基于VB汽车发动机故障诊断系统的设计

1、江苏理工学院毕业设计说明书（论文）基于VB汽车发动机故障诊断系统的设计 序 言自20世纪50 年代汽车技术与电子技术开始结合以来，电子技术在汽车上的应用范围越来越广，特别是70年代后，电子技术领域的集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路的发展，为汽车提供了处理快速、功能强大、性能可靠、成本低廉的汽车电子控制系统。汽车电子控制系统极大地提高了汽车的动力性、经济性、安全性、舒适性，同时能够很好地解决汽车尾气排放问题和节能问题。信息技术革命正在推动汽车技术翻开新的一页。人类将迎来汽车的数字化、汽车的网络化、汽车的智能化，21世纪的汽车将成为一种智能的多媒体。由于电子产品在汽车上的广泛应用，汽车综

2、合性能在不断提升的同时，汽车的疑难杂症也逐渐增多，这对汽车维修人员提出了更高的要求。在汽车的这些故障中，发动机所产生的故障占汽车总故障的19.8%以上，单位里程的配件消耗（在全车中约占24.0%）、保修工时消耗（在全车中约占24.0%）都很多。而发动机是汽车其它机械运动的主要动力来源，其结构越来越复杂、工作条件也越来越苛刻，一旦出现故障将会直接导致汽车无法正常行驶。综上所述，对汽车发动机展开故障诊断技术和系统的设计有着非常重要的现实意义。国外汽车制造技术领先我们几十年，早就出现了类似的故障诊断专家系统或汽车资料数据库系统。我国从20世纪60年代开始研究汽车检测技术，当时由交通部门主持研制了一些

3、简单的诊断设备。70年代末，我国下达了第一个关于汽车维修方面的国家级课题“汽车不解体检测技术”。从此，汽车检测与诊断技术在我国掀开了一个新篇章。进入 80年代后，随着国民经济的发展，在交通部门的统筹规划下，汽车检测诊断技术再一次得到了迅速发展。本课题结合帕萨特发动机的维修手册，构建基于Microsoft Visual Basic6.0系统，亦即是以VB6.0为开发平台，对汽车帕萨特发动机性能中的机械故障、电子故障进行诊断。其中的诊断内容包括常见故障查询、1552代码查询、数据流分析、发动机系统简介、维修工艺简介、案例查询、案例添加等子系统。用户通过这套软件可以较大幅度的提高其自身的维修效率，增

4、强经济效益等。第1章 发动机故障诊断系统的总体构思1.1 VB软件介绍1.1.1 VB简介Basic语言（Beginners All-purpose Symbolic Instruction Code，初学者通用符号指令代码）是高级程序设计语言中的一种，它由美国Dartmouth大学的两位教授John G.Kemeny和Thomas E.Kurtz共同设计，是一种通用的计算机语言，简单易学，人机对话方便，在全球范围内得到了广泛的应用。Visual Basic语言是在Microsoft公司的Windows操作系统平台上运行Basic语言。Visual Basic大大简化了用户人机界面的设计，利用

5、Visual Basic程序员可以非常简便地设计应用程序的人机界面。通过事件驱动机制，用户在人机界面上的任何操作都会自动转为相应的代码进行处理。程序员可以将精力集中在程序功能的设计上，不必像以前那样耗费大量的精力为人机界面编写代码。例如，当用鼠标单击一个按钮时，只需要编写一段代码来告诉计算机单击按钮时执行哪些命令。因此在程序设计中，Visual Basic比以往的任何工具都简单、快捷。Visual Basic6.0还提供了OLE（Object Linking and Embedding,对象的连接与嵌入）功能。利用这项功能在Visual Basic6.0的应用程序中，可以使Windows其他应

6、用程序对象的某些功能得以实现。例如，用户在建立一个Visual Basic应用程序的时候，可以使用Access建立一个数据库。此外，Visual Basic6.0中的数据访问特性还允许对SQL Server或其他企业级数据库系统的大部分数据库格式建立数据库和前端应用程序，并可以调整服务器端软件。1.1.2 VB开发环境的介绍1菜单Visual Basic6.0的集成开发环境的界面中共有13个菜单（即文件、编辑、视图、工程、格式、调试、运行、查询、图表、工具、外接程序和帮助），通过使用这13个菜单，用户可以完成Visual Basic6.0提供的所有功能。2工具栏的使用工具栏提供了在编程环境下，

7、快速访问常用命令的方法。当光标指向工具栏上的按钮时，会显示按钮的名称和功能；单击工具栏上的按钮，会执行该按钮所代表的操作。Visual Basic6.0中提供了4种工具栏，他们是“标准”工具栏、“调试”工具栏、“编辑”工具栏和“窗体”工具栏。启动Visual Basic6.0后，首先看到的是图1-1所示的“标准”工具栏。“标准”工具栏列出了Visual Basic6.0应用程序中最常见的工具按钮，利用这些按钮可以快速实现Visual Basic6.0操作。图1-1 “标准”工具栏图1-2画出了“调试”工具栏，它的功能是在软件开发阶段用于调试程序，主要包括程序的运行、程序的暂停和程序的停止等。图

