毕业论文汽车发动机不启动故障诊断与排除.docx
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毕业论文汽车发动机不启动故障诊断与排除
论文题目：
发动机不启动故障诊断与排除
专业班级:
汽车检测与维修1402班
摘要
随着电控燃油喷射技术的发展和维修认识水平的不断提高，现代轿车中在对装有电控燃油喷射发动机的汽车进行维修时，使用故障诊断仪对发动机电控单元（ECU）进行检测，并根据ECU存储的故障代码进行检修，大多数能判明故障可能发生的原因和部位，会给维修人员的工作带来很大的方便。
然而，在对汽车维修时，若仅仅靠故障代码寻找故障，往往会出现判断上的失误。
实际上，故障代码仅仅是ECU认可的一个是或否的界定结论，不一定是汽车真正的故障部位，因此，在对汽车进行维修时应综合分析判断，结合汽车故障的现象来寻找故障部位。
并且有很多故障是不被ECU所记录的，也就不会有故障代码输出，遇到这种情况时，最为可行的办法就是使用故障诊断仪进行数据流的检测，研究发动机静态或动态数据状况，从而找出故障所在[1]。
关键词：
静态数据流，电控发动机，故障诊断，故障排除
1电控发动机的概述
1.1电控发动机的简介
电控发动机不仅要完成化油器所要完成的任务，而且要完成化油器难以完成的任务。
例如，使可燃混合气的空燃比浓度能控制在所需要的范围内。
化油器式发动机油路和电路划分的非常清楚，互相影响不大。
而电控发动机燃油供给系统增加了电子控制部分，这就使得油路和电路相互联系，它不仅影响发动机燃油系的工作，而且还影响发动机的正常运行。
由于电控发动机电子控制装置的增加，这就使发动机的整个结构（包括电控系）更为复杂。
1.2电控发动机的基本组成
（1）电子控制单元
电控单元（ECU）是发动机电子控制系统的核心。
它完成发动机各种参数的采集和喷油量、喷油定时的控制，决定整个电控系统的功能。
（2）传感器
传感器（Sensor）将发动机工况与环境的信息通过各种信号即时、真实的传递到ECU。
换句话说，ECU所了解到的只是一个由诸多信号所构成的发动机。
所以，传感器信息的准确性、再现性与即时性就直接决定控制的好坏。
（3）执行器
电控系统要完成的各种控制功能，是靠各种执行器来实现的。
在控制过程中，执行器将ECU传来的控制信号转换成某种机械运动或电器的运动，从而引起发动机运行参数的改变，完成控制功能[2]。
1.3电控发动机的工作原理
电控发动机的工作原理是以发动机转速和负荷作为反映发动机实际工况的基本信号，参照由试验得出的发动机各工况相对应的喷油量和喷油定时脉谱图来确定基本的喷油量和喷油定时，然后根据各种因素（如水温、油温、大气压力等）对其进行各种补偿，从而得到最佳的喷油量和喷油正时或点火定时，然后通过执行器进行控制输出[3]。
1.4电控发动机的优点
（1）提供更大的控制自由度
电控燃油喷射系统可按照运行工况的不同，对喷油参数（如喷油量、喷油定时、喷油压力、喷油速率等）进行最优的综合控制。
并可考虑各种因素对柴油机性能的影响。
（2）控制功能齐全。
（3）控制精度高，动态响应快。
（4）可以提高发动机动力性、经济性及排放性能。
（5）提供故障诊断功能，使可靠性得以提高。
2电控发动机故障诊断的基本原则、方法及注意事项
2.1电控发动机故障诊断的基本原则
电控发动机的电子控制系统是一个精密而又复杂的系统，其故障的诊断也较为困难。
而造成电控发动机不工作或工作不正常的原因可能是电子控制系统，也有可能是电子控制系统外的其他部分的问题。
故障检查的难易程度也不一样。
如果我们能够遵循故障诊断的一些基本原则，就可能以较为简单的方法迅速找出故障所在，电控发动机故障诊断排除的基本原则可概括为：
（1）先外后内
在发动机出现故障时，先对电子控制系统以外的可能故障部位予以检查。
