别克发动机电控系统诊断与检修Word下载.docx

1、同 组 成 员：指 导 教 师：摘要由 于 汽 油 能 源 正 在 日 趋 衰 竭 ， 环 境 保 护 日 益 迫 切 ， 人 们 对 中 文 摘 要 现 代 汽 车 发 动 机 提 出 了 更 严 格 的 要 求，要 具 有 满 足 法 规 要 求 的 低 排 放 ，良 好 的 经 济 性 和 足 够 的 动 力 性 ，实 现 这 个 目 标 的 核 心 技 术 就 是 发 动 机 的 电 控 系 统 ，现 代 发 动 机 电 控 系 统 可 以 实 现 以 下 控 制 功 能 ，有 供 油 控 制、点 火 控 制、进 气 控 制、排 放 控 制、警 告控 制、自 诊 断 控制、 失 效 保

2、 护 控 制 、应 急 备 用 控 制 等 ，通 过 对 发 动 机 电 控 系 统 的 组 成 和 原 理 的 分 析 总 结 来 更 好 的 处 理 一 些 常 见 故 障， 终 掌 握 一 些 日 常 维 护 方 最 法。关 键 词 ： 电 控 单 元 传感器AbstractThe summary English summary: Failure due to gas energy is increasing, environmental protection increasingly urgent, it is the modern automobile engine made mor

3、e stringent requirements, to meet the regulatory requirements with low emissions, good economy and sufficient power, the core technology to achieve this goal is the engines electronic control system, modern engine control system can achieve the following control functions, with supply control, ignit

4、ion control, air control, emission control, warning, control, self diagnostic control, fail-safe control, emergency backup control, through the electronic engine control system components and principles of analysis summary to better deal with some common faults 【Key words 】 ： Electronic control unit

5、s sensors, actuators.目录0绪论11.别克车系及发动及发展史发动机电控系统的组成及功用21.1 别克发动机的组成及工用21.2 发动机电控系统的发展史及组成22.别克汽车发动机的工作原理动力控制模块ECU和一些传感器简介3 2.1别克发动机的工作理3 2.2动力控制模块 ECU 功用原理及简介3 2.3感器执行器简介33.别克发动机电控系统常见故障诊断与排除4 3.1常用电脑检测仪（解码器）及其使用简介4 3.2别克发动机电控系统常见故障与诊断方法初探4 3.3传感器的检测4 3.4主要执行元件的检测4 3.5 ECU 电脑控制单元的检测4 3.6主要元件的检测对象及方法4

6、4.怎样做好发动机电控系统的日常维护5结束语6致谢7参考文献80绪论在 当 今 社 会 ，随 着 国 际 经 济 贸 易 的 发 展 ，以 及 社 会 经 济 的 大 进 步 ，人 们 在 满 足 物 质 的 追 求 ，对 社 会 物 质 的 追 求 也 越 来 越 多 ，特 备 是 在 这 种 节 奏 的 社 会 环 境 中 ，更 容 易 引 起 人 们 对 高 科 物 质 的 追 求 。在 这 些 高 科 技 物 质 当 中 ，对 车 的 追 求 首 当 其 冲 。在 满 足 对 车 的 需 求 的 同 时还 要及 时 的 了 解 如 何更 好 的 保 养 这 种 高 科 技 产 品， 其

7、 使 用 价值 更 使 长 久。 了 解 汽 车 发 动 机 电 控 系 统 检 测 与 维 修 就 显得 尤 为 重 要 了， 因 为 它 能 让 我 们 及 时 的 了 解 汽 车 发 动 机电 控 系 统 中 常 见 的 故 障 以 及 简 单 的 维 修 方 法。1、发动机电控系统的发展史、组成及功用.1.1别 克 发 动 机 的 组 成 及 功 用别 克 发 动 机 的 组 成 及 功 用 总 的 来 说，目 前 发 动 机 由 两大 机 构（曲 柄 连 杆 机 构、配 气 机 构） 、 五 大 系 统（燃 料 供 给系、润 滑 系、冷 却 系、点 火 系、起 动 系）组 成 1.1

8、.1、 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。它 由 机 体 组、活 塞 连 杆 组 和 曲 轴 飞轮 组 等 组 成。图1.1.1 曲 柄 连 杆 机 构 1.1.2、 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。 进、排 气 门 的 开 闭 由 凸 轮 轴 控 制。 凸 轮 轴 由 曲 轴

