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1、第三章 汽车发动机技术状况检测与故障诊断,汽车检测与诊断技术,发动机多数故障发生在油路、电路，由于汽缸活塞组和曲柄连杆组在高温、高压条件下工作，也是故障多发部位。因此，上述系统或机构理应成为发动机技术状况检测诊断的重点。,发动机综合性能检测,发动机电控系统的基本检查和故障自诊断,发动机功率检测,第一节,第二节,第三节,发动机汽缸活塞组检测与诊断,第四节,发动机点火系统检测与诊断,第五节,汽油机燃油供给系统检测与诊断,第六节,柴油机燃油供给系统检测与诊断,第七节,发动机冷却系统检测与诊断,第八节,发动机润滑系统检测与诊断,第九节,发动机异响诊断,第十节,第一节,发动机综合性能检测,发动机综合性能
2、检测仪的基本功能,1,无负荷测功功能； 检测点火系统，包括初级与次级点火波形的采集与处理，平列波、并列波和重叠角的处理与显示，断电器闭合角和开启角、点火电压值、点火提前角的测定等； 机械和电控喷油过程各参数(压力、波形、喷油、脉宽、喷油提前角等)的测定； 进气歧管真空度波形测定与分析； 各缸工作均匀性测定； 起动过程参数(电压、电流、转速)测定； 各缸压缩压力测定； 电控供油系统各传感器的参数测定； 数字万用表功能； 排放污染物分析功能(需附带废气分析仪或烟度计)。,2019/11/13,2,发动机综合性能检测仪的构成和作用,发动机综合性能检测仪的基本组成部分包括信号提取系统、信号处理系统和控
3、制与显示系统。 （1）信号拾取系统：测取发动机有关参数的信号，并把非电量转化为电量。分为直接接触式拾取器、非接触式拾取器、非电量转变成电量传感器和各种转接信号适配器。 （2）信号预处理系统 信号预处理系统也称为前端处理器，其作用是把各种传感器输出的信号经衰减、滤波、放大、整形，转换成标准数字信号送入中央处理器。 车载传感器输出信号分为模拟信号和频率信号两种。 （3）采控与显示系统 发动机综合性能检测仪多为微机控制式，为了捕捉高频信号(如喷油爆震信号等)，检测仪采集卡一般都具有高速采集功能，采样速率可达1020，采样精度不低于10bit，并行 通道。同时，现代采控与显示系统具有存储功能，以使波形
4、回放或锁定，供观察、分析或输出、打印。,发动机电控系统的基本检查和故障自诊断,第二节,1,发动机电子控制系统简介,发动机电子控制系统主要由传感器、电控单元、执行部件组成。传感器的功能是检测发动机运行状态的各种电量、物理量和化学量等参数，并将其转变为电信号通过线路输送给电控单元；执行器的功能是执行电控单元发出的命令，完成某项功能，例如，喷油器的通电时间；电控单元是一种综合控制电子装置，其功用是给各传感器提供参考电压，接受传感器或其他输入装置的电信号，并对所接受的电信号进行存储、计算和分析处理，根据计算和分析结果对执行部件发出指令。 电控发动机的控制系统主要包括电控燃油喷射系统和电控点火系统，此外
5、还包括怠速控制系统、排放控制系统、进气控制系统、增压控制系统、巡航控制系统等。,2019/11/13,2,发动机电子控制系统主要传感器的检测,1、空气流量传感器检测 型电控汽油喷射系统采用空气流量传感器测量空气流量，其类型有：翼片式空气流量传感器、卡门涡旋式空气流量传感器。 （1）翼片式空气流量传感器检测 1）结构及工作原理,翼片式空气流量传感器由测量板、补偿板、复位弹簧、电位计、旁通道、怠速调整螺钉和接线插头等组成，如图3-1 所示，一般安装在进气道上。,图3-1 翼片式空气流量传感器结构 1-进气温度传感器；2-电动汽油泵动触点；3-复位弹簧；4-电位计；5-导线插接器；6-CO 调整螺钉
