汽车发动机故障诊断系统设计说明书毕业论文毕业设计本科.docx

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汽车发动机故障诊断系统设计说明书毕业论文毕业设计本科

第1章绪论

1.1设计的目的及内容

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，都必须具备曲柄连杆机构、配气机构和燃料供给系统、润滑系统、冷却系统、点火系统、起动系统。

汽车发动机是汽车的心脏，对汽车各方面的影响都很大，对传动系统的故障能进行方便快捷的诊断显得至关重要。

在现代汽车工业飞速发展的今天，各种汽车4S店都采用进口检测设备，而且这些检测设备多数是英文的，这给国内一些没有语言基础的维修人员出了一个大难题，而且现在的维修人员在经过每天劳累的工作后没有精力去看书学习。

汽车发动机故障诊断系统是根据汽车发动机检测与诊断的大量实际维修经验和书本资料中的知识进行汇总和提炼所设计的便于操作的计算机软件。

在维修过程中，该故障诊断系统可以根据用户提供的故障线索，来引导用户逐步了解故障可能发生的原因，进而进行深入诊断，使故障诊断简单化、智能化，最终确定汽车发动机故障的原因，并提出维修建议，用故障诊断系统代替维修案例和维修手册，更利于工作人员的工作。

本课题的主要设计内容是采用可视化语言VB进行界面设计，应用ACCESS编写数据库，然后连接VB和数据库，实现一个界面友好、操作方便的汽车发动机障诊断系统。

该系统能用于实验教学、技能培训以及汽车维修厂进行一般故障的排除。

1.2设计的意义

VisualBasic是Microsoft公司推出的可视化开发环境，是Windows环境下优秀的程序设计工具之一。

它采用面向对象的程序设计技术，提供了开发Windows应用程序的最简捷、最有效的方法。

第2章汽车发动机的介绍

2.1汽车发动机的简介

总的来说，目前发动机由两大机构、五大系统组成

发动机（Engine），又称为引擎，是一种能够把一种形式的能转化为另一种更有用的能的机器，通常是把化学能转化为机械能。

（把电能转化为机器能的称谓电动机）有时它既适用于动力发生装置，也可指包括动力装置的整个机器，比如汽油发动机,航空发动机。

发动机最早诞生在英国，所以，发动机的概念也源于英语，它的本义是指那种“产生动力的机械装置”。

2.2曲柄连杆机构的简介

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。

2.3配气机构的简介

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

2.4燃料供给系统的简介

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；

2.5润滑系统的简介

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。

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。

2.6冷却系统的简介

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。

水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。

2.7点火系统的简介

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，点火系通常由蓄电池、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，火花塞两电极之间的间隙就会被击穿而产生电火花，能够在火花塞两电极间产生电火花所需要的最低电压称为击穿电压；能够在火花塞两电极间产生电火花的全部设备称为发动机点火系。

2.8起动系统的简介

理解这个并不难，要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，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。

2.9发动机的基本工作原理

我们以单缸汽油发动机为例，讲解一下汽油机的工作原理。

气缸内装有活塞，活塞通过活塞销、连杆与曲轴相连接。

活塞在气缸内做往复运动，通过连杆推动曲轴转动。

为了吸入新鲜气体和排出废气，设有进气门和排气门。

活塞顶离曲轴中心最远处，即活塞最高位置，称为上止点。

活塞顶部离曲轴中心最近处，即活塞最低位置，称为下止点。

上、下止点间的距离称为活塞行程，曲轴与连杆下端的连接中心至曲轴中心的距离称为曲轴半径。

活塞每走一个行程相应于曲轴转角180°。

对于气缸中心线通过曲轴中心线的发动机，活塞行程等于曲柄半径的两倍。

活塞从上止点到下止点所扫过的容积称为发动机的工作容积或发动机排量，用符号VL表示。

四冲程发动机的工作循环包括四个活塞行程，既进气行程、压缩行程、膨胀行程（作功行程）和排气行程。

2.9.1进气行程

化油器式汽油机将空气与燃料先在气缸外部的化油器中进行混合，然后再吸入气缸。

进气行程中，进气门打开，排气门关闭。

随着活塞从上止点向下止点移动，活塞上方的气缸容积增大，从而气缸内的压力降低到大气压力以下，即在气缸内造成真空吸力。

这样，可燃混合气便经进气管道和进气门被吸入气缸。

2.9.2压缩行程

为使吸入气缸内可燃混合气能迅速燃烧，以产生较大的压力，从而使发动机发出较大功率，必须在燃烧前将可燃混合气压缩，使其容积缩小、密度加大、温度升高，即需要有压缩过程。