9、 通 过 齿 形 带 或 齿 轮 或 链 条 驱 动 。进 、排 气 门 和 凸 轮 轴 以 及 其他 一 些 零 件 共 同 组 成 配 气 机 构。图1.1.2 配气机构 1.1.3、 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；1.1.4、 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

10、 机 件 的 磨 损 。并 对 零 件 表 面 进 行 清 洗 和 冷 却 。润 滑 系 通 常 由 润 滑 油 道 、机 油 泵 、机 油 滤 清 器 和 一 些 阀 门 等 组 成。图1.1.4润滑系的组成1.1.5、 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。 冷 发 动 机 的 冷 却 系 通 常 由 水 冷 却 水 套、水 泵、风 扇、水箱、节 温 器 等 组 成。图1.1.5冷却系的工作原理1.1.6、 点 火 系 在 汽 油 机 中 ，气 缸 内 的 可

11、 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， 火 系 通 常 由 点 蓄 电 池、发 电 机、分 电 器、点 火 线 圈 和 火 花 塞 等 组 成。 火 花 塞 有一 个 中 心 电 极 和 一 个 侧 电 极，两 电 极 之 间 是 绝 缘 的 。当 在 火 花 塞 两 电 极 间 加 上 直 流 电 压 并 且 电 压 升 高 到 一 定 值 时 ，火 花 塞 两 电

12、极 之 间 的 间 隙 就 会 被 击 穿 而 产 生 电 火 花， 够 在 火 花 塞 两 电 能 极 间 产 生 电 火 花 所 需 要 的 最 低 电压 称 为 击 穿 电 压； 够 在 火 花 塞 两 电 能 极 间 产 生 电 火 花 的全 部 设 备 称 为 发 动 机 点 火 系。1.1.7、 起 动 系 要 使 发 动 机 由 静 止 状 态 过 渡 到 工 作 状态， 须 先 用 外 力 转 动 发 动 必 机 的 曲 轴，使 活 塞 作 往 复 运 动，气 缸 内 的 可 燃 混 合 气 燃 烧 膨 胀 作 功， 推 动 活 塞 向 下 运 动 使 曲 轴 旋 转 ，发 动

13、 机 才 能 自 行 运 转 ，工 作 循 环 才 能 自 动 进 行 。因 此 ，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 统。1.2 发 动 机 电 控 系 统 的 发 展 史发 动 机 的 工 作 形 式 确 定 后 ，就 是 发 动 机 技 术 的 完 善 了 ，随 着 时 间 的 推 移 ，好 多 发 动 机 的 经 典 设 计 都 已 经 不 能 满 足 人 们 的 需 求 了 ，就 这 样

14、化 油 器 式 发 动 机 应 运 而 生 了 ，它 是 由 美 国 人 杜 里 埃 发 明 。随 着 技 术 的 演 进 ，化 油 器 功 能 愈 加 完 备 ，直 到 上 个 世 纪 中 后 期 ，化 油 器 已 经 分 为 五 部 分 ：主 供 油 系 统 、起 动 系 统 、怠 速 系 统 、大 负 荷 加 浓 系 统（ 省 油 器 ）和 加 速 系 统 。五 部 分 的 作 用 在 于 ：根 据 发 动 机 在 不 同 情 况 下 的 需 要 ，将 汽 油 气 化 ，并 与 空 气 按 一 定 比 例 混 合 成 可 燃 混 合 气 ，及 时 适 量 进 入 气缸。 在 1967 年

15、 ， 为 了 适 应 发 动 机 的 动 力 性 能 ， 装 有 电 控 系 统 的 发 动 机 诞 生 了 ，电 喷 系 统 的 行 车 电 脑 会 随 时 侦 测 引 擎 温 度 、进 气 流 量 、转 速 变 化 、震 动 状 况 ，并 依 照 实 际 需 求 调 整 供 油 量 与 点 火 时 间 ，因 此 在 动 力 输 出 、燃 油 经 济 与 排 污 表 现 上 可 以 取 得 相 当 不 错 的 平 衡 。同 时 为 了 增 加 发 动 机 进 气 量 ，提 高 燃 油 效 率 ，发 动 机 从 早 期 的 单 点 喷 射 ，演 化 至 多 点 喷 射 ，气 门 数 量 从 两

