汽车发动机怠速抖动现象的原因及排查方法探讨Word文档下载推荐.docx
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以从理论上对发动机怠速抖动的形成机理进行系统深入的研究和探讨,为以后检测发动机怠速抖动现象及排除方法拓宽思路。
研究内容:
概述汽车怠速抖动现象及怠速的定义。
对怠速抖动的现象及影响抖动因素进行分析,如何解决和对其改进。
根据系统深入的研究来提高维修工作效率和经济效益。
研究方法和手段:
结合所学过的相关知识并搜集有关汽车怠速抖动的书籍、期刊等资料对汽车出现怠速抖动的现象进行分析比较,从而得到更科学的解决怠速抖动现象。
设计(论文)提纲及进度安排:
提纲:
第一章绪论
1.1前言
1.2研究汽车发动机怠速抖动的意义
第二章发动机怠速的概述
2.1怠速的定义
2.2发动机怠速的作用
2.3发动机怠速抖动机理
第三章怠速产生抖动的原因及危害
3.1直接影响的因素
3.2其他故障因素
3.3怠速抖动的危害
第四章怠速抖动的检测维修及排除方法
4.1怠速抖动的检测及维修
4.2怠速抖动的排除方法
进度安排:
一、确定题目并由指导老师审核(2011年12月2日—2011年12月12日)
二、获取指导老师任务书(2010年12月12日—2011年12月15日)
三、论文初稿(电子档)完成(2011年12月15日—2011年12月31日)
四、指导老师初审、复审、定稿(2012年2月15日—2012年3月5日)
五、论文提交(2012年3月6号)
主要参考文献和书目:
[1]郑启福.内燃机动力学.北京:
国防工业出版社,1991
[2]发动机故障系列(三)——发动机怠速不良的诊断与分析
[3]龚兰军.桂林大宇客车发动机异响.汽车维护与修理,2010年12期
[4]陈家瑞.汽车构造:
第三版.北京:
人民交通出版社,1994
[5]胡光辉.汽车故障诊断技术(第2版).北京:
电子工业出版社,2008
[6]何渝生,魏克严,洪宗林,孙祥.汽车振动学.北京:
人民交通出版社,1990
[7]邓聚龙.灰色系统理论教程.武汉:
华中理工大学出版社,1990
[8]李洪人,陈照弟.新的液压管路分段集中参数键图模型及其试验研究.机械工程学院,2000.3
[9]徐兀.汽车发动机现代设计.北京:
人民交通出版社,1995
[10]高玉民.障咨询与回复.汽车维护与修理,2006年10期
[11]张希军.WP13发动机试车振动分析系统研究.西北工业大学,2005年
指导教师审核意见:
教研室主任签字:
年月日
毕业设计(论文)任务书
机电工程系汽车检测与维修专业09级(12届)汽车班学生XXX
专题题目(若无专题则不填):
原始依据(包括设计(论文)的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等):
通过学生在汽车实验室和实习单位的实习实践,并查阅各种有关汽车发动机怠速抖动的书籍和期刊,学生应熟练掌握汽车发动机怠速抖动现象的的原因。
课题在应用上要求可以应用于汽车维修企业中维修人员作为技术参考。
在内容上要求做到系统的阐述汽车发动机怠速抖动现象的原因并对其研究排除故障方法以及探讨新的技术。
以达到在维修过程中能够准确的找出故障原因,及时快速的排除故障,提高维修工作效率。
主要内容和要求:
(包括设计(研究)内容、主要指标与技术参数,并根据课题性质对学生提出具体要求):
本课题主要研究汽车发动机抖动现象的原因及排查方法探讨,概述汽车怠速抖动现象及怠速的定义。
要求:
1、论文对汽车发动机怠速抖动现象产生的原因续清并对其排除故障的方法进行探讨。
2、论文写作规范必须符合《江西理工大学(南昌校区)毕业论文统一格式的规定》与《毕业设计大纲》的相关规定。
3、论文结构严谨,逻辑性强,论述层次清晰,概念准确,语句通顺。
