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1、本科学生毕业论文基于数据流分析的电控发动机故障诊断研究系部名称： 汽车与交通工程学院 专业班级： 汽车服务工程 B08-3班 学生姓名： 宋金良 指导教师： 张 毅 职 称： 讲师 黑 龙 江 工 程 学 院二0一二年六月The Graduation Design for Bachelors DegreeDiagnostic studies based on data flow analysis of the electronically controlled engine failure Candidate：Song JinliangSpecialty：Automobile Service
2、Engineering Class：B08-3Supervisor：Lecturer . Zhang YiHeilongjiang Institute of Technology2012-06Harbin黑龙江工程学院本科生毕业论文摘 要随着科学技术水平的不断发展，电子控制系统在汽车中越来越得到广泛地应用，而以往凭借经验和故障码对汽车进行故障诊断的方法已远远不能满足要求。为了避免仅凭经验法，盲目拆卸而造成损失，提高故障诊断的准确率，我们应学会正确的分析和运用“数据流”。本文以1ZZ-FE发动机为研究对象，通过对发动机控制系统的组成和工作原理的分析，主要是各传感器、EFI系统、ESA系统、ISC
3、系统和VVT-i系统的组成和工作原理总结出发动机控制策略。阐述了数据流的分析方法，并对汽车数据流基本参数、燃油控制参数、进气状态参数、供电器和点火参数进行分析。通过设置故障进行数据流的测定，验证发动机的控制策略，总结了基于数据流分析发动机故障的基本流程。在没有数据流超出范围、多个数据流超出范围和个别数据流超出范围多种情况下进行数据流应用方法的研究，并应用本文研究方法，进行典型故障诊断分析。关键词：1ZZ发动机；控制策略；数据流；故障诊断ABSTRACT With the continuous development of scientific and technological level,
4、the electronic control systems in cars has been more widely applied, by virtue of experience and fault code on car fault diagnosis method can not meet the requirements. In order to avoid the empirical method alone, blind demolition, to improve the accuracy of fault diagnosis, we should learn how to
5、correctly analyze and use the data stream. 1ZZ-FE engine, the object of study, by analysis of the composition and working principle of the engine control system, especially components and the principle of each sensor, EFI system, the ESA system, the ISC system and VVT-i system components and the pri
6、nciple summed up the engine control strategy. It shows the way of data flow analysis, and car data stream parameters, fuel control parameters, status parameters of the air intake, power supply and ignition parameters were analyzed. By setting the fault to decide the data flow , verify that the engin
7、e control strategy, summed up the flow of data flow analysis engine failure. In the data stream out of range, multiple data stream beyond the scope and individual data streams to a variety of circumstances beyond the scope of the data stream applications, and application of research methods in this