16、 个 增 加 至 五 个 。就 这 样 慢 慢 的 演 变 成 了 今 天 的 发 动 机 电 控 系 统 ，它 不 仅 能 够 达 到 发 动 机 的 动 力 性 能 ，更 节 省 了 很 多 的 燃 油， 满 足 了 汽 车 的 燃油 经 济 性。2、 别克汽车发动机工作原理，动力控制模块和 传 感 器 简 介。2.1 别克发动机的工作原理曲 轴 旋 转 两 圈 ，活 塞 上 下 各 两 次 ，完 成 一 个 工 作 循 环 的 发 动 机 称 四 冲 程 发 动 机 。四 冲 程 发 动 机 的 气 缸 体 上 ，设 有 进 、排 气 门 ，由 曲 轴 旋 转 来 驱 动 凸 轮 准 时

17、 地 打 开 和 关 闭 ，使 可 燃 混 合 气 及 时 进 入 气 缸 ，并 使 燃 烧 后 的 废 气及 时 排 出 气 缸。2.1.1、 进 气 过 程 曲 轴 旋 转 ，活 塞 从 上 止 点 向 下 止 点 移 动 ，此 时 进 气 门 已 打 开 。由 于 活 塞 的 下 行 ，活 塞 上 方 容 积 增 大 ，产 生 真 空 吸 力 ，燃 油 和 空 气 经 化 油 器 雾 化 混 合 成 可 燃 混 合 气，经 进 气 门 被 吸 入 气 缸。活 塞 到 下 止 点 后，进 气门 关 闭，进 气 行 程 结 束。2.2.2、 压 缩 行 程 进 气 行 程 终 了 时 ，进

18、排 气 门 均 关 闭 。活 塞 从 下 止 点 向 上 止 点 移 动 ，使 进 入 气 缸 的 可 燃 混 合 气 被 压 缩 ，活 塞 将 到 上 止 点 时 ，混 合 气 的 压 力 可 达 1470kPa 以 上 ， 温 度 可 达 250 -300 ， 为 混 合 气 体 的 燃 烧 作 功 创 造了 良 好 的 条 件。 这 一 行 程 在 活 塞 到 上 止 点 时 结 束。 在 压缩 行 程 中 会 牵 涉 到 压 缩 比， 和 汽 车 发 动 机 的 性 能 有 很 大的 它 关 系 ，压 缩 比 是 发 动 机 中 一 个 非 常 重要 的 概 念 ，压 缩 比 表 示

19、了 气 体 的 压 缩 程 度 ，它 是 气 体 压 缩 前 的 容 积 与 气 体 压 缩 后 的 容 积 之 比 ，即 气 缸 总 容 积 与 燃 烧 室 容 积 之 比 称 为 压 缩 比 。 常 汽 油 机 的 压 缩 比 为 6 10， 通 柴 油 机 的 压 缩 比 较高 ， 一 般 为 16 22. 我 们 都 知 道 汽 油 发 动 机 在 运 转时， 进 来 的 通 常 是 汽 油 与 空 气 混 吸 8 合 而 成 的 混 合 气 ，在 压 缩 过 程 中 活 塞 上 行 ，除 了 挤 压 混 合 气 使 之 体 积 缩 小 之 外 ，同 时 也 发 生 了 涡 流 和 紊

20、 流 两 种 现 象 。当 密 闭 容 器 中 的 气 体 受 到 压 缩 时， 力 是 随 着 温 度 的 升 高 而 升 高。 发动 机 的 压 缩 比 较 高， 压 若 压 缩 时 所 产 生 的 气 缸 压 力 与 温度 相 对 地 提 高， 合 气 中 的 汽 油 分 子 能 混 汽 化 得 更 完 全 ，颗 粒 能 更 细 密 ，再 加 上 刚 才 所 说 的 涡 流 和 紊 流 效 果 和 高压 缩 比 所 得 到 的 密 封 效 果，使 得 在 下 一 刻 运 动 中，当 火 花塞 跳 出 火 花 时 就 能 使 得 这 混 合 气 在 瞬 间 内 完 成 燃 烧 的动 作，