8、1-2 “调试”工具栏图1-3画出了“编辑”工具栏、它的功能是用于对用户编写的程序或者用户建立的各个对象进行编辑工作，例如在编写代码的时候，可以显示代码所指的对象、事件等。图1-3 “编辑”工具栏图1-4画出了“窗体编辑器”工具栏、它的功能是用于对窗体进行改变大小、对齐等工作。图1-4 “窗体编辑器”工具栏3工具箱图1-5给出了Visual Basic6.0的工具箱。工具箱提供一组工具，利用它用户在设计人机界面时可以在窗体中放置所需的控件。工具箱中最常用的工具包括文本框（TextBox）、图片框（PictureBox）、标签（Label）、命令按钮（CommandButton）、复选框（Che

9、ckBox）、列表框（ListBox）、单选按钮（OptionButtion）、下拉列表框（ComboBox）等控件。图1-5 工具箱 图1-6 属性对话框作者在设计窗体时，可以在工具箱中单击所需要的控件，然后在窗体中适当的位置上单击，或者在适当的位置拖出适当大小的框，就可以把该控件放置在指定的位置上。根据每个工程的实际需要，可以单独定义工具箱中可用的控件集合，任何控件在能够被添加到某个工程的窗体中之前，都必须先放到工具箱中。Visual Basic6.0中提供了上百种可被选择的控件，程序设计人员可以根据自己的需要把这些控件添加到工具箱中，或者从工具箱中删除某些控件。4“属性”对话框Visua

10、l Basic6.0中，每个窗体和控件都有自己的属性。在缺省情况下，图1-6所示的标准“属性”对话框会出现在集成环境的右边。如果在集成开发环境中没有“属性”对话框，可以按F4键使系统弹出“属性”对话框。“属性”对话框列出了所选定的窗体或控件的属性值。在Visual Basic6.0中每个对象约有20多个属性，根据对象的不同，“属性”对话框中的选项也会有所不同。每个属性都已预先设置了默认值，在用户设计应用程序时，往往只需改变几个属性的值。Visual Basic6.0对象的常见的属性有： Caption属性，它的内容就是对象标题栏中显示出的文本； MaxButton、MinButton属性，它们

11、的取值决定窗体能否最大化、最小化； Left、Top属性，它们的取值决定对象的位置； Height、Width属性，它们的大小取决于对象的大小； Name属性，它的取值设置对象名称； Font属性，它的取值控制文本字体和大小； ForeColor和BackColor属性，它们的取值决定对象前景和背景颜色。1.2 系统设计需求1.2.1 硬件的需求Pentium 166以上的个人计算机，推荐Pentium 333以上32 MB以上的内存，推荐64MB以上VGA或更高分辨率的显示器1.2.2 软件的需求Windows98/2000/XP或更高版本的操作系统32 MB以上的内存，推荐64MB以上Vi

12、sual Basic6.0应用程序开发工具1.3 国内外汽车诊断技术的发展情况1.3.1国外汽车诊断技术的发展汽车工业发达的西方国家自20世纪70年代初以来，汽车新结构新技术层出不穷，这就导致汽车诊断内容的复杂化。随着汽车保有量的急剧增加，熟练维修人员相对短缺、各国有关安全、排放的严格法规相继出台，对诊断检测提出了更精确更可靠的要求。 目前，汽车诊断设备分车内诊断装置与非车载诊断装置。前者是利用所有装在车上的诊断装置进行诊断， 而后者是利用独立于车辆的诊断设备进行诊断。一些公司也推出了故障阅读仪。车外诊断的主要技术是采用串行通讯方式与车内ECU在汽车诊断设备的发展过程中，首先出现的是一些专用的

13、检测仪器，如正时提前角测试仪、闭合角测试仪等，它们是故障诊断的辅助工具，而真正的故障判断仍凭借机理分析和人工经验来完成。与此同时，国际汽车工程界开始注意汽车诊断的标准问题。1972年，在美国旧金山召开的第一次国家汽车安全会议就讨论了汽车诊断标准化问题。 在本次会议上，德国大众汽车公司首先开发了使用微机的诊断仪器，它利用汽车装设诊断用的传感器和联接器与车外微机相连，能检查88个项目。该仪器一经展出便在汽车制造业和维修业产生了巨大的轰动。随后，各国相继推出类似诊断装置，如1975年美国哈米尔顿标准公司推出汽车自动读出诊断仪。由于这类装置数据存贮量小，缺乏对检测数据的综合分析能力，对故障部位的推断能

14、力有限，使用成本高，因此带有微机的车上实时监侧与控制装置占了汽车故障诊断设备的主流。进入80年代后，车内诊断无非是在发动机ECU内部都设有简单的故障自诊断程序，可以将汽车的故障状态以故障码的方式记录在ECU的ROM中，并用相应的故障指示灯进行提示.汽车维修人员可按规定程序读取故障码，并据此确定故障部位与原因，进行维修.但是自诊断系统设在ECU内部， 其诊断程序仅限于与传感器有关的问题，特别是只停留在与线束相关的短路、断路的故障诊断上，而且考虑成本问题，ECU中数据输出也很难。因此，车外诊断技术便有了很大进展，如 1986 年美国美国通用汽车公司推出TECH1 型汽车诊断仪，能显示车内诊断装置的

