《汽车发动机构造与检修（第2版）》课件 项目九 发动机综合故障诊断与排除

汽车发动机构造与维修（第2版）汽车发动机构造与检修（第2版）项目一汽车发动机基本知识项目二发动机曲柄连杆机构构造与

检修项目三发动机配气机构构造与检修项目四汽油发动机燃料供给系统构造与检修项目五发动机润滑系统构造与检修项目六发动机冷却系统构造与检修项目七发动机排放控制系统构造与检修项目八发动机拆装与维护项目九发动机综合故障诊断与排除项目十柴油发动机项目九发动机综合故障诊断与排除任务１发动机机械系统常见故障诊断任务２发动机电控系统常见故障诊断任务1发动机机械系统常见故障诊断学习目标☞知识目标1．能正确使用发动机机械系统检修常用工具与设备仪器；2．能正确使用发动机电控系统检修常用工具与设备仪器；3．能正确操作大众、丰田和通用诊断系统。☞技能目标能规范正确对发动机汽缸磨损进行检验。

☞素质目标1.通过对发动机机械系统故障的检修,培养学生认真负责的工作态度及一丝不苟的工作作风,逐渐形成符合汽车维修行业职业岗位所要求的职业道德与职业素养;2.通过教学活动,培养学生诚实守信、团队协作精神、精益求精的工作作风,弘扬中华传统美德。建议课时2～4课时。一、理论知识准备发动机工作不正常可能是发动机自身的问题造成的，也可能是其他系统的问题造成的。当发动机运转不正常时，需要随时检查发动机的运行条件。许多发动机运行方面的故障并不是发动机机械部件引起的，在检查发动机机械部件之前，可以先对发动机点火系统和燃油供给系统等作检测。发动机常见的故障有机油消耗过多、失火、动力下降、排气泄漏、异响等。1．发动机尾气检查发动机尾气能够在一定程度上反映发动机的运行状况，通过尾气检查，可以大致判断出发动机的故障范围。任务1发动机机械系统常见故障诊断1）蓝烟排气冒蓝烟表明发动机烧机油。机油进入燃烧室主要有两条途径：一是曲轴箱内的机油经过活塞、活塞环进入燃烧室，主要原因是活塞环开口位置不正确，活塞过度磨损，活塞环失去张力；二是气门室内的机油经过气门导管进入燃烧室，主要原因是气门油封失效。如果排气冒蓝烟仅仅在发动机起动后短时间内出现，通常是发动机的气门油封失效了。2）黑烟排气冒黑烟的原因是过多的燃料进入燃烧室，且燃烧不充分。典型的故障原因有空气滤清器堵塞、发动机控制系统故障、喷油器泄漏、燃油压力调节器失效等。3）白烟发动机在低温天气排气冒白烟或白气是正常的，白烟或白气是废气中的水蒸气遇冷凝结而成的，发动机每燃烧1L汽油大约生成1L水。如果尾气中水蒸气的含量过多，可能是冷却液渗漏到燃烧室中，产生水蒸气。典型的故障原因有汽缸垫失效、汽缸盖有裂纹，甚至汽缸体有裂纹。任务1发动机机械系统常见故障诊断2．发动机机械噪声检查发动机异常噪声简称发动机异响。根据异响的位置不同，通常将异响分成两大类：发动机上部异响和发动机下部异响。发动机上部异响一般表现为“哒哒”声（也有例外），它们与凸轮轴的转速有关。凸轮轴的转速是曲轴的一半，因此曲轴每转两圈，异响出现一次。例如，当发动机的转速为600r/min时，凸轮轴的转速为300r/min，则上部异响在1s内出现5次。配气机构（包括凸轮轴、气门挺柱、推杆、摇臂、气门、导管等）磨损或变形、气门积炭、正时链条等都会导致发动机上部异响。发动机下部异响一般表现为撞击声，造成发动机下部撞击的原因主要有活塞撞击、连杆轴承撞击、活塞销撞击、飞轮松动或破裂、燃烧室积炭等。在压缩和做功行程，汽缸处于压力之下，有些异响将会更加明显。发动机下部异响也与发动机转速有直接的联系，并且发动机每转一圈出现一次。任务1发动机机械系统常见故障诊断3．发动机失火检查失火又称缺火，点火能量小、燃烧质量差、燃烧不完全或完全不燃烧等不正常的燃烧状况都称为失火，燃烧不正常可能是由于空燃比超差（过浓或过稀）、发动机机械故障、点火系统故障等引起的。失火主要表现为怠速抖动、加油有突突声、急加速无力、排出的尾气有刺鼻恶臭，伴随着发动机故障灯点亮，同时ECU储存相应的故障码。失火故障码一般是根据曲轴位置传感器的信号来判定的。机械故障可能导致发动机汽缸压缩压力偏低、充气效率下降、空燃比偏差、冷却液或机油进入燃烧室、曲轴转速信号异常等，这些都可能导致失火故障码出现。任务1发动机机械系统常见故障诊断4．静态汽缸压力检测若某一个或多个汽缸显示压缩压力低，可通过火花塞孔向燃烧室内注入15mL发动机机油（一汤匙或机油壶喷枪按压3次），提高活塞环的密封性，在按照步骤测量汽缸压缩压力，这种方法称为汽缸压力湿式检查法。