这样可避免本来是一个与电子控制系统无关的故障，却对系统的传感器、电脑、执行器及线路等进行复杂且又费时费力的检查，即真正的故障可能是较容易查找到却未能找到。
（2）先简后繁
能以简单方法检查的可能故障部位先予以检查。
比如直观检查最为简单，我们可以用看（用眼睛观察线路是否有松脱、断裂；油路有否漏油、进气管路有无破损漏气等）、摸（用手摸一摸可疑线路插接器连接有无松动；摸一摸火花塞的温度、喷油器的振动来判断火花塞、喷油器是否工作；摸一摸线路连接处有无不正常的高温以判断该处是否接触不良等）、听（用耳朵、或借助于起子、听诊器等听一听有无漏气声、发动机有无异响、喷油器有无规律的喀嗒声等）等直观检查方法将一些较为显露的故障迅速地找出来。
直观检查未找出故障，需借助于仪器仪表或其他专用工具来进行检查，也应对较容易检查的先予以检查，能就车检查的项目先进行检查[4]。
（3）先熟后生
由于结构和使用环境等原因，发动机的某一故障现象可能是以某些总成或部件的故障最为常见，先对这些常见故障部位进行检查，若未找出故障，再对其他不常见的可能故障部位予以检查，这样做，往往可以迅速地找到故障，省时省力。
（4）代码优先
电子控制系统一般都有故障自诊断功能，当电子控制系统出现某种故障时，故障自诊断系统就会立刻监测到故障并通过汽车诊断仪检测发动机并以警告灯的行式向驾驶员示警，与此同时以代码的方式储存该故障的信息。
但是对于有些故障，故障自诊断系统只储存该故障代码，并不报警。
因此，在对发动机作系统检查前，应先按制造厂提供的方法，读取故障代码，并检查和排除代码所指的故障部位[5]。
待故障代码所指的故障消除后如果发动机故障现象还未消除，或者开始就无故障代码输出，则再对发动机可能的故障部位进行检查。
（5）先思后行
对发动机的故障现象先进行故障分析，在了解了可能的故障原因有哪些的基础上再进行故障检查。
这样，可避免故障检查的盲目性：
既不会对与故障现象无关的部位作无效的检查，又可避免对一些有关部位漏检而不能迅速排除故障。
（6）先备后用
电子控制系统的一些部件性能好坏，电气线路正常与否，常以其电压或电阻等参数来判断。
如果没有这些数据资料，系统的故障检判将会很困难，往往只能采取新件替换的方法，这些方法有时会造成维修费用猛增且费工时。
所谓先备后用是指在检修该型车辆时，应准备好维修车型的有关检修数据资料。
除了从维修手册、专业书刊上收集整理这些检修数据资料外，另一有效的途径是利用无故障车辆对其系统的有关参数进行测量，并记录下来，作为日后检修同类型车辆的检测比较参数。
如果平时注意做好这项工作，会给系统的故障检查带来方便[6]。
2.2电控发动机故障诊断的基本方法
电控发动机故障诊断的基本方法电控发动机故障诊断按其诊断的深度可分为初步诊断和深入诊断。
初步诊断是根据故障的现象，判断出故障产生原因的大致范围。
深入诊断是根据初步诊断的结果对故障原因进行分析、查找，直到找出产生故障的具体部位。
电控发动机故障诊断按诊断故障所采用的手段，可分为：
直观诊断、利用自诊断系统诊断、简单仪表诊断和专用诊断仪表器诊断等[7]。
（1）直观诊断
直观诊断就是通过人的感觉器官对汽车故障现象进行看、问、听、试、嗅等，了解和掌握故障现象的特点，通过人的大脑进行分析、判断得出结论的诊断方法。
直观诊断方法，也称经验诊断或人工诊断，它的基础是进行故障诊断操作的人员必须首先掌握被诊断系统的结构和工作原理，对其可能产生故障的现象、原因有一定的了解，并能掌握关键部件的检查方法。
对于电控发动机，当发动机工作不正常，而自诊断系统却没有故障代码输出时，尤其需要操作人员以直观诊断法进行检查、判断，以确定故障的性质和产生的部位。
直观诊断方法根据诊断者的经验和对诊断车辆的熟悉程度，在运用的范围上有极大的差别。