6、；7-测量用的旋转翼片；8-电动汽油泵开关触点,2019/11/13,发动机运转时，进气气流作用于测量板，使之开启一个角度，与之同轴的电位计轴随之转动，带动可变电阻滑动触头滑动，当作用于测量板上的推力和复位弹簧弹力平衡时，测量板停止转动保持某一开度，电位计经测量端子将相应电压信号输送到电控单元()，确定电阻值，同时测量板偏转使传感器内的电动汽油泵开关触点闭合，电动汽油泵通电运转，发动机熄火后，测量板回转至关闭位置，可变电阻滑动触头保持在相应位置，测量端子输出相应电压信号，同时使电动汽油泵开关断开。,图3-2 翼片式空气流量传感器原理图 1-空气进口；2-进气温度传感器；3-阀门；4-阻尼室；5
7、-缓冲片；6-旋转翼片(测量片)；7-主气路；8-旁通气道,2019/11/13,图3-3 翼片式空气流量传感器插接器端子,进气温度传感器用于测量进气温度，为进气量作温度补偿，翼片式空气流量传感器的工作原理如图3-2所示，其插接器一般有 个端子，如图3-3所示。,2019/11/13,（2）卡门涡旋式空气流量传感器检测 )结构及工作原理 光电式卡门涡旋空气流量传感器由涡流发生器、发光二极管、反射镜、光敏晶体管组成，如图3-4所示。,图3-4 光电式卡门涡旋式空气流量传感器 1-反光镜；2-发光二极管；3-弹簧片；4-光敏晶体管；5-涡旋；6-压力传递孔；7-涡旋发生器；8-整流网,发动机运转时
8、，空气流经涡旋发生器后会产生一列不对称但却十分规则的空气涡旋，涡旋数量与空气流速成正比，发光二极管发出的光束由反射镜反射到光敏三极管上，使光敏晶体管导通，反射镜连同弹簧片在进气涡旋作用下振动(频率与涡旋数量相同)，反射光束方向也以相同频率变化，三极管随光束的变化以同样的频率导通、截止，电控单元根据光敏晶体管导通和截止的频率计算进气量。,2019/11/13,2、进气压力传感器检测 常用进气压力传感器有半导体压敏电阻式进气压力传感器和真空膜盒式进气压力传感器。 (1)半导体压敏电阻式进气压力传感器检测 1)结构及工作原理 半导体压敏电阻式进气压力传感器由硅膜片、集成电路、滤清器、真空室和壳体等组
9、成，如图3-5所示。 发动机工作时，从进气管来的空气流过进气压力传感器的滤清器后作用在硅膜片上，硅膜片产生变形，进气流量越大，进气管压力就越高，硅膜片变形也就越大，使扩散在硅膜片上电阻的阻值改变，导致单臂电桥输出的电压变化，如图3-6所示。 集成电路将电压信号放大处理后送至电控单元，作为计算进入汽缸空气量的主要依据，传感器输出的信号电压具有随进气歧管绝对压力的增大呈线性增大的特点，如图3-7所示。,2019/11/13,图3-5 进气压力传感器的构造 1-硅膜片；2-真空室；3-集成电路；4-滤清器；5-进气端；6-接线端,图3-6 接线端子和测量电桥 )接线端子；)测量电桥 1-搭铁；2-进
10、气温度信号；3- 电压；4-进气压力信号,图3-7 进气管绝对压力与信号电压间的关系,2019/11/13,（2）真空膜盒式进气压力传感器检测 )结构及工作原理 真空膜盒式进气压力传感器由波纹管、铁芯、差动变压器及膜片组成，如图3-8所示。 真空膜盒式进气压力传感器的工作原理如图3-9所示。膜盒由薄金属片焊接而成，内部抽成真空，外部与进气歧管相通，外部压力变化将使膜盒产生膨胀和收缩变化，带动插入感应线圈内部的铁芯联动，感应线圈由两个绕组构成，其中一个与振荡电路相连，产生交流电压，在线圈周围产生磁场，另一个为感应绕组，产生信号电压，当进气压力变化时，膜盒带动铁芯在磁场中移动，使感应线圈产生的信号
11、电压随之变化，该信号电压由电子电路检波、整形和放大后，输送至电控单元，作为确定喷油量的依据。 2）检测方法 真空膜盒式进气压力传感器的常见故障有真空管破裂和电路板损坏。 电源电压检测；输出信号电压检测,2019/11/13,图3-8 真空膜盒式进气压力传感器及端子 1-膜盒；2-感应线圈；3-进气歧管；4-铁芯；5-复位弹簧,2019/11/13,3、节气门位置传感器检测 节气门位置传感器安装在节气门体上，其功用是将节气门开度的大小转变为电信号输入电控单元，然后， 根据发动机不同工况对混合气浓度的需求控制喷油时间。 （1）结构及工作原理 可变电阻型节气门位置传感器由两个与节气门轴联动的电刷触点
