故障诊断综合实验指导书

1、故障诊断综合实验实验指导书上海工程技术大学电子电气工程学院自动化（汽车电子工程）（中美合作）专业2016.9实验一 桑塔纳汽油发动机的拆装及故障检测一、实验目的通过实验了解汽车发动机总体构造，为后续实验打下基础。二、发动机基本构造及原理但汽车发动机的总体构造都是由以下机构和系统组成的。1、曲柄连杆机构曲柄连杆机构的作用是能够使活塞的往复直线运动与曲轴的旋转运动相互转换，以满足发动机产生和传递动力的需要。按运动特点它可视为由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组组成。2、配气机构配气机构的作用是根据发动机的工作顺序和工作过程使新鲜空气或可燃混合气定时的进入气缸，并使燃烧后的废气定时的排出气缸。它由气门组

2、和气门传动组组成。3、燃料供给系汽油机燃料供给系的作用是根据发动机的工况，把一定数量汽油和空气混合成全燃比合适的可燃混合气供入汽缸，以供燃烧；柴油机燃料供给系的作用是适时适量地把柴油通过喷油器直接喷入气缸，在气缸内部形成混合气并燃烧。4、润滑系润滑系的作用是向相对运动的零件表面输送定量的清洁机油，以减小摩擦阻力，减轻机件磨损，并清洁和冷却摩擦表面。它由机油泵、机油滤清器、限压阀、润滑油道、机油散热器等组成。5、冷却系冷却系的作用是将受热零件的过多热量及时散发到大气中去，以保证发动机在最适宜的温度状态下正常工作。水冷发动机冷却系一般由水泵、水套、节温器、冷却风扇等组成。6、进排气系统进排气系统的

3、作用是将可燃混合气或新鲜空气均匀的分配到各个气缸中，并汇集各个气缸燃烧后的废气，从排气消声器排除。它由空气滤清器，进、排气歧管，消声器等组成。7、点火系点火系的作用是按规定的时刻及点火顺序点燃汽缸内被压缩的可燃混合气。8、起动系起动系的作用是带动静止的发动机转动，使其转入自行运转。它由起动机及其附属装置组成。9、电源电源的作用是供给发动机点火、电控系统、起动机等用电。它由蓄电池、发电机等组成。汽油机由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、进排气系统、润滑系、冷却系、点火系、起动系和电源组成，即由两大机构、六大系统和电源组成。三、实验设备和仪器1、发动机一台,如图1所示图1 桑塔纳汽油发动机2、

4、发动机拆装专用工具一套，如图2所示图2 桑塔纳汽油发动机拆装工具四、实验步骤1、汽缸盖罩2、进气、排气歧管3、凸轮轴4、皮带5、机油滤清器6、将发动机反向7、机油盘8、活塞9、按步骤将18反向安装五、实验报告1、写出发动机各个组件的主要作用和功能2、能够写出发动机各个组件的具体位置3、对发动机整体的运转方式能够进行说明六、思考问题1、机油滤清器的主要作用？2、发动机拆装的难点是什么？实验二 发动机电控燃油系统构造及故障测试一、实验目的通过实验了解时超发动机电控燃油系统的原理及基本构造2、 试验台架构成模板组成1、时超发动机电控燃油系统模板组成如图3所示图3 时超发动机电控燃油系统模板组成图2、

5、时超发动机电控燃油系统模板组成：（1）时超发动机电控燃油系统模板组件(发动机ECU、点火模块、火花塞、节气门传感器、真空压力传感器、喷油嘴、水温传感器、进气温度传感器、防盗系统、转速传感器、霍尔传感器、OBD-II接口）。（2）故障设置排除装置；（主要是键盘设置故障、自设故障显示灯）。（3）示教板可移动机架；功能简介1、模板图：如图4所示图4 示教板图 1、电源总开关 2、自设故障显示灯 3、设置故障键盘2 模板功能简介（1）本模板可直观的观察时超发动机电控系统的组件，以及组件的结构、可以了解发动机的电控系统由哪些组成。（2）可观察电控发动机各传感器、执行器输入/输出信号、电源、控制信号、工作