在这个过程中，进、排气门全部关闭，曲轴推动活塞由下止点向上止点移动一个行程称为压缩行程。

压缩终了时，活塞到达上止点，活塞上方形成很小空间，称为燃烧室。

压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比称为压缩比，以ε表示：

压缩比愈大，在压缩终了时混合气的压力和温度便愈高，，燃烧速度也愈快，因而发动机发出的功率愈大，经济性愈好。

但压缩比过大时，不仅不能进一步改善燃烧情况，反而会出现爆燃和表面点火等不正常燃烧现象。

爆燃是由于气体压力和温度过高，在燃烧室内离点燃中心较远处的末端可燃混合气自燃造成的一种不正常燃烧。

爆燃时火焰以极高的速率向外传播，甚至在气体来不及膨胀的情况下，温度和压力急剧升高。

同时，还会引起发动机过热，功率下降，燃油消耗量增加等一系列不良后果。

表面点火是由于燃烧室内炽热表面与炽热处（如排气门头，火花塞电极，积炭处）点燃混合气产生的另一种不正常燃烧（也称为炽热点火或早燃）。

表面点火发生时，也伴有强烈的敲击声（较沉闷），产生的高压会使发动机件负荷增加，寿命降低。

2.9.3作功行程

在这个行程中，进、排气门仍旧关闭。

当活塞接近上止点时，装在气缸盖上的火花塞即发出电火花，点燃被压缩的可燃混合气。

可燃混合气被燃烧后，放出大量的热能，因此，燃气的压力和温度迅速增加，所能达到的最高压力约为3-5Mpa，相应的温度则为2200-2800K。

高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出机械能，除了用于维持发动机本身继续运转而外，其余即用于对外作功。

