汽车发动机自动熄火的诊断与分析
*景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
o industry!一、 引言 （一） 研究目的................................................4 （二） 研究意义................................................4 二、 发动机的原理与构造（一） 两大机构.................................................4 1 曲柄连杆机构................................................4 2 配气机构....................................................5 五大系统.................................................6 1 燃料供给系统................................................6 2 润滑系统....................................................7 3 冷却系统....................................................7 4 点火系统....................................................8 5 起动系统....................................................8三、 常见的故障原因（一） 发动机冷却系统故障.......................................9 1 冷却系统作用................................................9 2 水冷........................................................9 3 冷却液的检查................................................9 4 冷却系统的检修..............................................10 5 节温器的检测................................................10 6 电动风扇热敏开关的检测......................................11 点火系统故障检测.........................................11 1 火花塞的检修................................................11 2 信号发生器及点火控制器的检修................................12四、 故障实例（一） 奥迪A6冷却液温度传感器故障..............................13 松花江突然熄火不能启动...................................13参考文献.........................................................14致谢.............................................................14一、引言1 研究目的 汽车已经成为当今世界必不可少的交通工具，毫无疑问发动机是汽车的核心元件等同于心脏。但随着社会的发展趋势汽车也在全球变得越来越多。根据相关统计数据可知2016年在中国汽车产销量均超2800万辆，但现如今全球燃油储量也已越来越少。有科学家推断世界燃油只够供人类使用20年，因此我们有要研究出更能节省能源也能使用新能源的汽车。随着汽车走进千家万户，我们要懂得在汽车发生故障时能自行解决! 在汽车技术日新月异的今天，汽车电控已经应用到各个系统，同时各种新结构新技术的不断涌现，各种新故障也伴随着不断发生，这也使维修人员面临更艰巨的挑战。 目前世界发动机主流技术有汽油缸内直接喷射技术，根据喷射方式的不同，汽油直喷发动机的发展经过了三代！2 研究意义 汽车已经成为当今世界必不可少的交通工具，根据相关统计数据可知2016年在中国汽车产销量均超2800万辆，随着汽车走进千家万户，我们要懂得在汽车发生故障时能自行解决! 