15、诊断结果，并向ECU输入控制参数，还可以进行运行状态监侧。1987年，日本丰田汽车公司和三菱汽车公司分别推出了诊断监侧仪和多用途故障诊断试验仪。1989年，日本日产进行数据交换，即应用能进行串行通讯的诊断仪器，读出ECU中数据流和故障码。80年代中期，国外各大汽车公司还开始采用向汽车维修厂提供诊断、对策等信息的系统，如通用汽车公司建立了为客户服务的信息中心和为销售店技工服务的技术支援中心。随着计算机的普及以及人工智能技术的发展，开始探讨用于汽车诊断的专家系统，如美国雷迪安公司设计了一个实验性的汽修专家系统。加拿大太平洋铁路公司利用积累多年的润滑油光谱分析数据和经验，于1987年开发了一个用于利

16、用发动机油液分析来进行发动机故障诊断的专家系统。这些系统己获初步成功，显示了专家系统的巨大潜力。 但是也应看到，基于知识的诊断系统的发展也面临许多问题，主要原因是来自传统的基于知识诊断理论的限制和对不同深层次诊断知识的获取难度。另外，许多学者还对各种汽车状态参数检测方法与测试技术在故障诊断中的应用进行了深入的研究，如迪琼( R.G .De jong )利用振动信号对发动机进行监控；绍伯( H.Shaub ) 用于测量气门机构磨损的实时放射性标记技术；比安齐 ( Bianchi )对发动机压力信号波形分析；穆尔( G.F.Mauer ) 的动能则能检测内然机的性能；迪米特鲁( D.G.Dimit

17、riu)对柴油机燃油点火延时时间测量的研究等。1.3.2 国内汽车诊断技术的发展我国从20世纪60年代开始研究汽车检测技术，当时由交通部门主持研制了一些简单的诊断设备。70年代末，我国下达了第一个关于汽车维修方面的国家级课题“汽车不解体检测技术”。从此，汽车检测与诊断技术在我国掀开了一个新篇章。进入 80年代后，随着国民经济的发展，在交通部门的统筹规划下，汽车检测诊断技术得到了迅速发展。目前，我国汽车检测设备生产厂家已超过900家，产品种类达12000多个，年产值40多亿元，在全国已建立各类汽车诊断站1500个。 一批具有高新技术的诊断仪器研制成功并投入实用，如发动机故障诊断仪、汽车底盘测功机

18、、四轮定位仪、制动检测台、全自动转向角检测仪等均达到了较高的水平。 就发动机检测仪器而言，发动机无负载加速测功仪、点火系检测仪、数字转速表、油耗仪、发动机漏气量分析仪、异响诊断仪、润滑油分析仪等专用检测设备在技术上已相当成熟。至于发动机综合测试仪，最初的功能主要对点火系和异响进行检测，在微机控制下，实现自动检测，具有显示、打印功能，如济南无线电六厂开发的 WFJ-1型和天津汽车检测仪器厂生产的YT 416型发动机测试仪就是目前国内保有量最多的发动机综合检测设备。近几年来，发动机综合测试仪的检测项目逐渐增多，功能更强大，如深圳元征、深圳威宁达、天津奥通等国内知名的汽车检测设备生产厂家相继推出了各

19、自的产品。 同时，各科研院所及高等学校也纷纷从不同角度对发动机故障诊断技术进行研究，如西安交通大学开展了发动机燃烧过程优化控制的研究； 武汉理工大学利用内燃机气缸盖的振动信号识别缸内气体压力； 北京理工大学对发动机油料进行光谱分析； 华中科技大学开发了汽车发动机诊断专家系统等。尽管如此，我国汽车诊断技术水平与国外还存在很大差距，这主要表现为：汽车诊断理论的基础研究不完善、不系统、不深入；汽车检测仪器产品可靠性差；自动化水平低；品种不齐全、更新慢、技术含童低、附加值低；产品性价比低、智能化水平低；某些商性能产品也无独立知识产权等。入世后，进口产品大举进入我国，使我国汽车保修设备业的竞争处于不利的

20、境地。 但是，我国的汽车后市场是巨大的:目前全国汽车保有量为2100万辆，2010年将达到4500万辆；全国现有汽车维修企业32 万家，大多分布在大中城市，其中能做大修的一类企业约15万家，能做二级维护的二类企业5. 5 万家，其余20万家是从事专项修理的企业。根据市场预测，随着我国汽车保有量的高速增长，汽车维修企业今后每年将会以10%-15%的速度发展，各种类型的汽车安全检测站和综合检测站将在各地陆续建立， 预计2010年约建成24002500个。若按每条检测线配备20台计算，则用在汽车检测线上的检测仪器，就可达到4800051000台，再加上全国几十万家汽车维修企业的需求量，其数字是可观的