经验丰富的诊断专家，可以利用直观诊断方法诊断出发动机可能出现的绝大多数故障，包括对确定故障性质的初步诊断和确定具体故障原因的深入诊断[8]。
（2）直观诊断的主要内容有
1）看，即目测检查，其目的是了解电控发动机的电控系统类型、车型，在进入更为细致的测试和诊断之前，能消除一些一般性的故障原因。
2）问，为了迅速地检查故障源，首先必须了解出现时的情形、条件、如何发生及是否已检修过等与故障有关的情况和信息。
为此，必须认真听客户对故障现象的描述，尽管客户的描术可能被曲解或不全面，也可能是自相予盾的，但它时常有可能把握住问题关键。
最好的做法是：
在倾听客户的初步意见之后，思索一下，进行一次初诊断，随后询问一些有关的问题来帮助确定或否定初步诊断的结论。
3）听，主要是听发动机工作时的声音：
有无爆震、有无敲缸、有无失速、有无进气管或排气管放炮等等。
4）试，主要是维修人员根据前述检查，有针对性地试车，以便进一步确认故障。
（3）利用随车故障自诊断系统诊断
随车诊断是利用汽车上电控系统所提供的故障自诊断功能对电控发动机故障进行诊断的方法，即利用故障自诊断系统调取发动机电控系统的有关故障代码，然后根据故障代码表的故障提示，找出故障所在的方法。
随着电子技术的发展与进步，发动机电控技术所占的比例越来越大，由于电量在测量方面的优越性，使得越来越多的电控系统在设计时，已经考虑到了故障诊断问题，即发动机电控系统中设计有故障自诊断功能，这就为发动机故障诊断提供了极大的方便。
随车自诊断系统通常只能提供与电控系统有关的电气装置或线路故障，一般只能作出初步诊断结构，具体故障原因，还需要通过直接诊断和简单仪器进行深入诊断。
（4）利用简单仪表诊断
利用简单仪表诊断，就是利用以万用表和示波器为主的通用仪表，对电控发动机故障进行诊断的方法。
因为电控系统的各部件均有一定的电阻值范围，工作时有输出电压信号范围和输出脉冲波形，因此用万用表测量元件的电阻或输出电压，用示波器测试元件工作时的输出电压波形，用万用表测量导通性等可判断元器件或线路是否正常。
这种诊断方法的特点是：
诊断方法简单、设备费用低，主要用于对电控系统和电气装置的诊断，因此，这种诊断方法可用于对故障进行深入诊断。
其缺点是：
对操作者的要求较高，在利用简单仪表进行故障诊断时，操作者必须对系统的结构和线路连接情况有相当详细的了解，才可能取得满意的诊断效果[9]。
（5）利用专用诊断仪器诊断
汽车的电子化迫使对汽车故障的诊断手段进行变革，随着汽车电子化的进程，各种汽车专用诊断仪器应运而生。
这些专用诊断仪器大多数为带有微处理器的电子计算机系统，对汽车故障的诊断十分有效，但是由于专用诊断仪器成本较高，因此各种电脑分析仪一般适用于专业化的故障诊断和修理厂家。
2.3电控发动机故障检修注意事项
在进行电控发动机故障检修时，不论发动机是否在运转，只要点火开关接通（ON），决不可断开任何12V电气工作装置。
因为在断开这类装置时，由于任何一线圈的自感作用，都会产生很高的瞬时电压，有可能超过7000V，使电脑及传感器严重受损，不能断开的部分电气装置如下：
蓄电池的任一线缆；混合气控制电磁阀；怠速控制装置（步进电动机）；电磁喷油器；二次空气喷射电磁阀；点火装置的导线；电脑的PROM；任何电脑的导线；鼓风机导线连接器；空调离合器导线等。
对电控系统进行检修时，我们应避免电控系统由于过载而损坏。
电控系统中，电脑与传感器的工作电流通常都比较小，因此，与之相应的电路元器件的负载能力也比较小。
在对其进行故障检查时，若使用输入阻抗较小的检测工具，则可能会因检测工具的使用，造成元器件超载而损坏，为此应特别注意以下几点：
（1）不可用试灯对电控系统的传感器部分和电脑控制单元进行检查（包括对其接线端子的检查）。