21、放 出 最 大 的 爆 发 释 能 量 ，来 成 为 发 动 机 的 动 力 输 出 。反 之 ，燃 烧 的 时 间 延 长 ，能 量 会 耗 费 并 增 加 发 动 机 的温 度 而 并 非 参 与 发 动 机 动 力 的 输 出， 以 我 们 就 可 所 以 知 道 ，高 压 缩 比 的 发 动 机 就 意 味 着 可 具 有 较 大 的 动 力 输 出 。但 是 过 高 的 压 缩 比 对 发 动 机 气 缸 的 要 求 会 更 高 同 时也 会 引 起 爆 燃 等 情 况， 因 此，压 缩 比 是 必 须 控 制 在 一 定 范围 的。2.2.3、 作 功 行 程 当 压 缩 行 程

22、活 塞 接 近 上 止 点 时 ，火 花 塞 电 极 间 产 生 电 火 花 ，将 被 压 缩 的 可 燃 混 合 气 点 燃，燃 烧的 气 体 迅 速 膨 胀， 使 气 缸 内 的 瞬 时 压 力 达 2940kPa-4410kPa ， 温 度 达 1800 -2000 ， 在 高 压 气 体 的 作 用 下 ， 活 塞 被 迫 从 上 止 点 向 下 止 点 运 动 ，通 过 连 杆 ，将 高 压 气 体 的 推 力 传 给 曲 轴 使 之 旋 转 作 功，实 现 热 能 转 变 为 机 械 能。 点 火 系 统中 点 火 时 刻 是 否 准 确 会 影 响 到 发 动 机 的 动 力 性

23、 以 及 混 合 气 的燃 烧 情 况 ，所 以 要 准 确 的 控 制 点 火 时 刻 。在 电 子 控 制 点 火 系 统 中 ，电 控 单 元 对 点 火 提 前 角 的 控 制 分 为 ，发 动 机 起 动 时 点 火 提 前 角 的 9 控 制 和 起 动 后 点 火 提 前 角 的 控 制。（ 1） 发 动 机 起 动 时 点 火 提 前 角 的 控 制 发 动 机 起 动 时 ，电 控 单 元 不 进 行 最 佳 点 火 提 前 角 调 整 控 制 ，而 是 根 据 发 动 机 转 速 信 号 Ne 和 起 动 开 关 信 号 STA， 以 固 定 不 变 的 点 火 提 前 角

24、 点 火 。 当 发 动 机 转 速 超 过 一 定 值 时 （ 大 于 500r/min） 则 自 动 转 入 电 控 单 元 控 制 的 最 佳 点 火 提 前 角 计 算 及 控 制 程 序。（ 2） 起 动 后 点 火 提 前 角 的 控 制 发 动 机 起 动 后， 控 单元 对 最 佳 点 火 提 前 角 的 计 算 和 控 制 一 般 按 电 照 如 下 步 骤 进 行 ： 首 先 根 据 G 信 号 与 Ne 信 号 确 定 初 始 点 火 提 前角 ， 然 后 根 据 发 动 机 转 速 和 负 荷 确 定 基 本 点 火 提 前 角， 后 根 据 有 关 传 感 最 器 的

25、 信 号 确 定 修 正 点 火 提 前 角， 三 项点 火 提 前 角 的 代 数 和 即 为 实 际 这 的 最 佳 点 火 提 前 角。最 佳 点 火 提 前 角 初 始 点 火 提 前 角 基 本 点 火 提 前 角 +修 正 点 火 提 前 角（或 点 火 延 迟 角） 为 了 减 少 有 害 尾 气 的 排 放， 须 要 求 燃 油 混 合 是 达 到 一 个 完 全 燃 烧 的 比 例 ，目 前 ，别 克 汽 车 用 的 都 是 电 控 燃 油 喷 射 系 统 ，电 控 喷 射 系 统 是 以 直 接 与 间 接 测 出 的 空 气 量 信 号 为 基 础 ,计 算 出 发 动

26、机 燃 烧 必 需 的 汽 油 量 ,通 过 喷 油 阀 的 开 启 给 发 动 机 提 供 适 量 的 燃 料 ,控 制 精 通 的 空 燃 比 。电 控 燃 油 喷 射 系 统 的 种 类 有 很 多 ，但 它 们 都 具 有 相 同 的 控 制 原则：即 以 电 控单 元 为 核 心， 以 空 气 流 量 和 发 动 机 转 速 为 控 制 基 础， 以 喷 油 器 、怠 速 空 气 调 整 器 为 控 制 对 象 ，保 证 获 得 与 发 动 机 各 种 工 况 相 匹 配 的 最 佳 混 合 气 成 分 。燃 油 喷 射 系 统 不 仅 满 足 了 动 力 性 ，更 满 足 10 了