21、。由此推侧，我国汽车检测与维修设备的发展前景非常广阔。为此，今后我国汽车诊断技术应向以下三个方面发展：1完善与硬件配套的软件建设，制定全国统一的检测标准； 2大型检测诊断设备研制方面，向声、光、电等自动化技术方向发展，进一步提高诊断系统的智能化水平； 3汽车检测诊断实现网络化，提高信息资源共享、硬件共享、软件共享水平。1.4 系统的设计思想故障诊断系统的设计一般分为三个阶段：分析阶段、设计阶段和实现阶段。每一阶段都是一系列相关的活动。在分析阶段，需要了解诊断系统的目标，即决定系统应该做什么。在设计阶段，确定如何在给定约束的条件下实现这些目标，即决定系统怎样可以做到。在实现阶段，认真贯彻设计，并

22、多次测试系统、完善系统。分析阶段类似于软件工程中的需求分析，一般分为这几个步骤:1确定系统的约束条件：约束条件可能来自系统的内部或外部，重要的约束条件包括是否必须采用某种软件、是否必须采用固定的器件等；2罗列用户的要求：这里的要求主要是任务书中的要求，要使得开发出的诊断系统尽可能的满足用户的需求，必须从各个角度去考虑，如系统用于什么任务、系统的界面、系统的可扩展性、系统的可靠性等；3确定开发计划：设计阶段主要决定系统如何在给定的约束条件下完成设计要求，这个阶段主要步骤是审查分析资料、熟悉使用的软件、检查设计等。经过先前的准备，设计本诊断系统的时候勾画出了整个诊断系统的框架见图1-7。图1-7

23、系统框架图由图1-7可以看出，本诊断系统主要分为三个层次：诊断系统总界面以上的为一层，所有的子系统查询为一层，终端为一层。设计时首先设计终端层，因为终端层次比较容易设计，并且目标比较明确易于修改；其次，设计子系统查询这一层，这是整个系统中最难的层次，它不仅起着承上启下的作用，还是整个系统的核心部分；下一步开始设计总的登陆界面，在前面两个层次设计完成之后，登陆界面的设计还是相对比较简单的；最后的问题是完成三个层次的衔接，衔接和美化之后诊断系统才算基本完成。本诊断系统的窗体共70个，一共用了56个窗体，其它14个窗体为备用窗体。在设计这套诊断系统过程中，作者首先查阅了大量的Visual Basic

24、6.0的学习资料，熟悉Visual Basic6.0相关控件以及有关程序的编写；其次利用作者校图书馆中汽车发动机的资料以及网络资源，经过多次筛选之后编入程序之中。此外还借鉴了其它相关性的学术性科技文摘，这使作者对该诊断系统有了更加确定的研究方向。第2章 发动机的基础知识和常见故障目前，电控汽油脉冲喷射系统是使用最为普遍的汽车电控汽油喷射系统。电控汽油脉冲喷射系统由电控单元（ECU）对电磁喷油器的开启时间进行直接控制，通过控制喷油器的开启时间实现喷油量控制。汽油从喷油器喷孔喷出时会产生压力损失，为使喷油压力与进气管压力保持恒定压差，将进气管压力引入供油调压器进行补偿。电控汽油脉冲喷射系统可以获得

25、更高的喷油控制精度，一般还配以高精度的点火控制系统构成发动机集中控制系统。下图2-1为电控发动机原理图。图2-1 电控发动机原理图2.1发动机的组成与功能汽油机由两大机构和五大系统组成，即由曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成；柴油机由以上两大机构和四大系统组成，即由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系和起动系组成，柴油机是压燃的，不需要点火系，本章中介绍的均是汽油发动机。两大机构五大系统的组成与详细功能如下：（1） 曲柄连杆机构组成：由汽缸体、汽缸盖、活塞、连杆曲轴和飞轮等机件组成。功能： 曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运

26、动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。 （2）配气机构组成：由气门、气门弹簧、凸轮轴、挺杆、凸轮轴传动机构等组件等组成。功能：配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。（3）燃料供给系统组成：化油器式由汽油箱、汽油泵、汽油滤清器等组成。电控燃油喷射式由空气供给系统、燃油供给系统和电子控制系统组成

27、。功能：汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。（4）点火系统组成：传统式由蓄电池、发电机、点火线圈、断电器、火花塞等组成。普通式和传统式点火系统类似，只是用电子元件取代了断电器。电子点火式全部是全电子点火系统，完全取消了机械装置，由电子系统控制点火时刻，包括蓄电池、发电机、点火线圈、火花塞和电子控制系统等。功能：在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧

28、室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系。（5）冷却系统组成：水冷式由水套、水泵、散热器、风扇、节温器等组成。风冷式由风扇和散热片等组成。功能：冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。（6）润滑系统 组成：由机油泵、集滤器、限压阀、油道、机油滤清器等组成。功能：润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。（7）起动系统 组成：由起动机及其附属装置组成。功能：要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，

29、使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系。2.2常见故障的部位分析尽管电子控制燃油喷射系统有不同的结构特点和分类特性，但是，就其常见故障而言，有其相同的或相似的问题。下面就电喷发动机常见故障的共性问题进行分析。2.2.1 ECU常见故障电子控制单元ECU虽然一般比较可靠，不容易出现故障和问题。但对于行驶已超过10万公里以上的车辆，也难免要产生某些外围故障，例如：个别电子集成块损坏、电控单元固

