毕业论文设计--汽车检测与维修论文.doc

汽车检测与维修论文

题 目 奇瑞QQ3电喷系统分析

专业名称 汽车检测与维修

目 录
摘要-----------------------------------------------------------------------1
一、简述------------------------------------------------------------------1
二、奇瑞QQ3系列电喷系统分析---------------------------------2
（一）节气门---------------------------------------------------------------2
（二）曲轴位置传感器-------------------------------------------------------5
（三）凸轮轴位置传感器-----------------------------------------------------5
（四）氧传感器-------------------------------------------------------------6
（五）爆震传感器-----------------------------------------------------------7
（六）进气岐管绝对压力传感器--------------------------------------------- 7
三、结束语-----------------------------------------------------------------7
参考资料-------------------------------------------------------------------8
致谢-----------------------------------------------------------------------9

奇瑞QQ3电喷系统分析

摘要: 本文根据笔者近期在奇瑞公司的学习,针对QQ308发动机电路中的传感器构造和工作原理作了简要说明，如电子节气门的构造原理，曲轴位置传感器的原理和作用，凸轮轴位置传感器的原理说明和作用，氧传感器的工作原理，爆震传感器的结构和工作原理，进气歧管绝对压力/温度传感器的检测。
关键字：电喷系统，节气门，传感器
一、简述
该款发动机主要装配于QQ3系列车型，在上市以来,性能稳定,市场保有量很大, 该款发动机是奇瑞公司自主研发的一款低功率绿色环保的微型汽油发动机,采用三缸直列式布置,四冲程0.8排量,配备顶置双凸轮轴和水冷系统,可配备西门子/玛瑞利/锐意泰克多点电控汽油喷射系统。其参数如表1：
表1 SQR372发动机参数
代号
型 号
排 量
压缩比
测定功率
最大扭矩
排放标准
SQR372
0.8L
DOHC
0.812L
9.5
38 /6000
70 /3750
欧Ⅲ

玛瑞利电喷系统：采用玛瑞利系统的SQR372QQ轿车又分为手动档和自动档，手动档配备拉索式机械节气门体，排气系统只安装了一个氧传感器和三元催化转化器。而自动档则使用电子节气门，它接受制动开关和自动变速器控制单元TCU的信号，对发动机和变速器进行协调统一。在ECU和TCU之间还采用CAN-BUS进行通信。排气系统使用前后双氧传感器，三元催化转化器也使用两个，前氧传感器后为预催化转化器，后氧传感器后再加一个三元催化转化器使该车排放转换效率最高，排放达到欧3标准。其他硬件设备则基本相同，点火系统采用火花塞顶置点火线圈直接点火方式，同时点火受爆震传感器闭环控制，系统还集成了对散热风扇和空调压缩机的控制。
西门子电控系统：采用进气压力速度密度法空气计量多点顺序燃油喷射控制，各缸具有独立点火线圈，采用点火高压线直接点火方式，喷油、点火、怠速闭环控制，排气系统无三元催化转换装置，具有OBD-Ⅱ接口系统自诊断功能。
笔者根据近期在奇瑞公司的实习学习情况，针对奇瑞QQ3系列玛瑞利电喷系统自动档系列电路进行一些个人分析和理解。
二、奇瑞QQ3系列电喷系统分析
（一）节气门(如图1)
图1 1-截流阀体 2-支架 3-节气门转角传感器

作用：在电子节气门系统当中,节气门不是通过加速踏板的拉索来控制的。节气门与加速踏板间无机械式连接装置。加速踏板位置由两个加速踏板位置传感器来通知发动机控制单元，加速踏板位置是发动机控制单元的一个重要参数。
构造：该传感器是由两个电位计式的传感器集成在一起，封装在一个塑料壳体内，固定在踏板上。加速踏板绕一根轴旋转，并且通过支架和车身固定，该机构包含一个预紧弹簧和机械定位机构，用以保证踏板完全松开和全部踏下时的位置。加速踏板通过连杆机构作用在传感器轴上，踩加速踏板的时候，连接在旋转轴上的指针将在两个电位计上滑动，指示踏板位置。