27、 社 会 的 需 要（ 有 害 尾 气 大大 的 降 低 了 ） 排 气 行 程 在 作 功 行 程 末 ，活 塞 被 推 到 接 近 下 止 点 时 ，排 气 门 打 开 ，活 塞 由 下 止 点 向 上 止 点 运 动 ，气 缸 内 燃 烧 后 的 废 气 在 活 塞 的 推 动 下 ，经 排 气 门 排 出 气缸，活 塞 到 上 止 点 后 ， 排 气 门 关 闭 ， 这 一 行 程结 束。 排 气 行 程 结 束 时 ，一 个 工 作 循 环 完 成 。只 要 曲 轴 连 续 转 动 ，进 气 、压 缩、作功、排 气 就 能 周 而 复 始 地 循 环 进 行。（图5）发动机示意图 2

28、.2 动 力 控 制 模 块 ECU 和 一 些 传 感 器 ， 执 行 器 简 介别 克 发 动 机 的 控 制 系 统 主 要 是 有 微 处 理 器 参 与 控 制的 系 统，其 中 传 感 器 的 作 用 是 检 测 发 动 机 运 行 的 各 种 工作 参 数 ， 并 送 给 控 制 模 块 ECU， ECU 分 析 传 感 器 信 号 ， 产 生 输 出 控 制 信 号 ， 传 给 执 行 器 ， 其 工 作 流 程 原 理 图 如 下： 在 电 控 系 统 中 ，传 感 器 数 量 越 多 ，检 测 越 准 确 ，执 行 器 越 多 ，控 制 系 统 的 功 能 就 越 强 大

29、，ECU 越 完 善 ，控 制 速 度 越 快 ，控 制 精 度 越 高 ， 它们正常工作，发动机才能正常运转。 2.2.1 动 力 控 制 模 块 ECU 简 介 ECU （Electronic Control Unit） 控 制 单 元 ， 称 “ 行 车 电 脑 ” 、 又 “车载电脑”等。 是 根 据 其 内 存 的 程 序 和 数 据 对 空 气 流 量计 及 各 种 它 传 感 器 输 入 的 信 息 进 行 运 算 、处 理 、判 断 ，然 后 输 出 指 令 ，向 喷 油 器 提 供 一 定 宽 度 的 电 脉 冲 信 号 以控 制 喷 油 量 。 电 控 单 元 由 微 型

30、计 算 机、 输 入、 输 出 及 控制 电 路 等 组 成 。 用 途 上 讲 则 是 汽 车 专 用 微 机 控 制 器， 也 叫 汽 车 专 用 单 片 机 。它 和 普 通 的 单 片 机 一 样 由 微 处 理 器（ CPU） 、存 储 器 （ ROM、 RAM） 输 入 /输 出 接 口 （ I/O） 模 数 转 换 器 （ A/D） 以 及 整 形 、驱 动 等 大 规 模 集 成 电 路 组 成 ，它 具 备 自 诊 断 功 能 ，汽 车 正 常 运 行 时 ，电 子 控 制 单 元 ECU 输 入 、输 出 信 号 的 电 压 值 都 有 一 定 的 变 化 范 围 ，当 某

31、 一 信 号 的 电 压 值 超 出 了 这 一 范 围 ，并 且 这 一 现 象 在 一 段 时 间 不 消 失 ， ECU 便 判 断 为 这 一 部 分 信 号 电 路 有 故 障 。 ECU 把 这 一 故 障 以 代 码 的 形 式 存 入 内 部 随 机 存 储 器，同 时 点 亮仪 表 板 上 的 故 障 指 示 灯， 提 醒 驾 驶 员。 检 修 人 员 则 可 利用 读 出 的 故 障 码， 容 易 知 道 故 障 所 在 。 ECU 的 工 作 电 压 范 围 一 般 在 6.5-16V（ 内 部 关 键 处 有 稳 压 装 置 ） 、工 作 电 流 在 0.015-0.1A、 工 作 温 度 在 零 下 40-80 度 。 能 承 受 1000Hz 以 下 的 振 动 ， 此 ECU 损 坏 的 概 率 非 常 小 ， ECU 中 CPU