6、参数的实时状态，通过模板上的发光二级管，将控制系统动、静态工作过程的电位、时序关系、参数变化，用直观明了的视觉方式表达。（3）转速调节旋钮用来调节转速大小。可以根据不同的转速观察示教板的工作状态。图5 水温、空流、转速调节按钮图（4）水温和空气流量旋钮功能：主要是用来做软故障的设置、是模拟水温在不同的温度下、实验台的工作状态、空流旋钮的功能主要是模拟在不同的空气流量下实验台的工作状态。（5）防盗系统和OBDII接口功能见下图图6 OBD接口图 发动机防盗系统简介：由于汽车门锁具有一定的互开率，降低了汽车的防盗功能，因此人们开发了发动机防盗锁止系统。对于已装有发动机防盗锁止系统的轿车；即使盗车贼

7、能打开车门也无法开走轿车。因为汽车点火钥匙中内装有电子芯片，每个芯片内都装有固定的ID，只有钥匙芯片的ID与发动机一侧的ID一致时，汽车才能启动，相反，如果不一致，汽车就会马上自动切断电路，使发动机无法启动。本实验台的防盗系统主要是教学生学习匹配钥匙，了解发动机的防盗系统。 本实验台OBDII接口功能、主要是用于本实验台在设置故障时、用相关的汽车仪器读取故障。（6）设置故障。 本实验台包括（自设故障显示灯、设置故障键盘）图7 设置故障按钮图 自设故障显示灯主要是用来显示故障。故障设置键盘用来人为设置故障，设置N号故障时，N号设故障显示灯亮，清楚故障时，故障显示灯灭。三、实验步骤 1、示教板启动

8、（1）接通电源；打开电源总开关；（2）调速电机旋钮旋到最左边（转速为最小）； （4）转动点火开关；打到ON位置，观察系统工作状态。打到START位置，观察系统工作状态。（5）把点火开关回位到ON位置。（6）调节调速旋钮，即可改变转速传感器的转速。观察电控系统的工作系统与状态。（7）调节节气门位置，观察发动机工作状态。 2、设置故障（1）故障设置键盘安装在正面板上，如下图所示。图8 键盘结构图（2）在故障设置键盘上直接输入故障代号，即可在控制线路中设置该故障，同时相应故障代号显示灯亮。（3）再按DEL键，即可清除线路中的该故障。（4）本故障设置系统可设置任意复合故障（即可同时设置多个故障，设置方

9、法如2相同），按相应故障代号再按DEL键可清除该故障；故障设置表：键盘号ECU编号ECU编号定义故障定义12373喷油嘴1控制开路480喷油嘴2控制开路558喷油嘴3控制开路665喷油嘴4控制开路715碳罐电磁阀开路825氧传感器信号线（-）开路926氧传感器信号线（+）开路1013空流信号线开路1176霍尔传感器信号线开路1266怠速电机控制开路1359怠速电机控制开路1454进气温度传感器信号线开路1553冷却液传感器信号线开路1663转速传感器信号线开路1756转速传感器信号线开路1868爆震传感器2信号线开路1960爆震传感器1信号线开路2071点火模块控制开路2178点火模块控制开路

10、 设置相应的故障，检测故障对系统工作的影响。 3、读故障码 实验台装有标准的OBDII接口、可以在实验台上直接读取故障。 4、电压表的使用 准备好测试线，一端接电压表，另一端接测试孔，即可从表中读出电压。四、实验报告1、时超发动机电控燃油系统转速波形的读取2、时超发动机电控燃油系统点火电压波形的读取五、思考问题1、时超发动机电控燃油系统电路的工作原理？2、时超发动机电控燃油系统转速波形的解释？实验三 桑塔纳AJR发动机数据流分析与故障诊断一、实验目的通过实验学习时超发动机故障诊断的基本原理及方法二、试验台架构成实验台系统图如图9所示图9 实验台系统图实验台组成如下：1、时超发动机检测实验台（1