（2）除了某些车辆的测试程序中有特殊说明外，一般不能用指针式万用表检查电控系统部分的电阻，而应该用高阻抗的数字式万用表（10M8以上）或是电控系统专用检测仪表。
（3）在装有电子控制系统的汽车上，坚决禁止用搭铁试火或拆线刮火的方法对电路进行检查。
对电控发动机，由于电脑主要是根据空气流量计测得的空气量来控制喷油器的喷油量的，因此进气系统不密封对电喷系统的不良影响要比化油器式发动机影响更大。
特别要注意：
发动机量油尺、润滑油加注口盖、乙烯塑料软管等的脱落会引起发动机运转不稳；当空气流量计与气缸盖之间的进气系统零件脱开、松动或裂开时，均会吸入空气并导致发动机运转不稳[10]。
3电控发动机不能起动故障诊断流程
对于电控汽车发动机无法启动，要从点火系统、燃料供给系统、空气供给系
统、机械方面和ECU等几方面来考虑分析和判断。
具体操作步骤如下：
3.1对点火系统检查
（1）检查各缸是否有火。
拆下火花塞，将分缸线插接上火花塞并搭在缸体上，启动发动机，观察跳火情况是否正常。
也可以用正时灯夹住各缸高压线，观察正时灯的闪烁情况，还可以用点火测试仪进行检查。
（2）有分电器的汽车，如果分缸线无跳火，还要进一步检查中央线是否有火。
若中央高压线有火而分缸线无火，则说明是分电器故障[11]。
应给予更换。
若中央高线也没有火，则需要进行如下检查：
1）检查继电器和保险丝是否良好。
否则更换新件。
2）检查点火线圈。
拔下点火线圈插头，检查点火线圈初级、次级线圈的电阻是否符合标准，否则更换。
3）检查点火器。
检查点火器的电源及搭铁；检查ECU对点火器的脉冲信号、功率晶体管是否导通和截止。
4）检查控制点火的传感器。
检查发动机的曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器和转速传感器，可同时检查空气流量传感器或进气压力传感器等。
如果确定传感器故障，就更换新件。
不能确定的，就先检查传感器到ECU的线路是否导通和ECU给传感器的电源电压[12]。
（3）初步外部观察检查ECU。
是否有变形、泡水、烧焦等。
3.2对油路的检查
（1）检查是否有油。
拆下燃油分配管与进油管的连接处，打开点火开关（不
起动），观察是否有油来。
若无油来，则应进一步检查燃油系统相关元件及其电
路。
首先检查EFI保险丝、EFI继电器，再检查油泵及其电路。
若均良好，则应进一步检查曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、空气流量传感器、进气压力传感器以及ECU。
若有油，就检查油压是否符合标准。
在燃油滤清器到喷油器之间断开并接上油压表，启动发动机，观察油压应在200~300KPa之间，否则进一步检查燃料供给系统相关元件，即燃油泵、滤网、喷油器、燃油滤清器等。
（2）检查喷油器。
1）电阻检测。
低电阻型电阻应为1~3欧，高电阻型电阻应为13~18欧。
如果电阻为无穷大，则应更换新的喷油器。
2）电压的检测：
把点火钥匙打到on档，应有12V左右的电压。
3）控制脉冲的检测：
拆下喷油器插头，并在插头上接上LED灯，启动发动机，LED灯应闪烁。
如果LED灯不闪烁或不发光，说明喷油器电源电路、燃油泵继电器或ECU故障。
4）检查喷油器的堵塞和滴漏[13]。
3.3对气路的检查
（1）空气滤清器是否堵塞。
（2）怠速控制阀是否关闭或卡死。
（3）真空管是否脱落。
（4）各种连接卡箍是否拧紧。
3.4对机械部分的检查
首先看发动机是否能转动，然后用缸压表检查气缸压力，若缸压不在800~1300KPa范围或压差超过标准。
则要检查配气正时、缸垫、正时皮带、活塞环密封性、气门密封性等。
3.5对电脑（ECU）的检查
首先进行外观检查，是否有变形、烧伤、泡水、插脚折断等；然后检查线路、检查电源及搭铁，必要时进行解体检查。
