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論文：發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的常見(jiàn)故障及防范管理分析
編者按：本論文主要從發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的組成;發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的故障分析等進(jìn)行講述，包括了燃油系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)的層次性、復(fù)雜性、功能控制的集中性隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展、多維層次性、傳播性、相關(guān)性、時(shí)間性、針對(duì)電控發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)及對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的常見(jiàn)故障分析等，具體資料請(qǐng)見(jiàn)：
【摘要】電控發(fā)動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)和功能上均有了較大的改進(jìn)。主要有:(1)結(jié)構(gòu)的層次性、復(fù)雜性從系統(tǒng)論的觀點(diǎn),電控發(fā)動(dòng)機(jī)是由有限個(gè)“元素”通過(guò)各種“聯(lián)系”構(gòu)成的多層次系統(tǒng)。(2)功能控制的集中性。電控發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)主要由電控燃油噴射系統(tǒng)、電控點(diǎn)火裝置、怠速控制、排放控制、進(jìn)氣控制、增壓控制、警告提示、自我診斷與報(bào)警系統(tǒng)等子系統(tǒng)組成,電控燃油噴射系統(tǒng)又包括了燃油系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)和電控系統(tǒng)三個(gè)組成部分。其中電控系統(tǒng)作為整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的控制核心,用來(lái)協(xié)調(diào)各平行和上級(jí)系統(tǒng)的工作。發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)其結(jié)構(gòu)的層次性、復(fù)雜性,其控制功能的集中性,導(dǎo)致其故障表現(xiàn)形式的多樣性、復(fù)雜性。
【關(guān)鍵詞】電控發(fā)動(dòng)機(jī)故障分析
電控發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)主要由電控燃油噴射系統(tǒng)、電控點(diǎn)火裝置、怠速控制、排放控制、進(jìn)氣控制、增壓控制、警告提示、自我診斷與報(bào)警系統(tǒng)等子系統(tǒng)組成。其中電控系統(tǒng)作為整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的控制核心,用來(lái)協(xié)調(diào)各平行和上級(jí)系統(tǒng)的工作。
1發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的組成
電控燃油噴射系統(tǒng)由三個(gè)系統(tǒng)組成:燃油系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)和電控系統(tǒng)。
1.1燃油系統(tǒng)
燃油系統(tǒng)的功能是向汽缸或進(jìn)氣管噴射燃燒時(shí)所需的燃油量。燃油從燃油箱內(nèi)由電動(dòng)汽油泵吸出,經(jīng)汽油濾清器后,再由壓力調(diào)節(jié)器加壓,將壓力調(diào)節(jié)到比進(jìn)氣管壓力高出約250Kpa(2.55kgf/cm2)壓力,然后經(jīng)輸油管配送給噴油器和冷起動(dòng)噴油器,噴油器根據(jù)電控單元ECU發(fā)來(lái)的脈沖信號(hào),把適量燃油噴射到氣缸內(nèi)。
1.2進(jìn)氣系統(tǒng)
進(jìn)氣系統(tǒng)為發(fā)動(dòng)機(jī)可燃混合氣的形成提供必須的空氣。空氣經(jīng)過(guò)空氣濾清器、空氣流量計(jì)、節(jié)氣門(mén)體、進(jìn)氣總管、進(jìn)氣岐管進(jìn)入氣缸。節(jié)氣門(mén)全閉,發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速工況下運(yùn)行時(shí),空氣經(jīng)旁通氣道直接進(jìn)入進(jìn)氣岐管。
1.3電控系統(tǒng)
電控系統(tǒng)是電控單元根據(jù)傳感器檢測(cè)到的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況和汽車運(yùn)行工況來(lái)確定噴油量及點(diǎn)火提前角,從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)在最佳工況下的運(yùn)轉(zhuǎn)。
與傳統(tǒng)的化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)相比,電控發(fā)動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)和功能上均有了較大的改進(jìn)。主要有:
