汽车故障检测论文

1、XXXX学院汽车故障诊断与检测技术论文题目:MINI N16电控发动机工作原理与检修系别: XXXX学院 专业：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX班级： XXXX班 姓名： XXXXXXXXX 学号： XXXXXXXXXXXXX 指导老师： XXXXXX 目 录前言·························&#

2、183;······································41启动系统的原理与检修·········&#

3、183;····································41.1概述············&#

4、183;···············································41.2 便捷进入起动系统(

5、CAS)···········································51.3 总线端控制····

6、3;·················································51.4

7、启动系统的检修·················································

8、;·52.燃油供给系统的原理与检修··········································52.1燃油泵和燃油泵继电器··

9、··········································62.2喷射阀·······

10、;··················································

11、;·62.3 供油系统的检修···············································

12、;···73 配气机构的原理与检修············································

13、3;73.1概述················································

14、3;···········73.2进气温度和压差传感器····································&#

15、183;·······83.3节气门调节器········································

16、3;···········83.4配气机构的检修·····································

17、;·············84点火系统的原理与检修···································

18、;··········95.车辆总线系统的介绍······································

19、;··········95.1概述·······································

20、;·····················95.2车辆总线特点···························&

21、#183;·························95.3车辆总线故障分析······················&

22、#183;·························106DME的工作原理······················&#

23、183;····························117.实车案例····················

24、·····································117.1 案例1···········

25、83;··············································117.2 案例2··

26、··················································

27、······11总结···········································&#

28、183;···················11参考文献·····························&#

29、183;·····························13N16电控发动机工作原理与检修【摘 要】 本篇论文主要内容是介绍MINI N16电控发动机的主要工作原理，通过分析几个实车案例的故障原因结合实践操作，阐明了引起各种故障的原因及解决方法。【关键词】 发动机 工作原理 故障诊断 故障排除前 言

30、 随着电子技术在汽车发动机上的广泛应用，掌握电控发动机诊断与维修技术显得更加重要。本文主要介绍启动系统、供油系统、点火系统、总线系统、配气机构和发动机控制单元的工作原理和检修方法。1 启动系统的工作原理与检修1.1 概述 电子禁启动防盗装置用于防盗保险和允许起动。在MINI上使用一个新开发的电子禁启动防盗装置。这项创新成果使用一种全新的先进加密方法。为每部车辆分配一个128位长的密码。CAS控制单元和EWS控 制单元通过相同的密码和运算法则彼此识别。如果识别数据正确，则CAS控制单元通过一个位于控制单元中的继电器控制起动马达。同时，CAS控制单元向DME控制单元发送一个已设码的许可信号(交换码

31、)，允许发动机启动。DME控制单元只在已从CAS控制单元接收到一个正确的许可信号时，才会许可起动。这些过程可能导致轻微的起动滞后。通过按压起动-停止按钮开始起动过程。起动马达只受控至发动机运转为止。如果发动机不起动，则约60 秒钟后中止起动过程。图1 便捷登车及起动系统的组件1 EWS4 的便捷登车及起动系统 2 起动机 3 负责点火的总线端15 继电器4 数字式发动机电子系统MEV17/MED17 5 接线盒 6 蓄电池 7 电动转向锁 8 START/STOP 单元1.2 便捷进入起动系统(CAS) 便捷进入及起动系统(CAS)主要有以下系统功能： （1）总线端控制-电子禁启动防盗装置 （

32、2）便捷起动-电动转向锁控制 （3）中控锁的遥控器 （4）中控锁的中央控制 （5）车窗升降机的中央控制 （6）无钥匙便捷上车及起动系统中央控制(CA：便捷上车功能) （7）为远程信息处理服务通过K-CAN唤醒MOST. （8）车辆任务的中央数据源和车辆数据的冗余存储. 1.3 总线端控制 CAS通过起动-停止单元按如下方式控制下列总线端：（1）总线端Kl.R为保证车辆的起动能力，CAS自动关闭总线端,打开和关闭驾驶员侧车门后座位未占用时,8分钟后关闭总线端R。（2）总线端Kl.15CAS为所有电气系统控制总线端15(接通正极电)。（3）唤醒导线(总线端 Kl. 15唤醒)接通总线端15时通过唤