2.9.4排气行程

可燃混合气燃烧后生成的废气，必须从气缸中排除，以便进行下一个进气行程。

当膨胀接近终了时，排气门开启，靠废气的压力进行自由排气，活塞到达下止点后再向上止点移动时，继续将废气强制排到大气中。

活塞到上止点附近时，排气行程结束。

在排气行程中气缸内压力稍高于大气压力，约为0.105-0.115Mpa。

排气终了时，废气温度约为900-1200K。

由于燃烧室占有一定容积，因此在排气终了时，不可能将废气排尽，留下的这一部分废气称为残余废气。

综上所述，四冲程汽油发动机经过进气、压缩、燃烧作功、排气四个行程，完成一个工作循环。

这期间活塞在上、下止点间往复移动了四个行程，相应地曲轴旋转了两周。

第3章汽车发动机的常见故障的诊断

3.1发动机不能启动或启动困难

3.1.1起动机不转动或转动缓慢

a）检查蓄电池电压。

b）检查蓄电池极柱、导线联接等是否松动。

c）检查启动系，包括点火开关、启动开关、空档启动开关及起动机情况，各部线路是否连接松动。

3.1.2起动机转动正常，但发动机不能启动

a）调出故障码。

b）检查燃油泵工作情况。

c）检查怠速系统是否工作正常（若怠速系统工作不正常，踏下加速踏板时发动机能启动）。

d）检查点火系统，包括高压火花、点火正时情况、火花塞等。

e）检查进气系统有无漏气。

f）检查空气流量计或空气压力传感器是否工作不良。

g）检查喷油器、低温启动喷油器是否工作正常。

h）检查EFI系统电路，包括ECU连接器有关端子。

i）检查机械部分有无故障。

3.2发动机怠速不良

1）调出故障码，分析故障原因。

2）检查进气系统有无漏气情况。

3）检查曲轴箱通风管的PCV阀的工作情况（怠速时，PCV阀应该关闭）。

4）检查节气门上的怠速调整螺钉是否调整正确，若调整螺钉调整不正确，会导致怠速时混合气过稀，导致发动机怠速不稳。

5）检查点火正时情况。

6）检查喷油器喷射情况。

7）检查EFI系统电路及元件工作情况。

8）检查机械系统的状况。

3.3怠速过高

1）检查节气门是否发卡而不能关闭。

2）检查冷启动喷油器是否在继续喷油。

3）检查节气门位置传感器是否输出电压不正确。

4）检查燃油喷射压力是否过高。

5）检查调压器真空传感器软管是否脱落或断裂。

6）检查怠速控制系统和VSV阀是否工作正常。

7）检查喷油器喷油情况及是否滴漏。

8）调出故障码，判断故障原因。

9）对EFI系统电路及元件工作情况。

10）检查点火正时是否不正确。

3.4发动机转速不稳

1）调出故障码，分析故障原因。

2）检查进气系统有无漏气情况。

3）检查燃油泵供油情况，燃油管路的压力是否正常。

4）检查燃油压力调节器是否工作不正常。

5）检查喷油器喷射情况，是否个别喷油器不工作或喷油量不准确。

6）检查点火系统，如点火正时情况、高压火花情况、火花塞积炭等。

7）检查空气滤清器滤芯是否堵塞。

8）检查汽油滤清器滤芯是否堵塞。

9）对EFI系统电路及元件工作情况。

10）检查机械部分，如汽缸压力、气门间隙等。

3.5发动机回火

发动机回火现象大多由于混合气过稀或点火时间过晚所致。

1）调出故障码，分析故障原因。

2）检查进气管有无漏气情况。

3）检查节气门位置传感器输出信号是否正确。

4）检查点火正时情况。

5）检查燃油压力是否过低。

6）检查喷油器喷油时间是否过短。

7）检查喷油器是否发卡堵塞。

8）检查EFI系统电路及元件工作情况，主要有各有关传感器，如氧传感器、水温传感器、进气温度传感器、进气管压力传感器等。

3.6排气管放炮

排气管放炮现象主要由于混合气过浓、个别缸不工作和燃烧时间不正确等燃烧不完全因素造成。

1）调出故障码，分析故障原因。

2）检查点火正时，是否点火时间过晚。

3）检查冷启动喷油器是否仍然喷油或者发生滴漏，并进一步找出原因。

4）低温启动喷油器定时开关失效。

5）个别缸火花塞不点火或火花过弱。

6）检查喷油器，是否存在喷油过量，或者个别缸喷油过多的现象，是否有滴漏。

7）检查燃油压力是否过高，压力调节器是否失效导致回油管路不能打开回油，压力调节器真空传感器软管是否脱落或者断裂。

8）检查空气流量计传感器和节气门位置传感器输出信号是否正确。

9）检查EFI电路及有关传感器的工作情况。

3.7发动机加速不良

1）检查进气管是否漏气。

2）检查点火时间是否过晚。

3）调出故障码，分析故障原因。

4）检查燃油喷射系统，如燃油压力、喷油器工作情况。

5）检查点火系统，尤其是爆震传感器和点火器的工作是否正常。

6）检查节气门位置传感器是否正常。

7）检查EFI电路及与燃油喷射有关的元件的工作情况。

8）检查汽缸压力、气门间隙、火花塞工作情况及配气相位等项目。

第4章设计工具简介

4.1VisualBasic软件的介绍

VisaBasic是Microsoft公司成功的编程语言之一，在全世界拥有数以百万计的用户。

它之所以受到人们的青睐，原因是多方面的，但主要的有两点，一是功能强大，二是容易掌握。

它的出现打破了Windows应用程序的开发由专业的C程序员一统天下的局面，即使是非专业人员也能胜任，并可在较短时间内开发出质量高、界面好的应用程序。

VisualBasic提供的开发环境与Windows具有完全一致的界面，对广大熟悉Windows的用户来说，使用非常方便。

VisualBasic6.0代码效率已经达到了VisualC++水平，加之VisualBasic系统引入面向对象的编程机制，巧妙地将Windows编程的复杂性封装起来，使用窗体和控件等可视界面化设计应用程序，提高了应用程序的开发效率，因而越来越多的高等院校已经将VisualBasic作为非计算机专业甚至计算机专业必修课和选修课，许多学生已经将VisualBasic作为学习面向对象程序设计语言的首选，所以我也将VB作为课程设计的首选软件。

VB的特点：

1．面向对象

VB采用了面向对象设计思想，它基本思路是把复杂的设计问题分解为多个能够完成独立功能且相对简单的对象集合。

所谓“对象”就是个可操作实体如窗体、窗体中命令按钮、标签、文本框等，面向对象编程就是指程序员可根据界面设计要求直接在界面上设计出窗口、菜单、按钮等类型对象并为每个对象设置属性。

2．事件驱动　

在Windows环境下是以事件驱动方式运行每个对象的都能响应多个区别事件，每个事件都能驱动段代码事件过程，该代码决定了对象功能。

通常称这种机制为事件驱动的编程机制。

可由用户操作触发也可以由系统或应用触发例如单击个命令按钮就触发了按钮Click（单击）事件该事件中代码就会被执行，若用户未进行任何操作（未触发事件）则就处于等待状态整个应用就是由彼此独立事件过程构成。