11、）全套时超发动机组件（2）信号显示测控台；（3）智能故障设置排除系统；（4）主要参数数码显示系统；（5）实验台机架；2、时超发动机控制电路显示检测板：（1）信号传输线；（2）时超发动机PVC电路图；（3）可移动不锈钢架；3、 台架功能简介控制台简介1、正面图：如图10所示图10 控制台正面图2、正面图简介（1）电脑ECU端口检测孔该检测孔位于ECU输出端口一侧，如图11、12，检测孔1所示。 图11 电脑ECU端口检测孔 图12 检测孔、断路开关接线图（2）传感器/执行器端口检测孔 该检测孔位于传感器/执行器端口一侧，如图13，检测孔2所示。图13 传感器/执行器端口检测孔（3）主要参数数码表

12、显示 正面板的上半部分有六个数码表头，分别是：空气流量，冷却液温度，燃油压力，机油压力，发动机转速，电压检测表。如图16所示：图14 主要参数数码显示4、 操作步骤发动机启动（一）开启前检查1.对发动机进行基本检查（1）电瓶电压12V；（2）防冻液、润滑油、汽油油量符合要求；（3）机组线束连接完好；（4）打开模板灯开关2.合上电源总闸（发动机台架底部）（1）合上电源总闸,仔细观察控制台是否正常。（2）点火开关转至ON挡（暂不转至START），仔细观察控制台是否正常。（二）启动发动机1. 转动点火开关到ON-START位置，启动发动机；2. 调节油门踏板（实验台机架中部），即可改变发动机转速；

13、发动机磨合期严禁轰油门。 图15 故障设置键盘结构、 3启动后要仔细观察所有仪表是否正常，如发现机油压力不正常水 温不正常，要谨慎处理，切勿大意。故障设置和清除1、故障设置键盘结构如图17所示；2把键盘插头（PS/2）插到控制台正面板的故障设置键盘插口中，同时把切换开关打到右侧，打开故障板电源开关，即可用键盘设置故障了。3 单一故障设置：故障设置键盘上直接输入故障代号，如要输入5号故障， 就要先按“0”键，再按“5”键，然后按“Enter即可在控制线路中设置 故障，要输入16号故障，就要先按“1”键，再按“6”键，然后按“Enter” 键即可在控制线路中设置故障同时相应故障代号显示灯亮。4 组

14、合故障设置：故障设置键盘上直接输入05（可以任意数），按“Enter 即可在控制线路中设置5号故障。紧接着直接输入08（可以任意数），再 按“Enter即可在控制线路中设置08号故障，形成两个组合故障。同样方 法可以设置更多位得组合故障。5、 按“8”与“6”键，或者“0”与“0”键，然后按“Enter”键即可清 除控制线路中所设置的所有故障；故障号与电脑端口对应表故障号与电脑端口对应表键盘号ECU编号故障定义12476开路22568开路34开路2660开路471开路2753开路578开路2854开路673开路2963开路780开路3056开路858开路316开路965开路3271短路1013

15、开路3378短路1112开路3413短路1211开路3512短路1315开路3615短路1427开路3726短路1525开路3874短路1626开路3975短路1719开路4076短路1866开路4168短路1959开路4260短路2069开路4353短路2174开路4454短路2275开路4556短路2362开路如何测试线路电压点火开关置位ON（或正常启动），万用表选好电压测试档，测试线与万用表正常连接，黑色测试笔插入控制台上的地线测试孔，红色测试笔插入控制台上所需测试的信号线检测孔，即可测出所需的电压参数值；如何测试波形点火开关正常启动发动机，示波器调好测试档，测试线与示波器正常连接，负极

16、夹与控制台上的地线测试孔牢固相连，正极钩与控制台上所需测试的信号线检测孔牢固相连，经过微调即可观察到所需的参数波形；如何测试电阻点火开关置位OFF，在了解某个传感器（执行器）电路结构的前提下，设置组合故障，即，将所要测试的传感器（执行器）关联的所有线路均设置为断路，测试“传感器/执行器端口检测孔”（如图5）一侧的相关线路检测孔，可以得到所需的电阻值。五、实验报告1、解释爆震传感器、进气水温传感器、进气压力传感器、节气门位置传感器、氧传感器、霍尔传感器的工作原理。2、使用故障诊断仪读取一组AJR发动机的代码并解释六、思考问题1、爆震传感器发生故障对汽车的影响？2、读取发动机的型号并解释？故障代码

