长安之星电喷发动机的故障诊断与维修.docx

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长安之星电喷发动机的故障诊断与维修

长安之星电喷发动机的故障诊断与维修

摘要

为了了解汽车发动机,本文讲述了发动机的工作原理和基本组成及功用，各种零件的选用及更换，电喷发动机出现常见故障的现象，汽车的结构越来越复杂，

通过基本知识的了解和运用高端的测试仪器快速准确地查找汽车故障原因，并把故障排除。

常见故障的分析与诊断以及一些电路和油路系统故障的维修案例。

让我们了解发动机电路和油路系故障的一些故障现象以及排除故障的方法。

关键字：

发动机；电路；油路；故障检修

目录

摘要2

目录3

1.前言4

2汽车发动机工作原理及特征5

2.1四冲程汽油机工作原理5

3发动机电控系统的组成6

3.1电控点火装置（ESA）6

3.2电控汽油喷射（EFI）6

3.3废气再循环控制（EGR）6

3.4怠速控制（ISC）6

3.5电控自动变速器（ECT）6

3.6防滑控制系统6

3.7电控发动机电路、油路检修注意事项7

4发动机电控系统的故障检修7

4.1直接观察法7

4.2调取故障码8

4.3环境模拟法8

4.4输入模拟法9

4.5增减负荷模拟法9

5燃油喷射系统9

6发动机燃油喷射系统的常见故障检修10

6.1启动困难10

6.2发动机通过拖车可以顺利发动，但用起动机驱动却不能启动着火10

6.3发动机失速10

6.4发动机怠速粗暴或喘振10

6.5高速性能差11

结论11

参考文献12

1.前言

现代电喷发动机的故障诊断与维修随着汽车的普及，它开始走进了我们的生活，汽车现在的发展十分迅速，由于化油器的种种缺点，以不能在满足汽车发展的需要，新一代的电喷技术体现了它独有的优点。

本文主要介绍了现代汽车电喷发动机的构造、工作原理以及检修等。

本文概括了现代汽车点喷发动机的一些相关术语、基本构造。

包括四冲程发动机、汽油喷射系统的工作原理、润滑部位和润滑油路、冷却系的工作原理等。

还简略介绍了发动机汽缸的组成及影响：

汽缸体、汽缸对数、活塞、缸内直喷技术等。

2汽车发动机工作原理及特征

往复活塞式内燃机所用的燃料主要是汽油（gasoline）或柴油（diesel）.由于汽油和柴油具有不同的性质,因而在发动机的工作原理和结构上有差异.

2.1四冲程汽油机工作原理

汽油机是将空气与汽油以一定的比例混合成良好的混合气,在吸气冲程被吸入汽缸,混合气经压缩点火燃烧而产生热能,高温高压的气体作用于活塞顶部,推动活塞作往复直线运动,通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能.四冲程汽油机在进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程内完成一个工作循环.

（1）吸气冲程（intakestroke）

活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点.此时进气门开启,排气门关闭,曲轴转动180°.在活塞移动过程中,汽缸容积逐渐增大,汽缸内气体压力从pr逐渐降低到pa,汽缸内形成一定的真空度,空气和汽油的混合气通过进气门被吸入汽缸,并在汽缸内进一步混合形成可燃混合气.由于进气系统存在阻力,进气终点（图中a点）汽缸内气体压力小于大气压力0p,即pa=（0.80～0.90）0p.进入汽缸内的可燃混合气的温度,由于进气管、汽缸壁、活塞顶、气门和燃烧室壁等高温零件的加热以及与残余废气的混合而升高到340～400K.

（2）压缩冲程（compressionstroke）

压缩冲程时,进、排气门同时关闭.活塞从下止点向上止点运动,曲轴转动180°.活塞上移时,工作容积逐渐缩小,缸内混合气受压缩后压力和温度不断升高,到达压缩终点时,其压力pc可达800～2000kPa,温度达600～750K.在示功图上,压缩行程为曲线a～c.

（3）做功冲程（powerstroke）

当活塞接近上止点时,由火花塞点燃可燃混合气,混合气燃烧释放出大量的热能,使汽缸内气体的压力和温度迅速提高.燃烧最高压力pZ达3000～6000kPa,温度TZ达2200～2800K.高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动,并通过曲柄连杆机构对外输出机械能.随着活塞下移,汽缸容积增加,气体压力和温度逐渐下降,到达b点时,其压力降至300～500kPa,温度降至1200～1500K.在做功冲程,进气门、排气门均关闭,曲轴转动180°.在示功图上,做功行程为曲线c-Z-b.