在汽车技术日新月异的今天，电脑控制技术已经应用到车的各个系统，各种新结构、新技术的不断涌现，使汽车维修人员面临着更大的挑战。汽车维修已从以前的那种修理工最好当，怎么拆装怎么装的状况转变成一个技术含量高、难度大的工种。现代的修理技术的特征表现为“七分诊断，三分维修”。发动机的故障的具体方法是多种多样的，关键是如何找出规律，积累经验，把感性认识上升到理性认识，再用理性认识指导维修实践。 现代的汽车发动机大多是电子控制燃油喷射型的汽油发动机， 经常会出现自动熄火的情况，给我们的生活带来众多不便。那是什么原因导致发动机自动熄火呢？让我们带着疑问来探究问题的所在，从中了解到发动机自动熄火的原因，这样在今后我们就可以避免发动机自动熄火后带给我们的麻烦，防患于未然。二、发动机的原理与构造两大机构1 曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是发动机实现工作循环、完成能量转化的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组以及曲轴飞轮组登组成。 在做功行程中，活塞承受燃气压力，在气缸内进行直线运动，然后通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并且通过曲轴对外输出动力，而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又可以把曲轴的旋转运动化成活塞的直线运动。 曲柄连杆机构的作用是提供燃烧场所，把燃料燃烧后产生的气体作用在活塞顶上的膨胀压力转变为曲轴旋转的转矩，不断输出动力。（1）将气体的压力变为曲轴的转矩（2）将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动（3） 把燃烧作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩，以向工作机械输出机械能.如图1.1所示 图1.1汽车发动机曲柄连杆机构示意图2 配气机构 配气机构的功能是依据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启或关闭进气门与排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，同时使废弃从气缸内排出，实现换气过程。 配气机构大多使用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组及气门动组组成。各式配气机构都可分为气门组和气门传动组两大部分。气门组包括气门及与之相关联的零件，其组成与配气机构的形式基本无关。气门传动组是从正时齿轮开始至推动气门动作的所有零件，其组成视配气机构的形式而有所不同，它的功用是定时驱动气门使其开闭。 如图1.2所示 图1.2汽车发动机配气机构示意图（二）五大系统1 燃料供给系统 汽油机燃料供给系统的功能是依据发动机的要求，配制出一定数量与浓度的混合气供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排至大气中；柴油机燃料供给系统的功能是将柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气进行燃烧，最后将燃烧后的废气排出！如图1.3所示 图1.3汽车发动机燃料供给系统示意图2 润滑系统 润滑系统的功能是像相对运动的零件表面输送一定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减少摩擦阻力以及减轻机件的磨损，并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系统一般由润滑油道、机油泵、机油滤清器及一些阀门等组成。润滑系统的设计要根据各种机械设备的特点和使用条件而定，它总是由几种主要元件如液压泵、油箱、过滤器、冷却装置、加热装置、密封装置、缓冲装置、安全装置、报警器等所组成。燃料进入引擎燃烧后，将燃料的内能转换成「功」来使引擎运转，然而并不是所有的「功」都用来驱动引擎的运转，因为引擎中机件间的摩擦会消耗引擎产生的功，而将其转换为热能。为了降低磨擦来保护引擎，必须有一润滑系统来润滑引擎。如图1.4所示 图1.4汽车润滑系统示意图3 冷却系统 冷却系统的功用是将受热零件吸收的部分热量快速散发出去，以保证发动机在最合适的温度状态下工作。水冷发动机的冷却系统一般是由储液罐、水泵、风扇、散热器和节温器等组成。冷却系统按照冷却介质不同可以分为风冷和水冷。