30、定脚螺栓松动、某个电子元件焊脚接头松脱、以及电容元件失效等。ECU出现故障后，可能造成发动机难于起动或者根本不能起动，或者是没有高速、热车难以起动、耗油量大等现象。这些问题，一般应该送往特约修理部门去测试和修理。2.2.2 插接件连接故障电喷系统的电路引线有很多插件，几乎布置在所有的电器元件上。当机器使用时间过长便会使插件老化，或者由于插件多次拆卸造成接头松动或者接触不良，而导致发动机工作不稳定，时好时坏。比如：当空气流量计中的电动燃油泵电路开关的接头接触不良时，便会导致发动机起动困难，如果是喷油嘴的电源插件松脱，便会造成发动机缺缸故障。2.2.3 传感器故障汽车用的传感器虽然结构不尽相同，但

31、大致有以下几种类型，如热敏电阻式、真空压力式、电磁式、机械传动式等。如果传感器中的易损零件损坏，如簧片弹性失效、真空膜片破损、回位弹簧疲软、断裂或脱落，不能及时、准确地反馈发动机的工况，从而使得电子控制系统工作失常甚至失效，继而导致发动机工作不协调，甚至根本不能工作。本系统中可查询的传感器有空气流量计、进气温度传感器、节气门位置传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、冷却液温度传感器、爆震传感器、喷油器、燃油泵、氧传感器并详细介绍了各个传感器的作用以及检查的步骤。2.2.4 喷油器堵塞故障电喷发动机的汽油雾化，类似于柴油机的高压喷油嘴喷油雾化情况。不过电喷发动机喷油嘴是有一组电磁线圈、吸铁开

32、关、喷油针阀和座组成。针阀开启时就喷油雾化，针阀的开启是受电控单元ECU产生的电脉冲控制的。有时候会因为电磁线圈工作不良或喷油针被阻滞卡死，而造成某缸汽油雾化不良或不雾化(滴油)从而导致该缸的工作不良或不工作。2.2.5 空气、燃油滤清器堵塞故障电喷发动机空气滤清器一旦发生堵塞将会造成混合气过浓，汽油滤清器滤芯堵塞将会造成混合气过稀，这都会导致发动机起动困难、转速不稳定以及运转无力等。因此，应按汽车说明书要求定期清洗或更换滤芯。2.2.6 连接管道松脱不严的故障电子控制燃油喷射发动机的油道和气道，由许多管子和管件相连接，管路密封不严，如胶管老化、管口破裂或卡子松弛，会造成气、水、油的渗漏，结果

33、导致混合气过稀，润滑、冷却失效等，从而使发动机起动困难，或怠速运转不稳、运转无力等。2.3发动机故障分类发动机故障是发动机各零件、部件本身或它们之问配合状态、系统性能发生了异常变化。对故障分类是进行故障诊断的必要条件。因为汽车发动机由多个子系统组成，所以发动机的一些功能就是由这些子系统按照一定的规律，互相配合而实现的。为了给发动机的故障进行分类，有必要先对发动机的结构分级。层与层之间的说明见图2-2。图2-2 发动机故障诊断层次图本系统中将发动机的故障主要分为六个部分，基本采用故障树式的知识库进行扩散性的表示。用户可以通过点击进入所查询的界面，获取相关故障点的提示，从而提高维修的效率。2.4发

34、动机性能的主要参数汽车发动机的基本参数包括发动机缸数、气缸的排列形式、气门、排量、最高输出功率、最大扭矩等。发动机的基本参数的详解如下：（1）缸数：汽车发动机常用缸数有3、4、5、6、8、10、12缸。排量1升以下的发动机常用三缸，1-2.5升一般为四缸发动机，3升左右的发动机一般为6缸，4升左右为8缸，5.5升以上用12缸发动机。一般来说，在同等缸径下，缸数越多，排量越大，功率越高；在同等排量下，缸数越多，缸径越小，转速可以提高，从而获得较大的提升功率。 （2）气缸的排列形式：一般5缸以下的发动机的气缸多采用直列方式排列，少数6缸发动机也有直列方式的，过去也有过直列8缸发动机。直列发动机的气

35、缸体成一字排开，缸体、缸盖和曲轴结构简单，制造成本低，低速扭矩特性好，燃料消耗少，尺寸紧凑，应用比较广泛，缺点是功率较低。一般1升以下的汽油机多采用3缸直列1-2.5升汽油机多采用直列4缸，有的四轮驱动汽车采用直列6缸，因为其宽度小，可以在谤边布置增压器等设施。直列6缸的动平衡较好，振动相对较小，所以也为一些中、高极轿车采用，如老上海轿车。6-12缸发动机一般采用V形排列，其中V10发动机主要装在赛车上。V形发动机长度和高度尺寸小，布置起来非常方便，而且一般认为V形发动机是比较高级的发动机，也成为轿车级别的标志之一。V8发动机结构非常复杂，制造成本很高，所以使用的较少，V12发动机过大过重，只