8、article, the typical fault diagnosis analysis. Keywords: 1ZZ engine; control strategy; data stream; fault diagnosis 目 录摘 要IABSTRACTII第1章 绪论11.1 课题研究的目的和意义11.2 汽车发动机故障诊断技术的研究现状及发展趋势21.2.1 国外研究与应用现状31.2.2 国内研究与应用现状31.3 论文主要研究内容41.4 技术路线和研究方法5第2章 1ZZ-FE发动机电控系统的组成及其控制策略62.1 引言62.2 发动机控制系统62.2.1 控制系统零部件组
9、成62.2.2 EFI控制系统92.2.3 ESA系统132.2.4 ISC系统152.2.5 VVT-i系统162.3 发动机控制策略172.4 本章小结19第3章 1ZZ发动机数据流的测定实验与分析203.1 数据流分析基础203.1.1 数据参数分类203.1.2 获得汽车数据流的方法203.1.3 数据流分析方法213.2 汽车数据流主要参数分析223.2.1 基本参数223.2.2 燃油控制参数243.2.3 进气状态参数253.2.4 供电器和点火参数273.3 数据流测定试验布置方案293.3.1 1ZZ 发动机数据流标准表293.3.2 数据流的测定实验与分析313.3.3 数
10、据流分析发动机故障353.4 本章小结36第4章 数据流应用方法研究374.1 数据流应用方法研究374.1.1 数据流正常范围的研究374.1.2 数据流异常范围的研究384.1.3 个别数据流异常范围的研究404.2 电控发动机故障诊断基本流程414.3 典型故障分析434.4 本章小结44结 论46参考文献47致 谢49附 录50IV第1章 绪 论汽车是一个复杂的机械系统，它由数千种的零件所构成，发动机是汽车的动力源，是汽车的心脏，汽车的一些基本技术性能都直接或间接地与发动机的相关性能相联系。它产生的故障占全车的比例最高(在全车中约占19.8)，单位里程的配件消耗(在全车中约占75.6)
11、、保修工时消耗(在全车中约占24.0)汽车发动机也占首位1，发动机的故障诊断和维修水平在汽车修理中最为重要，因此发动机综合性能的检测对整车性能的了解至关重要。汽车发动机其结构复杂，工作条件恶劣，长期处于各种环境中，承受着各种应力，将以不同规律和不同强度发生变化，性能参数劣化，最终将导致故障。发动机故障是指发动机部分或完全丧失工作能力的现象，通常表现为声响异常、流体泄漏、温度过高、动力下降、油耗过大、工况突变、外观异常、机身振动等。发动机故障诊断技术，是在汽车不解体或不完全解体的前提下，依靠先进的传感器技术与检测技术，采集发动机的各种具有某些特征的动态信息，并对这些信息进行各种分析和处理、区分、
12、识别并确认其异常表现，预测其发展趋势，查明其产生原因、发生部位和严重程度，提出针对性的维修措施和处理方法，并提供公正的、科学的数据。主要对汽车的动力性、经济性、安全性、可靠性以及噪声、污染排放等状况进行检测2。随着汽车用途的日益广泛，保有量的急剧增长，及其结构和技术的不断进步，使汽车检测与诊断技术必须改变比较原始的检测方法，以新的检测诊断技术和方法来保证汽车运行的安全、节能、降低车辆排放和噪声，减少运用、维修成本，以延长经济使用寿命。1.1 课题研究的目的和意义随着当今社会工业化水平的迅猛发展，作为主要生产工具的机械设备不断向大型化、高速化、高精密化的方向发展，结构越来越复杂，工作性能不断改善
13、，自动化程度和生产效率也越来越高。然而，其结构的大型化、复杂化也增加了其发生故障的潜在可能性和故障种类的复杂多样性，一旦设备某部分发生故障，就可能被迫停工停产，直接或间接造成巨大的经济损失，严重的还会毁损整台设备，甚至危及人身安全。因此，对运行中的设备进行状态监测和实时故障诊断，防止或减少故障的发生显得尤为重要3。机械设备故障诊断是识别机器或机组运行状态的科学，它研究的是机器或机组运行状态在诊断信息中的反映4，其本质是一个状态识别的过程。具体来说，它是利用测取机械设备在运行中或相对静止条件下的状态信息，通过对所测信号的分析和处理，并结合诊断对象的历史状况，来定量识别机械设备及其零部件的实时技术
14、状态，并预测异常故障的未来技术状态，从而确定必要的对策的一种技术5。其主要包括三个方面的内容：设备状态信号的采集和故障征兆的提取、故障分类和状态识别以及趋势预测与决策。由于机械设备的故障诊断过程非常复杂，一般情况下，仅仅依靠单一的方法无法有效地解决问题，因此必须从各种相关学科中广泛探求有利于故障诊断的原理、方法和手段，这就使得故障诊断技术呈现多学科交叉融合的鲜明特点。发动机是最常用的动力设备之一，在国民经济和正常生活中起着举足轻重的作用，广泛应用于工业、农业、军事、建筑、交通运输等各个行业，已成为某些行业中不可缺少的关键设备。它具有零部件多且相互关联、运动复杂、工作环境恶劣等特点，因而发生故障
15、的可能性也比较大，而且发生故障后，将会影响机械系统的正常运转，直接或间接地造成巨大的经济损失。目前各企业一般都采用有计划的预防性维修制度，即定时维修，它是根据设备运行的时间来决定是否进行检修。这种定时维修的方法存在一定的盲目性，只要到了规定的运行时间，无论是否有故障都要进行拆检，其中相当一部分属于过剩维修，造成无谓的材料消耗和维修工作量、停产时间及维修费用的浪费。而且，频繁的拆检会破坏各运动副之间原来已经具有的良好润滑条件的摩擦状态，加剧了磨损，并可能由于装配不当而引起新的故障。因此，采用故障诊断技术对发动机运行状况进行监测和诊断，提供其运行状态的信息，及早发现故障征兆，不仅可以避免恶性事故的发生，降低故障率，而且可以根据其运行状态的信息制