测量结果分析如下：（1）正常情况：每个汽缸的压力能快速、平稳地积聚到规定的压力。（2）气门泄漏：注入机油后，汽缸压力没有明显改善。（3）活塞环泄漏：在第一个行程中汽缸压力低，在以后的行程中汽缸压力将提高，但达不到正常水平。（4）汽缸垫泄漏：若两个相邻的汽缸均出现压力低于正常值的情况，并在向汽缸注入机油后并不能提高压缩压力，原因有可能是两个汽缸之间的汽缸垫泄漏。任务1发动机机械系统常见故障诊断5．动态汽缸压力检测动态汽缸压力检测，即发动机在运转的时候连接汽缸压力表进行汽缸压力测量。动态汽缸压力检测通常用来判断发动机工作状况。发动机怠速的转速通常在600～900r/min，起动过程中的发动机转速一般在80～250r/min，然而，动态汽缸压力测得的缸压值会远低于静态汽缸压力测得的缸压值。因为怠速时节气门开度很小，发动机转速越高，气门开启的时间越短，进入汽缸的空气量越少，充气效率越低，测得的汽缸压力值越低。6．汽缸泄漏检测汽缸泄漏检测是一种很好的判断发动机运行状况的方法。进行汽缸泄漏检测时，首先在火花塞孔位置安装汽缸泄漏检测仪，然后通过汽缸泄漏检测仪往汽缸内注入适量压缩空气，接着观察汽缸泄漏检测仪压力表的变化，并且注意观察泄漏点。任务1发动机机械系统常见故障诊断7．排气系统检查1）排气背压检测如果发动机排气不畅，排气系统中的压力就会上升，这种压力称为排气背压。排气系统是否堵塞可以通过测量发动机的排气背压来判断。排气背压的检查方法有两种，一种是测量进气歧管真空度，另一种是直接测量排气管路的压力，直接测量排气背压需要将排气背压表安装在排气管路中。在怠速时，发动机的排气背压最大值应该小于10kPa；发动机转速为2500r/min时，最大排气背压不能大于14kPa。2）排气泄漏检查排气系统泄漏会在泄漏的区域出现污点，用手靠近泄漏区域可以感觉到泄漏，同时可能会伴随爆裂声或者“嘶嘶”声。排气泄漏一般是由于部件错位或者安装不正确造成的，例如连接螺栓紧固力矩不正确、排气管吊架松动。排气系统管路连接处、氧传感器安装处等部位易发生泄漏，应重点检查。8．真空检测发动机转速下降或者进气效率低时，进气歧管的真空度会随之减小，因此真空度的变化可以间接反映发动机的工作状态是否良好。发动机通常需要检测起动、怠速、高怠速三种不同工况的真空度。任务1发动机机械系统常见故障诊断任务1发动机机械系统常见故障诊断二、任务实施下面以上汽通用君威2.0T发动机为例说明静态汽缸压力检测方法。1.准备工作(1)将实训车辆停放在实训区域,确保人员和设备的安全。。(2)检查实训室通风系统设备工作是否正常。(3)准备汽缸压力表、常用工具一套。2.技术要求与注意事项(1)为获得准确的测量结果,测量时,发动机需要预热到正常的工作温度。(2)若某一个汽缸或多个汽缸显示压力低,可通过火花塞孔向燃烧室内注人15mL机油,提高活塞环的密封性。(1)预热发动机使其达到正常工作温度。(2)检查蓄电池的电量是否充满电。(3)中止点火系统,建议断开点火线圈初级回路线束连接器或熔断丝。(4)中止燃油喷射系统,建议断开喷油器线束连接器或熔断丝。(5)拆下所有的火花塞,减小压缩阻力,保证发动机转速达标。(6)在一缸火花塞孔安装汽缸压力表,如有必要进行调零,如图9-1所示。任务1发动机机械系统常见故障诊断图９-１安装汽缸压力表(7)完全开启节气门,保证发动机进气充分。(8)起动发动机,使发动机完成3~5个压缩行程,记录汽缸压力表的最大读数。(9)检查其他汽缸的压缩压力,记录读数。(10)将测量结果与维修手册的数据进行对比分析,确认各个汽缸的压力是否满足要求,以及最图9-1安装汽缸压力表大汽缸压力与最小汽缸压力的差值是否在合理的范围之内。通常最大汽缸压力与最小汽缸压力的差值不应大于30%,例如,最大汽缸压力为1000kPa,最小汽缸压力为1000x(1-30%)=700(kPa)。(11)完成实训任务后,对工作过程进行自我评价,提交实训工作单,接受指导教师的技能考核。(12)整理并清洁工作场所,清点和收拾借出的工具、设备和资料,交回实训室。任务1发动机机械系统常见故障诊断二、评价与反馈1．自我评价

(1)通过本学习任务的学习,你是否已经知道以下问题的答案:发动机常见机械故障诊断和排除方法有哪些?(2)静态汽缸压力检测过程中用到了哪些设备?(3)静态汽缸压力检测的步骤有哪些?(4)实训过程完成情况如何?(5)通过本学习任务的学习,你认为自己的知识和技能还有哪些欠缺?