36、有极个别的高级轿车采用。大众公司近来开发出W型发动机，有W8和W12两种，即气缸分四列错开角度布置，形体紧凑。 （3）气门数：国产发动机大多采用每缸2气门，即一个进气门，一个排气门；国外轿车发动机普遍采用每缸4气门结构，即2个进气门，2个排气门，提高了进、排气的效率；国外有的公司开始采用每缸5气门结构，即3个进气门，2个排气门，主要作用是加大进气量，使燃烧更加彻底。气门数量并不是越多越好，5气门确实可以提高进气效率，但是结构极其复杂，加工困难，采用较少，国内生产的新捷达王就采用五气门发动机。 （4）排气量：气缸工作容积是指活塞从上止点到下止点所扫过的气体容积，又称为单缸排量，它取决于缸径和活塞

37、行程。发动机排量是各缸工作容积的总和，一般用于(L)来表示。发动机排量是最重要的结构参数之一，它比缸径和缸数更能代表发动机的大小，发动机的许多指标都同排气量密切相关。对轿车来说，排量只是一个比较重要的技术参数，它说明汽车的大致功率、装备和价格水平，但是在中国轿车发动机排量却具有了其它的意义。 （5）最高输出功率：最高输出功率一般用马(PS)或千瓦(KW)来表示。发动机的输出功率同转速关系很大，随着转速的增加，发动机的功率也相应提高，但是到了一定的转速以后，功率反而呈下降趋势。一般在汽车使用说明中最高输出功率同时每分钟转速来表示(r/min)，如5000r/min，即在每分钟5000转时最高输出

38、功率100马力。 （6）最大扭矩：发动机从曲轴端输出的力矩，扭矩的表示方法是N.m/r/min，最大扭矩一般出现在发动机的中、低转速的范围，随着转速的提高，扭矩反而会下降。一般在车展或4S店的展厅里，每一辆展车旁边总有一个提示牌，上面一般标有汽车发动机的基本信息。下表2-1为发动机的基本性能参数表。2-1发动机的性能参数表项 目参 数项 目参 数排量1.78L爆震控制装置有功率/转速93kw/5800rpm自诊断装置有扭矩/转速162N·m/3500rpm调节有缸径81mm三元催化转换器有冲程86.4mm增压器无压缩比(10.310.5):1废气再循环系统有燃油标号（RON）95号或

39、93号无铅油底壳材料铝燃油喷油及点火系统MotronicM3.8.3进气管切换有凸轮轴正时调节有第3章 诊断系统的设计3.1 总界面的设计总界面是整个程序的窗口，对于它的布局不仅要实现友好的用户界面而且还要准确简洁的衔接下一层。From1是这次诊断系统的总界面，在总界面中主要用的控件是Label，通过Click事件衔接下一层。设计步骤：第一步，利用窗体的属性对From窗体进行基本的表面设计； 第二步，开始编程，并且通过VB6.0自身的查看功能对每个编程语句进行查看；第三步，试运行软件，查看软件的衔接情况。总界面的设计程序见附录，该程序中From.Hide是作用是隐藏无需触发的窗体保证窗体显示正

40、确无误，Form.Show与 From.Hide的作用相反，通过Label_Click()事件的触发实现窗体与窗体之间的切换，从而实现层与层之间的衔接。总窗体的设计见图3-1。图3-1 总界面3.2 密码窗体的设计密码窗口主要的作用是保护用户的合法权益，对于它的设计还是相对比较简单。设计步骤：第一步，利用窗体的属性，对窗体进行基本的表面设计。From2是本诊断系统的密码窗体，From2修改的窗体属性主要有：Caption、Picture、ScaleHeight、StartUpPosition 等。因为密码窗体具有一定的特殊性，所以它的大小是整个系统窗体中最小的一个。第二步，开始编程，通过VB6

41、.0自身的查看功能对每个编程语句进行查看。密码设置的程序与其它程序不同，它是一个单独体。为了使用户更加方便的使用该系统，本软件的密码为“123” 、用于名不限。在用户输入与系统不符的信息后，系统会自动弹出对话框，提示用户出错信息。第三步，试运行软件，查看软件的衔接情况。密码窗体的相关代码见附录，该代码根据控件划分为两个部分：Command1用于确定用户输入信息是否正确，并且添加了信息框提示的作用；Command2的作用主要是在用户输入信息过程中出现错误情形时，可以方便的删除错误信息从而继续进行输入。整个窗体中共有6个控件，详细情况见下表3-1。 表3-1 密码窗体控件表控 件代 表 名 称 作

42、 用Label1请输入用户名提示输入正确的用户名Label2请输入密码提示用户输入正确密码Text1 用户名填写区域填写用户名Text2密码填写区域填写密码Command1 确定使程序进入下一界面Command2 取消删除填写中的内容密码窗体的布局见图3-2。图3-2 密码窗体3.3 诊断系统主界面的设计诊断系统主界面是整个程序的核心界面，其它所有子功能都是由该窗体触发之后执行的。系统在执行完任务之后还要返回该界面方可执行其它的子功能。在所有窗体中，From4是诊断系统的主界面，在主界面中主要用到的控件是Label和Shape，通过Click事件衔接下一层。设计步骤：第一步，利用窗体的属性对诊

