浅析汽车发动机故障的诊断与排除.docx

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浅析汽车发动机故障的诊断与排除

毕业论文

课题名称

浅析汽车发动机故障的诊断与排除

分院/专业

机械工程学院/汽车检测与维修技术

班级

汽维1011

学号

1001083127

学生姓名

蔡舟

指导教师：

陈加国

2013年6月5日

摘要

发动机是汽车的重要组成，是车辆运行的动力来源。

随着其自动化程度的不断提高、工作性能的不断完善，其结构也变得越来越复杂；外加工作环境十分恶劣，因此发动机故障发生的频率增大，并且其诊断难度也不断提高。

这样就使得发动机成为汽车故障诊断与检测的重点对象。

本文介绍了汽车发动机故障诊断的思路；列举了汽车发动机故障诊断的方法；并通过案例阐述了发动机故障排除的基本方法；让我更好的了解到了发动机的结构与维护，为我将来从事汽车行业打下了良好的基础。

关键词：

发动机，诊断，排除

Abstract

Theengineisanimportantcomponentofautomobile,isthepowersourceofvehicleoperation.Withthecontinuousimprovementofworkperformance,thedegreeofautomationofthecontinuousimprovement,itsstructurehasbecomemoreandmorecomplicated;andtheworkingenvironmentisverybad,sotheenginefaultfrequencyincreasing,anditsdiagnosticdifficultyisalsorising.Thismakestheenginebecomethefocusoffaultdiagnosisanddetectionofautomobile.

Thispaperintroducesthefaultdiagnosisofautomobileengineideas;liststhemethodforfaultdiagnosisofautomobileengine;andexpoundsbasicmethodofenginetroubleshootingthroughcase;letmebetterunderstandtheenginestructureandmaintenance,formyfutureisengagedintheautomobileindustryhaslaidagoodfoundation.

Keywords:

engine,diagnosis,troubleshooting

第1章绪论

1.1本课题的背景

现代汽车的技术性能已变得越来越好，结构也变得越来越复杂，同时，故障诊断的难度也有了相应的增加，人们迫切需要提高系统的可靠性、可维修性和安全性，因而有必要建立一个监控系统来监控整个系统的运行状态，不断检测系统的变化和故障信息，进而采取必要的措施，防止事故的发生。

发动机是一个能量转换机构，它关系这汽车动力性、经济性、环保性，它是汽车的心脏汽车之所以能行走全靠它。

至今发动机伴随汽车已经有一百多年历史，在这期间发动机的设计、制造、性能、控制等方面都有了很大的提高但是它的基本原理还是一样的。

发动机的设计者们不断将最新科技融入到发动机中，将发动机变成一个复杂的机电一体化产品。

发动机是汽车的心脏，汽车的动力来源于发动机。

由于使用频繁，发动机也是故障频发的部分。

随着发动机结构越来越复杂，其诊断难度也不断提高，这样就使得发动机成为汽车故障诊断与检测的重点对象。

1.2本课题的目的与意义

本文主要描述了诊断汽车发动机故障时的思路以及诊断汽车发动机故障时的注意事项；介绍了诊断汽车发动机故障的方法；列举了一些比较常见的汽车发动机故障并通过具体案例分析了汽车发动机故障诊断与排除的步骤和方法。

本文的目的是为了让我能对发动机排故有更深刻了解，能更好的处理今后在工作中遇到的问题。

通过对本课题的研究，我对发动机的认识更进一步，能对相应故障做出相应判断，也能对发动机做出合理的保养及维护，使我在今后的工作中能更快速的查找出故障，为我今后的工作打下坚实的基础，让我能以更自信和饱满的态度接受以后工作中的挑战。

1.3本课题的基本内容与重要问题

本文阐述了汽车发动机故障诊断的思路，包括面对故障需要具体问题具体分析以及诊断时的一些注意事项；介绍了汽车发动机故障诊断的方法，包括传统方法和现代方法；列举了一些常见的汽车发动机故障，并简单阐述了对其的诊断与排除，还通过具体案例来分析了发动机故障的诊断与排除的具体过程。