12、、电阻器和怠速触点等构成。节气门转动时，一个电刷触点由节气门轴带动在可变电阻器上滑动，测得与节气门开度相对应的线性输出电压信号()，并输送到电控单元， 在节气门关闭时，另一电刷触点与怠速触点()接触，向 输出怠速信号， 信号主要用于断油控制和点火提前角的修正，而 信号用于 对喷油量的控制。 （2）检测方法 可变电阻型节气门位置传感器的常见故障是：传感器电位器滑片与电阻接触不良、怠速触点接触不良等。 怠速触点导通性检测；电阻检测；传感器线束导通性检测；电压检测；输出信号波形检测。,2019/11/13,4、温度传感器检测 发动机温度传感器包括冷却液温度和进气温度传感器，冷却液温度传感器一般安装在
13、缸体冷却液通道或节温器上，把冷却液温度转换为电压信号并输送至电控单元，以修正喷油量和点火时刻，进气温度传感器安装在空气流量传感器或进气管道内，监测进气温度，电控单元 根据进气温度高低修正进气量，进而修正喷油量。 （1）结构及工作原理 温度传感器内的半导体热敏电阻与电控单元 中的固定电阻 串联组成分压器，并由 提供标准电压。温度传感器插接器上有两个端子，分别是信号端子和搭铁端子，其搭铁端子通过 搭铁端子搭铁，进气温度或冷却液温度变化时，热敏电 阻阻值变化，从传感器信号端子输送到 的信号电压随之变化。 （2）检测方法 温度传感器常见故障有接触不良和热敏元件性能变化等。 电阻检测方法； 电压检测方法
14、,2019/11/13,5、曲轴转速(位置)传感器检测 由于曲轴转速和位置检测的基本原理相同，因此曲轴位置传感器通常与曲轴转速传感器制成一体，常用曲轴转速(位置)传感器有磁感应式、霍尔式和光电式，一般装在分电器内，并由分电器轴带动传感器信号转子旋转，其作用是检测发动机曲轴转速和上止点位置，转换为电压信号传递给电控单元；作为修正喷油量及点火时刻的依据。 曲轴转速与曲轴位置传感器的常见故障有：传感器插接器或内部接触不良或短路，感应线圈短路或断路，传感器安装松动或间隙不当。 （1）磁电感应式传感器检测 1）结构及工作原理 磁电感应式传感器由信号转子、永久磁铁、感应线圈等构成，其结构分为上下 两部分，
15、下部分产生的信号称为 信号，而上部分产生的信号称为 信号。 信号用于检测发动机转速，其信号发生器由具有24个齿的信号转子及,2019/11/13,感应线圈组成，当转子旋转时，信号齿与感应线圈的凸缘部(磁头)的空气间隙发生变化，导致磁场变化而产生感应电动势，转子转动一圈，感应线圈将产生24个交流脉冲信号，其中一个周期的脉冲相当于30曲轴转角(15凸轮轴转角)， 信号两个信号脉冲(60曲轴转角)所经历的时间可作为基准确定发动机转速。 信号的作用是检测活塞上止点位置并判别汽缸，其信号发生器由 信号转子及对称的两个感应线圈 和 构成，曲轴每转两圈(分电器轴转一圈)， 和 感应线圈各产生一个脉冲信号，其
16、中一个脉冲信号与 缸活塞位于上止点的时刻相对应，以此为基准，再根据 信号和各缸工作顺序可以确定其他缸曲轴的工作位置。 2）检测方法 电阻检测方法；传感器绝缘性检测方法；输出信号检测方法 （2）霍尔式传感器检测 1）结构及工作原理 霍尔式传感器由触发叶轮、霍尔基片和永久磁体构成。,2019/11/13,触发叶轮转动时，当叶片齿进入永久磁铁与霍尔元件间的空气隙时，磁场被触发叶片所旁路，霍尔元件不产生霍尔电压，当叶片齿转离空气隙时，永久磁铁的磁 通便通过导磁板穿过霍尔元件，产生霍尔电压脉冲信号，经霍尔集成电路放大整形后，输送给电控单元，霍尔电压脉冲信号频率反映发动机转速快慢，而以 缸活塞到达上止点的时刻为基准，可以判断各缸活塞的工作位置，霍尔式传感器电路和接线端子。 2）检测方法 电源电压检测；电阻检测；输出信号电压检测 （3）光电式传感器检测 1）结构及