43、断系统主界面的窗体进行基本的表面设计，对于主界面的表面设计注重三点，选择适当的控件、窗体及控件颜色的搭配和整个窗体的布局；第二步，开始编程，并且通过VB6.0自身的查看功能对每个编程语句进行查看，由代码窗口可以知道，本窗体的程序是非常多的。作者在设计过程中也常常出现很多小问题，比如语句超出了VB6.0规定的字符、某些语句中缺少 “&”或将中文中的引号放置VB程序中 ；第三步，试运行软件，查看软件的衔接情况，程序的主要代码见附录，主界面窗体中共有9个Label控件，1个是代表说明功能，其它8个分别代表着8个不同的查询功能。详细情况见表3-3所示。表3-2 诊断系统控件表控件 代 表 名

44、称 作 用Label1发动机故障诊断系统为总界面的标题Label2 故 障 查 询进入故障查询的界面Label3 1552代码查询进入1552代码查询的界面Label4 数据流分析进入数据流分析的界面Label5 发动机系统进入发动机系统的界面Label6 维 修 工 艺进入维修工艺的界面Label7 案 例 查 询进入案例查询的界面Label8 案 例 添 加进入案例添加的界面Label9 退 出 系 统退出整个系统总窗体的设计图见图3-3所示。 图3-3 总界面3.4故障查询的设计故障查询是第一个子功能，也是最重要的子功能之一，该功能主要针对的是诊断发动机一些常规故障。故障查询功能大致分为

45、两大块，第一块是发动机故障诊断另一块为传感器故障诊断。发动机故障诊断系统中共选取了六大常规故障，它们分别是发动机不能起动、起动困难、怠速运转不好、驾驶性能不良、发动机失速、其他故障。通过复选框对各个常规故障进行详细描述。汽车发动机常用传感器的介绍以及故障排除则是采用了Label，通过Label的触发进入各个传感器故障排除的界面。窗体From5是代表着本系统的故障查询界面，窗体通过frame将其分为两大块，一是发动机故障查询；另外一个是传感器故障检查。发动机故障查询中共有六个Command控件，同样利用Click事件的触发衔接至诊断系统的第三层。传感器故障查询的设计与发动机故障查询有所不同，为了

46、使界面友好美观不至于呆板，传感器查询的界面用的是Label并且对MouseIcon以及MousePointer进行了设置。只要用户将鼠标移至设置的Label控件上，它的形状就会发生变化。为了使查询功能更加强大，作者在设计传感器查询时共使用了10个Label控件，并且在控件的使用时，为了确保控件醒目大方，对其颜色属性也进行了特殊的设置，控件的BackColor基本为 “&H00FFFFC0&”。设计步骤：第一步，利用窗体的属性对窗体进行基本的表面设计； 第二步，开始编程，并且通过VB6.0自身的查看功能对每个编程语句进行查看；第三步，试运行软件，查看软件的衔接情况。各控件设置情况

47、见下表3-3。表3-3 故障查询控件表控 件代 表 名 称 作 用Command1不能起动介绍不能起动的原因Command2起动困难介绍起动困难的原因Command3怠速运转不好介绍怠速运转不好的原因Command4驾驶性能不良介绍驾驶性能不良的原因Command5发动机失速介绍发动机失速的原因Command6其它故障其它故障发生的原因Label1空气流量计讲述空气流量计的作用以及故障排除方法Label2进气温度传感器讲述进气温度传感器的作用以及故障排除方法Label3节气门位置传感器讲述节气门位置传感器的作用以及故障排除方法Label4曲轴位置传感器讲述曲轴位置传感器的作用以及故障排除方法L

48、abel5凸轮轴位置传感器讲述凸轮轴位置传感器的作用以及故障排除方法Label6冷却液温度传感器讲述冷却液温度传感器的作用以及故障排除方法Label7爆震传感器讲述爆震传感器的作用以及故障排除方法Label8喷油器讲述喷油器的作用以及故障排除方法Label9燃油泵讲述燃油泵的作用以及故障排除方法Label10氧传感器讲述氧传感器的作用以及故障排除方法Label11返回主界面返回故障诊断的主界面，使用户可以查询功能详细的界面见图 3-4。3.4.1发动机故障查询发动机故障查询是整个系统的核心之一，设计发动机故障查询一般分为三步：第一步，整理发动机的故障资料；第二步，对整个界面进行设计，既要简洁美

49、观，又要注意层层之间的和谐衔接；第三步，进行编程，简化程序。在发动机故障查询的子系统设计工程中，主要用了Label、Frame、Option和Text这四个控件，通过点击Option触发程序执行下一指令。图3-5是发动机故障查询中不能起动的界面。图3-4 故障查询界面图3-5不能起动诊断界面3.4.2传感器故障查询 在进行传感器故障查询设计时，首先还是从整理资料开始，完整的资料是程序设计的保障之一；其次便是界面设计与编程，在后面的设计过程中选用了几张典型的图片使程序更加形象，加深用户对传感器的了解。后期检查时发现诊断系统生成Exe之后运行不了，最后经过不断的修改发现是Image出了问题。Ima