实践证明，汽车电子控制系统故障绝大多数都发生在传感器、执行器、连接器和线束等元件上，ECU出现故障的可能性很小，汽车行驶10万公里，ECU故障约占总故障的1‰。
因此，检查排除电子控制系统故障主要是检修零部件、连接器和线束。
只有确认所有零部件正常之后，才能判定ECU故障[14]。
4常见案例
4.1案例一：
电控发动机冬天无法正常起动故障诊断与排除
故障现象：
一辆捷达王轿车，在入冬后的一天早晨无法起动。
首先进行问诊，车主反映：
前几天早晨起动很困难，有时经很长时间也能起动起来，起动后再起动就一切正常。
一开始在别的修理厂修理过，发动机的燃油压力和气缸压力、喷油嘴、配气相位、点火正时以及火花塞的跳火情况都做了检查，也没有解决问题。
通过对以上项目重新进行仔细检查，同样没发现问题，发动机有油、有火，就是不能起动，到底是什么原因呢?
后来发现，虽经多次起动，可火花塞却没有被“淹”的迹象，这说明故障原因是冷起动加浓不够。
如果冷起动加浓不够，又是什么原因造成的呢？
冷却液温度传感器是否正常呢？
用故障诊断仪检测发动机ECU，无故障码输出。
通过读取该车发动机静态数据发现，发动机ECU输出的冷却液温度为105℃，而此时发动机的实际温度只有2—3℃，很明显，发动机ECU所收到的水温信号是错误的，说明冷却液温度传感器出现了问题。
为进一步确认，用万用表测量冷却液温度传感器与电脑之间线束，既没有断路，也没有短路，电脑给冷却液温度传感器的5V参考电压也正常，于是将冷却液温度传感器更换，再起动正常，故障排除[10]。
这起故障案例实际并不复杂，对于有经验的维修人员，可能会直接从冷却液温度传感器着手，找到问题的症结。
但它说明一个问题，那就是电控燃油喷射发动机系统的ECU对于某些故障是不进行记忆存储的，比如该车的冷却液温度传感器，既没有断路，也没有短路，只是信号失真，ECU的自诊断功能就不会认为是故障。
再比如氧传感器反馈信号失真，空气流量计电压信号漂移造成空气流量计所检测到的进气量与实际进气量出现差异等，都不能被ECU认可为故障。
在这种情况下，阅读控制单元数据成为解决问题的关键。
利用“动态数据流”分析故障动态数据流是指接通点火开关，起动发动机时，利用诊断仪读取发动机电控系统的数据。
这些数据随发动机工况的变化而不断变化，如进气压力传感器的动态数据随节气门开度的化而变化；氧传感器的信号应在0.1V—0.9V之间不断变化等。
通过阅读控制单元动态数据，能够了解各传感器输送到ECU的信号值，通过与真实值的比较，能快速找出确切的故障部位[15]。
4.2案例二：
电控发动机百公里油耗增加故障诊断与排除
故障现象：
一辆桑塔纳1.6i轿车（出租车），百公里油耗增加1L检查与判断。
车主反映：
前几天换了火花塞，调整了点火正时，油耗还是高，通过与车主交流确认不是油品的问题。
于是连接故障诊断仪，进入“发动机系统”，读取故障码为“氧传感器信号超差”，是氧传感器坏了吗？
进入“读测数据块”，读取16通道“氧传感器”的数据，显示为0.01V不变。
氧传感器长时间显示低于0.45V的数值，说明两点：
一是说明混合气稀，二是说明氧传感器自身信号错误。
是混合气稀吗？
通过发动机的动力表现来看，不应是混合气稀，那就重点检查氧传感器，方法是人为给混合气加浓（连加几脚油），同时观察氧传感器的数据变化情况。
通过观察，在连加几脚油的情况下，氧传感器的数据由“0.01V”微变为“0.03V”，也就是说几乎不变，进一步检查氧传感器的加热线电压正常，说明氧传感器损坏。
更换氧传感器，再用诊断仪读其数据显示0.1V—0.9V变化正常，至此维修过程结束。
第二天，车主反映油耗恢复正常，故障排除。
这是一起典型的由氧传感器损坏引起的油耗高的故障[16]。
5结论与展望
5.1结论
发动机不能起动是汽车的一种常见故障，由于其原因复杂、涉及面广，对我们的诊断造成一定困难。