4、论点鲜明,论据确凿,材料翔实可靠,说服力强,有一定的学术水平。
5、论文有自己的见解,对所论的问题有深入的分析。
6、不得抄袭和剽窃他人成果。
日程安排:
确定论文的大致方向和相关资料的搜集2011年11月
完成文献综述、开题报告和论文提纲2011年12月
论文开题2011年12月
向指导老师提交论文初稿2012年2月
论文修改2012年2月
完成论文,准备论文答辩2012年3月
论文答辩2012年5月
指导教师签字:
摘要
发动机怠速抖动是汽车使用中常见故障之一,尽管现在大多数的轿车都有故障自诊断系统,但也会出现汽车有故障的时候自诊断系统却显示正常代码或显示与故障无关的代码情况。
本文主要阐述了汽车发动机怠速抖动机理,分析了导致发动机产生怠速抖动现象的故障原因,提出了发动机怠速抖动故障对汽车的危害,结合了怠速抖动的检测与维修实例加以论证,同时阐明整个故障的排除过程及方法,鉴于大家起到共同探讨作用。
关键词:
发动机,怠速,故障,抖动,探讨。
ABSTRACT
Engineidlingditheringisoneofthecommonfaultsincaruse.Althoughnowmostofthecarshavefaultdiagnosissystem,butalsocanappearcarhasfaultdiagnosissystemsincewhenhaveshownthatcodeordisplayandnormalfaultcodeirrelevant.Thisarticlemainlyexpoundsthecarengineidlingjittermechanism,andanalyzethecausetheengineproducestheidlejitterthefailurecausesofphenomenon,andputforwardtheengineidlingfaultonthedangersofcarjitter.Inthispapertheidlejitterinspectionandmaintenanceexampleanalysistoargue.Itexpoundedthatthefaulteliminationprocessandmethod,inviewofallworktogethertodiscussrole.
Keywords:
engine,idle,fault,dithering,isdiscussed
汽车怠速抖动现象是由于发动机的各种故障引起个别气缸气体作用力减小,各缸本应相互抵消的各非主谐次的反倒力矩,很多谐次都出现且有的很大,主谐次的反倒力矩减少不多,导致总的反倒力矩平衡性恶化,致使发动机横向摆动加大。
由于汽车发动机怠速抖动会影响发动机的性能,并降低了发动机的可靠性与使用寿命,增加了发动机的功率损耗。
汽车发动机怠速抖动发生时往往在发动机怠速工况时产生低频率异常振动现象。
怠速不是一种速度,而是一种工况!
汽车发动机怠速是指发动机运行中,节气门开度最小,汽车处于空档,发动机只带附件,而维持最低转速的稳定,这时发动机就处于怠速状态,发动机怠速时的转速被称为怠速转速,它是维持发动机对外没有输出功率时的最低转速。
怠速转速可以通过调整节气门大小等来调整其高低,直到调整到怠速转速:
发动机不抖动、耗油最少时的最低转速为最佳。
但是现在的汽车更多是电喷车,发动机配有电脑板就无法人为调整怠速了。
怠速是克服发动机本身的运转阻力,维持发动机最小转速,以便于驾驶员在各种情况下行驶和临时停车提供便利的装置—不做无用功。
如在等信号灯,或交通拥堵路段,虽然时间很短,但是暂时让发动机熄火,便能带来立竿见影的节能减排效果。
2.3.1发动机正常振动的不平衡激振力和力矩
由内燃机动力学知,汽车发动机主要存在三类激振源:
1.离心惯性力和力矩。
2.往复性力和力矩。