50、ge属性支持的外部图片，而生成的Exe文件不能使其进入内部程序。为了提高程序的稳定性，最后将传感器查询里的所有图片都用上了PictureBox。下图3-6是凸轮轴位置传感器故障查询的界面。图3-6凸轮轴位置传感器诊断界面3.5数据流界面的设计虽然数据流是诊断系统设计的一个分支，但在真正的诊断过程中它们却有着非常主要的信息。在如今的汽车维修过程中，科学的方法就是先用专用工具对其进行故障查询，若查不出故障代码，则可以通过查询数据流侧面来反映发动机的整体运转状况。在该窗体中一共用了3种控件，Label、Shape和Command。Command主要有两个用途，一个用来返回主界面另一个则是用来衔接下一

51、层；Shape主要是为了装饰整个界面的；Label还是起着说明的作用。设计步骤：第一步，利用窗体的属性对数据流窗体进行基本的表面设计； 第二步，开始编程，并且通过VB6.0自身的查看功能对每个编程语句进行查看；第三步，试运行软件，查看软件的衔接情况。数据流窗体中的主要程序见附录，界面详细设计见图3-7。图3-7 发动机数据流3.6 发动机系统的介绍发动机系统的介绍是整个系统中内容最多的子系统，里面分为三个小模块，详细的介绍了整个电喷发动机组成以及结构，可以充分加深用户对电喷发动机结构的理解和把握，便于其在今后的维修过程中更加专业话的排除故障。为了使子系统更加简洁明了，在子系统的下属窗体中用到了

52、PictureBox。选用PictureBox，还是在最后决定的。先前使用的是Image,因为Image需要编程，这倒是次要的。关键它还有一个致命的缺陷就是在本诊断系统生成exe文件后，在运行时却发现程序老是调不出程序中选用的图片，后来在选择了PictureBox。该窗体中有很多经典的代码,显示时间的代码见附录， 虽然该代码比较简单，但在代码编写完成之后，程序运行时却总不能显示时间。后来通过查阅资料后发现Time$()的Interval属性默认值是0，设置正确的属性应当是10，修改之后时间方可以正常显示。发动机系统的介绍界面见图3-8。图3-8发动机系统界面图3-9电控发动机组成与原理的界面3

53、.6.1发动机电子控制喷射系统的组成与原理发动机电子控制喷射系统的组成与原理的界面设计是整个窗体中最为复杂的一种，为了详细的介绍电控发动机，刚开始使用了很多Label控件。在使用Label控件的时候不仅要使Label里的字体大小适中，还要保证每行的整齐。后来翻阅大量的参考资料后，采用Txt文档对先其进行编辑，然后将所有的文档放置同一个Label中。简略的介绍电控发动机的同时，界面里还另外添加了发动机的两大机构五大系统，加深用户对发动机的整体结构的了解。图3-9为电控发动机组成与原理的界面。3.6.2电控发动机故障的基本诊断程序电控发动机故障的基本诊断程序，主要从维修的角度出发将其分为两大方面。

54、第一方面的基本诊断程序1、直观检查直观检查全部的电路，看电线是否有擦破、拉长、切断或折皱。确保电气接头配合紧密，并且没有腐蚀。确保真空软管路线正确并且没有折皱或切断。必要时按照参照图以检验线路和连接，检查进气系统可能的真空泄漏。2、机械检查特别提醒：在燃油喷射的汽车上进行压缩测试期间不要使用点火开关，而应使用遥控起动机来起动发动机。这是因为在起动模式时，在大多数车上喷油器是由点火开关触发的，这可能造成火灾或污染发动机润滑系统。（1）检查压缩压力。用气缸压力表、真空表或发动机分析检查发动机机械状态。（2）检查排气系统背压。可以用真空表或压力表检查排气系统是否阻塞。拆下加热式氧传感器或二次空气喷射

55、止回阀（如有装备）。连接量程为0-34 KPa的压力表，使发动机于2500r/min下运转。如果排气系统背压大于1.4 KPa，则排气系统或催化转化器堵塞。用真空表连接真空表软管至进气歧管真空口并起动发动机，观察真空表，部分打开节气门并稳定保持。如果稳定后真空表读数缓慢下降，检查排气系统是否阻塞。第二方面发动机结构方面的检测（1）点火系统的检测（2）供油系统的检测（3）冷却系统的检测（4）润滑系统的检测（5）起动系统的检测将资料整理完毕之后，开始对窗体进行设计。该窗体的设计延续了发动机电子控制喷射系统的组成与原理界面的特点。图3-10电控发动机自诊断界面3.6.3电控发动机的自诊断随着电子技术

56、与汽车相结合，电控发动机的自诊断技术也日新月异的发展着。以前的自诊断大多数通过故障指示灯输出，现在很多故障已经可以从专用的诊断设备中直接提取。对此界面的设计也存在两大难点：窗体的布局和图片的插入。至于美观方面就是字体大小与颜色须搭配适中。电控发动机的自诊断见上图3-10。图3-11 1552代码查询的界面3.7 1552代码查询的设计1552代码查询是一种针对帕萨特发动机故障查询的软件，由于时间关系在此次代码查询过程里只有帕萨特的相关故障代码可以查询。设计故障代码查询主要是为了方便维修人员迅速的找到相关故障点，解决维修人员在英文提示上的缺陷。该窗体中主要用到的控件有Frame、ComoBox、Label、Text和Command。它们的详细说明见下表3-4 表3-4 1552代码查询控件表控件代 表 名 称 作 用