毕业设计（论文）--桑塔纳2000汽车发动机故障的诊断与分析.docx

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发动机是汽车的心脏，40%的汽车故障来源于此，所以高效、准确的对发动机进行故障分析并排除是汽车检修和维护的一项重要工作。

发动机是复杂的机电设备，由机、电、液等不同的子系统组成。

因此，要求各个子系统和机构之间协调配合，任何一个部分或几部分工作不度或相互影响时都会造成故障的发生。

因此在发动机不解体的情况下，对所发生的故障做出及时、准确的判断是非常必要的。

通常的故障分析方法是根据故障征兆和故障原因之间的因果关系推理得到的，但对于具有复杂结构的发动机来说，这种因果关系一般并不是确定的一一对应的映射关系，而是表现为随机性和不确定性。

导致这种不确定性的原因有多种，主要因素是诊断对象的复杂性、测试手段的局限性、知识表达的不精确等。

当发动机表现出某一具体故障时，有可能是从一种故障状态向另一故障状态的过渡或者是多种故障交替存在的结果，很难确切地判断出真正故障发生的部位。

本设计首先介绍汽车发动机故障诊断技术的发展情况，然后分析桑塔纳2000汽车发动机的构成和性能，在此基础上，对发动机不同部位的故障分析方法和常用的一般分析方法进行分析，最后针对几种发动机的常见故障，给出具体的故障排除方法。

安做机电职业技术学院毕业论文

桑塔纳2000汽车发动机

故障的诊断与分析

第一章概述

1.1本课题的研嗨状

发动机作为汽车的心脏，随着科技的发展呈结构复杂化、系统功能多样化、控制自动化、显示信息智能化发展，发动机的故障也日益复杂化，这给发动机的故障诊断与分析带来了困难和挑战。

因而对汽车维修人员的技术要求越来越高，对维修设备的科技含量要求越来越高，对故障诊断与分析的方法要求也越来越高。

为了及时发现和排除故障，各国都纷纷投入大量的人力、物力对汽车发动机故障诊断进行研究、开发。

桑塔纳2000作为一款经典的车型，其故障诊断技术已日益趋于完善。

1.2本课题研究的内容

本课题的研究对象是桑塔纳2000的发动机，在本课题中，桑塔纳2000的发动机的构成和性能将得到详细的介绍，并在此基础上介绍发动机的诊断技术，结合桑塔纳2000在日常使用中的故障，总结出桑塔纳2000的发动机常见故障，最后将介绍几种常见的桑塔纳2000的发动机故障诊断实例。

1.3本课题研究的意义

发动机作为汽车的心脏，在汽车中起到至关重要的作用，其运行状态的好坏直接影响到整个汽车的安全性和可靠性。

随着汽车发动机工作性能的不断完善，自动化程度的不断提高，再加上工作环境的恶劣，使其故障发生的概率也越来越大，并且其诊断难度也在提高。

发动机故障诊断技术是伴随着发动机技术不断进步而逐步完善的过程。

发动机由过去单一的机械结构为主体的产品到目前己机、电、液相结合的复杂的产品，使其故障诊断问题发生了质的变化。

产品结构复杂化、系统功能多样化、控制自动化以及显示信息智能化都成为发动机故障诊断过程中值得注意而且必须考虑的关键问题。

为了改变和突破发动机故障诊断已经验和技艺为主的传统观点，已现代故障诊断理论和技术为基础，建立科学、系统、合理、完善的发动机故障检测诊断系统，已成为目前汽车发动机故障检测诊断行业的必然要求。

随着汽车工业的快速发展，汽车保有量的剧增，其能源危机、排气污染日益严重，引起世界各国的高度重视，使得汽车不断在原有的基础上从结构是大革命，以生产出无污染的绿色汽车，燃油喷射电子控制汽车也以极大地速度发展起来，取代了传统的化油器式发动机汽车。