如果把发动机中高温零件的热量直接散入大气而进行冷却的装置称为风冷系统。而把这些热量先传给冷却水，然后再散入大气而进行冷却的装置称为水冷系统。由于水冷系统冷却均匀，效果好，而且发动机运转噪音小，目前汽车发动机上广泛采用的是水冷系统。如图1.5所示 图1.5汽车发动机冷却系统示意图4 点火系统 在汽油机中，气缸内的可燃混合气是依靠电火花点燃的，故在汽油机的汽缸盖上装有火花塞，且火花塞头部伸入燃烧室内。可以按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系统，点火系统一般是由电池、启动机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。汽油机在压缩接近上止点时，可燃混合气是由火花塞点燃的，从而燃烧对外作功，为此，汽油机的燃烧室中都装有火花塞。点火系的功用就是按照气缸的工作顺序定时地在火花塞两电极间产生足够能量的电火花。如图1.6所示 图1.6汽车发动机点火系统示意图5 起动系统 要使发动机从静止状态过度到工作状态，必须先用外力旋转发动机的曲轴，使活塞做往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀做功，推动活塞向下运动使曲轴转动，发动机才能自行运转，工作循环才可以自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动怠速运转的全过程，称为发动机的启动，完成发动机启动过程需要的装置，被称为发动机的启动系统。如图1.7所示 图1.7汽车发动机启动系统示意图三、常见的故障原因发动机冷却系统故障1 冷却系统作用 发动机在合适的温度下才能正常的工作，温度过高或过低都不利于发动机的正常工作! 一些情况下充气效率降低并且容易早燃，使动力性能变坏，驱之发动机发生熄火故障。热变形也会使机件配合间隙变小，并且在高温下润滑剂也会变稀，润滑剂的性能也会随之降低，机件磨损也会加剧有可能烧毁。相反太低的问题也能使发动机不能正常工作。 温度高会使机油黏度升高，间接增加了功率消耗。因此发动机冷却系统需要能够根据发动机的温度、转速、负荷的变化随时变化冷却液的强度，保证发动机能够迅速升温并保持在发动机需要的正常温度。对待发动机的不同工作部位，也需要选用不同的冷却强度。同时将发动机工作时产生的热量散发到空气中去，并确保发动机在适宜的温度范围内工作2 水冷 膨胀水箱：有些汽车散热器盖子上会安装有空气阀和蒸汽阀，便于在冷却水温度高时能快速将蒸汽排到空气中，在冷却水温度下降时及时的将外界空气吸进冷却系统。蒸汽阀的开启，会导致冷却水的散发出去。对将使用冷却液的汽车来说，这将造成冷却液的消耗与浓缩。因此汽车在发动机系统中增加了膨胀水箱，使发动机冷却系统与大气隔绝。同样这种结构还能将冷却系统内的水和气分离，避免发生穴蚀的发生。3 冷却液的检查 发动机在冷却状态下，膨胀水箱的液面应在FULL和LOW之间。如果液面低于LOW的刻度，需及时补充冷却液。补充的冷却液要和原来的一样的牌子。冷却液不足时不可以加水，避免冷却水的冰点上升，或者使冷却系统发生腐蚀、结垢等一些不良后果。如果膨胀水箱内没有了冷却液，则应该同时往散热器和膨胀水箱内加冷却液。 往散热器内加冷却液时，应在发动机降温后打开散热盖，以防冷却液喷溅发生事故。4 冷却系统的检修 （1）散热器通常由较薄的铜皮制成，对于散热器上部、下部局部的变形可在凹陷部位焊接一手柄，使劲向外部拉，同时用手锤敲击手柄和凹坑部位，当凹坑复员后，再将手柄脱去。 （2）散热器的清洗，首先将变形的散热器扶正，清理散热片之间的杂物，然后用水枪冲洗散热片的外部。用焊枪加热散热器的焊缝，分别拆卸上水室和下水室。用扁平的铜条插入散热管内，来回推拉，同时用水清洗，以清除散热管的水垢。当散热管全都疏通后，将上水室和下水室重新焊接上去。 （3）散热器漏水的修复：在散热器发生轻微的的渗漏，可以使用散热器补漏器修补。相对于散热器外部的损伤，可以直接焊补，而对于散热器内层的散热管的渗漏，可以将把散热器的两端用焊锡焊死，或者将散热器渗漏的地方截取掉，然后再焊死。 （4）散热器的水压检验：检修后的散热器还必须进行水压检验。向注满水的散热器内充入98kPa的气压，观察散热器内压力是否有所降低，散热器也是否还存在漏水的部位。5 节温器的检测 节温器在发动机水套的出水口处，是控制冷却系统冷却液循环路线的温控阀门地，根据感温介质的不同，可以分为乙醚皱纹筒式节温器与蜡式节温器两种。前一种节温器不起作用时，冷却系统只能进行大循环，在气温较低的时候开车，发动机的水温会有所降低。