17、查询表显示组号屏幕显示说明00基本功能Read measuring value block 01 2 3 4 5 6 7 8 9 101-冷却液温度2-发动机负荷3-发动机转速4-电瓶电压5-节气门角度6-怠速空气质量控制值7-怠速空气质量测量值8-混合气成分控制值（控制值）9-混合气成分测量值（测量值）10-混合气成分测量值（测量值）01基本功能Read measuring value block 11 2 3 41-发动机转速2-发动机负荷（每转喷射持续时间）3-节气门角度4-点火提前角02基本功能Read measuring value block 21 2 3 41-发动机转速2-发动

18、机负荷（曲轴每转喷射持续时间）3-发动机每循环喷射持续时间4-进气质量03基本功能Read measuring value block 31 2 3 41-发动机转速2-电瓶电压3-冷却液温度4-进气温度04怠速稳定Read measuring value block 41 2 3 41-节气门角度2-怠速空气质量测量值（空档位置）3-怠速空气质量测量值（自动变速箱驱动档）4-工作状况Leerlauf 怠速Tetllast 部分负荷Vollast 全负荷Schub 加浓Anreicherung 超速05怠速稳定Read measuring value block 51 2 3 41-怠速转速（

19、测量值）2-怠速转速（规定值）3-怠速控制4-进气质量06怠速稳定Read measuring value block 61 2 3 41-怠速转速2-怠速控制3-混合气控制4-点火提前角07控制和ACF阀系统Read measuring value block 71 2 3 41- 混合气控制2- 传感器电压3- 活性碳罐电磁阀N80占空比4- 油箱净化系统动作时混合气修正因素08调节值Read measuring value block 81 2 3 41-发动机每循环喷射持续时间2-怠速时调节值3-部分负荷时调节值4-油箱净化系统 TE active 活性碳罐电磁阀动作 TE not a

20、ctive 活性碳罐电磁阀关闭 adaption 活性碳罐电磁阀关闭 调节起作用09调节值Read measuring value block 91 2 3 41-发动机转速（测量值）2-混合气控制3-传感器电压4-怠速时调节值10调节值Read measuring value block 101 2 3 41-活性炭罐电磁阀N80占空比2-油箱净化系统动作时进混合气修正因素3-活性炭罐过滤器充满水平4-ACF阀供应空气的比例11汽油消耗Read measuring value block 111 2 3 41-发动机转速2-发动机负荷（曲轴每转喷射持续时间）3-车速4-汽油消耗12汽油消耗R

21、ead measuring value block 121 2 3 41-发动机转速2-电瓶电压3-汽油消耗4-点火提前角13爆震控制Read measuring value block 131 2 3 41-第1缸爆震控制点火滞后角2-第2缸爆震控制点火滞后角3-第3缸爆震控制点火滞后角4-第4缸爆震控制点火滞后角14爆震控制Read measuring value block 141 2 3 41-发动机转速2-发动机负荷（曲轴每转喷射持续时间）3-第1缸爆震控制点火滞后角4-第2缸爆震控制点火滞后角15爆震控制Read measuring value block 151 2 3 41-发动机转速2-发动机负荷（曲轴每转喷射持续时间）3-第3缸爆震控制点火滞后角4-第4缸爆震控制点火滞后角16爆震控制Read measuring value block 161 2 3 41-第1缸爆震传感器信号电压2-第2缸爆震传感器信号电压3-第3缸爆震传感器信号电压4-第4缸爆震传感器信号电压17催化转换器加热Read measuring value block 171 2 3 41-发动机转速2-发动机负荷（曲轴每转喷射持续时间）3-催化转换器加热能量平衡4-点火提