节气门是由节气门控制单元内的一个电动机（即节气门控制器如图2）来控制的，在整个转速及负荷范围内均有效。它是由节气门控制单元根据发动机控制单元指令来控制。当发动机不转且点火开关打开时，发动机控制单元根据加速踏板位置传感器的信息来控制节气门控制器，也就是当加速踏板踏下一半时，节气门也打开一半。当发动机运转时（有负荷），那么发动机控制单元可不依靠加速踏板位置传感器来打开或关闭节气门，即加速踏板只踏下一半，但节气门可能已完全打开了。这样不仅可以避免截流损失，还能在一定负荷状态下减少有害物质排放并降低油耗。发动机所需转矩由控制单元通过节气门开度及进气量，发动机转速等来确定。
图2 电子节气门控制器
节气门转角位置传感器结构原理：转角传感器主要由定子和转子组成。
定子由多层电路板构成。电路板上有励磁线圈、三个接受线圈以及控制/分析电子装置。这三个接受线圈分布成多角星型，相位是彼此错开的。励磁线圈在电路板的背面。
转子由一个密闭的线扎构成，线扎上连着传感器臂（线扎与传感器臂一起转动）。线扎的形状与接受线圈的形状是一样的。
工作原理：交变电流流过励磁线圈，于是就产生了一个一次交变磁场，其电磁感应会穿过转子。转子中感应出的电流又会在线扎（转子）周围感应出一个二次交变磁场。这两个交变磁场（分别由励磁线圈和转子产生的）共同作用在接受线圈上，在接受线圈内感应出交流电压(如图3)。

图3 节气门转角传感器原理
转子中的感应与角度位置无关，但接受线圈的感应取决于它与转子之间的距离和其角度位置。由于角度位置不同，转子与接受线圈的重合度就不同，因而对应于角度位置的感应电压副值也就不同。电子分析装置会对接受线圈的交变电压进行整流并放大，并使得三个接受线圈的输出电压成比例（相对于比例测量）如图4。

图4 气门转角传感器电压波形图
在分析完电压信号后，分析结果转化成转角传感器的输出信号，送至控制单元作进一步处理。节气门转角位置传感器P1提供工作信号,备用信号P2提供P1故障时的替代信号,并作为P1的动作检测信号。如图5
图5 节气门转角信号图

转角传感器:这种转角传感器的优点除了非接触式（因而也就没有磨损）外，还有相对比例测量这个优点。
由于产生了这个比例，所以与角度成比例的输出信号基本就与机械公差（如距离变化、轴位移动或倾角误差）无关了。同样，由于这种比例关系，电磁干扰也基本被抑制了。
由于没有使用磁性材料，所以温度及使用寿命因素几乎不影响测量值。这种影响是由于永久磁铁磁场强度随时间的推移或温度变化而减弱造成的。
节流阀体（电线驱动）的转矩控制基于以下几点：
辅助补偿，空调和发电机负载；发动机/变速器整体控制；转矩控制档位；牵引力控制功能；车辆稳定系统控制（ESP）、ASR/MSR功能。
（二）曲轴位置传感器
1.作用及构造
曲轴位置传感器由一个磁铁芯和一个线圈组成，它安装在一个60—2的飞轮齿圈旁（见图6），缺少的2个齿用于确定上止点位置，当信号齿旋转时，线圈上会产生一个变化的磁场（见图6），因而导致线圈上产生一个频率变化的正弦交流信号。此信号既输入给发动机计算机的曲轴转速信号，还有1缸上止点信号。（上止点在缺口后第20个齿），其频率也与发动机转速成比例。

