电路1蓄电池；2蓄电池接地；3飞轮；4电磁线圈；5磁性杠杆；6发动机；7主动小齿轮；8超越式单向离合器；9电动机；10启动电磁线圈；11启动电机；12启动继电器；13点火保险丝；14、22机舱接线盒；15点火开关；16、21车内接线盒；17防盗状态；18非防盗状态；19继电器盒；20防盗继电器；23镇定开关(2)起动电机转动时的过程将点火开关置于，起动”位置时，12V电源经车内接线盒内的保险丝(10A)，再经车内继电器盒内的防盗继电器触点(2-4)，流过发动机舱接线盒。这时如果锁定开关
25、位于，P”或，N”位置时，上述12V电源流经车内继电器盒的起动继电器线圈，至发动机舱左侧减振器旁的车体搭铁端，从而起动继电器投入工作。另一方面，防盗继电器触点2处的电源，又经旁路至防盗继电器线圈端子3。起动继电器投入工作，使其触点接通起动电磁线圈电路上的电源。当起动离合器投入工作时，从蓄电池供给的电源流经起动机，使起动机转动，从而使发动机也跟着转动。(3)起动电机不转动时的过程。防盗继电器的功用是当驾驶员摁下遥控器锁定按钮时，可以自动锁上4个车门和行李箱盖及机盖，并使警示灯先点亮之后即刻熄灭。这时该车即进入防盗警戒状态。如果此时非驾车人要强行开启机盖或行李箱盖或各车门时，警告灯电路和警报器电路
26、即可接通，随即发出报警信号。在这种情况下，如果使点火开关处于，接通”位置，那么本来处于ETACS(电子时间和警报装置)监控之中的机盖开关、行李箱盖开关及4个车门开关中的某一个被打开时(机盖和行李箱盖开关的电压从5V降至0V，各车门开关电压从12V降至0V)，ETACS3号端子被搭铁，接通防盗继电器线圈电路，使防盗继电器断开触点(注:该继电器为常闭式)，从而断开自点火开关至起动继电器电路。所以，即使接通了点火开关，起动机也不会转动。检测相关电路：(1) 检测机舱接线盒内保险丝(30A)是否良好。(2) 检测点火开关AM端子电压是否为12V。(3)应检测车内接线盒15端子电压。但是在车上进行该项检
27、查难度大，所以先拆下车内继电器盒盖，检测防盗继电器1号端子电压即可。如果此处电压不足12V，可以认定自车内接线盒至防盗继电器1号端子之间的配线不良，或车内接线盒不良。(4)在接通点火开关时检测锁定(inhibtor)开关7号端子电压；使变速手柄位于，P”或，N”位置时，检测锁定开关8号端子电压。(5)检测起动继电器端子电压。在正常情况下，其86号端子电压应为12V，85号端子应为0V。如果检测结果85号端子电压为12V，说明继电器搭铁不良，因而不能起动。(6)检测起动继电器30号端子电压。30号端子通过保险丝直接与蓄电池相连，故在关闭点火开关时，其端电压应为12V。结果：该故障属于间歇性故障，
28、所以无论谁检查，都要花费时间。经电路检测发现，该车故障原因是由于起动继电器工作线圈搭铁点(G15，图1中的黑色箭头)处紧固螺丝(M10)松动，造成起动继电器线圈搭铁不良，是该继电器间歇性不工作的结果。5.3故障检测根据该车维修履历，知道曾进行过如下工作:第1次，更换了起动机和蓄电池；第2次，检测电源电流结果正常(15mA)，又更换了蓄电池和锁定开关。第3次，更换起动继电器，并检查过搭铁线。5.4维修方案如果维修人员对于起动电路和电路各接点在车上的接线比较熟悉，那么在排查中会应用自如，可省时省力，提高工作效率。比如，在该排查中，用外接线直接连接锁定开关8号端子与起动继电器86号端子，然后进行冷车
29、起动，查看是否重复故障现象。通过该项检查可确认该段配线有无异常。同理可利用外接线直接将起动继电器85号端子与车体搭铁，以此确认该继电器搭铁良好与否。表5-2起动继电器端子电压结论本文介绍了常见汽车电控系统的结构原理、工作特性及传统点火系的缺陷；详细介绍了汽车电控系统的常见故障及检查方法，其中有点火线圈常见的故障及检查，点火系高压配电部分常见故障及检查，本文汽油机的结构认识以及故障诊断做了介绍，重点介绍了启动系的故障诊断分析。我知道我的这次设计还存在着许多缺陷和不完善的地方，将会在今后的生活和工作中不断的去学习。同时编写了一些故障检修实例。致谢在本文论文设计过程中，指导老师论文从选题、构思到最后
30、定稿的各个环节给予细心的指引与教导，使我得以最终完成毕业论文。在学习中，老师严谨的治学态度、丰富渊博的知识、敏锐的学术思维、精益求精的工作态度以及诲人不倦的师者风范是我终生学习的楷模，导师们的高深精湛的造诣与严谨求实的治学精神，将永远激励着我。我这三年中还得到众多老师的关心支持和帮助。在此，谨向老师们致以衷心的感谢和崇高的敬意！同时受于本人能力有限，在本文的论述中难免存在错误与不足之处，恳请各位老师给予批评指正。是你们对我的关心和爱护使我顺利完成了学业。 参考文献1麻友良汽车电控系统原理与故障检修实例M机械工业出版社,2010:032林妙山汽车电气设备与检修M化学工业出版社,2009:053张
31、果珊汽车电气设备与维修M高等教育出版社,1996:104孙于凯新编汽车技术M中国电力出版社,2007:06 5龚文资汽车电器设备原理与检修M化学工业出版社,2010:086 余伟平. 国内汽油发动机点火系统现状及发展趋势J湖南工程学院学报,2003 :067 张月红. 传感器在汽车中应用现状及发展趋势.J湖南工程学院学报,2003 :098 庄继德. 汽车电子控制系统工程.M北京:北京理工大学出版社,1998:109 赵慧娟，现代汽车电子点火控制器的检测， J中国知网期刊，2007.0210李雪早,闵思鹏1 汽车电器M1 北京:科学出版社,2007.1211申荣卫1 汽车电子技术M1 北京:机械工业出版社,2006.01 12高洪一,康国初1 汽车电子技术M1 北京:北京交通大学出版社,2007.0813汪贵平.汽车发动机电控汽油喷射系统故障诊断与排除M.北京：人民交通出 版社，2005.