汽车电子控制系统的广泛应用，提高了汽车的安全性、动力性、经济性和排放性能，使汽车向智能控制的方向发展。

同时，汽车电控系统复杂程度日趋提高，不仅人们对系统的可靠性提出了更高的要求，而且汽车电控系统结构的复杂性，使电气线束增多、故障率增加、故障诊断难度提高，给汽车维修工作带来了越来越多的困难，使汽车维修技术人员的技术要求也越来越高。

为了及时发现故障，并采取相应的措施尽量减少其对汽车性能的影响，各国都纷纷投入大量的人力、物力对汽车发动机故障诊断进行研究、开发，并不断地扩大诊断的范围和功能。

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第二章发动机故障诊断技术的发展

汽车故障诊断是在不解体（或仅卸下个别小件）的条件下，确定汽车技术状况，查明故障部位及原因的检查和分析。

随着汽车技术的发展，特别是电子技术、计算机技术在汽车上的应用，汽车故障诊断从传统的听、看、闻经验诊断方式，发展为以集成化、智能化的诊断设备为手段，以信息技术为依托的现代汽车故障诊断技术。

无论是国内还是国外，汽车诊断技术均发生了质的飞跃。

汽车发动机故障诊断技术作为汽车诊断技术的一部分，也在不断地发展、提高。

2.1国外发动机故障诊断技术的发展

20世纪50年代之前，国外就研发了以故障诊断和性能调试为主的单项检测技术。

早期的检测诊断设备是以机械结构为主，单机人工操作。

上世纪60年代，随着机电一体化的产生，研制了单机自动化的设备，如四轮定位仪、非接触式速度计等：

80年代，随着计算机技术的发展和应用，实现了汽车诊断控制自动化，出现了集检测工艺、操作、数据采集、存储和打印等功能于一体的系统软件。

目前，车载自诊断系统和车外诊断系统正在进一步发展。

车载自诊断系统（0BD）利用安装在汽车内各个部位的传感器，自动检测系统故障，以故障代码形式显示并将故障信息存入电子控制单元ECU的RAM中，在维修车辆时，维修人员能调出故障代码，找出故障部位。

1994年，美国汽车工程师协会（SAE）在第1代OBD基础上，制定了第2代在线诊断标准OBDii,OBDii除了对电子控制系统检测外，还对与排放有关的系统监测，更注重绿色环保问题。

车外诊断系统，通过传感器采集信号，送至车外仪器，在相应诊断软件的支持下，完成各种诊断。

例如：

发动机综合分析仪等。

随着计算机的普及以及人工智能技术的发展，特别是专家系统、仍神经网络在故障诊断领域的进一步应用，为智能汽车故障诊断的发展奠定了基础。

到目前为止已有专家系统、模糊数学、灰色系统、神经网络、数据融合和范例推理等多种诊断推理方法，这些方法中神经网络技术在最近几年的发展非常迅速,出现了BP神经网络、ART神经网络、RBF神经网络和SOM神经网络等多种网络模型，同时提高了神经网络训练样本质量，又相继出现了神经网络训练样本前期处理方法，如主成分分析和粗糙集理论等技术方法。

这些智能化故障诊断技术理论的不段完善极大地促进了汽车机械故障诊断系统研究水平的提高。

数据融合故障诊断方法主要运用于多个传感器通道信号的融合和不同诊断途径的诊断结论之间的融合，以综合利用各种故障征兆信息提高诊断的准确率。

2.2国内发动机故障诊断技术的发展

我国是20世纪60年代开始研究检测技术，如发动机气缸漏气量检测仪等。

80年代，随着汽车工业的发展，汽车发动机诊断技术得到了迅速发展。

目前，我国生产的发动机故障诊断于检测的仪器品种很多，从外形上看，可以分为以下三大类。

（1）台架式结构比较有代表性的产品有：

济南无线电六厂生产的QFC-5型电脑综合检测仪、淄博市淄川测试仪器厂生产的DA-1000型发动机故障检测分析系统、济南历下微机应用研究所生产的WFJ型微电脑发动机检测仪等。