（4）排气冲程（exhauststroke）

排气冲程时,排气门开启,进气门仍然关闭,活塞从下止点向上止点运动,曲轴转动180°.排气门开启时,燃烧后的废气一方面在汽缸内外压差作用下向缸外排出,另一方面通过活塞的排挤作用向缸外排气.由于排气系统的阻力作用,排气终点r点的压力稍高于大气压力,即pr=（1.05～1.20）p0.排气终点温度Tr=900～1100K.活塞运动到上止点时,燃烧室中仍留有一定容积的废气无法排出,这部分废气叫残余废气.

3发动机电控系统的组成

电控系统主要由传感器、控制单元、执行器组成。

核心部件是控制单

发动机控制部分

3.1电控点火装置（ESA）

该系统可使发动机在不同转速,进气量等因素下,在最佳点火提前角工况下工作,使发动机输出最大的功率和转矩,而将油耗和排放降低到最低限度.该系统分为开环和闭环两种控制.电控点火装置闭环控制系统通过爆震传感器进行反馈控制,其点火时刻的控制精度比开环高,但排气净化差些.

3.2电控汽油喷射（EFI）

该系统根据各传感器输送来的信号,能有效控制混合气空燃比,使发动机在各种工况下空燃比达到较佳值,从而实现提高功率,降低油耗,减少排气污染等功效.该系统可分为开环和闭环两种控制.闭环控制是在开环控制的基础上,在一定条件下,由计算机根据氧传感器输出的含氧浓度信号修正燃油供给量,使混合气空燃比保持在理想状态下.

3.3废气再循环控制（EGR）

该系统是将一部分排气中的废气引入进气侧的新鲜混合气中再次燃烧,以抑制发动机有害气体氮氧化合物的生成.该系统能根据发动机的工况适时地调节参与废气再循环的废气循环率,以减少排气中的有害气体氮氧化合物.它是一种排气净化的有效手段.

3.4怠速控制（ISC）

该系统能根据发动机冷却液温度及其它有关参数,如空调开关信号,动力转向开关信号等,使发动机的怠速处于最佳状态.

除以上控制装置外,发动机部分的控制内容还有:

发动机输出,冷却风扇,发动机排量,气门正时,二次空气喷射,发动机增压,油气蒸发控制及系统自诊断等.

另外,随着计算机技术的进一步发展,计算机将会在现代汽车上承担更重要的任务,如控制燃烧室的容积和形状,控制压缩比,检测汽车零件逐渐增加的机械磨损等.底盘控制部分

3.5电控自动变速器（ECT）

该装置有多种形式.它能根据发动机节气门开度和车速等行驶条件,按照换档特性精确地控制变速比,使汽车处于最佳档位.该装置具有提高传动效率,降低油耗,改善换档舒适性,提高汽车行驶平稳性以及延长变速器使用寿命等优点.

3.6防滑控制系统

防滑控制包括制动防抱死（ABS）,牵引控制（TCS）,驱动防滑（ASR）和车辆横向稳定性控制系统（VSC）.该系统可以提高制动效能,防止汽车在制动,起步,驱动和转弯时产生侧滑,是保证行车安全和防止事故发生的重要措施.

3.7电控发动机电路、油路检修注意事项

1意检查搭铁线的状况，其电阻值应小于1fl0

②某些故障警告灯的功率不得随意改变，否则会出现异常情况。

③禁止用“试火法”检查晶体管电路的通、断，只能用12V小试灯检查，以防止晶体管损坏；脉冲电路应用LED灯或示波器检查。

④传感器电路应用LED灯或高阻抗电表（如数字式万用表）检查。

⑤在拆卸或安装电感性传感器或电器前应将点火开关断开（OFF），以防止其自感电动势损伤ECU和产生新的故障码。

⑥由于工作环境恶劣或磨损等原因，在电控系统中，电动燃油泵、怠速空气控制（LAC）阀、节气门位置传感器、氧传感器和冷却液温度传感器的损坏率较高。

⑦电控系统中，故障多的不是ECU、传感器和执行部件，而是插接器。

插接器常会因松旷、脱焊、烧蚀、锈蚀、脏污而接触不良或瞬时短路。

因此，当出现故障时不要轻易地更换电子元器件，而应首先检查插接器的状况。

⑧电控发动机检验的基本内容仍是油路、电路和密封性（特别是进气系统的密封性）检验，故障码反映的是电控系统的故障及对其工作有影响的部件的故障，所以机理分析和有关的实际参数仍是判断故障的依据。

⑨出现氧传感器故障码的原因较多，通常有：

电动燃油泵油压异常，喷油器、燃油滤清器和空气滤清器脏堵，燃油品质差，碳化物和铅化物覆盖了氧传感器表面，排气系统和三元催化转化器脏堵或漏气，进气管漏气，点火异常（缺火、断火、交叉点火）等。

.ECU有学习功能，但ECU的电源电路一旦被切断（如拆下蓄电池后），它在发动机运行过程中储存的数据会消失，因此，在重接通电源电路（如安装蓄电池）后，要让ECU“恢复记忆”，即需通过在不同工况下的路试让ECU重新储存数据。