后一种节温器失效时，冷却系统只能够进行小循环，发动机内的水温会明显有所上升，甚至于开锅。蜡式节温器的使用寿命较长，在发动机上使用比较广泛。 对于用蜡式节温器的发动机，如果发动机工作时水温有明显的严重升高，需对节温器进行检测。将节温悬挂在盛有水的容器内，再检查节温器主阀门的开启温度、全开温度以及升程H，其中只要有一项不符合规定值，就必须要换节温器。 节温器的开启温度在不同的车型上有不同的数值，通常在85℃时开始开启，95℃以上时会达到全开的状态，全开的时候主阀门的升程可达到7mm以上。许多的节温器将这些参数值直接标在节温器外壳上，在测试时可以直接在节温器外壳上直接读取这些参数。6 电动风扇热敏开关的检测 轿车的冷却系统通常采用电动风扇，在散热器的下水室设有热敏开关，因为热敏开关是根据发动机水温控制风扇电动机的工作，当热敏电阻失去功效时，会造成发动机到的水温偏高或者偏低。 一般热敏开关上有三根导线，有一根是常有电的一般情况是黑色或者红色，例外两根是通向风扇电动机的。在检查热敏开关时，需先找出带电的那一根，此外将例外两根导线分别和带电的导线相连，风扇电动机带动风扇分别以低俗和高速运转。 风扇电动机热敏开关的检测，可以采取加热实验的方法，将热敏开关放到盛着水的的容器中加热，然后用万用表的电阻档测量开关的3个插片和另外一个插片应该依次导通。（二）点火系统故障检测1 火花塞的检修 当里面积炭过多或者电极间隙不满足要求时，出直接影响到对缸内混合气体的点火，引起发动机经济性以及动力性的下降，还有排气污染的加重。所以，应该使火花塞处于良好的状态下工作。 火花塞的拆卸：第一应拔下分电器盖上的高压分缸线。拔去分缸线时，需注意分缸线和个火花塞的对应位置关系，以免安装时错乱。拔下分缸线后，应清理火花塞座孔四周的灰尘和油垢，然后再用火花塞套筒卸下火花塞。 拆下火花塞之后，用干净的布遮盖在气缸盖上的火花塞座孔，以防灰尘或者其他物质掉入气缸内。 清楚火花塞积炭：用铜丝刷或者比较窄的刀具来去除火花塞电极之间、火花塞下部绝缘体表面的积炭和油垢。同样也可以用火花塞专用清洁器来清理火花塞。 检查及调整火花塞间隙：检查火花塞下部绝缘体是否纯在有裂纹，中央电极、旁电极是否是否有严重烧损。经过检查，如果存在异常的情况，应及时更换。如果火花塞下部绝缘体、中央电极、旁电极没有损伤，应该检查和调整火花塞电极间间隙。火花塞电极间隙，传统的点火系统为0.7~0.9mm，电子点火系统和微机控制点火系统是1.1~13mm。应用钢丝式专用量具进行测量。火花塞间隙有的不满足规定的数值时，可用专用工具扳动旁电极来进行调整。 若没有专用量具来测量火花塞电极间隙，也可以用钢锯条或者平口起子来代替，钢锯条或者平起口子插入火花塞电极间检测的数值为0.6~0.7。在调节火花塞电极间隙时，如果之间间隙太大时，可用起子木柄轻轻敲打火花塞旁电极；如果是间隙过小，可以将平口起子插入电极间扳动。 安装火花塞：在安装之前，需要进行跳火试验的，将火花塞和高压线连在一起，壳搭铁，打开点火开关，并且转动曲轴，火花塞电极间可以发出蓝色电火花，并伴随点击声，跳火不好的火花塞需要立即更换以防发生意外。装好后应按照点火顺序插上分缸线。 火花塞的选型：火花塞下部绝缘体的温度，其关系到火花塞的工作性能以及使用寿命。当火花塞下部的绝缘体温度为500~700℃时，绝缘体表面聚集的油滴就会立刻蒸发掉，所以把这个温度称之为火花塞的自洁温度或者自净温度。如果火花塞绝缘体下部的温度高过于自洁温度，那么过热的绝缘体就会引燃气缸内的可燃混合气体，这种现象被称之为早燃，若火花塞绝缘体下部的温度低于自洁温度，那么聚集在绝缘体表面的油滴会变为积炭，使火花塞电极短路因而不能产生电火花。 火花塞绝缘体下部的温度和它的长度有关。绝缘体尺寸短受热面积小，吸收的热量也较少，绝缘体的温度就会低；反过来，温度就高。按照绝缘体长度的大小不等，可以将火花塞分为冷型、中型以及热型几种类型。冷型火花塞绝缘体下部的长度大约是8mm，中型火花塞大约是11mm，热型火花塞是18mm. 火花塞绝缘体下部的温度还和发动机的功率、压缩比有关系。大功率、高压缩比的发动机燃烧室的温度高，应该使用冷型火花塞，以免发动机出现早燃；相反，应该使用热型火花塞，以免火花塞的下部产生积炭。并且还有考虑到不同季节对火花塞的影响。夏季发动机进气温度高，发动机的工作温度也经常偏高，容易发生炽热点火的现象，所以应该选用冷型火花塞，冬季进气温度较低，通常发动机工作温度也同样偏低，火花塞容易产生积炭，这也是冬天火花塞经常失效的原因所在，因而应选用热型火花塞。 如果汽车在行驶中经常发动机早燃的敲击声，经过校队点火正时，仍然无法彻底去除时，就应考虑改用冷型火花塞。