（2）便携式结构具有代表性的产品有：

天津市电子仪器技术研究所生产的YT412型发动机分析仪、重庆沙坪坝交通电子仪器厂生产的QFGDC型发动机故障电脑测试仪等。

（3）袖珍式结构具有代表性的产品有：

机械电子工业部华申精密仪器厂生产的WCY-1型发动机微型检测仪、中外合资湖北依驰电子过程有限公司生产的GED-P2型发动机检测仪。

20世纪90年代以后，清华大学、西安交大、申科泛华电子科技公司以及哈工大仪器王电子有限公司等高校和公司，在研究和开发虚拟仪器产品和虚拟仪器设计平台等方面做了大量的工作，其成果已在发动机工作真的和检测方面的到广泛的应用。

目前，哈工大仪器王电子有限公司已有系列产品面市，清华大学汽车工程系利用虚拟仪器技术构建的汽车发动机检测系统，以用于汽车发动机的出厂检测。

尽管我国在发动机知道和基础技术上有了长足的进步，但总的来说，国内在这个领域里起点低、起步晚、整体水平相对落后，与国际先进水平相比仍有一定的差距。

2.3发动机故障诊断技术的发展的趋势

高科技的发展，信息化的网络，使得汽车发动机故障诊断技术必将向着智能化、集成化方向发展。

2.3.1基于神经网络的故障诊断专家系统

神经网络具有较好的容错性，较强的自学习功能、自适应能力，大规模并行处理能力等。

把神经网络应用于诊断专家系统是新一类知识表达体系，在知识获取、并行推理等方面有明显的优越性，解决了传统专家系统在知识获取上的瓶颈问题，提高了诊断系统的智能水平。

2.3.2基于网络的集成故障诊断专家系统

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由于汽车故障诊断实例丰富、诊断信息量大，不确定因素多，因此，探索适合汽车领域的专家系统，集成规则、案例、模糊和神经网络理论，集成推理机制，以网络为框架，以多媒体技术为载体，研究多种诊断模型融合技术必将是发展方向。

集成故障诊断专家系统能自动选择合适的诊断模型，灵活处理诊断知识诵应用推理方式，满足内在机理上的融合，避免诊断的冗余问题。

多媒体技术集图形、音像、文本于一体，使诊断系统具有良好的人机界面和交互环境，增加了系统的可靠性，提高了诊断的效率。

通过局域网、因特网实现异地诊断和在线诊断，达到多个专家协同诊断、提高诊断准确性的目的，还可以对汽车诊断人员进行远程培训，在多媒体情境中，使诊断技术易憧好学,提高培训成效，保持诊断技术的先进性。

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第三章桑塔纳2000发动机

3.1桑塔纳2000发动机的构成

上海桑塔纳2000系列轿车发动机为四冲程、四缸直列、自然吸气、火花塞点燃、二气门、电子控制喷射系统（2000GLix2000GS1型）水冷式发动机。

3.1.1概述

发动机是一种动力源。

发动机是将某一种形式的能量转换为机械能的机器。

燃油发动机的作用是将燃料的化学能通过燃烧转化为热能，再把热能通过膨胀转化为机械能，对外输出动力。

3.1.2发动机构造

发动机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器。

无论是汽油机，还是柴油机：

无论是四行程发动机，还是二行程发动机：

无论是单缸发动机，还是多缸发动机。

要完成能量转换，实现工作循环，保证长时间连续正常工作，都必须具备以下一些机构和系统。

（1）机体组：

发动机个机构、各系统的装配基体，其本身又是许多系统的组成部分。

（2）曲柄连杆机构

曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。

（3）配气机构

配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。

（4）燃料供给系统

汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去：

柴油机燃料供给系的功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。

（5）润滑系统

润滑系的功用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。

（6）冷却系统

冷却系的功用是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。

（7）点火系统

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称为点火系。

（8）起动系统

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。

汽油机由以上一个机体、两大机构和五大系统组成，即由机体组、曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成。

3.1.3发动机工作原理

如图3-1所示：

图3-1气缸示意图

活塞在气缸里作往复直线运动时，当活塞向上运动到最高位置，即活塞顶部距离曲轴旋转