本文的重要问题包括我们在对汽车发动机故障诊断时应具有怎样的思路；如何对汽车发动机故障作出诊断；有哪些汽车发动机故障诊断的方法。

第2章汽车发动机故障诊断的思路

在汽车维修过程中，由于种种原因，很多人在判断故障时失误较多，并不是因为他们技术欠缺，而是在诊断过程中过于急躁，遇到问题不能冷静的思考，找到解决问题的方法。

在确定维修思路前，千万不要忙于动手。

首先要排除杂念，然后再遵循一定的诊断程序。

2.1汽车故障诊断时要注意的问题

查找合适的维修信息。

对于装有自诊断系统的待检查的汽车来说，检查诊断的第一步就是查找合适的维修信息。

必须拥有该汽车的维修手册，不能用推测、猜想，如果实在找不到原车说明书，用同类车型作参考也可以，但要注意数据的差异。

除此之外，最好拥有要维修汽车的服务通报。

同时，必须拥有汽车的电路图和结构图，没有相应的电路图对于诊断计算机系统的故障是很困难的，甚至是不可能的。

制造商提供的维修手册、通用维修手册或电子数据系统中必须载有维修程序信息。

诊断结果可以由专用的输出传感器表明是否有故障，但无法显示故障是出在传感器本身还是出在导线上，必须有合适的检查程序以确定出准确的故障原因。

一本部件位置手册可以帮助找到汽车上的某一个部件，从而节省时间。

积极的查找故障。

有些汽车的间歇性故障是难于诊断的，除非是你检查汽车时正好故障显现。

换句话说，当我们进行诊断测试时，故障症候不出现，故障就难以诊断。

当故障一出现，立即直接到现场去诊断故障。

这一方法对无法启动的故障尤为适用。

如果出现这种情况，应当告知顾客不要再试图启动汽车。

这样做的费用可能偏高，但有时候，这可能是成功诊断故障原因的唯一方法。

　　在汽车检修中，如果计算机装有可拆卸的“可编程只读存储器”，那么必须拥有最新的“可编程只读存储器”刷新的信息。

假如不具备这类知识，而汽车制造商却推荐更换“可编程只读存储器”来修正一项特别的驾驶性能，那么将在检查、诊断上浪费时间。

　　再有一点需要注意的常识是，必须知道发动机的机械故障也能产生诊断故障代码，因此诊断故障代码并不一定是发动机计算机系统某一元件的故障。

例如，如果是由于排气阀烧坏而使汽缸压缩性变差，而诊断故障代码显示的一直是氧传感器提供的缺氧信号。

事实上，大量的油气混合气在这个汽缸内未燃烧，氧传感器能感应到排气气流中附加的氧气。

这时必须能决定到底是传感器故障导致缺氧故障码还是有机械上的原因。

2.2根据故障的性质不同进行不同的维修

汽车维修很重要的一点就是确定故障性质。

根据汽车故障性质、状态的不同采用不同的维修方法。

（1）按工作状态可分为间歇性故障和永久性故障。

间歇性故障就是有时发生、有时消失的故障。

永久性故障是故障出现后，如果不经人工排除，它将一直存在。

（2）按故障程度可分为局部功能故障和整体功能故障。

局部功能故障是指汽车某一部分存在故障，这一部分功能不能实现，而其它部分功能仍完好。

整体功能故障虽然可能是汽车的某一部分出现了故障，但整个汽车的功能不能实现。

（3）按故障形成速度分，有急剧性故障和渐变性故障。

急剧性故障是故障一经发生后，工作状况急剧恶化，不停机修理汽车就不能正常运行。

渐变性故障发展较缓慢，故障出现后一般可以继续行驶一段时间后再修理。

与急剧性故障相类似的一种故障叫突发性故障。

在故障发生的前一刻没有明显的症状，故障发生往往导致汽车功能丧失，甚至危及人身、车辆安全。