图6 曲轴位置传感器原理
2.常见故障现象：
它安装与离合器飞轮盘上，与飞轮上的58X齿圈共同工作。如果曲轴位置传感器损坏（属于自身构造损坏只能进行更换，不可以维修），或者信号变形、失真（通常是因为传感器与飞轮盘距离偏大或偏小，一般要求距离在1±0.5mm，如果不符合要求，可以通过添加或减少垫片进行修正，当然，也要对间隙产生的原因进行检查，看是否是因为变速器壳体有变形等，以对故障根治性解决），将有可能导致发动机断续点火、不能启动、油耗增加等故障。同时，有可能出现加速发抖、发动机排气发黑、油耗增加等问题。在检查是否是其本身故障时，可以用示波器查看他的波形图，产生故障时波形则会产生混乱或不具规则性。
（三）凸轮轴位置传感器
1.作用：凸轮轴位置传感器为ECU提供凸轮信相位息，此信息与曲轴位置传感器结合使用来判断发动机处于工作循环中的哪个行程,凸轮轴每转一周霍尔效应就产生一个脉冲,同时控制喷油器向正确的气缸喷油.
2.构造：内部为霍尔传感器形式,三线式,由ECU提供参考电压，另外两根分别是信号线和搭铁。
3.故障现象：如果凸轮轴位置传感器出现故障,ECU将进入故障应急模式,此时会增加喷油量.但排放将会超标,故障灯会亮。这时，就应该对发动机进行检查维修了，凸轮轴位置传感器也是只能更换而不可以维修。
（四）氧传感器
1.作用及构造：
氧传感器传感元件是一种带孔隙的陶瓷管，管壁外侧被发动机排气包围，内侧通大气。传感器根据内外侧的氧浓度差间接测量混合气空燃比，该信号传送给ECU，由ECU计算后控制喷油器喷油脉宽。
2.故障现象：
氧传感器的工作电压在0.1～0.9V之间波动，10S内应该变化5～8次，低于这个频率说明传感器老化，损坏或者中毒，需要更换（该传感器无法修复）。
氧传感器探头正常颜色为淡灰色顶尖，异常情况如下：
（1）白色顶尖，硅污染造成，必须更换；
（2）棕色顶尖，铅污染造成，必须更换；
（3）黑色顶尖，积炭造成
3．QQ3配置的SQR308发动机早期不具有三元催化，排放是欧Ⅱ标准，后来为满足更高的排放法规生产的均配置双三元催化。且电喷系统装有两个氧传感器，前氧传感器为预催化转化器，进行空燃比修正（一般应保持LAMDAR在1左右，偏小表示燃油供给少；动力性不好，偏大则表示进气量不足，燃烧不完全，排放超标。点火系统采用顶置点火线圈直接点火方式，同时点火受爆燃传感器闭环控制，这样可以间接控制空燃比，并有效的保护发动机，系统还集成了对散热风扇和空调压缩机的控制。）后氧传感器检测触媒的效率，点亮发动机故障灯。其中后氧传感器的加热线圈受电脑控制，当氧传感器加热到一定温度的时候，发电机ECU就会切断加热线圈的电流，停止加热。加热线圈短路、断路的时候，发动机ECU检测到故障信息，点亮故障灯，在某些特定工况，发动机以故障模式运行。其信号波形如图7：

