完整版发动机怠速不稳故障分析与诊断检修毕业设计文档格式.docx

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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能力有进一步提升。

关键词：

发动机；

怠速不稳；

故障；

检修

Abstract

First,thethesisofthecompositionandworkingprincipleandprocessoftheenginearedescribed.Focusontheengineidlespeedinstabilityanalyzesthereasons,themainreasontheintakesystem,fuelsystem,ignitionsystem,mechanicalstructures.Meanwhile,thepaperalsocarriedoutontheengineidlingunstablecaseanalysis.Forexample,Audicarsidlingflameoutofcasestudies,theFordFiestasedanidlingunstablefailurecasestudiesandsoon.Throughtheseexamplescanbemoreintuitiveunderstandingofdetailedengineidlingunstablefaultdiagnosisandrepairprocesses.Thisalsogivesmetheengineidlinginstabilitycauseanalysisandfaultdiagnosis,热车怠速为800rmin（国产汽车电控发动机怠速转速如表1-5所示）。

快怠速时，转速升高200rmin。

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（rmin）

桑塔纳2000GLi

AFE

800+50

桑塔纳2000GSi

AJR

800+30

捷达AT、GTx

AHP

800+40

红旗CA7220E

CA488-3

840+30

奥迪Audi200

V6型2.6L

750+70

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）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、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：

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。

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；

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转。

第三章发动机怠速不稳的故障诊断与排除

3.1发动机起动后怠速忽高忽低的故障诊断与排除

发动机怠速不稳是最多的发动机故障，包含着怠速熄火，怠速不稳（怠速时转速太高或太低）。

故障部位可能涉及的电子控制部分、燃油供给部分、空气供给部分、控制部分和机械控制部分。

因此，要排除故障，需要充分考虑不同怠速的结构特点，我们必须了解控制原理，熟悉结构。

1、故障现象：

发动机起动后怠速忽高忽低。

2、故障原因分析：

（1）怠速触点经常打开（节气门关闭时,IDL触点不能闭合）。

因为空闲状态IDL常开触点，ECU接收的信号在被加速的条件下由燃油控制条件控制，但此时发动机处于怠速状态，吸入空气少，致使混合气过浓，速率增加；

当ECU感受到反应为“富混合物”的信号，降低燃油喷射量，增加开口ISC阀的开度，所以速度下降。

当ECU收到二氧化硫反应的混合气过稀，喷油量减少了ISC阀的开度，造成混合气过浓，从而使速度加快。

如此反复，发动机会出现振荡现象。

（2）怠速触点经常关闭（节气门开启时,IDL仍然紧闭）

这是利用“快速延缓断油标准”控制ECU实际的发动机转速，但收到信号时，发动机加速到2000rmin时ECU处于空闲状态，断油时将要达到怠速转速，ECU进行断油，当发动机转速降至1500转时，ECU恢复正常，即发动机断油—供油—断油。

（3）发动机点火过迟

后期因为发动机点火，致使多种气体燃烧不完全，有的时候会延迟，直到在排气管仍然在燃烧，因此二氧化硫检测出“富混合物”的信号，并传送到ECU，ECU得到这个信号，以减少供油量，减少供油量会引起混合气过稀，二氧化硫检测到这个信号并传传递给ECU，ECU得到的燃油供应后，使该信号增