33、醒导线激活PT-CAN上的控制单元(唤醒)。（4）总线端Kl. 50L起动过程中切换到至起动马达的总线端50L。（5）接通的总线端30g的用电器(例如SHD、DSC)连接在总线端30g上。总线端30g由CAS接通。在此通过总线端30g上的用电器断开降低静态电流。1.4 启动系统的检修 起动过程由CAS控制单元执行，只有满足所有起动条件时， CAS才起动发动机。如果在起动过程中不再满足某个条件，则起动过程被取消。主要条件包括（1）正确的钥匙数据，可以通过BMW诊断系统检查遥控器，如果遥控器不工作首先用属于本车的另一个遥控器进行试验如果正常则需要检查遥控器的内电池的充电状态（2）自动变速箱选档杆位

34、置是否在“P”或“N”上并踩制动器（3）电瓶有足够的启动电压2燃油供给系统的原理与检修2.1 燃油泵和燃油泵继电器 Mini车辆的电动燃油泵是一个燃油箱内泵。燃油泵继电器控制电动燃油泵。DME控制单元监控燃油泵继电器的控制。燃油泵继电器只在发动机运行时通过一个安全电路受到控制，以及在总线端Kl.30接通后短时间内受控建压(燃油泵的进油管路)。燃油泵继电器在接线盒中，在总线端Kl. 15接通时通过燃油泵继电器接通电动燃油泵。其最大燃油压力约为5 bar，发动机怠速时油压在3.6bar左右。2.2 喷射阀 Mini轿车使用的是一个多点全序列喷射装置工作。此多点全序列喷射装置有下列优点：（1）为每个

35、气缸最佳制备混合气（2）喷射持续时间与发动机运行状态相匹配(转速、负荷、温度)（3）负荷改变时对气缸有选择性地进行喷射修正(在一个进气行程中可以通过补充喷射、延长或缩短来修正 喷射持续时间)（4）可以有选择性地切断气缸(例如当点火线圈损坏时)（5）可以单独对每一个喷射阀进行诊断。喷射阀安装在气缸上部。在全序列喷射装置上，每个喷射阀都由DME控制单元通过一个专用末级控制。这时可将 各个气缸的喷射时间与运行状态相匹配(转速、负荷和发动机温度)。DME 为喷射阀提供12 V 供电并在接地侧控制喷射阀。控制时间由 DME 计算，主要取决于发动机转速、负荷和冷却液温度。喷射阀与高压喷射阀的工作原理相同。

36、喷射阀上有两个开孔，用于向两个进气门均匀输送燃油。 带有涡轮增压器的车辆使用的是发动机高压喷射阀。高压喷射阀固定在气缸侧面并伸入燃烧室内。此处指的是所谓的直接喷射系统。采用全顺序式燃油喷射系统时，每个高压喷射阀都通过各自的输出级由DME 进行控制。同时根据运行状况（发动机转速、负荷和温度）调节相应气缸的点火时刻。由于必须在极短时间内喷射燃烧所需的燃油量，因此需要达到较高压力。下图为高压喷射阀剖面图。当电流经过线圈（5）时，线圈产生磁场。因此带有衔铁（7）的喷嘴针克服弹簧（4）的弹簧力向阀座（9）内升起，形成喷射阀喷油孔（10）。由于共轨压力与燃烧室压力存在压力差，因此此时将燃油压入燃烧室内。切

37、断电流时，喷嘴针在弹簧力的作用下压入阀座内，切断燃油。喷射阀迅速打开，确保在开启期间开启横截面保持不变并克服共轨压力关闭。喷射的燃油量取决于共轨压力、燃烧室内的背压以及喷射阀开启时间。（如图2）图2 喷射阀组件 控制高压喷射阀时需要大约 100 V 电压。高压喷射阀打开时的恒定电压大约为80 V。通过采用带有大功率电容器的节拍式输出级可使获得的车载网络电压达到85 V 至 100V。在输出级内一直有电流通过，直至达到某一关闭值。关闭后会产生一个感应电压，例如85V，随后这个电压施加在大功率电容器（升压器）上。电容器电流为高压喷射阀提供 2.8 A 至 16 A的供电。DME 在接地侧控制高压喷