图7 信号波形

（五）爆震传感器
1.构造：
爆震传感器由爆燃块外壳，压电陶瓷体，惯性配重，壳体和接线插座等组成。压电元件由压电材料石英晶体（二氧化硅SiO2）制成，其承压能力可达20～30×105kpa惯性配重。
用来传递发动机振动产生的惯性力，压电元件和惯性配重用螺栓固定在壳体上，调整螺栓的拧紧力矩就可以调整传感器的输出电压。因为传感器 的输出特性在出厂时已经调好，所以在使用中 不得随意调整。传感器的壳体与润滑油压力传感器的壳体相似，有所不同的是其拧入缸体部分为实心结构。传感器插座上有三根引线，其中两根为信号线，一根为屏蔽线。
2.安装注意事项：
不要让各种液体如机油，冷却液，制动液和水等长时间接触到传感器，安装时接触面不允许使用任何类型的垫圈，传感器必须以其金属面紧贴在汽缸体上，传感器的信号电缆布线时，应该注意不要让信号电缆发生共振，以免断裂。必须避免在传感器的1＃，2＃针脚之间接通高压电，因为这样一来可能会损坏压电元件。
3.故障现象：
当爆震传感器发生故障时，车主是一般感觉不到的，但是发动机电控系统检查到这一现象时，则会运行故障模式，如减小点火提前角进行保护发动机。而只有通过电压信号才能对其进行检测是否损坏，损坏的爆震传感器只要通过更换而不能维修，安装注意事项见上。
（六）进气歧管绝对压力/温度传感器
1.构造
进气歧管绝对压力传感元件由一块硅芯片组成，进气温度传感元件是一个负温度系数（NTC）的电阻，电阻随进气温度变化，此传感器输送给控制器一个表示进气温度变化的电压。
2.故障现象：
1＃，2＃针脚温度传感器在20℃时额定电阻为2.5±0.125千欧。3＃，4＃针脚压力传感器在发动机怠速状态下，3＃针脚应有5V的参考电压，4＃针脚电压应为1.3V左右；空载状态下，慢慢打开节气门，4＃针脚的电压变化不大；快速打开节气门，4＃针脚的电压可瞬时达到4V左右，然后下降1.5V左右。
三、结束语
奇瑞汽车电路采用有西门子，联电，玛瑞利和北京锐意赛克四大客户产品，其中传感器多采用西门子和联电，电路线束多采用玛瑞利和锐意赛克产品，通过对多家公司产品有效整和，使整车性能在不增加成本的基础上综合考虑，发挥到最佳；同时，电路布置也参考优秀车型，使用寿命较高，甚至有超越的例子，线束本身及相关车身电器均经过内部试验部门严格测试，如线束在零下-50℃保持24H后，检查测试性能，并与原来结果相对比，查找考核件的功能及使用寿命条件。
从20世纪90年代开始,汽车已步入了一个全新的电子时代,电子技术在汽车上的应用越来越广泛,汽车电子化程度越来越高。发动机的电子控制不仅从单一项目的控制发展到多项复合集中控制，而且覆盖汽油机、柴油机及近年出现的混合动力等各种发动机。
当然，汽车的发展也带来了一些负面影响，如随着汽车保有量的增加，交通条件，安全，环境污染便成了日益严重的问题。汽车的安全，环保和节能是当今汽车技术发展的主要方向，而解决环保和节能两大难题是现代发动机的主要目标。相信中国自主品牌在新一代汽车人的努力下会有新的突破。

参考文献：
①《红旗、中华、奇瑞、夏利车系维修经验集锦》谭本忠主编，机械工业出版社2008年版；
②；
③《汽车电器维修》—方瑞学主编，机械工业出版社2006年版；
④《汽车电子控制系统检测与维修》樊海林主编，中国劳动社会保障出版社出版；
⑤《汽车电子系统》张键译主编，科学出版社出版。

致 谢
在本次论文设计过程中，于老师对该论文从选题，构思到最后定稿的各个环节给予细心指引与教导,使我得以最终完成毕业论文设计。在学习中,老师严谨的治学态度、丰富渊博的知识、敏锐的学术思维、精益求精的工作态度以及侮人不倦的师者风范是我终生学习的楷模，导师们的高深精湛的造诣与严谨求实的治学精神，将永远激励着我。这三年中还得到众多老师的关心支持和帮助。在此，谨向老师们致以衷心的感谢和崇高的敬意！最后，我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅，评议和参与本人论文答辩的各位老师表示感谢。