签名：______________年____月____日任务1发动机机械系统常见故障诊断任务1发动机机械系统常见故障诊断四、技能考核标准（表9-2）任务1发动机机械系统常见故障诊断任务2发动机电控系统常见故障诊断学习目标☞知识目标1．能掌握发动机车载诊断系统；2．能掌握发动机电控系统诊断的一般方法。☞技能目标能规范正确对发动机综合故障进行诊断与排除。☞素质目标1.通过对发动机电控系统故障的检修,培养学生应用技术资料进行自学的能力和终身学习意识;2.通过教学活动,增强学生的职业荣誉感和责任感,培养学生在学习中敢担当、能吃苦的好品质。建议课时3～4课时。一、理论知识准备1．发动机车载诊断系统在发动机控制系统中，发动机ECU具有车载诊断系统（On-BardDiagnostics，OBD）的功能，该功能可监控传感器及执行器的工作情况。如果诊断到某个故障，则该故障将以故障码的形式被记录下来，并将组合仪表板上相应的故障指示灯点亮，通知驾驶人，如图9-2所示。检修时，技术人员通过特定的程序（如使用检测仪）将存储在发动机ECU存储器中的故障信息（故障码）调出，根据故障码确定故障的性质和内容，对有关的元器件和线路进行诊断与维修，将故障排除，再清除故障码。任务2发动机电控系统常见故障诊断图9-40车载诊断系统1）故障诊断原理发动机ECU能通过从传感器所输出的电压信号，来检测发动机工况或车辆的行驶状况，同时发动机ECU连续监测输入的信号，并与储存在发动机ECU存储器中的参数相比较，来确定是否有不正常的情况。2）发动机故障指示灯发动机电子控制系统在仪表板上设置一个发动机故障指示灯（MalfunctionIndicatorLight，MIL），又称发动机检查灯，如图9-3所示。在发动机尚未起动时，驾驶人将点火开关打开（ON）时，发动机控制单元（ECU）进行自检，发动机故障指示灯应点亮数秒钟。如果灯不亮，一般说明故障指示灯电路有故障，如灯丝烧断、熔断丝烧断或导线断路。发动机起动后正常工作情况下，发动机故障指示灯应自动熄灭。图9-3仪表板上的发动机故障指示灯任务2发动机电控系统常见故障诊断3）故障码故障码（DiagnosticTroubleCode，DTC），它表示了车辆电控系统故障的具体内容。根据其所属系统不同，DTC可以描述4种系统故障，见表9-3。任务2发动机电控系统常见故障诊断OBDⅡ故障码由5位字母加数字组成，如图9-4所示。图9-4OBDⅡ故障码的组成及含义任务2发动机电控系统常见故障诊断第一位字为英文字母，是测试系统代码。第二位为数字，表示由谁定义的DTC，目前有0和1。“0”代表SAE定义的故障码，“1”代表汽车制造厂自定义的故障码。第三位为数字。表示SAE定义的故障范围代码，见表9-7。第四、五位为数字，代表设定的故障码。任务2发动机电控系统常见故障诊断4）诊断接口诊断接口的标准名称是数据通信连接器（DataLinkConnector，DLC），它是检测仪与车辆之间的“桥梁”，诊断仪通过DLC与车辆进行通信，读出相关信息，进而为维修提供参考。按照SAE标准提供统一的16脚诊断接口，如图9-5所示。诊断接口一般安装于驾驶室仪表板下方。图9-5标准16脚诊断接口任务2发动机电控系统常见故障诊断2．发动机电控系统诊断的一般方法汽油机电控系统十分复杂，在控制系统中设有故障自诊断功能，可以利用发动机控制系统的自诊断程序进行故障诊断。而维修人员的思维能力和工作经验更是保证诊断工作顺利完成的重要条件。因此，在实际工作中更多的是采用人工直观诊断法结合自诊断系统检测进行综合诊断。1）人工直观诊断法人工直观诊断法是通过原地检查或道路试险，靠直接观察、感觉或借助简单的工具来确定发动机故障的部位和产生的原因。这种方法较适合于常见和明显的机械性故障，诊断的速度和准确性主要取决诊断人员的技术水平和工作经验。任务2发动机电控系统常见故障诊断2）故障码诊断法当系统出现故障时，ECU会使仪表板上“故障指示灯”即“CheckEngine”（检查发动机警告）灯点亮，并有规律地闪烁，同时将故障码信息存入存储器。