汽车工程毕业论文-奇瑞瑞虎发动机电控系统的检测与故障诊断

汽车工程毕业论文-奇瑞瑞虎发动机电控系统的检测与故障诊断内容摘要：

保证在任何工况下的点火提前角，都处于接近发生爆震的最佳角度。 要控制爆震，首先必须判断爆震是否发生。 把爆震传感器的输出信号进行滤波处理后并判别爆震是否发生的程序。 来自爆震传感器各种频率的电压信号，先经滤波电路，将爆震信号与其它振动信号分离，只允许特定范围频率的爆震信号通过滤波电路，再将此信号的最大值与爆震强度基准值进行比较，如大于爆震强度的基准值，表示已发生爆震，则将爆震信号输入微机，由微机进行处理。 爆震强度的大小以超过基准值的 次数来计量，其次数越多，则爆震强度越 大；次数越小，爆震强度越小。 因为爆震仅在混合气燃烧期间发生，所以为了避免干扰引起的误检测，只在“爆震判别范围”进行处理，由微机完成爆震的控制。 当发动机发生爆震时，微安徽机电职业技术学院汽车制造与装配技术毕业论文 13 机通过爆震传感器输入信号和比较电路确定发动机的爆震，并根据爆震强度输入信号，由微机控制点火提前角的大小。 在检测到发动机爆震时，微机立即把点火提前角逐渐减小，直至无爆震产生，随后，又逐渐地增大点火提前角，一直到发生爆震时，又恢复前述的反馈控制。 瑞虎发动机 怠速控制 系统 怠速控制的功用 怠速控制的功用：一是实现发动机起动后的快速暖 机过程；二是自动维持发动机怠速在目标转速下稳定运转。 怠速是指发动机在无负荷（对外无功率输出）情况下的稳定运转状态。 怠速转速过高，会增加燃油消耗量。 汽车在交通密度大的道路上行驶时，约有 30%的燃油消耗在怠速阶段，因此怠速转速应尽可能降低。 但考虑减少有害物的排放，怠速转速又不能过低。 另外，怠速控制还应考虑所有怠速使用条件，如冷车运转与电器负荷、空调装置、自动变速器、动力转向伺服机构的接入等情况，它们都会引起怠速转速变化，使发动机运转不稳甚至引起熄火现象。 通常发动机输出负荷时，其转速是由驾驶员通过加速踏板改变 节气门的位置，调节充气量来实现的。 但在怠速时，驾驶员的脚已离开加速踏板，驾驶员要对充气量进行随机调节已无能为力。 为此，在大多数电控发动机上都设有不同形式的怠速转速控制装置。 怠速控制的主要内容有：起动后控制、暖机过程控制、负荷变化的控制以及减速时的控制等。 怠速控制原理 怠速控制的实质是对怠速时充气量的控制。 ECU 通过检测从各传感器的输入信定所决定的目标转速与发动机的实际转速进行比较，根据比较得出的差值，确定相当于目标转速的控制量，去驱动控制空气量的执行机构，从而实现对怠速充气量的控制。 怠速控制采 用的是反馈控制，因此为避免非怠速状态下实施了怠速控制，还必须通过节气门全关信号及车速信号等来判断发动机是否正处于怠速状态，从而起动怠速控制。 与怠速控制有关的信号有：发动机转速、节气门位置、车速、冷却水温度、空挡起动开关、点火开关、空调开关和电器负载等。 控制的项目有：怠速、快怠速、空调怠速和电器负载高怠速。 瑞虎发动机 正时控制系统 由于发动机工作时的转速很高，四冲程发动机的一个工作行程仅需要千分之安徽机电职业技术学院汽车制造与装配技术毕业论文 14 几秒，这么短促的时间往往会引起发动机进气不足、排气不净，造成功率下降。 因此，为了解决这一个问题， 一般发动机都采用延长进、排气门的开启时间，增大 气体的进出容量以改善进、排气门的工作状态，藉以提高发动机的性能。 这种延长气门开启时间的做法，必然会出现一个进气门和排气门同时开启的时刻，配气相位上称为“重叠阶段”，可能会造成废气倒流。 这种现象在发动机的转速仅以 1000r/min 以下的怠速时最为明显，这将引发怠速工作不顺畅，振荡过大，功率下降等现象。 尤其是采用四气门的发动机，“重叠阶段”更易造成不顺畅 的怠速运转。 为了消除这一缺陷，以“变”应“变”，采用了可变配气相位的气门驱动机构。 