（4）按故障产生的后果分，有危险性故障和非危险性故障。

突发性故障和急剧性故障属于危险性故障，常引起汽车损坏，危及到车辆和人身安全，是汽车故障诊断与预防的重点。

渐变性故障属非危险性故障，故障发生后一般可以修复。

2.3汽车诊断时的注意事项

要有详细的汽车诊断参数。

汽车诊断参数是诊断技术的重要组成部分。

在不解体的条件下直接测量结构参数十分困难，因此必须通过状态参数进行描述。

此时用来描述系统、零件和过程性质的状态参数称为诊断参数。

一个结构参数的变化可能引起很多状态参数的变化。

究竟选择哪些状态参数作为诊断参数，应从技术上和经济上综合分析来确定。

合理使用汽车诊断方法。

汽车在工作过程中，各种零件和总成都处于装配状态，无法对其零件进行直接测试，例如汽缸的磨损量、曲轴轴承的间隙等，在发动机不解体的情况下是无法测量的。

因此，对汽车进行诊断时都是采用间接测量，如通过振动、噪声、温度等物理量的测量，来间接诊断汽车的技术状况。

由于采用间接测量方法进行判断，必然会带来一些“不准确性”，例如，发动机工作时，曲轴主轴承的工作状态可分为正常状态和不正常状态两种情况，如果采用机油温度作为判断轴承工作状态的特征，并将油温分为“正常”、“过高”两种情况，则可能会产生误判。

因为机油温度过高，固然可能是由于轴承运转失常所致，但也可能是其它原因（如机油粘度不合适、机油量不足、机油散热器不良等）造成机油温度上升。

“故障树”分析法，是根据汽车的工作特征和技术状况之间的逻辑关系构成的树枝状图形，来对故障的发生原因进行定性分析，并能用逻辑代数运算对故障出现的条件和概率进行定量估计。

这是一种可靠性分析技术，它普遍应用于汽车等复杂动态系统的分析。

树枝图分析法用于汽车诊断，不仅可以分析由单一缺欠所导致的系统故障，而且还可以分析两个以上零件同时发生故障时才发生的系统故障，还能分析系统组成中除硬件以外的其它成份，例如可以考虑汽车维修质量或人员因素的影响。

汽车故障的发生带有随机性，属于偶然性事件，如若建立树枝图，并用它来分析故障，则有助于弄清楚故障发生的机理，除可进行定性分析外，还可以根据树枝图中影响故障发生因素的出现概率，定量地预测出故障发生的可能性（即故障发生的概率）。

除此之外，汽车诊断方法还有其它的一些方法，概括起来有：

经验法、推理法、对比法、替换法、分析法、仪器辅助诊断方法等。

对于汽车维修工来说，具体使用哪一种方法，就要看汽车的故障与原因了。

灵活运用维修案例。

在汽车修理过程中，很多修理工喜欢看案例，但不能照搬案例，那样的话还不如不使用案例，所以要灵活地使用汽车修理案例。

在使用案例过程中要遵循以下原则：

一要看经典案例，目的是了解具有代表性的故障现象与规律；二要看描述生动完整的案例，目的是了解故障诊断思路以及是如何归纳、推理、总结的；三要看典型案例，目的是了解某一车型的同一故障的易发性；四要学习案例的写作与表述，我们很多维修人员会干不会说，会说不会写。

其实写作过程非常有利于思维的条理性锻炼。

总之，对待案例千万不能生搬硬套，要举一反三。

　综上所述，在汽车的诊断过程中，思路很重要，在好的思路下使用正确的诊断方法，对于汽车维修人员来说，能够起到更好的效果。

第3章汽车发动机故障诊断的方法

本人经过半年的顶岗实习，查阅了大量资料，并且通过在实习过程中遇到的一些常见问题以及在岗位指导老师的指导下总结出汽车发动机故障诊断的方法大致能分为传统诊断方法和现代诊断方法。