3.反倒力矩。
第一类激振源通常在曲轴上配置平衡重即可予以平衡。
第二类激振源通过多缸结构可以在理论上将不平衡谐次提得很高,幅值已经很小。
但常见的4缸发动机,其在2次以下的激振源中尚存在2次往复惯性力,实际运用中,为了简化结构和降低成本,往往不予平衡。
第三类激振源通常也靠多气缸的相互抵消来解决。
理论上的最低不平衡谐次与气缸数目及冲程数有关。
气缸内气体作用力的变化(个别气缸内气体作用力发生变化或各气缸内气体作用力发生不同的变化)引起各气缸功率不平衡(每个气缸的输出功率不相同),以致发动机因反倒力矩(每个气缸产生的使发动机横向摇到的力矩)不平衡而发生怠速抖动。
所以可以这样说,凡是直接或间接引起发动机气缸内气体作用力变化(各气缸功率不平衡)的故障都有可能导致发动机怠速抖动,这是分析发动机怠速抖动现象产生原因的依据。
这些原因可以分成两大类。
第一类是直接导致气缸内气体作用力发生变化的故障(简称直接故障),它直接造成个别气缸功率的变化,从而造成各气缸功率不平衡,致使发动机产生剧烈的怠速抖动现象。
第二类是间接导致气缸内气体作用力发生变化的故障(简称间接故障),此类故障导致发动机全部气缸内的燃烧状况不良,造成各气缸功率难以平衡,它使发动机产生的怠速抖动通常较轻。
2.3.2发动机在车架上的振动形式
发动机在车架上的固定弹性支撑上有6个自由度,具有6种运动形式,即3种角运动形式。
假定发动机是理想安装,及其重心和弹性支撑的形心重叠,不产生关联振动。
实际上发动机重心和弹性支撑的形心并不重合,会出现并联振动。
在这种情况下,其振动是由主谐次反倒力矩和2次往复惯性力共同作用的结果。
(一)怠速开关信号电路原因
发动机控制电路(ECU)是根据怠速开关信号(IDL端子)电位的高低来判断发动机是否处于怠速工况的。
当怠速触点闭合,给ECU的IDL端子输入低电位时,ECU判断发动机处于怠速工况,于是启动怠速控制程序控制发动机运转。
因怠速触点间隙调整不当、接触不良、损坏及电路故障,发动机ECU将无法正确判断怠速工况,从而造成怠速控制失误,导致各种怠速不良现象。
因此,在检查时应加以重视,一般应首先排除这一可能。
(二)怠速控制阀及其电路原因
怠速控制阀(ISC阀)用来控制怠速工况下绕过节气门进入进气歧管的旁通空气量,以控制怠速大小,发动机ECU根据水温传感器信号(THW端子)及空调(A/C)、发动机动力转向油泵等附属装置工作状态的开关信号,将发动机转速控制在所设定的目标转速稳定运转,控制过程采用反馈控制的形式。
ISC控制阀分布进电机型、旋转电磁阀型、占空比控制型、真空电磁阀型等,当ISC阀因积炭堵塞、卡住,控制线路出现短路、断路和搭铁时,发动机ECU无法正确控制ISC阀的开度,导致怠速不良,诊断时应加以重点检测。
(三)空气流量计及其电路原因
空气流量计检测进入发动机的空气量,是ECU控制燃油喷射的主要依据之一,空气流量计及其电路故障使ECU接受不到空气流量信号或收到的信号失真,造成喷油器喷油量失准,混合气过浓或过稀,导致转速过低、缺火或怠速运转不柔和。
诊断是可用数字万用表检测怠速时空气流量信号输出端子及ECU相应输入端子电压,与标准值进行比较判断。
(四)喷油器及其电路原因
喷油器及其电路故障影响喷油数量及质量。
如果喷油器积炭堵塞造成喷油量减少、雾化不良,喷孔磨损使喷油过多、滴漏,喷油器电磁线圈及其控制线路电器故障(接触不良、短路、断路、搭铁)引起喷油量减少、不喷油等,导致怠速运转不柔和及缺火现象。
(五)冷却液温度传感器及其电路原因
怠速时,发动机ECU根据冷却液温度传感器输入信号(THW端子)判断发动机热状态,对喷油量进行修正,水温低时,汽油蒸发困难,混合气形成困难且不均匀,因此低温时适当增大喷油量,加浓混合气。
水温传感器不良使输出信号失真,ECU从THW端子获得错误信号,造成修正不当。