可变式气门驱动机构就是 在发动机怠速工作时减少气门行程，而在发动机高速工作时增大气门行程，改变“重叠阶段”的时间，使发动机在高转速时能提供强大的动力，在低转速时又能产生足够的转矩，从而改善发动机的工作性能。 瑞虎发动机 其他控制系统 进气控制系统 瑞虎汽车 在发动机上 大多 采用涡流控制阀系统，可根据发动机的不同负荷，改变进气流量去改善发动机的动力性能。 进气孔纵向分为两个通道，涡流控制阀安装在通道 A 内，由进气支管负压打开和关闭，控制进气管空气通道的大小。 发动机小负荷或以低于某以转速运转时，受 ECU 控制的真空电磁阀关闭，真 空度不能进入涡流控制阀上部的真空气室，涡流控制关闭。 由于进气道变小，产生一个强大的涡流，这就提高了燃烧效率，从而可节约燃油。 当发动机负荷增大或以高于某一转速运转时， ECU 根据转速、温度、进气量等信号将真空电磁阀电流接通，真空电磁阀打开，真空度进入涡流控制阀，将涡流控制阀打开，进气通道变大，提高进气效率，从而改善发动机输出功率。 汽油机排放控制系统 汽油机的有害排放包括因混合气燃烧不完全产生的碳氢化合物（ HC）、一氧化碳（ CO）、在高温燃烧中产生的氮氧化合物（ NOx）、油箱内汽油蒸发产生的汽油蒸气和 曲轴箱漏气等。 常见的减少排放污染的的装置有：曲轴箱强制通风系统、燃油蒸气回收系统、废气再循环系统、三元催化转换器、二次空气喷射系统等。 其中，曲轴箱强制通风系统的工作由曲轴箱强制通风阀控制，它可将窜入曲轴箱的废气重新引入气缸燃烧；三元催化转化器直接安装在排气管上，排气中的HC、 CO、 NOx经过催化反应后生成无害的二氧化碳（ CO2）和水（ H2O）气体排入大气；燃油蒸发回收系统及废气再循环系统的工作，在化油器式发动机及少数汽油喷射式发动机中是由进气管真空度来控制的，而在现代瑞虎轿车上已加装安徽机电职业技术学院汽车制造与装配技术毕业论文 15 了电控装置。 下面介绍瑞虎 轿车排放控制系统的结构及原理。 三元催化转化器外观像一个排气消声器（也起消声器作用）。 壳体用耐高温、耐腐蚀的材料制成，内部装有催化床。 它装在靠近发动机的排气管位置上。 其寿命可达 810 万 Km，催化床内的触媒是将催化剂附着在直径为 24mm 的 AI2O3 载体表面的颗粒。 铂能促使 CO、 HC 氧化，而铑则能加速 Nox 的还原。 催化剂表面的活性作用是由排气热量激发的，其作用温度范围以活化开始温度（ 250℃）为下限，以过热引起催化剂故障的极限温度（ 1000℃）为上限。 保持催化剂高净化率、高使用寿命的使用温度范围为 400800℃。 三元催化器是现代汽车普 遍采用的排气净化装置，三元催化转化器装在排气管上，能把发动机排出的废气中的有害气体转化成无害气体。 三元催化器是铂（或钯）和铑的混合物，它不仅能将 CH 氧化成 CO2 和 H2O，而且能促使 NOx 和CO 发生反应而转变成 CO2 和 N2。 但只有当空燃比得到精确控制并保持稳定时，其转化效率才能最佳。 从三元催化转换器转化效率与空燃比的关系可知：只有发动机在标准的理论空燃比 运转时，三元催化器的转化效率最佳。 因此必须保持对空燃比进行精确的控制，使其保持在理论值附近很窄的范围内。 在发动机开环控制过程中， ECU 只是根据转速、进 气量、进气压力、进气温度等信号确定喷油量，从而控制混合气空燃比的。 因为系统是开环的，所以它的控制是不可能很精确的，很难将实际空燃比控制在 附近很窄的范围内。 为了将实际空燃比精确的控制在 附近，发动机控制系统中现已普遍采用了由氧传感器组成的空燃比反馈方式，即闭环控制方式。 在三元催化转换器前面的排气歧管或排气管内装设氧传感器，检测排气中的氧气含量，向 ECU 反馈相应的电压信号。 ECU 根据氧传感器反馈的信号确定实际空燃比与理论空燃比的偏差，根据偏差确定喷油量应增加或减少，使实际空燃比被精确地控制在设定 值。 采用闭环控制的实质是保持空燃比在 ： 1 附近，因而非理论空燃比运行工况只能采用开环控制。 发动机进入开环或闭环控制，均由 ECU 根据有关输入信号确定。 下列工况应采用开环控制： （ 1）怠速运转。 （ 2）节气门全开，大负荷。 （ 3）减速断油。 （ 4）发动机起动。 （ 5）发动机冷却水温低或氧传感器温度未到达工作温度。 （ 6）氧传感器失效或其线路出现故障。 安徽机电职业技术学院汽车制造与装配技术毕业论文 16 第三章 瑞虎 发动机电控系统的检测 检测诊断的一般程序 发动机电控系统故障的检测与诊断， 一般 可按 下面 程序进行 ： ① 向用户询问故障产生的过程，是否已 经过检修，是否更换过零部件等。 ② 利用自诊断或仪器诊断的方法读取故障码，并进行验证。 ③ 故障码如正常读出，则按仪器显示的故障码原因或按维修手册中的故障代码表进行检测和维修。 ④ 若无故障码，或显示代码正常，则按运行数据流或故障症状进行诊断。 ⑤ 验证故障是否已经排除。 检测诊断的基本方法 发动机电控系统的故障检测与诊断，按其诊断的范围，可分为初步诊断和深入诊断。 初步诊断是根据故障的现象，判断出故障产生原因的范围；深入诊断是根据初步诊断的结果对故障原因进行分析、查找，直到找出产生故障具体部位。 按诊断故障采用的用 段，可分为直观诊断、利用故障自诊断系统诊断（随车诊断）、简单仪表诊断和专用诊断仪器诊断。 直观诊断就是通过人的感觉器官对汽车故障现象进行看、问、听、试、嗅等，了解和掌握故障现象的特点，通过人的大脑进行分析、判断得出结论的检测诊断方法。 随车诊断是利用汽车上电控系统所提供的故障自诊断功能进行诊断的方法。 目前，发动机电控系统中都具有故障自诊断功能，这就为故障检测与诊断提供了极大的方便。 随车故障自诊断系统通常只能提供与本系统有关的电气装置或线路故障，一般只作出初步诊断结论，具体故障原因，还需要通过直观诊断和简单仪表进行深入诊断。 利用简单仪表诊断，就是利用万用表为主的通用仪表对故障进行诊断。 这种诊断方法主要用于对电控系统和电气装置的诊断，一般可用于对故障进行深入诊断。 汽车的电子化，迫使故障检测诊断的手段进行变革。 随着汽车电子化的进程，各种汽车专用诊断仪器应运而生，这些专用诊断仪器大多数为带有微处理器的电控系统，对汽车电控系统故障的检测与诊断十分有效。 采用专用诊断仪器对发动机电控系统进行故障诊断，可以大大提高诊断效率。 但由于专用诊断仪器成本较高，因此专用诊断仪器一般适用于专业化的故障诊断和维修机构。 客户 调查与直观检查 1．客户调查 为迅速地查找到故障源，首先必须了解故障出现时的条件、过程及是否已检安徽机电职业技术学院汽车制造与装配技术毕业论文 17 修过等与故障相关的情况和信息，因此客户调查是发动机电控系统检测与诊断的一个重要环节。 进行客户调查时，应认真填写“客户意见调查表”、此表所含项目是发动机电控系统故障现象的写真记录，与检测诊断结果一起构成查找故障源的依据。 2．直观检查 直观检查也叫目测检查，其目的是为了在进入更为细致的检测和诊断之前，能消除一些一般性的故障因素。 直观检查的内容包括如下项目： （ 1） 拆除空气滤清器，检查滤芯及其周围是否有脏物，必要时更 换。 （ 2） 检查真空软管是否破裂、老化或挤坏；检查真空软管经过的途径和接头是否恰当。 （ 3） 检查电控系统电线束的连接状况： 1）、传感器或执行器的电连接器是否良好。 2）、 线束间的连接器是否松动或断开。 3）、 电线是否有断裂或断开现象。 4）、 线束连接器是否插接到位。 5）、 电线是否有磨破或线间短路现象。 6）、 线束连接器的插座有无腐蚀现象等。 7） 、 检视每个传感器和执行器是否有明显的损伤。 8） 、 运转发动机（如可以）并检视进排气歧管及氧传感器处是否有泄漏。 9） 、 对检查发现的故障进行必要的排除，并重新装上 空气滤清器。 故障征兆的模拟检测与诊断 在发动机电控系统的故障检测与诊断中往往遇到所谓隐性故障，即存在故障但没有明显的故障征兆。 遇此情况，必须进行全面的故障分析，然后，模拟车辆出现故障时相同或相似的条件和环境进行试验，以便找出故障之所在。 在故障征兆的摸拟试验中，不仅要对故障征兆进。