3.1传统汽车故障诊断方法

（1）万用表诊断：

汽车故障一般分为持续性故障和间歇性故障，万用表诊断主要针对持续性故障，比如电路的断路、短路、电子元件的损坏等。

（2）汽车示波器：

汽车示波器的诞生为汽车修理技术人员快速判断汽车电子设备故障提供了有力的工具无需任何设定和调整就可以直接观察波形了，它的设定调整是全自动的。

（3）专业综合诊断：

专业综合诊断以将单项、分散的检测设备联线建站为特征，使诊断工作成为汽车维修工作中一项新的专门任务。

诊断工作是依靠仪表和设备，在不解体或不拆卸零件的情况下，得到一系列准确数据，并与规定的标准技术参数相比较，以确定汽车零部件是否需要维修或更换。

3.2现代汽车故障诊断方法

随着汽车电子技术的应用和发展，汽车电控系统日趋复杂。

传统的诊断方法和诊断设备无论是精确度和使用方便性，还是对汽车技术发展的适应性，均不能满足用户的需要。

为了提高故障诊断技术，不断完善诊断理论和方法，必须广泛应用各学科的最新发展成果，并且借助于数学工具和计算机。

目前应用的主要方法有：

（1）人工经验诊断法，人工经验诊断即直观诊断，其特点是不需很多设备，在任何场合都可进行，诊断的准确率在很大程度上取决于诊断人员的技术水平。

（2）故障树法，故障树（FTA）法是把故障作为一种事件，按其故障原因进行逻辑分析，绘出树枝图。

树枝图中，每下一级事件都是上一级事件的原因，而上一级事件是下一级事件引起的结果。

（3）故障症状关联表，故障症状关联表描述故障症状和故障部位之间的关系，通常用关联表表示。

表中的行标明故障症状，列标明相关部件或子系统。

当相互关联时，在对应的交叉点作标记；如果资料完整，也可以用1、2、3、4、⋯⋯标出其检查顺序，其中1表示可能性最大的原因，2表示次之，以此类推。

（4）普通仪器设备诊断，普通仪器设备诊断是采用专用测量仪器、设备对汽车的某一部位进行技术检测，将测量结果与标准数据进行比较，从而诊断汽车的技术状况，确定故障原因。

（5）汽车电脑专用诊断设备，汽车电脑专用诊断设备主要用于本公司生产的车系。

如大众公司的V．A．G1551及V．A．G1552、通用公司的Tech一2、本田公司的PGM、雪铁龙公司的FLIT等。

它们不但能读取各系统的故障代码，而且还具备执行元件诊断、部件基本设定与匹配及阅读测量运行数据、清除故障代码等功能。

（6）汽车电脑通用诊断设备，汽车电脑通用诊断设备（如元征X431、车博士、修车王等）把故障诊断的逻辑步骤及判断数据编成程序，由计算机执行各车系的诊断过程。

（7）汽车电脑自诊断系统，一般汽车电脑含有自诊断系统，用于检测信号网的故障。

如有故障，仪表板上的发动机警告灯“CHECK”亮，通知驾驶员汽车存在故障。

系统进入自诊断后，即可通过故障指示灯的闪烁次数读取故障代码。

（8）汽车检测站，在由外观检测、尾气检测、前轮定位检测、制动性能检测、底盘测功、灯光检测等工位和相应检测设备组成的检测流水线上，在标准测试条件和方法下对汽车进行室内检测，将检测数据与标准数据相比较，检查车辆的运行状况。

第4章汽车发动机常见故障的诊断与排除

诊断汽车发动机故障时，需要检测汽油压力与喷射状况，因为汽油压力直接影响到汽油的输送与喷射。

当汽油压力太高时，使汽油与空气的混合比过浓，即喷油过量；而汽油压力太低，也会造成发动机缺油无法运转。

汽油压力的检测能帮助我们发现电子油泵，压力调节器，单向阀，滤清器和回油管道等等方面的问题。

在多点喷射系统，可将相应附件与压力表安装在汽油输送的管道接头上，打开快速连接件的开关，检查汽油压力，快速检测诊断压力调节器的方法是：

当发动机怠速运转时，如果该调节器工作正常，拔下压力调节器上真空管的瞬间，燃油压力表上的读数值应该升高。

当产生发动机不能起动故障时，首先应把点火开关钥匙转到“ON”的位置，在靠近汽油箱的部位倾听汽油泵有无发出“呜......”的工作响声，如果没有，说明电子油泵电路开通，或电子油泵损坏，声音过响，说明泵内缺油，油箱油位偏低，也可能是油泵磨损严重。