38、射阀。2.3 供油系统的检修 检查供油系统应该从一下几方面入手：（1） 确认燃油箱是否有充足的燃油。（2） 测量发动机启动燃油压力，如果没有压力则先检查燃油管路是否有破损漏油，然后需检查燃油泵保险丝和继电器工作是否正常。（3） 检查燃油泵工作是否正常，在启动发动机时听燃油泵电机是否工作。3.配气机构的原理与检修3.1 概述 MINI 发动机仅采用四气门设计。W10 和W11 发动机是最后两款采用每气缸四气门及单凸轮轴（ohc）形式的 MINI 汽油发动机。N12 和 N14 发动机均采用双顶置凸轮轴（dohc）。通过摇臂或压杆两种方式将凸轮轴运动传递到气门上。MINI 的 N12 和 N14

39、发动机采用滚子式气门摇臂。为了确保凸轮轴凸轮与所谓的凸轮随动件（例如滚子式气门摇臂）之间保持正确间隙，需要一个气门间隙调节装置或液压气门间隙补偿器（HVA）。在换气过程中，进气和排气通道通过进气门和排气门周期性地开启和关闭。进气门和排气门使用提升式气门。气门运动的时间和顺序由凸轮轴决定。3.2 进气温度和压差传感器进气温度和压差传感器位于进气集气箱上。此传感器向DME控制单元提供进气系统内的空气温度和压差。空气压力通过传感器外侧上的一个孔到达分析元件。进气压力作用于背面，因此传感器能够识别压差。DME为传 感器提供5 V电压和接地。通过一条信号线将压差信息传送到DME。可分析的压差信号根据压力

40、变化波动。测量范围约0.5至4.5 V，对应于20 kPa (0.2 bar)至250 kPa (2.5 bar)的 压差。DME控制单元利用此传感器信号匹配节气门位置。3.3 节气门调节器节气门调节器固定在进气集气箱上。 DME控制单元计算出节气门位置：根据加速踏板位置以及其它控制单元的扭矩要求。节气门位置在节气门调节器 中由2 个霍尔传感器无接触地监控。节气门调节器由DME控制单元电动打开或关闭。DME为节气门调节器提供5 V电压和接地。2条数据线保证向DME冗余反馈节气门位置信号。怠速控制是由DSC控制单元通过PT-CAN向DME控制单元提供关于行驶速度的信号。该信号被用于多项功能，例如

41、用于怠速 控制。为了进行怠速控制，DME控制节气门调节器。当车辆不停车时，怠速转速被控制到一个固定值(略略高于车辆处于静止状态时的转速)。当行驶速度等于0 km/h时，将调节怠速转速(取决于空调压缩机接通、自动变速箱上挂入行驶档、车灯接通)。3.4 配气机构的检修 检查配气机构应该从一下几方面入手（1） 检查空气滤清器是否堵塞（2） 检查节气门调节器是否卡死，在总线端Kl. 15接通时听节气门是否有阀门开关自检的声音（3） 通过电脑的数据流检查空气流量是否在6.5KG/H到8KG/H之间，如果数据相差很多应该检查空气流量计工作是否正常（4） 检查进，排气凸轮轴的正时是否正常4.点火系统的原理与

42、检修 Mini发动机有4个点火线圈。这些点火线圈通过车载网络电压产生点火高压，以便引燃燃烧室内的混合气。点火顺 序为1 - 3 - 4 - 2。点火线圈通过总线端Kl. 1与DME连接，它是由DME控制单元控制，从点火 开关总线端Kl. 15的过载保护继电器得到总线端Kl. 30。每个点火线圈都安装在一个火花塞上总线端Kl. 15过载保护继电器位于发动机室分电器中。其中点火电路监控是根据点火线圈的初级线圈中的电流监控点火电路。在接通过程中，此电流在某个时间阈值期间在规定值范围内波 动。在点火开关诊断时监控a:点火线圈初级电路b:点火开关电线束c:带火花塞的点火线圈次级电路d:火花持续时间。通过