检修人员可以通过一定的程序将故障码从ECU中调出，根据故障码所显示的内容，迅速、准确地确定故障的性质和部位，有针对性地去检查有关部位、元件和线路，将故障排除。3）故障征兆模拟法在利用故障码诊断法进行故障诊断时，有时读不出故障码，但故障却确实存在，且没有明显的故障征兆。这类在外界因素（如温度、受潮、振动等）影响下有时存在、有时又自动消失的故障称为间歇性故障。对此类故障，故障征兆模拟法是一种行之有效的诊断方法。故障征兆模拟法，不仅要对故障进行验证，而且还应找出故障的部位或零部件。为此，在模拟实验前必须把可能发生故障的电路范围尽可能缩小，然后再进行故障征兆模拟实验，判断被测试的电路是否正常，同时也验证了故障征兆。任务2发动机电控系统常见故障诊断4）部件互换诊断部件互换诊断是将怀疑有故障的电子部件用正常的电子部件替代，以判断故障原因。如果更换部件后故障消失，则证明判断正确，故障部位确实在该处；反之，若更换部件后故障仍存在，则证明故障不在此处，该部件正常，应查找其他故障原因。若故障有好转但未完全排除，可能除了此故障外还存在其他故障点，需要进一步查找。这种方法简单易行，效率较高，经常在缺少被修车型技术资料或检测工具的情况下使用。但此方法要求准备较多原车零部件的备件，会使库存增加，加大维修成本。任务2发动机电控系统常见故障诊断3．发动机电控系统电路及电控元件故障诊断1）电路故障检测与诊断电控系统电路的常见故障是断路或短路。此类故障常使用高阻抗数字万用表的电阻挡或电压挡进行诊断。（1）选择测量点。需要把线束连接器端子作为测量点时，则应拆开线束连接器。如果必须在线束连接器处于插接状态时测量参数（如传感器输出信号电压），则应先将线束连接器上的橡胶防水套向后脱出，将万用表测量表笔从后端以适当角度插入并触及端子，进行检查。

任务2发动机电控系统常见故障诊断（2）断路故障的检查。图9-44所示为一典型传感器断路的检查线路，拆开3个线束连接器A、B、C中的任意两个，分别测量端子1-1和2-2之间的电阻。若电阻值为0Ω，说明两测点间无断路，若电阻为∞，说明两测量点之间断路。图9-44断路故障的检查（3）短路故障的检查。电路短路故障可通过测量连接器端子与车身或搭铁线之间是否导通（电阻为0Ω）来检查。检查与搭铁线的导通情况：①脱开连接器C和A，测量连接器A的端子1和2与车身之间的电阻，如图9-6所示。若连接器A的端子1与车身搭铁线的电阻为0Ω，说明导通短路；若连接器A的端子2与车身搭铁线的电阻为∞，说明不导通。②脱开连接器B，分别测量连接器A和B的端子1与车身搭铁线之间的电阻。若连接器A的端子1与车身搭铁线的电阻为∞，说明不导通；若连接器B的端子1与车身搭铁线的电阻为0Ω，说明导通短路即连接器B的端子1与车身之间有短路搭铁故障。图9-6短路的检查任务2发动机电控系统常见故障诊断2）主要部件故障检测与诊断电控系统各组成部件、传感器本身及配线出现故障是造成电控系统故障的主要原因，可见掌握各部件发生故障时所产生的现象及其对发动机及车辆的影响，对迅速查找故障原因极为重要。表9-5所示为发动机电控系统主要部件、配线故障及其故障现象。任务2发动机电控系统常见故障诊断二、任务实施———发动机综合故障诊断与排除1．准备工作（1）将实训车辆停放在检修区域，确保人员和设备的安全。（2）检查实训室通风系统设备工作是否正常。（3）准备诊断仪、常用诊断与检测设备、常用工具一套、相关维修手册。2．技术要求与注意事项提供一台已经设置好故障的车辆，教师作为客户，来模拟汽车维修接待的过程。任务2发动机电控系统常见故障诊断3．操作步骤（1）认真听取客户对故障现象的描述并填写客户所述故障分析检查表，见表9-6。任务2发动机电控系统常见故障诊断（2）读取故障码，并记录故障码，并根据故障码分析可能的故障原因。故障代码：______________________________________________________。可能的故障原因：_______________________________________________。（3）读取数据流，并把数据流填入表