3．软件Software集成式开发

VB为编程提供了个集成开发环境，在这个环境中编程者可设计界面、编写代码、调试程序，直至把应用程序编译成可在Windows中运行的可执行文件，并为它生成。

安装VB集成开发环境为编程者提供了很大方便。

4．结构化设计语言

VB具有丰富的数据类型，是种符合结构化设计思想的语言，而且简单易学，此外作为一种设计语言VB还有许多独到之处。

5．强大数据库访问功能

VB利用数据Control控件可以访问多种数据库VB6．O提供ADOControl控件不但可以用最少代码实现数据库操作和控制也可以取代DataControl控件和RDOControl控件。

6．支持对象链接和嵌入技术

VB核心是对对象链接和嵌入（OLE）技术支持，它访问所有对象的各种思路方法都利用OLE技术，能够开发集声音、图像、动画、字处理、Web等对象于一体的功能强大的软件。

7．网络功能

VB6．O提供了DltTML（DynamictTML）设计工具利用这种技术可以动态创建和编辑Web页面，使用户在VB中开发多功能网络应用软件Software。

8．多个应用向导

VB提供了多种向导：

如应用向导、安装向导、数据对象向导和数据窗体向导，通过它们可以快速地创建区别类型、区别功能应用。

9．支持动态交换、动态链接技术．

通过动态数据交换（DDE）编程技术VB开发应用能和其他Windows应用之间建立数据通信，通过动态链接库技术在VB中可方便地用C语言或汇编语言编写。

10．联机帮助功能

在VB中利用帮助菜单和F1功能键，用户可随时方便地得到所需要帮助信息，VB帮助窗口中显示了有关的举例代码，通过复制、粘贴操作可获取大量举例代码为用户学习和使用提供方便。

4.2Access数据库的介绍

Access2003拥有一套功能强大的应用工具，其完善程度足以满足专业开发人员的需要。

虽然如此，新手也能十分容易的学习和掌握该产品。

通过创建或使用强大的数据库解决方案，您能够更为轻松地组织、访问和共享信息资源。

1.访问和使用来自不同资源的信息。

在熟悉的界面下使用不同格式和来自程序的信息。

2.合并大量数据资源。

Access2003支持多种数据格式，包括扩展标记语言（XML）、OLE、开放式数据库连接（ODBC）和MicrosoftWindowsSharePointServices。

3.链接各种业务系统。

通过表格链接，您可以在Access2003窗体、报表和数据访问页面中同时访问来自多个数据库的数据。

它还能够将来自其他MicrosoftAccess数据库、MicrosoftExcel电子表格、ODBC数据源、MicrosoftSQLServer数据库以及其他的数据库资源的表格进行链接。

4.充分利用企业数据。

SQLServer数据被整合到了您的Access2003解决方案中。

您不需要学习任何Transact-SQL，就可以通过StoredProcedureDesigner（存储过程设计器）创建和修改存储在SQLServer中的简单存储过程。

5.依靠Access2003。

减少错误，并在您需要的时候提供帮助。

6.赋予窗体新的外观。

Access2003支持MicrosoftWindowsXP的主题模式，使您的窗体拥有更协调的外观设计。

7.显示依赖性信息。

快速查找依赖于某一特定数据库对象的表、查询、窗体或报表。

8.帮助消除错误。

新的错误检查功能可以标记出窗体和报表中的常见错误，加快测试和修订的速度。

在完成错误标记后，您可以通过给出的各种选项来更正错误。

这将有助于节省时间，并帮助您创建更为精确的窗体和报表。

9.自动更新属性。

当您改变表格中某个字段的属性时，所有与之相关联的窗体或报表都会自动更新。

10.通过强大的功能来分析您的信息。

您可以将各种控件拖放到Access2003窗体中，用来创建MicrosoftPivotTable或MicrosoftPivotChart视图，或者创建一个电子表格。