⑩不能乱调节气门位置限位螺钉，否则，怠速加浓控制会失常，EGR装置和炭罐也可能过早地投人工作，造成发动机怠速游车或熄火。

4发动机电控系统的故障检修

4.1直接观察法

不使用工具，由维修人员凭借丰富的维修经验，通过向司机询问详细的情况，如，故障现象或症状；故障发生频率；是否进行过检修，以及发生故障时的外在环境（气候，道路情况、发动机情况等）；要在检修时，启动发动机，听发动机的声音，并以此来检修判断是否存在漏气、杂音等现象，并判断检修部位的部件是否可正常运转；随后要对车辆进行基本项目的检查，以确定是否有故障原因存在，比如车辆的其他部件是否有损坏的地方，对于电气线路的连接器或接头是否有松动的地方，系统的导线是否存在短路，接错，烧焦的痕迹，在接线中管路是否存在折断的问题等；用试车的方法再现故障，以判定故障原因。

4.2调取故障码

对检查车辆进行了解，掌握检查车辆的数据以及电控系统所有部件的准确位置。

以及接线图，接线和检测的办法，包含检测仪器的使用；要操作中结合车辆要求的操作程序进入自诊断状态，在系统中获取到故障代码，根据提示，快速的找到发生故障的部位，并进一步检测来确定故障的存在点，并确定故障与前的现象的一致性，以对故障原因进行判断和确认。

因此，调取故障码之前，要检查车辆发动机，通过基本检查，来对故障进行研究。

由于车辆的车型并异让不同的车型的检查方法、条件和步骤都有不同的并异，因此要严格按照车辆说明书上的资料要求，检修车辆维修资料。

4.3环境模拟法

由于发动机电控系统的故障通常是发生在特定的环境中，而电控系统中的电子元件对于环境的变化较为敏感，如对于温度较高的环境、颠簸剧烈的环境、阴雨雪天的潮湿环境。

对于环境因素的故障，又可采用三种环境模拟进行诊断。

一是加热环境模拟法。

基于发动机电控系统在热车时受热后易发生故障，如一些电子元件、导线束、传感器和执行器等，由于在热车时易受热，引发故障，因此要模拟环境再现。

可在发动机启动后，使用电吹风等进行局部加热，假如加热到某一个电子元件时故障出现，则说明该部件与故障有关。

注意：

在加热时，温度不可高于60℃；对电子元件进行加热时，不可以直接加热ECU中的电子元件。

二是采用加湿环境模拟法。

当电控系统故障的出现时间是在阴雨的天气，刚可采用加湿模拟法来进行检测，以再现高湿度的环境。

在对车辆进行喷淋操作时，要注意保护电子元件，避免发生受潮或者被锈浊，不可将水直接喷在发动机的零部件上。

喷淋后故障再现，说明故障与该部件有关。

三是振动环境模拟法。

针对疑有故障的电子元件进行适当的敲打和摇动，检查部件是否有虚焊、松动或者接触不良和导线断裂等。

如摇动时，故障再现，则说明故障与该元件有关。

4.4输入模拟法

有的车辆电路进行过改造，对于电控系统的检测诊断设置了很多的障碍。

原车电路图无法用、故障自诊断无法用、检测诊断应先查明改造的电路。

这种情况，只能采用输入模拟法。

输入模拟法又可以分为：

电阻输入模拟法和电压输入模拟法。

一是电阻输入模拟法：

又称串联法。

以电阻元件来代替被疑有故障的电阻和传感器。

例如，对于冷却液温度传感器的检查方法，可以用类似冷却液温度传感器电阻的电阻串接到冷却液连接器上，进行模拟实验，诊断是不是冷却液温度传感器的故障。

二是电压输入模拟法：

又称并联法。

对疑有故障的传感器进行电压模拟，是以外接的电压或合适的电子元件来替代，进行电压信号的验证，诊断传感器的损坏。

除传感器外，利用这个方法还可以诊断其他电子元件。

4.5增减负荷模拟法

主要是针对电控系统中油路和电路的故障。

可分为：

加负荷模拟法、减负荷模拟法。

一是加负荷模拟法：

检修时，如果怀疑电控系统故障是因为用电负荷大而发生的，可以采用接通车辆所有的用电设备，如加热器、刮水器、空调、冷却风扇、照明灯等，进行增加负荷，查看故障是否再现，以便进行检测。

二是可采用减负荷模拟法。

即在检修时，可以考虑电控系统故障的原因是由于局部电路短路引起负荷过大后烧断熔丝，引发了故障的出现，因此要把电路负荷逐渐减少，就可以快速的查到造成短路故障的部件位置。