另外，有许多车型，当发动机机油压力过低时，会通过机油压力开关，切断电子油泵断电器电源。

有些车辆发生碰撞事故产生的振动，也会将电子油泵电源切断，即安全自保装置起作用。

碰撞振动切断电子油泵电源，有人称它为碰撞保护开关。

切断电源，阻止汽油供应，造成发动机断油熄火。

这种装置往往隐藏在车身的某个部位，有些在行李箱的边测；有些在后座边板的内侧等等。

我们找到这种安全自保装置的恢复开关，可重新按压或拔动此种开关，使车辆恢复正常工作。

在多点喷射系统，当发动机运转时，我们不能直接观察到汽油喷射状况，可用手指触摸喷油器，感觉到它的工作振动，也可用专用听诊器倾听到喷油器的工作声响，也可用万用表检测到线路上电源与脉冲电压的情况。

注意：

（1）所有电喷发动机的怠速过低而不能正常运转时，电脑就会发出指令补偿怠速使之升速或降速，从而调控怠速，所以在进行逐缸断火试验使用动力平衡试验时，务必使点火开关钥匙转为“OFF”或拆卸怠速空气马达的指令电源，以防怠速空气马达在检测时意外地损坏或发生火灾等重性事故。

（2）不允许火花塞高压导线拆卸断开后试火的工作持续时间超过10~15秒，绝大多数发动机晶体管高压点火导线是不提倡拆，卸后跳火，这是因为高压点火导线拆卸后跳火，电阻过大，会造成高压点火线圈与晶体管点火横块的损坏。

（3）不允许未经燃烧的可燃混合气从缸内排入排气管内，引起燃烧，使三元催化净化装置过热受损。

下面是我列举出的两个比较常见的故障分析。

4.1冷起动困难故障排除

当电喷发动机冷起动困难时，首先应检查冷起动喷油器在发动机冷态时是否工作。

现在的许多电控喷射系都有专门的冷起动喷油器装置。

当发动机冷态启动，时间继电器使冷起动喷油器有足够的工作时间，提供补充的汽油帮助起动。

冷起动困难大多数是该装置的时间继电器及线路的元件故障造成，可使用万用表检测冷起动喷油器的电源接头的电源情况，如果冷起动没有电源，应该检查有关线路与电器，如果有电源，则应清洗冷起动喷油器。

4.2怠速工况故障排除

怠速不稳，发动机排气管冒黑烟，是电喷发动机最常见的故障，往往反映出：

汽油与空气的混合比不符合要求，以及大真空渗漏等问题上。

怠速空气马达按照电脑指令控制空气流量，而喷油器按照电脑指令控制油量。

当怠速空气马达工作异常，影响怠速。

还有某些部位的泄漏，如进气支管的泄漏，空调系统的开启等，都会产生怠速问题。

当进气支管内由于泄漏进入过量的空气造成废气，使得进入缸内的混合气变稀，此时电脑收到氧传感器的反馈，发生指令要求加浓混合气，即通过怠速空气马达关闭怠速时，空气旁控通道，同时，氧传感器的失效，进气温度传感器的损坏，空气流量计，或“ECU”故障码没有清除等，都可能影响怠速，在实际工作中，我们经常会遇到这样的问题。

总之，电喷发动机故障诊断与排除，除实践经验外，最主要是要依靠高科技的“发动机电脑检测仪”熟练撑握和使用，“发动机电脑检测仪”可以迅速诊断，排除各种故障，大大提高汽车维修质量，缩短维修时间，创造更好的经济效益。

第5章案例分析

在单位实习期间，我接触到了许多关于汽车发动机故障的事例，同时也查阅了企业内部资料中有关发动机故障的案例。

在请教过岗位指导老师后我将这些实例收集并整理归纳，列出了一个较典型的实例分析。

丰田皇冠轿车高转速动力不足

（1）故障现象

有一辆丰田皇冠轿车，发动机型号为2JZ—GE，总行程25万公理，入厂维修。

车主委托维修车辆时表示车辆动力不足，踩下加速踏板，发动机转速4000r/min左右时，发动机加不起油，转速上不去。

接过该车的维修任务后，师傅首先对该车故障进行确认，将点火开关转到ON位置，发动机故障灯不点亮。

启动发动机，发动机怠速正常，踩下加速踏板，发动机中、低转速时加速性能良好，当转速达到4000r/min时，发动机不能提速，并严重喘气。

（2）故障检测与分析

2JZ—GE型发动机动力不足的原因有以下几方面：

机械方面的故障，如节气门发卡，不能全开，空气滤清器和燃油滤清器堵塞等；电控信号电路故障，如燃油喷射控制、进气系统、点火系统等电控电路；废气再循环（EGR）工作不良。