11.轻松备份您的信息。

在Access2003中，它将在其他位置保存一份您所操作的数据库的副本。

12.找到您所需要的帮助。

可以通过“开始”（GettingStarted）和“帮助”任务窗格访问Office联机帮助。

它提供了各种帮助和文档资料，这些信息会根据其他用户的要求和问题定期更新。

这些任务窗格中的某些功能需要Internet链接。

更详细的内容请访问Office在线。

13.轻松共享信息。

您设计的窗体和报表可以在旧版的Access中保存和打开，使您能够更轻松地共享信息。

14.更有效地共享信息。

您可以导出或导入数据，或链接到WindowsSharePointServices站点的列表。

这样团队中的其他成员也能够访问到您的数据。

构建这样的站点需要运行了WindowsSharePointServices的MicrosoftWindowsServer2003。

15.使用强大的工具来设计Web页面。

您可以在Web上发布窗体和报表，或将您的信息绑定在一个记录资源上，用来显示、更新和操作您数据库中的数据。

16.使用兼容的文件格式。

Access2003使用Access2000作为新数据库的默认文件格式。

由于Access2002和Access2000可以使用和修改同一个数据库，因此公司可以在保持现有Access用户和解决方法的前提下，轻松升级到Access2003。

第5章基于VisualBasic的汽车发动机故障诊断系统的设计

5.1.Access数据库的建立

利用可视化数据管理器可创建多种类型的数据库，创建步骤如下：

（1）单击“文件”菜单下的“新建”菜单选项，出现数据库类型选择菜单。

单击数据库类型菜单中的MicrosoftAccess将会出现版本子菜单，在版本子菜单中选择要创建的数据库版本，如图5-1所示。

图5-1新建窗体

（2）选择要创建的数据库类型及版本后，出现新建数据库对话框，在此对话框中，输入要创建的数据库名“gz.mdb”，如图5-2所示。

图5-2新建数据库

（3）“数据库窗口”和“SQL语句”窗口此时会出现在可视化数据库管理器窗口中。

“数据库窗口”以树型结构显示数据库中的所有对象，右击激活快捷菜单，执行“新建表”、“刷新列表”等菜单项，如图5-3所示。

图5-3新建数据库表格

（4）在“数据库窗口”中右击，出现快捷菜单，执行“新建表”菜单项便可为数据库添加一个新表。

（5）屏幕上出现“表结构”对话框如图所示。

在这个对话框中，可输入新表的名称并添加字段，也可从表中删除字段，还可以添加或删除作为索引的字段。

现在在“表名称”中输入“常见故障”作为表名，然后单击“添加字段”按钮打开如图所示的“添加字段”对话框向表中添加字段，添加字段如表所示。

在“添加字段”对话框的“名称”文本框输入字段名，然后单击“类型”下拉列表框右边的下拉箭头，选择所需类型，在“大小”文本框中输入字段长度，还可通过设置“允许零长度”复选框和“必要的”复选框来确定字段的这两个属性。

添加一个字段后，单击“确定”按钮，如图5-4所示。

图5-4数据库表结构的建立

（6）添加字段完成后，单击“添加字段”对话框中的“关闭”按钮。

回到如图所示的“表结构”对话框，单击“添加索引”按钮，出现“添加索引”对话框，如图所示，选择索引字段为“1”，输入索引字段“ID”，单击“确定”按钮。

在本窗口中科建立复合索引，选择“1”作为第一索引后，还可选择第二、第三索引字段。

他们在“索引的字段”列表框中以“：

”分隔显示，所有索引添加完成后，单击“关闭”按钮回到“表结构”对话框。

（7）完成上述步骤后，单击“生成表”按钮，就会在“数据框窗口”中出现“gz”表，如图5-5，5-6所示。

图5-5数据库表结构“添加索引”

图5-6生成数据库表格

（8）建另一张表gzm。

要在已经存在的数据库文件内增加一张新表，只需要在数据管理器文件菜单中选择打开数据库命令，其余操作过程与建立数据表的操作相同。

当表建立好后，双击出现在数据库窗口中的“gz和gzm”表名，打开表格输入窗，选择对应命令进行添加、编辑、增删记录等操作。

5.2.VB界面及程序的设计

5.2.1VB界面设计

（1）打开VisualBasic，选择标准exe，新建一个Form1，在Form1上新建3个Label控件。

新建一个欢迎界面，如图5-7所示。

图5-7生成欢迎界面

（2）新建标准exe，新建一个Form2，在Form2上新建3个Commond控件，添加背景图片，新建汽车诊断系统界面，如图5-8所示。

图5-8汽车发动机诊断系统界面

（3）新建标准exe，新建一个Form3，在Form3上新建4个Commond控件，3个Frame控件，1个List控件，2个Text控件，新建汽车发动机故障管理界面，如图5-9所示。

图5-9汽车发动机故障管理界面

（4）新建标准exe，新建一个Form4，在Form4上新建3个Frame控件，3个