(1)結(jié)構(gòu)的層次性、復(fù)雜性從系統(tǒng)論的觀點(diǎn),電控發(fā)動(dòng)機(jī)是由有限個(gè)“元素”通過(guò)各種“聯(lián)系”構(gòu)成的多層次系統(tǒng)。“聯(lián)系”可分為:結(jié)構(gòu)類、功能類、傳感器測(cè)點(diǎn)類,各自均有一定的層次性,包括頂級(jí)即電控發(fā)動(dòng)機(jī)本身,分系統(tǒng)級(jí)由電控系、冷卻系、啟動(dòng)系、機(jī)械系等組成。各類與各層次間既有各自獨(dú)立的功能,又相互影響、相互牽制。整個(gè)機(jī)體通過(guò)ECU的控制來(lái)協(xié)調(diào)各子系統(tǒng),完成發(fā)動(dòng)機(jī)總體功能,各子系統(tǒng)的功能又是由各自部件的功能相協(xié)調(diào)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,各部件的功能又需要通過(guò)各元件的協(xié)調(diào)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
(2)功能控制的集中性隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,電子控制單元采用了數(shù)字電路及大規(guī)模集成電路,同時(shí)微機(jī)處理速度的不斷提高和存儲(chǔ)容量的增加使其控制功能大大增加,并具有備用功能。另外,與汽油噴射控制、點(diǎn)火控制及其它控制系統(tǒng)相關(guān)的各種控制器,由于所用的傳感器均可通用,如水溫傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器等,因此,利用控制功能集中化就可以不必按功能不同設(shè)置傳感器和ECU,而將多種控制功能集中到一個(gè)ECU上,不同控制功能所共同需要的傳感器也就只設(shè)一個(gè),這就是集中控制系統(tǒng)。
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的主要部件有:電子控制單元(ECU)、空氣流量計(jì)、節(jié)流閥體、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器等,其中節(jié)流閥體又包括:節(jié)氣門(mén)電位計(jì)、怠速節(jié)氣門(mén)電位計(jì)、怠速開(kāi)關(guān)、怠速調(diào)節(jié)電機(jī)等。從控制原理來(lái)看,發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)可以簡(jiǎn)化為傳感器、電子控制單元(ECU)和執(zhí)行器三大組成部分。傳感器是感知信息的部件,功用是采集控制系統(tǒng)的信號(hào)并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸送給ECU,以提供汽車運(yùn)行狀況和發(fā)動(dòng)機(jī)工況等相關(guān)信息。ECU接收來(lái)自傳感器的信息,進(jìn)行存儲(chǔ)、計(jì)算和分析處理后發(fā)出響應(yīng)的控制指令給執(zhí)行器。執(zhí)行器即執(zhí)行元件,其功用是執(zhí)行ECU的專項(xiàng)指令,從而完成控制目的。
2發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的故障分析
發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)其結(jié)構(gòu)的層次性、復(fù)雜性,其控制功能的集中性,導(dǎo)致其故障表現(xiàn)形式的多樣性、復(fù)雜性。主要表現(xiàn)有:
(1)多維層次性對(duì)電控發(fā)動(dòng)機(jī)而言,其故障可劃分為電控系、起動(dòng)系、點(diǎn)火系、冷卻系及機(jī)械系等子系統(tǒng),子系統(tǒng)又由各部件與元件構(gòu)成。同樣,其按功能也可劃分為若干個(gè)層級(jí)。因而發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的故障原因與故障征兆也相應(yīng)與不同的結(jié)構(gòu)層級(jí)、功能層級(jí)以及傳感器測(cè)點(diǎn)類相關(guān)聯(lián)。
(2)傳播性發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)故障傳播方式有兩種:橫向傳播,例如電控系系統(tǒng)內(nèi)某一傳感器故障可引起電控系內(nèi)其它傳感器功能失�；蚴�;縱向傳播,即由元件的故障相繼引起部件故障—子系統(tǒng)故障—系統(tǒng)故障。因此微小的故障如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除會(huì)造成嚴(yán)重的后果。
(3)相關(guān)性某一故障可能對(duì)應(yīng)若干征兆;某一征兆也可能對(duì)應(yīng)若干故障。它們之間存在著錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系。
(4)時(shí)間性發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)故障產(chǎn)生與表現(xiàn)常常與時(shí)間有關(guān),這是由于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)態(tài)性所決定的,如間歇性故障。
(5)放射性某一部位的故障可能引起其它部件出現(xiàn)異常,例如發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)的故障中有時(shí)僅因?yàn)橐粋�(gè)軸承的故障引起,而該軸承的故障導(dǎo)致其它軸承的震動(dòng)增大,而該軸承本身變化反而不明顯。
(6)不確定性(模糊性)故障和征兆信息的隨機(jī)性,模糊性及某些信息的不確定性,組成了故障信息的不確定性。
針對(duì)電控發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)及對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的常見(jiàn)故障分析,如怠速不穩(wěn)、起動(dòng)困難、動(dòng)力不足等,使我們明確了如果要進(jìn)行汽車故障診斷專家系統(tǒng)開(kāi)發(fā),就要建立基于汽車故障碼診斷和故障現(xiàn)象診斷的故障診斷專家系統(tǒng)。
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