如果某一局部电路出现短路故障，通过该电路的电流就会增加，此时如果用其他方法进行检测，有可能会引发其他故障。

减负荷模拟法是将一部分电路断开，同时用万用表测量电阻、电压、电流，被检测最多的是电流测试，观察总电流的变化，就能找出故障原因的部件范围，又损害不了其他元件，如果断开疑有故障的电路，总电流下降到正常。

那么这一路电路就是故障电路。

5燃油喷射系统

燃油喷射系统是指在一定的压力下，利用喷油器将一定数量的燃料直接喷入气缸或进气道内的燃油供给装置。

根据喷射燃料种类的不同，可以分为汽油喷射系统、柴油喷射系统、气体燃料喷射系统等。

而根据其控制方式的不同，可分为机械控制式、电子控制式以及机电混合控制式。

汽油喷射系统

车用汽油喷射系统有多种类型，可按不同方法进行分类：

按喷射部位的不同可分为缸内喷射和缸外喷射两种。

缸内喷射是通过安装在气缸盖上的喷油器，将汽油直接喷入气缸内。

这种喷射系统需要较高的喷射压力，月3-5MPa。

因而喷油器的结构和布置都比较复杂。

缸外喷射系统是将喷油器安装在进气管或进气歧管上，以0.20-0.35MPa的喷射压力将汽油喷入进气管或进气道内。

前者称进气管喷射（单点电喷），后者称进气道喷射（多点喷射）。

目前汽油机电控系统广泛采用的是进气道喷射。

按喷射的连续性将汽油喷射系统分为连续喷射式和间歇喷射式。

连续喷射是指在发动机工作期间，喷油器连续不断地向进气道内喷射，且大部分汽油是在进气门关闭时喷射的。

这种喷射方式大多用于机械控制式或机电混合控制式汽油喷射系统。

间歇式喷射是指在发动机工作期间，汽油被间歇地喷入进气道内。

电控汽油喷射系统都采用间歇喷射方式。

6发动机燃油喷射系统的常见故障检修

6.1启动困难

首先检查启动加浓喷嘴是否工作，引线插头是否松脱，启动加浓阀是否卡死。

若通电时能听到“嗒”的响声，说明启动加浓阀基本正常，否则为卡死。

若启动加浓喷嘴无问题后还不能启动着火，则应检查电动输油泵与气流传感器，如都无问题，则可能是油泵供油量不足或压力不够，如两者经检查均无问题，则应检查节流阀开关及点火线路等。

6.2发动机通过拖车可以顺利发动，但用起动机驱动却不能启动着火

出现这种情况，可先按上述“启动困难”一项进行检查，若均无问题，则应检查气温传感器和热控开关，若仍不能启动，则检查电动输油泵控制电路及输油管路。

若因电动输油泵供油较迟所致，可调整杠杆的角度予以解决。

6.3发动机失速

首先检查辅助空气装置是否工作不良。

冷车时，阀门孔应与辅助气道相通；热车时，则应在弹簧作用下关闭。

若此装置无问题，再检查电子计算机控制单元输入输出插件是否工作不良，启动加浓阀能否在热车时关闭，最后再检查温度传感器是否工作正常。

6.4发动机怠速粗暴或喘振

应先检查各喷油阀的电路连接是否良好，然后检查每油阀是否能触发，处理太靠近高压线的控制信号线。

检查各进气软胶管接头及真空软管有无破损与漏气处，若有则应予以密封。

6.5高速性能差

在大开节流阀时，检查节流阀开关位置是否合适对中（打开壳盖），再用压力表接在供油管道上测试供油压力（该压力应为1471kPa）。

过低时，应更换汽油压力调节器。

如压力正常，再检查啧油嘴触发系统功能是否失调，检查各传感器并清查导线与插接件，若传感器有问题则应予更换。

结论

通过对发动机的结构、基本工作原理、电控技术的了解；从而对发动机个系统故障现象、故障原因、故障排除起到导向的作用。

更好的修理电喷发动机的故障，达到足以应付一般汽车的维修状况，再经过一些实习，多向老师或者修车老师傅了解一些汽车特殊状况，成为一名修车高手，对平常生活买车，看车有很多好处。

致谢

在本次论文设计过程中，在彭老师对该论文从选题，构思到最后定稿的各个环节给予细心指引与教导，使我得以最终完成毕业论文设计。

在学习中，彭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。

在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！

最后，我要向百忙之中抽出时间对本文进行审阅，评议和参与本人论文答辩的各位老师表示感谢。

参考文献

[1]陆玮．发动机电脑控股．深圳：

土木工程学院，2014

[2]邓永权老师．汽车交通微观仿真研究综述．武鸣：

同济大学交通运输工程学院，2016

[3]段玉．汽车微观仿真中的运动模型与行为模型．北京：

北京建筑工程学院，2016

[4]陈少．汽车运动建模及仿真研究综述．南宁：

广西经济职业学院重点实验室，南宁2015