电路短路或断路时电脑采用跛行控制,固定采用80度水温控制怠速,往往使怠速过低、缺火及运转不柔和。
(六)燃油泵及油路系统原因
燃油泵及油路系统影响燃油压力,如压力过低,使喷油器线圈在同样通电时间的情况下实际喷油量减少,喷雾质量变差,怠速混合气变稀;
压力过高,则喷油量过多,混合气过浓。
燃油系统压力与燃油压力调节器、燃油泵、油压电磁阀的技术状况及其电路工作有关。
(七)空调开关信号电路原因
空调(A/C)信号是一个开关信号,向电脑发出空调开关请求。
当开空调时电脑根据A/C信号及时提高怠速以适应空调压缩机的负荷,A/C信号失常,将导致怠速过高、过低,发动机抖动和熄火。
(八)废气再循环阀及其电路原因
废气再循环阀(EGR阀)只在发动机处于正常工作温度并达一定转速时才打开,将一部分废气引入进气歧管并返回气缸,以降低缸内最高燃烧温度,使NOx排放降低,EGR阀卡死在开启位置,或在怠速时关不严,或电路故障引起怠速打开,冲淡怠速混合气,造成怠速过低、运转不柔和和熄火等。
(九)空档起动开关电路原因
配置自动变速器的汽车,ECU根据空档起动开关的信号,提高怠速转速,当变速控制杆处于倒挡或前进档时,自动提高怠速转速,否则降低转速。
空档起动开关电路故障,ECU收到错误信号使怠速过高或过低。
(十)点火系故障
点火系中点火线圈、点火器或点火ECU、分电器、点火信号发生器、相关影响点火正时的传感器及高压线不良,造成缺火、火花弱、点火正时不准等,导致怠速不良。
除以上故障原因外还有以下故障同样会引起某种怠速异常:
ECU故障;
主氧传感器电路;
EFI主继电器电路;
备用电源电路;
冷起动喷油器电路;
混合气调节可变电阻器电阻;
燃油质量;
进气管漏真空;
空气滤清器堵塞;
气缸压缩不良等。
怠速抖动必须进行检修,抖动可能会导致严重的机械故障,导致发动机异常磨损,积碳增多,油耗增加,怠速不稳必须及时检修,以免导致更高的维修费用。
费油,因为是燃烧不完全,在燃烧室以及节气门形成积碳造成的怠速抖动。
不及时清理积炭,严重时会影响其他部件。
比如拉缸。
会有一定的影响,因为发动机到一定的转速,才会动力输出平衡,均匀,对发动机各各部件的压力减压。
不到一定转速对曲轴,汽门,和活塞环,以及其它部件冲击大。
磨损也大。
(一)怠速不稳,易熄火
1.故障现象:
发动机启动正常,但不论冷车或热车,怠速均不稳定,怠速转速过低,易熄火。
2.故障原因:
(1)进气系统或真空系统漏气。
(2)真空滤清器堵塞。
(3)怠速控制阀或附加空气阀工作不良。
(4)空气流量计有故障。
(5)EGR阀卡住常开,不能关闭。
(6)怠速调整不当。
(7)油路压力太低。
(8)喷油器雾化不良、漏油或堵塞。
(9)火花塞不良。
(10)高压线漏点或断路。
(11)点火正时失准。
(12)气缸压缩压力过低。
3.故障诊断与排除
(1)先进行故障自诊断,检查有无故障码出现。
如有,则按所显示的故障码查找故障原因。
要特别注意会影响怠速工作的传感器、执行器(如冷却液温度传感器、节气门位置传感器、怠速控制阀等)有无故障。
(2)检查进气系统各管接头、各真空软管、废气再循环系统和燃油蒸汽回收系统有无漏气。
(3)检查怠速控制阀的工作是否正常。
对于脉冲电磁阀式怠速控制阀,可在发动机运转过程中拔下怠速控制阀接线插头。
如果发动机转速无变化,说明怠速控制阀或控制电路有故障,应检修电路或更换怠速控制阀。
(4)怠速时逐个拔下各缸高压线,检查发动机转速的下降量是否相等。
如果在拔下某缸高压线时,发动机转速基本不变,说明该缸工作不良或不工作,应检查该缸火花塞或喷油器有无故障,喷油器控制电路有无短路。
(5)检查高压火花。
如火花太弱,则应检查点火系统。
(6)拆检各缸火花塞,检查电极有无磨损过甚或积炭,火花塞电极间隙是否正常。
(7)检查各缸高压线,如高压线外表有漏点或击穿的痕迹,或用万用表测量高压线,其电阻大于25kPa左右。