因此对汽车维修人员需要更高的要求。
但在我们许多的维修人员中，对发动机的理论知识、各系统的工作原理不够了解，在分析问题时考虑不全面，同时在分析问题的过程中条理不清晰，不能对症下药，常带一种漫无目的碰运气的心理进行维修，往往花了大钱、更换了许多零件却仍不能解决问题。
本文通过对发动机不能起动的故障现象来进行故障原因分析，再根据故障原因对发动机各个系统进行分析。
这样使得分析问题条理更加清晰，找到症结的所在，直到最后确诊病修复。
随着汽车技术的不断的发展，对汽车维修人员的要求也越来越高。
汽车维修技术人员只有不断学习现代汽车技术相关知识和理论，更好的掌握汽车电子控制系统的保养，故障判断及排除方法，学会使用各种检测仪器设备，不断总结维修经验，提高维修技术水平，才能适合汽车维修技术日新月异的发展。
5.2展望
电控发动机的在未来的发展空间很大，要想提高电控发动机的各方面的性能，主要从以下几个方面着手：
（1）提高控制精度
随着人们环保意识的加强和环境日益恶化，根治汽车排放污染将会被越来越多的人重视。
提高电控发动机的控制精度将会被更多的科研机构放到重要的位置，主要从两方面入手：
1）采集信号的精确度
2）处理信号的精确度
（2）探索新材料
新材料的应用，可以使活塞和缸套之间不使用机油润滑，这样可以减少发动机在后期的尾气排放。
日本等一些国家采用陶瓷做缸套和活塞的研制，不仅可以缓解日益减少的钢铁资源，而且可以减少运动副间的摩擦，提高发动机效率。
（3）使用汽油代用品
使用汽油代用产品， 使用清洁能源将是解决排放污染的一个有效途径，新开发的使用液化气、乙醇、H2等作为替代燃料的发动将得到更加广泛的应用 。
（4）CANBUS总线控制技术更广泛的应用
总线控制不仅可以提高发动机及车辆的可靠性而且可以解决大量的有色金属材料。
总之，电控发动机将会成为一种技术非常密集性的高科技产品方向发展。
致谢
谨向我的论文指导老师宋广辉老师致以最诚挚的谢意！
宋老师不仅在学业上言传身教，而且以其高尚的品格给我以情操上的熏陶。
本文的写作更是直接得益于他的悉心指点，从论文的选题到体系的安排，从观点推敲到字句斟酌，无不凝聚着他的心血。
滴水之恩，当以涌泉相报，师恩重于山，师恩难报。
我只有在今后的学习、工作中，以锲而不舍的精神，努力做出点成绩，以博恩师一笑。
另外，我必须感谢我的父母。
焉得谖草，言树之背，养育之恩，无以回报。
作为他们的孩子，我秉承了他们朴实、坚韧的性格，也因此我有足够的信心和能力战胜前进路上的艰难险阻；也因为他们的日夜辛劳，我才有机会如愿完成自己的大学学业，进而取得进一步发展的机会。
最后，我必须感谢我的朋友，正是因为他们在电脑技术上的无私指引，我才能得以顺利完成该论文。
本论文是在我的指导老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。
他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。
老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。
我还要感谢在一起愉快的度过毕业论文小组的同学们，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。
在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!
最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们!
最后，再次对关心、帮助我的老师和同学表示衷心地感谢！
参考文献
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