由于本车不能读取故障码所以师傅先对发动机进行如下检查。

1）打开发动机盖，检查发动机各管路发现无泄漏现象。

2）如果供油不足将影响发动机高速运转，所以检查燃油压力。

关闭发动机，把燃油压力表用三通管连接在汽油滤清器至发动机输油管中间，启动发动机。

怠速时，油压表的燃油压力为270kPa。

加速时燃油压力为270~280KPa，满足260~300KPa的压力范围。

反复加速，直到故障从新出现。

当节气门体阀门打开，发动机不能加速时燃油压力为270~280Kpa，说明燃油压力正常。

3）检测进气岐管压力传感器电压。

打开点火开关，用万用表检测传感器VC-E2电压为5V，PIM-E2电压为3.65V，说明管压进气岐力传感器正常。

4）检测节气门位置传感器。

检查节气门体阀门活动自如，没有卡滞现现象，打开点火开关，用万用表检测传感器的IDL-E2端子电压为0V，稍微扳动节气门体阀门，电压变为12V，正常。

检测传感器VTA-E2端子电压为0.3V，扳动节气门体阀门至全开位置，电压逐渐增大到3.9V，电压正常。

说明节气门位置传感器及线路良好。

5）启动发动机，观察废气再循环装置（EGR）在发动机各工况下工作符合要求。

通过以上检查，虽然未能找到发动机故障，但排除诸多因素对发动机的影响，缩小了发动机可能的故障范围。

考虑到电喷发动机具有自诊断功能，发动机可能存在故障码，师傅接着对发动机故障灯线路进行检修。

拆下组合仪表，发现故障灯以烧坏，换好灯泡后，打开点火开关，故障灯点亮。

装复组合仪表后，用导线短接检查连接器的TE1和E1端子，打开点火开关，故障灯闪亮，输出14号故障码。

14号故障码为点火信号系统故障，故障现象为点火器连接6次没有点火确认信号（IGF）输送到ECU，故障范围为点火器到ECU之间的IGT、IGF电路短路或开路，分电器、点火器、ECU故障。

（3）故障排除

根据14号故障码的故障范围，师傅对点火系统进行检测。

检测点火器与ECU的IGT、IGF连线的导通性，导通性正常，检测其对搭铁的导性，不导通，正常；检测分电器里面的曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器与ECU的NE、G1、G2、G-端子连线的导通性，导通性正常，检测其对搭铁的导性，不导通，正常；检测NE、G1、G2传感器线圈的电阻为：

NE—G-175欧姆、G1—G-170欧姆、G2—G-170欧姆，检测传感器与转子的空气间隙为0.3mm，正常。

启动发动机，在怠速工况下检测NE—G-、G1—G、G2—G-都有脉冲电压产生，检测IGT—E1、IGF—E1也有脉冲电压产生，正常。

通过上述检查未能找到故障原因，发动机加速到4000r/min左右时故障照样产生，中低转速时加速正常，4000r/min左右就产生故障，这时各个信号是否都有脉冲电压产生呢？

师傅决定用示波器进行检测。

接上ADC2000示波器，分别检测NE、G1、G2、IGT、IGF信号的波形，NE、G1、G2、IGT信号随着发动机转速的不断增加，波形连续不断出现，转速4000r/min左右出现故障时波形也正常出现，说明曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、ECU工作正常；IGF信号在中低速时波形正常，当转速4000r/min左右出现故障时，波形出现时有时无周期性变化，用双通道同时接上IGT和IGF信号进行波形比较，IGF信号波形出现时有时无周期性变化时，IGT信号波形正常，说明发动机故障由点火器引起。

根据以上检测分析结果，更换新的同型号点火器后试车，结果故障继续出现。

为什么两个点火器都会引起发动机故障昵？

IGT、IGF波形分析，发动机故障好象超速断油控制。

发动机超速断油控制：

ECU通过发动机转速传感器测得转速大