如燃油压力太低,则应检查油压调节器、电动燃油泵、燃油滤清器。
(9)按规定的程序,调整发动机怠速。
(10)检查空气流量计。
(11)仔细听各缸喷油器在怠速时的工作声音。
如果各缸喷油器工作声音不均匀,说明各缸喷油器喷油不均匀,应拆检、清洗或更换喷油器。
(12)检查气缸压缩压力,如压力低于0.8MPa,则应拆检发动机。
(13)检查、调整气门间隙。
如上述检查均正常,可拆检、清洗各缸喷油器。
如发现某个喷油器雾化不良或有漏油,经清洗后仍不能恢复正常,则应更换该喷油器。
最后检查发动机电脑。
(二)冷车怠怠速不稳、易熄火
1.故障现象:
发动机冷车运转时怠速不稳或过低,易熄火,热车后恢复
(1)附加空气阀鼓故障。
(2)怠速控制阀故障。
(3)温度传感器故障。
3.故障诊断与排除:
(1)进行鼓故障自诊断,检查有无故障码。
如有,则按显示的故障码查找故障原因。
(2)检查附加空气阀。
拆下附加空气阀,检查在冷车状态下附加空气阀的阀门是否开启。
如有异常,则应更换。
(3)检查怠速控制阀。
熄火后拔下怠速控制阀线束插头,待发动机启动后再插上。
如果发动机转速没有变化,说明怠速控制阀不工作,应检查控制电路或拆检怠速控制阀。
(4)测量冷却液温度传感器。
(5)拆检、清洗各缸喷油器、检查清洗后的喷油器工作情况,如有雾化不良、漏油或喷油量不符合标准,应更换。
(三)热车怠速不稳或熄火
发动机冷车时怠速正常,热车后怠速不稳,怠速转速过低或熄火。
(1)怠速调整过低。
(2)冷却液温度传感器有故障。
(3)怠速控制阀有故障。
(4)火花塞或高压线不良。
(5)电脑搭铁不良。
(6)氧传感器故障或失效。
(1)故障自诊断。
如有故障码,则按所显示的故障码查找故障原因。
(2)按正确的程序,检查发动机的初始怠速转速。
若转速过低,则应按规定程序调整。
(3)检查冷却液温度传感器。
(4)检查怠速控制阀有无工作。
(5)检查各缸火花塞情况,视情况更换火花塞或调整火花塞间隙。
(6)测量各缸高压线电阻,若阻值大于25千欧姆,或高压线外表有漏点或击穿的痕迹,则应更换高压线。
(7)检查电脑搭铁线及发动机机体是否良好。
可在打开点火开关后,测量电脑搭铁线(或故障诊断座内搭铁线、发动机机体)和电瓶负极之间的电压。
若该电压大于1V,说明电脑搭铁线或发动机搭铁不良。
可检查搭铁线的接地端有无松动或锈蚀,也可以重新引一条搭铁线。
(四)热车怠速过高
发动机冷车时能正常快怠速运转,但热车后仍能保持快怠速,导致怠速转速过高。
(1)节气门卡滞或关闭不严。
(2)怠速调整不当。
(3)附加空气阀故障。
(4)怠速控制阀卡滞或控制电路故障。
(5)冷却液温度传感器故障。
(6)空调开关,动力转向器压力开关有故障。
(7)曲轴箱强制通风阀故障。
(8)进气系统中有漏气。
(9)发动机充电电压过低。
怠速转速过高是由怠速时进气量过多或发动机控制信号错误引起的。
造成怠速转速过高的原因有进气温度传感器、冷却液温度传感器、节气门位置传感器、空气流量计、进气压力传感器故障,开关信号故障,怠速控制阀故障,节气门体故障,喷油器故障,真空漏气,发动机控制单元故障或匹配设定不当等。
排除发动机怠速异常过高的故障时,应执行以下步骤。
(1)检查怠速时节气门是否完全关闭,节气门拉索有无卡滞。
用手将节气门摇臂朝关闭的方向扳动,如果发动机怠速能下降至正常转速,说明节气门卡滞关闭不严。
若节气门拉索卡滞,应更换拉索;
若节气门轴卡滞,应拆卸、清洗节气门体。
(2)按该发动机的规定程序,重新调整怠速,对发动机电脑重新设定,即清除发动机电脑中的故障记忆,让其重新学习怠速。
对于大多数电控发动机,当发动机达到正常温度,怠速阀全关时,基本怠速转设为(500加减50)转/分钟。
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