如果火花塞经常失去作用，并且失效的火花塞有着明显的积炭，在排除了混合气过于浓及发动机烧机油的可能之后，就需要考虑改用热型火花塞。2 信号发生器及点火控制器的检修 传感线圈的检测：拆开分电器和线束两者兼得插接器，用万用表测试其阻值，通常会在150~800Ω之间。若阻值过于大大话就说明传感线圈断路了，断路点一般会在导线接头的焊接处，可以对焊接点重新焊接。 检查信号转子与线圈之间的间隙：用厚薄规检测信号转子与线圈铁芯之间的间隙，应该为0.3~0.5mm，若间隙不符合，可以拧松螺钉进行调整。 光电式信号发生器的检修： ①打开分电器，清理掉光源和光接收器表明的污垢，并且检查线路是否完好。 ②在分电器线路插接器的电源间接入一个12V的电压，转动分电器轴，再测量差接亲的信号输出端的电压，这个通常在0~2V变化。如果没有输出电压，应更换分电器。 点火控制器的检修：点火控制器的检修，可以用间接判断的方法。对使用电磁感应式信号发生器的电子点火系统，可以拆掉分电器盖子上的中央高压线做跳火试验。接通点火开关，然后用起子拨动信号发生器的转子，若中央高压线可以发出电火花，这就表明控制器良好。对于使用霍尔式信号发生器的电子点火系统，同样也可以使用上述的方法来判别。四、故障实例奥迪A6冷却液温度传感器故障 一辆2010款的奥迪A6 2.0L轿车，其装配了BPJ发动机。车行驶了48000km后仪表板显示冷却液温度报警灯报警。 故障诊断与排除 ①先检查发动机的冷却液，看看冷却液是否充足，发动机冷却系统有没有发生泄漏。 ②将发动机故障检测仪接入到发动机电控系统中，登读取到冷却液温度在96℃时，随着发动机的运转，一会功夫冷却液温度达到106℃，而且很快又达到120℃，此时发动机储液罐盖处在不停的冒蒸发气。 ③拆下节温器，进行加温测试，等冷却液温度在100℃以上时，如果阀门无法打开，则表明节温器损坏。 ④拆下水泵检查，水泵没有损坏，就清洗散热器并且更换节温器。开启发动机，发动机冷却液温度在规定范围内，但是仪表盘冷却液温度警报器依然亮着。 ⑤查找奥迪报警系统电路图，发现冷却液温度报警有两个传感器：一个是储液罐内的发动机冷却液位开关，还有一个就是冷却液温度传感器。 ⑥拔下液位开关，将储液罐加水检测，开关不导通，再将储液罐里面的水全部排掉再测量液位开关，开关导通，说明液位开关性能良好，由此可以判断是发动机电子冷却液温度传感器发生故障。 ⑦更换冷却液温度传感器后，仪表盘上报警系统恢复正常，冷却液温度器报警灯不亮，故障排除。松花江突然熄火后不能启动 一辆2010款松花江微型客车，行驶中做错路，在掉转车头的过程中发动机突然熄火，经再次启动时，发现不能点火。 ①首先打开开关进行检测，发现启动机能带的动发动机正常运转，但发动机无法顺利启动，这样的现象通常是没有高压电，于是分别对1缸和3缸进行跳火实验，没有发现高压火花，重新检查点火系统。 ②拔掉点火线圈线束插头并且同时打开点火开关，然后用万用表电压档测量电源电压为12.2V，这个值在正常范围内，而且点火信号端子的电压仅为0.2V。 ③将点火开关拨到启动，让启动机带动发动机正常运转，然后再对两端的电压进行检查，电压5V。可以推断，电脑发出了点火指令，然而高压不跳火，所以点火控制器或者点火线圈有故障。 ④更换新的点火控制器和点火线圈后再启动车，一次启动成功，则故障全部排除。参考文献①左明远. 汽车发动机维修. 化学工业出版社. 2015.10-14 256-264 279-281②刘威. 汽车发动机电子控制系统检修. 机械工业出版社2013③百度图片④李捷. 汽车构造 机械工业出版社.2015.1⑤松花江中意突然熄火后不能启动维修案例分析 电工之家 2016.9⑥张翠 汽车发动机检修 电子工业出版社 2011.8⑦林平 汽车发动机机械系统构造与检修 人民邮电出版社 2011.4⑧吴雷 汽车运用 中文科技期刊数据库 2008⑨于增信 汽车发动机构造、原理与维修 机械工业出版社⑩孔宪峰 汽车发动机构造与维修 高等教育出版社致谢 这次的毕业论文设计总结是在我的指导老师杨培生老师亲切关怀和悉心指导下完成的。从毕业设计选题到设计完成，杨老师给予了我耐心指导与细心关怀，有了杨老师耐心指导与细心关怀我才不会在设计的过程中迷失方向，失去前进动力。杨老师有严肃的科学态度，严谨的治学精神和精益求精的工作作风，这些都是我所需要学习的，感谢杨老师给予了我这样一个学习机会，谢谢! 感谢与我并肩作战的舍友与同学们，感谢关心我支持我的朋友们，感谢学校领导、老师们，感谢你们给予我的帮助与关怀;感谢，特别感谢汽车工程系3年来为我提供的良好学习环境，谢谢!
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