43、点火电路监控可以识别下列故障：点火线圈初级端短路和点火线圈次级端短路。判断发动机是否点火可以做跳火试验，把发动机其中一个汽缸的点火线圈接上一个备用火花塞接负极，启动发动机检查火花塞顶部是否有火花跳出，这样相当于模拟发动机的正常点火。5车辆总线系统的介绍及分析5.1 概述 车辆中的电子控制单元通过一个网络相互连接。中央网关模块在在这个系统网络中起重要作用。中央网关模块负责 将信息从一个总线系统传递至另一个总线系统。发动机控制和底盘调节系统通过PT-CAN (或PT-CAN2)和FlexRay总线系统与ZGM连接。常用车辆电气系统的 控制单元通过K-CAN和K-CAN2连接。对于信息和通信技术范围

44、内的大部分控制单元来说在MOST用作信息载体使用。车辆诊断通过DCAN连接。通过 访问以太网进行车辆的编程/设码。总网络由保障各个控制单元之间通信的不同的总线系统构成。5.2 车辆各总线特点（1）车身CAN (K-CAN)K-CAN用于部件的低数据传输率通信。KCAN通过中央网关模块也可与其他总线系统连接。一些K-CAN中的控 制单元使用一根LIN总线作为子总线。KCAN的数据传输率为100 kBit/s，并采用双绞线结构(两根绞合的导线)。CAN-High 的电压电平由低变高时为逻辑 0。电压电平再次变低时为逻辑 1。在 K-CAN 上传输一个优势总线电平（优势位）时，CAN-H 与 CAN

45、-L 导线之间的电压差约为 3 V。CAN-H 对地电压可以在 4 至 5 V 之间,CAN-L对地电压可以在 0.5 至 1 V 之间。 K-CAN 网络上的控制单元通过总线来唤醒。因此可以取消以前通过唤醒导线实现的总线端15 唤醒功能。CAN 接收装置直接将唤醒信息传输至控制单元的输出级。输出级接通总线端 30 并将该控制单元唤醒。KCAN可在故障情况下作为单线总线运行。（2）传动系CAN (PTCAN)PT-CAN将发动机控制与变速箱控制以及安全和驾驶者辅助系统范围内的系统相连接。通过连接至各个系统的分支 线构成线型结构。PT-CAN的数据传输率为500 kBit/s，并采用双绞线结构。

46、在 PT-CAN 上该电平只需从 2.5 提高到 4V，而在 K-CAN 上该电平必须从 0.5 提高到4 V。因此显著缩短了信号时间且可以在相同的时间内传输更多信号。总线未启用时低位和高位总线电平为 2.5 V。总线启用时，CAN-Low 的电压电平切换到低位（1.0 V）。而 CAN-High 的电压电平则切换到高位（4 V），从而表现为逻辑 1。（3）底盘控制器区域网络(F-CAN)对于高动力性底盘控制系统（例如动态稳定控制系统 DSC）来说需要迅速提供准确数据，以便能够实时进行校正。F-CAN 将 DSC 传感器和转向角传感器与DSC 控制单元连接在一起。DSC 传感器发送偏转率、纵向

47、和横向加速度信息。转向角传感器将方向盘转角发送给 DSC。F-CAN 的数据传输率（500 kbit/s）和信号电平与 PT-CAN 相同。电码结构与 CAN 协议要求一致且与 PT-CAN 相同。F-CAN 的终端电阻位于 DSC 内和 DSC 传感器内。在 MINI 中 F-CAN 只与 DSC 一起使用。（4）MOST总线系统MOST是一种用于多媒体应用的数据总线技术。MOST总线使用光脉冲用于数据传输，数据传输率为22.5 Mbit/s。其结构为环形结构。环形结构中的数据传输只沿一个方向进行。只有中央网关模块才能实现MOST总线和其它总线系统之间的数据交换。 车辆信息电脑用作主控制单元，其余总线系统的网关是中央网关模块。这些总线系统通过带有不同功率特性的各种总线系统进行控制单元之间的数据交换。通过所谓的网关彼此相连。 5.3车辆总线故障分析 网关的任务是在连接的总线系统之间进行数据交换。一旦在该通信复合结构中出现故障，就会在参与的各控制单元中生成故障存储信息。故障通常被划分为线路故障和 逻辑故障，例如缺少信息。值得注意的是，一般情况下一个故障原因会在不同控制单元中造成多条故障存储信息。存在的测试模块对所有故障存储信息进行评估，对组合出现的故障存储信息进行分析后可找到最可能的故障原因。 此分析限于CAN系统和Byte